刍议爆炸挤淤法在防波堤工程地基处理的应用

刍议爆炸挤淤法在防波堤工程地基处理的应用

胡宪平

浙江省第一水电建设集团股份有限公司浙江杭州310051

摘要：科学技术的进步，使更多新兴技术涌现，爆炸挤淤法的出现，显然对建筑工程施工管理十分有利，在处理防波堤工程地基施工中发挥出重要的作用，凭借着工期较短、经济低廉、便于施工等诸多优势，被广泛加以应用。鉴于很多防波堤工程基础采用的是软土地基，因此运用爆炸挤淤方法加以施工更为适合。本文通过对爆炸挤淤方法加以概述，说明爆炸挤淤法的实施原理，同时分析了施工技术方法，并对施工质量的把控与测定加以分析，以便提供给相关部门人员有效的启发与帮助，推动我国防波堤工程施工技术水平的不断提高。

关键词：防波堤工程；爆炸挤淤法；地基处理；应用

随着我国东南沿海港口工程、水运工程及水利工程项目的不断增多，我国的地基的处理问题变得越来越重要，尤其对于我国沿海区域的防波堤工程来说，爆炸挤淤法的应用较为常见，并获得了非常好的地基基础处理效果。对于防波堤工程项目中的地质条件，包含了软粘土、淤泥，不但透水性强与强度很低，而且含水量非常高，整个施工环境十分恶劣，因此进行地基的处理时，采用爆炸挤淤法可谓最佳，而复合地基法包括排水板处理法与堆载预压法则不适用，因此；深入研究爆炸挤淤法在防波堤工程地基处理的应用具有重要意义。

以下根据温岭市中心渔港二期工程（箬山港区）南防波堤基础处理中采用爆炸挤淤法进行地基基础处理取得的基础处理效果和施工经验来进一步分析和完善和推广爆炸挤淤施工工艺。

1、爆炸挤淤方法概述

所谓爆炸挤淤方法，主要涵盖了两种方法，爆炸挤淤填石方法与爆夯挤淤方法。

1.1爆夯挤淤法的介绍

通过将群药包放到抛石体的表面之上，借助炸药的能量作用，帮助堆石体得到下方向的动能作用，将存在于石体下面的软弱淤泥夹层挤掉，形成相应的抛石深度；并且利用爆炸形成一定的能量作用，进而对石块造成互相错动的影响，促使孔隙率下降，最终实现密实的效果。

1.2爆炸挤淤填石法的介绍

将群药包放置到抛石前面淤泥当中的合适地方，而爆后堆石体的前面朝向淤泥的底边则产生坍落的情况，构成特定厚度与范围的“石舌”，主要显现在下卧硬土层的上面。进行填石的过程中，因为受到其上面的淤泥影响，导致强度降低，所以导致抛石和其易于紧密联结，生成抛填体。通过利用爆炸、抛填的作用，将淤泥换成石方，最终完成对软基的有效处理。

2、爆炸挤淤法的实施原理

实施爆炸挤淤法进行防波堤工程的地基处理时，可以将其看作为一种地基置换处理的方法，借助爆炸的力量，把填料沉入到淤泥之中，同时做挤出处理，实现对基础承载能力加以提升的效果。利用水下爆炸的方式，促使软土层变为泥石流，其中产生的“石舌”表现为一定的梯形状态。所以不难看出，爆炸空腔压力可谓其最主要的力量，并且爆炸震动力、石体自重的压力同样也表现出相应的功效。当产生爆炸的时候，形成的空腔压力会朝向土体的外边挤压，导致土体构成空腔，以上面抛石进行填充。发生爆炸时形成的冲击力，让附近的土体形成很大的超孔隙水压力，破坏了土体结构，影响到排水通道的正常运行，对土体渗透性也产生不良影响，其中的超孔隙水压力很难消除，相应的承载力很快便消失。这其中，土地的强度受到自重提升的作用影响，被挤入到石缝当中，最终完成了对地基置换的任务。

一般而言，土体在爆炸过程中受到一定的弱化影响，这一点根据土体的结构情况便可以看出。显然，在粘粒表面之上是携带者电荷的，当对其靠近以后，在粘粒的表面之上便产生了极性水分子与反离子整齐以及密集吸附后的固定层，至此产生强结合水，其中的固定层属于扩散层，这里面的水分可以看作弱结合水，在扩散层之外的属于自由水。通过改变扩散层的厚度，使粘粒之间的紧密度与靠拢度发生变化。与爆炸作用相关的高温、振动、搅拌以及高压的情况，对粘粒间的位置情况与离子、水分子的定向排列均造成一定的扰乱，使粘粒之间的吸引效果减小，并将其中的结合水转变成孔隙水，因为孔隙水量不断增多，无法处于短时间之内获得消除，给土体构造产生破坏影响。

3、施工技术方法

对于防波堤工程的地基处理问题来说，一般其地基属于软地基，那么爆炸挤淤方法便非常适合。由于东南沿海港口、水运、水利工程项目施工环境相对恶劣、施工困难大，需要运用施工试验段的方式，对爆炸参数加以合理调整改进，完善施工技术，明确堤心石实际的落底高程数值，并对预留的沉降量加以科学选择，为后续的工作做好铺垫。

3.1施工步骤

具体而言，施工步骤依次包括以下各个环节：抛石、爆炸前的测量、制作和安装炸药包、科学定位放样、炸药包的设置和接线、人员的疏散和准备、起爆、爆炸后的测量、合理对比与归纳。

3.2爆炸施工工序

按确定的宽度和高度进行堤身抛填，满足要求后在堤头布药爆破。爆后补抛并继续向前推进，达到设计进尺后再次布药爆破，这样“抛填→爆破→抛填”循环进行，直到达到设计堤长。堤头爆填施工工艺如图所示。堤身向前推进达到适当长度后，进行内外侧的侧爆处理，一次处理长度应根据安全及实际工程情况确定，一般为50～100m，如遇到风大浪大或台风季节时，为减少海堤冲刷损失，减少海堤暴露时间，可以将侧爆处理长度缩短到40～60m。

（l）定位工作：施工开始时，应结合设计图纸制定合理的爆炸方案，对循环抛填石方范围进行科学定位。

（2）抛石操作：实施抛填的时候，以堤一端开始，让抛填堤心石产生相应的高度堤，保证爆填之后的底标高满足设计标高的规定，而两个边坡则是自然边坡。

（3）爆炸前的测定：进行爆炸之前，对抛石断面的形状与规格尺寸进行计算和分析。

（4）炸药包的制作：一般使用的炸药属于胶质炸药，其拥有很大的威力作用，并且抗水性也良好，在水下与地下爆炸工程项目中均可以利用。

（5）炸药包设置和接线：结合爆炸的设计方案，将炸药包设置到抛石体的坡脚淤泥土的位置。

（6）正式进行起爆以前，将全部人员加以疏散，同时设置爆炸线，做好爆炸前的检查准备。

（7）当完成检查任务之后，一般情况之下实施炸药的引爆，细致进行漏爆情况的排查，完成爆炸后的测定工作。

（8）针对爆炸工程项目的最终成效加以分析与归纳，并对施工相应的参数加以调整，经过重复操作，最终完成任务。

4、施工质量的把控与测定

众所周知，工程项目的实施既要达到预期的经济效益目标，也应确保工程的质量，提升使用安全性，延长使用年限，因此开展爆炸挤淤法处理防波堤工程的地基工作时，需要严格把控与测定，让施工质量合格。

4.1施工质量的把控

首先，工程的施工过程中，需要紧密依照设计规定进行合理设置爆炸参数，进而有效把控炸药的质量；其次，无论是爆炸以前，还是爆炸之后，都应该实施断面的测定；最后，针对抛填石料的含泥量指标加以严格把控，确保质量过关。

4.2施工质量的测定

实际上，对于爆炸挤淤爆夯法而言，其可谓经过了一个多次循环的过程。施工过程中需要对上一循环的工程质量加以测定。测定的具体内容总结如下：

①体积平衡法：在爆破施工期按爆填影响距离，结合侧爆段长度进行抛填方量的统计，并测量爆破处理后的堤身断面。计算出实际抛填方量和设计断面方量的差别，推算堤身泥面下的断面形状，计算落底的深度。

②施工期沉降位移观测法：对爆填结束的施工段，每50米设置一个沉降位移观测点，单点连续观测时间不少于3个月，每点测量次数不少于15次。

③钻孔检测法：直接探明抛石体置换淤泥的落底状况。对地基下卧层无粘土层的探验孔，要求探明爆炸排淤填石沉落底标高以及泥石混合层厚度，并深入淤泥层以下土层不少于2m，取土样做室内土工试验，以判明各土层的物理力学指标，钻孔检测属于抽检，钻孔数量和位置根据《水运工程爆破技术规范》、设计文件要求以及业主监理要求确定。

④有粘土层的地基下卧层探验：钻孔时增加粘土层土样取土，取土间距2m。土样做室内土工试验，试验内容包括物理性指标及固结快剪剪力试验及压缩试验。

⑤物探检测法：按纵横断面布置测线。纵断面应分别布置在堤顶、内坡、外坡的适当的位置上。横断面应布满全断面范围，间距取20m。测点距离不大于2m或采用不间断扫描方式。物探检测属于普检，但该法应与上述钻孔资料配合分析，才能获得可靠的精度。

5、南防波堤爆炸挤淤参数的确定

由于温岭市中心渔港二期工程（箬山港区）为浙江省重点工程，是国家在东南沿海重要的避风渔港之一，工程地处浙江东南沿海，风高浪急，水深在8~11米，每年7~9月份为台风高发期，对于基础处理方案的选择至关重要，直接影响到工程的实施效果。

项目建设单位：温岭市中心渔港开发有限公司

项目设计单位：浙江省水利水电勘测设计院

项目监理单位：华东工程咨询公司

项目施工单位：浙江省第一水电建设集团股份有限公司

南防波堤主要参数表

注：1、断面号为断面所在地质剖面图位置的编号；

2、1～8断面和19～25断面为直抛填筑断面，这里暂不做统计；

3、混合层厚1.5m。

南防波堤项目基础处理于2014年3月15日开始、2015年11月18日完成，历经2年的台汛期考验，目前南防波堤基础稳定、安全可靠、日均沉降值小于设计值，经业主委托第三方检测单位对南防波堤各项技术指标进行检测南防波堤各项技术指标完全达到或超过设计要求，爆炸挤淤基础处理技术不仅节约了成，还加快了施工进度，达到了预期目地。

总结：

综上所述，相较于一般的地基处理方法，爆炸挤淤法应用到防波堤工程地基处理工程中非常适合，具有一定的实用性与可行性，这点对于港口、水运、水利工程的水下基础处理方案十分显著。在运用爆炸挤淤法进行施工的过程当中，相关施工管理人员需要和设计图纸紧密结合，采用爆炸实验检测，对其爆炸的参数情况加以实时调整和改进，最终以便满足图纸设计参数落底深度的规定，此外，需要注意的是，装药量的合理性把控也不可忽视。当经过了系统、深入地质量检验之后，将各类安全隐患有效加以排除，从而有效提升了工程项目的质量与安全性，具有着十分重要的实践价值和推广意义。

参考文献

[1]马兆荣.爆炸挤淤法在防波堤工程地基处理的应用[J].电力勘测设计，2015，04：6-7+31.

[2]俞元洪.深水条件下深厚软土地基的爆炸挤淤处理技术研究[D].浙江工业大学，2014.

[3]陶松垒，罗朝盛，付显阳，付永平.爆炸处理地基方法在渔港防波堤工程中的应用[J].爆炸器材，2016，01：28-32.