桩基挖孔劈裂施工技术探究

摘 要：挖孔桩在公路桥梁施工中经常使用，常规的挖孔方式有爆破和风镐两种方式。这两种方式在一定的条件下，效率和安全性都不高，部分施工条件下禁止使用。为此必须采用新的施工工艺，采用劈裂施工技术可以很好的解决以上的问题，本文就人工挖孔桩的施工技术进行详细阐述。

关键词：人工挖孔；无爆破；劈裂施工

中图分类号：U44 文献标识码：A

人工挖孔桩施工中岩层地质以往多采用爆破和风镐进行施工。采用爆破进行孔内的石方开挖安全性比较低，且现今国家对炸药的使用审批相当严格；采用风镐进行破碎，对于一些软石施工效率尚可，而岩性坚硬的石方施工效率就大大降低。采用新型的劈裂工艺进行挖孔桩石方的开挖，无需爆破，破碎时不会产生压力波，也没有振动、噪音和粉尘，且施工效率高。

一、人工挖孔劈裂施工技术适用范围。

1、劈裂施工技术适用于石质人工挖孔桩开挖，尤其硬石效果更明显。劈裂工艺，纯利用物理原理进行，针对石材抗拉能力差的弱点通过楔块扩大推理的进行。

2、对于安全性要求较高的区域，不能采用爆破施工，风镐施工效率比较低，采用劈裂施工技术就解决了这一难题。

二、挖孔桩劈裂施工技术工艺原理

利用劈裂机、水钻和风钻的成套使用，先在桩孔石方中间由水钻取出一个大孔，然后利用风钻在大孔周围分布小孔，在小孔内利用劈裂机进行劈裂作业，分解石料，从而进行挖孔。

劈裂机（图1）主要利用液压和楔块原理（图2）增大作用力，从而达到对石方的劈裂的效果。

图1劈裂机

图2劈裂头楔块

三、挖孔桩劈裂施工技术特点

1、代替炸药人工挖岩石孔桩,施工过程无爆破，安全性高无污染。采用劈裂工艺进行挖孔桩石方开挖，其过程无振动、无冲击、无噪音，无粉尘。

2、成孔质量高，扩孔率小。采用劈裂机进行桩孔内石方开挖，其开挖的界面完全由钻孔的位置决定，其劈裂的尺寸准确，从而保证了成孔的质量。

3、施工速度快，成本低。劈裂工艺不计打孔仅仅需要数秒钟，且一个劈裂机可同时带多个劈裂头，工作效率高，设备操作简单、维护保养方便。

四、挖孔桩劈裂施工技术艺流程及操作要点

1、施工工艺流程（图3）

图3挖孔桩石方劈裂施工工艺流程图

2、 施工准备

1）检查劈裂机等设备的状态，保证设备良好，能够正常使用。仔细核实劈裂机的性能，确定劈裂能力，获取最大劈裂距离和深度。

2）布孔时，大孔居中，小孔分布周围；从内圈至外圈间距逐渐增大，最大间距不超过设备能力；桩径边缘位置为了控制尺寸，密度适当增大。

3）根据布孔的形式，在桩孔内进行标识，以控制钻孔的位置。

3、钻大孔

1）钻大孔根据空间的大小，可选用手持式或固定式水钻，其钻头直径选择10cm或者15cm。

2）取孔的长度不低于50cm，并大于劈裂头长度的2倍；以满足临空面和保证劈裂空间的要求，从而保证工作效率。

3）布孔形式分三种：第一种--对于小直径的桩基可钻一个大孔，周边以圆周的形式布设小孔（图4）；第二种--大直径的桩基根据需要可分布2-3个大孔（图5），中间位置散布小孔，周边尽量以圆周的形式布设小孔，以满足桩径尺寸的控制。第三种--对于方形桩可按方形布设。

4小桩径布孔示意图 5大桩径布孔示意图

4、钻小孔

1）围绕大孔的周围用风枪钻孔，钻孔位置应按照打孔布设图执行；孔径以劈裂机的型号而定，一般直径为38～42mm。

2）按照布孔的设计，一次性施打完毕；钻小孔后使用预先准备好的钢筋插入比试，以保证钻孔深度满足劈裂机的要求。

3）小孔的深度必须大于劈裂头长度的2倍。

4）桩径处打小孔时，其方向宜向桩基外倾斜，倾斜角度不大于5°。

5、劈裂作业

1）劈裂工艺可一个孔一个孔的进行，也可多个劈裂头同时进行；同时进行劈裂时应按照布孔在半圆内进行。劈裂作业如图6。

2）劈裂头插入必须保证其劈裂的方向正确，楔块的平整面应于石方开裂方向在同一直线上。

图6 劈裂作业图

图7 楔块内槽涂抹油

3）内圈劈裂完成后，应用撬棍把石块裂缝加大，以保证下一圈的劈裂临空面。

4）劈裂前将中心楔块伸出，在受力表面以及外楔块内槽内，涂抹专用脂（图7）。每使用5～10次，在外楔块处涂抹一次，以充分减少摩擦，增大实际劈裂力。

5）劈裂完成后，打开回油阀退出中楔块，才能将劈裂头取出。

6、石块清理外运

1）石块清理时，利用吊桶进行，每桶装石块的数量以不超出桶沿为宜。

2）较大石块应进一步解小后方能放入桶内吊出。

桩基挖孔采用劈裂施工工艺无需爆破，分裂过程无振动、无冲击、无噪音，无粉尘，安全性高。成孔尺寸完全符合桩基成孔的要求，施工质量高。工作效率高，投入资源少，可以降低成本30%以上效益明显。同时，采用本工法避免了爆破产生的炮损赔偿的费用。在未来的公路桥梁桩基施工中，基于以上的优点该技术将会得到广泛应用。

参考文献

[1]液压劈裂机在阿尔及利亚沙漠水管线项目中的应用[J].石油天然气学报，2010(03).

[2]钢筋混凝土内支撑梁液压劈裂破除施工技术研究[J].广东土木与建筑，2011(02).