祥鹅佳苑11#15#楼静力爆破方案比选论证后2.docx
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祥鹅佳苑11#15#楼静力爆破方案比选论证后2
祥鹅佳苑11#、15#楼及地下室工程
地下室岩石破碎方案比选
（专家论证后）
编制：
审核：
审批人及审批意见：
编制单位（章）：
柳州市建筑工程集团有限责任公司
编制时间：
年月日
总监审批：
监理单位（章）：
建设单位项目负责人审批：
建设单位（章）：
一、编制依据
1、工程概况
项目名称
祥鹅佳苑11#、15#楼及地下室工程
建设地点
广西柳州市西鹅路南段东侧
建设单位
柳州市房地产开发有限责任公司
设计单位
信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司
勘察单位
广西水文地质工程地质勘察院
监理单位
广西益建工程建设监理有限责任公司
施工单位
柳州市建筑工程集团有限责任公司
建设规模
总建筑面积为51700.54㎡;其中,地下均为1层，11#楼地上为32层，地上建筑总高度92.80m；15#楼地上为17层，地上建筑总高度49.30m。
结构类型
基础形式：
主楼采用平板式筏板基础，纯地下室为独立基础、条形基础。
结构形式：
剪力墙结构
合同范围
经评审的施工图所含建筑、结构、给排水、电气、消防等工程
（人防门及人防设施不在中标清单范围内），详见工程量清单。
合同工期
900日历天
质量要求
质量标准：
合格
2、破碎岩石概况
2.1工程地质情况
根据广西水文地质工程地质勘察院《柳州市祥鹅佳苑11#楼岩土工程桩基施工勘察报告》、《柳州市祥鹅佳苑15#楼岩土工程桩基施工勘察报告》，11#楼场地基岩面标高88.42~92.38m，15#楼场地基岩面标高88.04~92.02。
岩土工程地质特征如下：
2.1.111#楼：
（1）第②层耕表土（Qpd）
灰褐色，土体较湿，土中含植物根须和有机质，结构松散。
该层分布连续，层厚0.5~1.00m。
（2）第③层硬塑状红黏土（Qel）
棕黄、棕褐、灰褐色，土体稍湿，结构致密，局部含少量铁锰质结核风化物，土芯切面光滑，手捻滑感强，手指摁略有指印，干强度及韧性高，无摇振反应。
该层分布连续，顶面埋深0.5~1.00m，层厚1.20~5.60m。
（3）第③层可塑状红黏土（Qel）
棕褐色、灰褐色，土体湿，结构欠致密，土质均匀，土体切面光滑，手捻滑感强，手摁指印明显，干强度及韧性高，无摇震反应。
该层分布于建筑轴线11-25~11-28南部地段，受含有机质的地表水长期浸染作用形成。
有9个钻孔揭露该层，顶面埋深0.5~0.80m，揭露厚度为1.30~2.80m。
（4）第⑤层强风化白云岩（C2d）
灰黄色，原岩结构已基本风化破坏，岩体风化裂隙发育，干钻进尺正常，岩芯多呈砂状、碎块状，岩块断面陈旧。
岩体破碎，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
该层于119个钻孔中有揭露，顶面埋深1.80~6.30m，顶面标高88.42~92.38，厚度为0.40~3.60m。
（5）第⑥层中风化白云岩（C2d）
灰白、灰色，隐晶质结构，中厚层状，岩体风化裂隙较发育，岩体较破碎，给水钻进进尺正常，岩芯多机械破碎呈砂状，少量碎块状，岩块断面较新鲜，见少量小溶孔发育。
该层在场地内分布连续，顶面埋深2.10~11.80m，顶面标高82.85~92.07m，揭露层厚12.20~19.20m。
以上各岩土层厚度及顶面埋深等详见工程地质剖面图及钻孔柱状图。
2.1.215#楼：
（1）第①层杂填土（Qml）
杂色，主要由块石夹杂建筑垃圾组成，大部分地段表层0.3m为混凝土地坪。
分布较连续，揭露厚度0.40~2.00m。
（2）第②层耕表土（Qpd）
灰褐色，土体较湿，土中含植物根须和有机质，结构松散。
顶面埋深0.40~2.00m，揭露层厚0.5~1.00m。
（3）第③层硬塑状红黏土（Qel）
棕黄、棕褐色，土体稍湿，结构致密，局部含少量铁锰质结核风化物，土芯切面光滑，手捻有滑感，手摁略有指印，干强度及韧性高，无摇振反应。
该层分布连续，顶面埋深0.00~2.80m，层厚0.70~5.70m。
（4）第⑤层强风化白云岩（C2d）
灰黄色，原岩结构已基本风化破坏，岩体风化裂隙发育，干钻进尺正常，岩芯呈砂状、碎块状，岩块断面陈旧。
岩体破碎，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
该层仅在Z66桩的钻孔（130、131、132号）中有揭露，顶面埋深4.00~4.20m，顶面标高90.53~90.75，厚度为1.20~1.70m。
（5）第⑥层中风化白云岩（C2d）
灰白色，隐晶质结构，中厚层状，岩体风化裂隙较发育，岩体较破碎，给水钻进进尺正常，岩芯多机械破碎呈砂状，少量碎块状，岩块断面较新鲜，见少量小溶孔发育。
该层在场地内分布较连续，顶面埋深1.90~6.80m，顶面标高88.04~92.02m，揭露层厚13.00~27.10m。
以上各岩土层厚度及顶面埋深等详见工程地质剖面图及钻孔柱状图。
2.2地下水
2.2.111#楼：
（1）上层滞水
本次勘察钻探过程中各钻孔均遇该地下水，稳定水位标高93.14~93.88m，水位较为接近，主要赋存于耕表土、红粘土层中，以大气降水、周围生活废水及地表积水入渗补给为主，其水量小。
（2）白云岩裂隙孔洞水
主要赋存于白云岩溶隙中，钻孔至基岩面后有地下水涌出，表明其初见水位一般在基岩面位置，受上层滞水影响，本次勘察钻孔内未能实测该岩溶裂隙孔洞水的水位埋深。
据对临近祥鹅佳苑8#楼已开挖基坑的水位观察，其稳定水位标高约92.0m，基坑开挖至标高90.80m时，已整体进入白云岩，面积3200m2的筏板基础基坑总涌水量约220t/h。
据钻探及物探资料分析，8#楼地段属于岩溶弱发育区，11#楼岩溶发育程度为中等，因而地下水单位面积出水量比8#楼高，富水性中等，预计基坑总涌水量约为150t/h（基坑开挖面积约1400m2），采用钻孔旋挖桩与筏板联合基础，地下水量对基础施工有一定影响。
2.2.215#楼：
（1）上层滞水
本次勘察钻探过程中各钻孔均遇该地下水，稳定水位标高92.26~93.81m，因该场地西、南两面已开挖建成一层地下室（地板标高91.80m），其水位表现为往西、往南方向愈埋藏较深。
该层水主要赋存于红粘土层中，以大气降水、周围生活废水及地表积水入渗补给为主，其水量小。
（2）白云岩裂隙孔洞（溶洞）水
主要赋存于白云岩溶洞、溶蚀裂隙中，钻孔至基岩面后有地下水涌出，表明其初见水位一般在基岩面位置，受上层滞水影响，本次勘察钻孔内未能实测该岩溶裂隙孔洞水的水位埋深。
据对临近祥鹅佳苑8#楼已开挖基坑的水位观察，其稳定水位标高约92.0m，基坑开挖至标高90.80m时，已整体进入白云岩，面积3200m2的筏板基础基坑总涌水量约220t/h。
据钻探及物探资料分析，8#楼地段属于岩溶弱发育区，15#楼岩溶发育程度为中等，因而地下水单位面积出水量比8#楼高，富水性中等，预计基坑总涌水量约为150t/h（基坑开挖面积约1400m2），采用钻孔旋挖桩基础，地下水量对基础施工影响小。
2.3岩层破碎明细
2.3.111#楼岩层破碎
破碎部位
破碎范围
破碎岩层情况
破碎岩层厚度（m）
破碎岩层数量（m3）
筏基配电房降板
破碎高程▽89.23-92.07m（最高点）
面积：
234m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
1.42
332.3
筏基电梯井
破碎高程▽87.48-92.07m（最高点）
面积：
144m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
2.30
331.2
筏基集水坑
破碎高程▽89.13-92.07m（最高点）
面积：
150m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
1.52
228
筏基（除集水坑、电梯井、配电房降板）
破碎高程▽90.13-92.07m（最高点）
面积：
831m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
0.97
806
筏基
破碎高程▽90.13-92.38m（最高点）
主要分布于筏基西北侧及其他零星部位，面积约：
200m2
强风化岩层，岩体软，岩体基本质量等级为Ⅴ级
平均：
0.55
110
合计：
1807.5
注：
以上计算以岩土详勘报告及设计图纸为依据。
2.3.115#楼岩层破碎
破碎部位
破碎范围
破碎岩层情况
破碎岩层厚度（m）
破碎岩层数量（m3）
筏基电梯井
破碎高程▽87.78-92.02m（最高点）
面积：
144m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
1.97
283.68
筏基集水坑
破碎高程▽90.63-92.02m（最高点）
面积：
50m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
1.02
50
筏基集水沟
破碎高程▽90.28-92.02m（最高点）
面积：
112.4m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
0.87
98
筏基（除集水坑、电梯井、集水沟）
破碎高程▽90.63-92.02m（最高点）
面积：
860.6m2
中风化岩层，坚硬性脆，岩体基本质量等级为Ⅳ级
平均：
0.7
602
筏基
破碎高程▽90.63-90.83m
主要分布Z66（130、131、132孔位），面积约：
30m2
强风化岩层，岩体软，岩体基本质量等级为Ⅴ级
平均：
0.3
9
合计：
1043
注：
以上计算以岩土详勘报告及设计图纸为依据。
3、本项目工程形象进度
11#楼及地下室：
副楼已完成底板砼及以下基础，主楼筏板见岩面以上土方已开挖完毕，裸露地基岩面，未达设计基底标高。
15#楼及地下室：
副楼已完成底板砼及以下基础，主楼未开始施工。
4、邻近标段工程形象进度
东、南侧为10#、14#楼及地下室：
地下室及主楼已全部完成，并已进行竣工初验。
西北侧为4#、7#楼及地下室：
地下室已完成，邻近7#楼主楼已完成地上2层。
（7#楼工程主楼为旋挖桩基，最近桩基距本工程需破碎筏基岩石距离为：
32.1m）
东北侧为8#、12#、13#楼及地下室临时管理用房。
东侧为规划道路：
正在施工道路地基。
5、工期及本工程造价要求
5.1工期要求
本工程合同总工期为900日历天，根据总进度计划，主楼筏基土石方开挖在关键线路上，11#楼筏基岩石破碎应在15天内完成，15#楼筏基岩石破碎应在10天内完成，方不影响总工期及关键节点完成。
5.2工程造价
由我单位承建的祥鹅佳苑11#、15#楼及地下室工程，合同价格为12168万元。
经查中标清单，本项目工程无岩石破碎项。
二、周边环境
本工程位于牛扒村附近，柳州市西鹅路南段东侧，规划中祥鹅路南侧。
场地内原为散落村民住宅、菜地，西北面红线外80M有村民居住点，西、南面是已建设完成的10#、14#楼及地下室工程，西北面为正在施工的4#、7#楼及地下室工程（已完成地下室，且7#楼主楼完成至2层），东北面为8#、12#、13#楼及地下室临时管理用房，东面为规划进场道路（已完成路床压实）（见附图1），即本工程位于三面已建成建筑物之间。
1、西北面红线外80m村民居住情况
为山头村委，该居住片最近距本工程80m，为9户正常居住居民，并往西方向为连续居住区。
经实地勘察，最近民居为一户2.5层、高度12.5m的砖混结构，屋顶安装有圆形不锈钢水箱。
2、西、南面10#、14#楼及地下室工程情况
西、南面为10#、14#楼及地下室工程，地下室由0.8m宽后浇带与本工程相接，主楼与本工程的最近为10#楼，距离为23.4m，该工程已完成竣工初验。
3、北面4#、7#楼及地下室工程情况
西北侧为4#、7#楼及地下室工程，地下室由0.8m宽后浇带与本工程相接，主楼与本工程的最近为7#楼，距离为8.7m，该工程地下室已完成，邻近7#楼主楼已完成地上2层。
（7#楼工程主楼为旋挖桩基，最近桩基距本工程需破碎筏基岩石距离为：
32.1m）
4、北面8#、12#、13#楼及地下室临时管理用房情况
北面为8#、12#、13#楼及地下室临时管理用房，其围墙及民工宿舍已在本工程标段范围内，占用约16.6m，本工程北侧地下室B-P~B-R轴线交A-41~A-52轴线间不得施工。
管理用房为2层活动板房，靠近本工程主要有其锅炉房，且在本工程11#楼主楼筏基内有其临时用抽水井，其水井深82m，抽水井旁及边坡边安装有圆形不锈钢水箱。
5、东面规划市政道路情况
此规划道路为南北走向，规划路边距本工程需破碎筏基最近为22m，该工程已完成路床，正在进行排水管的安装。
三、编制依据
1、祥鹅佳苑11#、15#楼及地下室工程《施工合同》
2、祥鹅佳苑11#、15#楼及地下室施工设计图；
3、《中华人民共和国建筑法》
4、《中华人民共和国安全生产法》
5、《中华人民共和国环境保护法》
6、《中华人民共和国消防法》
7、《建设工程安全生产管理条例》
8、本工程《岩土工程详细勘察报告》、《岩土工程施工勘察报告》
9、本项目施工组织设计
10、根据我公司多年承建土石方工程的施工管理经验和本工程的设计标准。
结合我公司的施工能力、资源、技术特长、机械设备等情况
11、相关技术规范及参考文献：
《爆破安全规程》（GB6722-2014）
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2013）
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）
《建筑施工土石方工程安全技术规范》（JGJ180-2009）
四、基础岩石破碎方案比选
1、本工程基础岩石破碎概况
根据广西水文地质工程地质勘察院《柳州市祥鹅佳苑11#楼岩土工程桩基施工勘察报告》、《柳州市祥鹅佳苑15#楼岩土工程桩基施工勘察报告》，11#楼场地基岩面标高88.42~92.38m，15#楼场地基岩面标高88.04~92.02。
而11#楼主楼筏板基底标高为▽89.25~90.15m，电梯井基底标高为▽87.50；15#楼主楼筏板基底标高为▽90.65m，电梯井基底标高为▽87.80m。
筏基所遇岩石大部份为中风化白云岩，局部为强风化白云岩。
根据勘察报告中显示，中风化岩石地基承载力特征值fak=4000kPa，岩石抗压强度为36.6~98.4MPa，平均值60.4MPa，抗压强度标准值frk=48.3MPa。
强风化白云岩局部分布，厚度小，筏基大部入中风化岩及电梯井基底所遇中风化岩石需破碎，根据地勘报告及设计筏基基底、范围计算，11#楼岩石破碎量约1807.5m3，15#楼岩石破碎量约1043m3，合计约2850m3（计算见一、2、2.3条）。
2、岩石破碎方案及比选
对已开挖部分裸露岩层，项目部试用带液压破碎锤的履带式大型挖掘机CAT329D破除岩石，由于岩石硬度较大，机械破碎效率非常低。
根据现场计量，CAT329D破碎岩石14立方，该机械台班为4800元，机械破岩单价350元/m3。
各参建方现场勘查，提出三种岩石破碎方案，分别为机械破碎、炸药爆破、静力爆破，用于比选。
2.1三种岩石破碎方案介绍
序号
方案名称
方案简介
1
机械破碎
拟采用履带式液压岩石破碎机直接对岩石进行破除，具体施工方式为挖机清除岩层表面覆土，炮机自上而下分层破除解小岩石，挖机及时清运。
2
炸药爆破
拟采用采用“大面积成片逐孔孔外延时孔间微差爆破”方法进行开挖，原则上分区域由上至下分层实施爆破。
主要采用深孔爆破，一般采用10m作为一个分层爆破高度，但因表层高度不一致或局部开挖高度不足10m，爆破高度取5～10m。
局部开挖高度不足5m部分，可适当加深至5m，或采用浅孔辅助进行爆破开挖。
3
静力爆破
静力爆破是一种不使用炸药就能破裂岩石、混凝土的粉状工程施工材料。
它的主要成分是氧化钙还含有一些按比例掺入的化合物催化剂。
其破碎介质的原理就是利用装在介质钻孔中静态破碎剂加水后发生的水化反应，使破碎剂晶体变形，产生体积膨胀，从而缓慢的、静静地将膨胀压力（可达30Mpa-50Mpa）施加给孔壁，将岩石涨裂。
它解决了爆破过程中遇到不允许使用炸药爆破而又必须将岩石破碎的难题，是国际上流行的新型、环保、非爆炸施工材料。
注：
相邻标段岩石破碎方案的比选及采纳、实施情况
位于本工程北面、由0.8m宽后浇带与本工程相接的相邻标段为祥鹅佳苑7#楼及地下室工程，地下室开挖遇到岩石阻碍，所遇岩石属于中、微风化白云岩，层顶标高约85.32~132m，破碎岩石工程量约4000m3。
该工程基础岩石破碎实际采用静力爆破方案，相关工艺费用及工期为：
静力爆破药剂综合用量：
15kg/m3
爆破单价：
392元/m3（直接费）；
日完成量：
30天完成，即每天可完成破石工程量为：
133m3。
2.2岩石破碎方案比选
根据相邻标段4#、7#楼及地下室工程岩石破碎采用静力爆破的相关工艺费用及工期，结合本工程破碎范围、面积、岩层厚度、硬度、分类及工程量，从技术、经济、工期等方面进行对比分析，如下表《方案比选表》：
方案比选表（按3000方岩石预计）
方案名称
机械破碎
炸药爆破
静力爆破
技术性
设备
4台CAT329D装炮头挖掘机
2台凿岩钻孔机
2台凿岩钻孔机
人员
挖掘机司机4人
钻孔工10人、爆破工4人、信号工1人
爆破工6人
材料准备
无
按深孔爆破：
炸药1000kg
静力膨胀剂：
45000kg
工艺要求
见上述方案介绍，采用履带式挖掘机CAT329D装炮头，直接凿岩，防护措施：
1、降尘喷淋，专派3人，采用喷淋管φ32不间断洒水
2、噪音控制：
午间、夜间时段不施工，其他时间噪音不超过规定值。
见上述方案介绍，技术参数需要进行详细计算设计，专业性要求较高，需做专项方案。
爆破参数需经试验，采用适合于本工程的参数。
防护措施：
1、降尘喷淋，专派3人，采用喷淋管φ32不间断洒水
2、噪音控制：
午间、夜间时段不施工，其他时间噪音不超过规定值。
3、飞石覆盖：
本工程岩层破碎面积2800m2，为露天爆破，采用底至面覆盖防护：
棚布、竹跳板、水平兜网，分区覆盖。
4、本工程基坑东侧边坡为素砼50厚，锚筋φ25，三排，水平间距1.5m，深度9m，坡面采用挂钢筋网，再喷80mm厚C20砼。
以加固，不因爆破振动而开裂破坏。
见上述方案介绍，在岩石上钻孔，然后灌装静力爆破剂，依靠其膨胀力使岩石产生裂隙、裂缝，从而达到破碎目的。
相关静力爆破参数可参考相邻标段岩石静力爆破工艺参数。
经济性
直接费用：
预算造价=3000m³*350元/m³=105万元
间接费用（预计）：
1、降尘喷淋：
专派员工3人，使用水量200m3/日：
（3*250元/日+200*4元）*40日＝62000元
2、噪声投诉费用：
无法预计。
共计：
111.2万元
直接费用：
预算造价=3000m³*153元/m³=45.9万元
间接费用（预计）：
1、爆区覆盖及飞石防护费用：
2800*170元/m2=47.6万元
2、基坑边坡加固费用：
126m*7m*65元/m2+2295m*53元/m=17.9万元。
3、降尘喷淋：
专派员工3人，使用水量150m3/日：
（3*250元/日+150*4元）*30日＝40500元
共计：
115.45万元
直接费用：
预算造价=3000m³*390元/m³=117万元
间接费用：
无
共计：
117万元
安全性
安全性高，易于控制
危险性较大，施工方案需进行专家论证。
炸药、雷管等火工品属于危险品，爆破期间严格进行封闭警示防护。
爆破安全距离一般为300m，各种设备的避炮正前方距离为100米，侧面距离为70米，背面距离为50米。
爆破施工飞石、震动效应、扬尘等难以控制，对周边建筑物、居民日常生活、环境影响较大。
使用安
全，环保
不利因素
1、机械破碎（液压岩石破碎机）一般适用于工程量小、岩石较软的工程，而本工程石方破碎，36.6~98.4MPa，平均值60.4MPa，属于较坚硬岩，若采用机械破碎，破碎效果差，施工进度缓慢，工期长。
2、如采用多台履带式液压破碎机同时施工，考虑到安全操作距离基坑内最多2~3台同时作业，另外多台同时施工扬尘、噪音极大，需采取降尘、降噪措施，且有被主管部门限制施工或处罚的风险。
3、本工程属于安置房、保障房项目，建设单位需每月支付过度安置费给拆迁户，工期延长会造成安置费的超量支付。
1、施工区域西面贴近居民楼，炸药爆破易造成楼房震动，存在极大安全隐患。
2、爆破基面为负一层地下室，东面为4.5米左右的基坑，需按原设计做放坡喷浆，如在基坑底部爆破，为防止边坡震动垮塌，需要对基坑边坡采取进一步的加固措施。
3、爆破安全距离为300m，而项目西北面80m范围内有村民居住，周边情况也不适合采取炸药爆破作业；
4、9·30柳城县爆炸事件后柳州市对炸药、雷管等爆破危险品管制加强，甚至一度禁止采用爆破施工，且在工程施工中采用炸药、雷管等爆破施工需经过严格的审批流程，由于工艺的局限性，爆破效果容易打折扣，爆破效果差，需加大炸药使用量；重大节日、重大检查一律不得审批炸药、雷管等火工品，同时爆破施工必须在白天进行，雨天不能施工。
综合来看，炸药爆破作业受太多外因制约，工期难以预计，也无法保证。
静力爆破需钻孔注药，石块胀裂后用挖掘机破除会造成扬尘和噪音，但相对炸药爆破和机械破碎来说扬尘和噪音较小。
工期
本工程岩石破碎方量3000m3，拟安排4台炮机，每日破碎量为14m3/台.台班，则需3000/（14*4）＝54天
按定额，每100m3，爆破需用人工22.4工日，本工程岩石破碎方量为3000m3，拟安排人员15人，则需3000*0.224/15＝45日
参4#、7#楼及地下室工程中7#楼基础岩石静力爆破日完成量：
133m3，则本工程需3000/133=23日
可行性
低
（岩石60MPa以上属于坚硬岩，如后续机械破不动岩石，又重新更换方案则费时费事。
）
低
（工地位于市区，炸药使用审批受限制太多，工期难以把控。
）
高
（技术上没有难度，静力爆破药剂使用也不受限制，工期、费用可控）
综合评价
机械破碎
炸药爆破
静力爆破
安全性
高
低
高
经济性
直接费一般，安全防护费用一般，总体费用一般
直接费低，安全防护费用高，总体费用一般
一般
工期
慢
一般，不可控（爆破手续审批时间）
较短、可控
工程造价
一般
一般
一般
结论：
通过从经济性、技术性、安全性、工期、地方政策等方面对比分析，采用静力爆破最可行有效。
附图1
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