CN110847176B - 在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，包括如下步骤：1)破除钢筋混凝土桩两端包裹的混凝土，使得钢筋混凝土桩两端的钢筋外露；2)通过打孔向钢筋混凝土桩底端注入电解质溶液；3)在电解质溶液中放置电极，将该电极与电源负极连通，同时将钢筋混凝土桩顶端的钢筋与电源正极连通，使得钢筋混凝土桩中的钢筋电解腐蚀；4)对电解腐蚀后的钢筋混凝土桩进行切割。该发明利用电解原理加速钢筋混凝土桩中的钢筋腐蚀，钢筋腐蚀之后，腐蚀产生的膨胀应力使得混凝土开裂，而混凝土的开裂又反向加速钢筋混凝土桩中钢筋的腐蚀，如此大大削弱钢筋混凝土桩的承载力，从而便于切割，降低施工风险和成本。

Description

在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法。
背景技术
对于软弱地基而言，钢筋混凝土桩是一种被普遍采用的建筑物基础形式，广泛分布在地下空间中。在地铁隧道设计和施工过程中，地下空间中的桩基础经常被作为设计重点考虑的控制性障碍物因素，隧道工程为了避让这些桩基础障碍物，在选线设计过程中不得不采用小半径或是大长距离绕行的方式，从而使得线路的线性和功能大大降低，同时也在一定的程度上增加了工程投资成本和运营成本。
因此，在不拆迁建构筑的情况下通过破除桩基础扫清隧道工程穿行过程中的障碍显得迫切的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有桩基础障碍物使得隧道施工选线线路的线性和功能降低，且增加施工和运营成本的问题。
为此，本发明提供了一种在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，包括如下步骤：
1)破除钢筋混凝土桩两端包裹的混凝土，使得钢筋混凝土桩两端的钢筋外露；
2)通过打孔向步骤1)的钢筋混凝土桩底端注入电解质溶液；
3)在电解质溶液中放置电极，将该电极与电源负极连通，同时将钢筋混凝土桩顶端的钢筋与电源正极连通，使得钢筋混凝土桩中的钢筋电解腐蚀；
4)对电解腐蚀后的钢筋混凝土桩进行切割。
进一步的，所述步骤2)中打孔的具体过程：由钢筋混凝土桩顶端向其底端打孔，贯穿钢筋混凝土桩，并在此贯穿孔中设置注液管，通过注液管向钢筋混凝土桩底端注入电解质溶液，使得钢筋混凝土桩底端的钢筋与电解质溶液接触。
进一步的，在钢筋混凝土桩底端周围设置有防止电解质溶液流失的防渗装置。
进一步的，所述电解质溶液为稀硫酸溶液、硫酸铜溶液、氯化铜溶液。
进一步的，所述电极为铜板或石墨，且电极浸没于电解质溶液中。
进一步的，所述电源为直流电源，且其电流密度为1000～3000μA/cm2。
进一步的，所述电源通电时长为7～14天，使得钢筋的腐蚀程度达到20%以上。
进一步的，所述步骤4)中采用盾构机刀盘对钢筋混凝土桩直接切割。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提供的这种在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法利用电解原理加速钢筋混凝土桩中的钢筋腐蚀，钢筋腐蚀之后，腐蚀产生的膨胀应力使得混凝土开裂，而混凝土的开裂又反向加速钢筋混凝土桩中钢筋的腐蚀，如此大大削弱钢筋混凝土桩的承载力，从而便于切割，降低施工风险和成本。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明中破除钢筋混凝土桩的原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供了一种在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，具体包括如下步骤：
首先，通过机械措施破除钢筋混凝土桩两端包裹的混凝土，使得钢筋混凝土桩两端的钢筋外露；同时破除钢筋表面的钝化膜，便于后续钢筋的电联通而发生电解腐蚀。具体的，此处机械破除可采用混凝土破碎机，其破除混凝土的操作过程为现有技术，此处不再赘述。
然后，通过打孔向上述钢筋混凝土桩底端注入电解质溶液。具体的，由钢筋混凝土桩顶端向其底端打孔，贯穿钢筋混凝土桩，并在此贯穿孔中设置注液管，通过注液管向钢筋混凝土桩底端注入电解质溶液，使得钢筋混凝土桩底端的钢筋与电解质溶液接触。其中，电解质溶液可以为稀硫酸溶液、硫酸铜溶液、氯化铜溶液等。
而对于钢筋混凝土桩底端电解质溶液易渗透流失的地质，可以先对地质进行处理，如注浆处理，减少注入电解质溶液的渗透，同时可在钢筋混凝土桩底端周围设置防止电解质溶液流失的防渗装置，使注入的电解质溶液能积蓄，钢筋混凝土桩底端的钢筋浸入电解质溶液中，以便钢筋与电解质溶液能电联通。
其次，在电解质溶液中放置电极，将该电极与电源负极连通，同时将钢筋混凝土桩顶端的钢筋与电源正极连通，这样与电源正极连接的钢筋失去电子发生氧化反应：Fe－2e-=Fe2+；同时电源负极通过电极连通电解质溶液，电解质溶液中的阳离子如H+、Cu2+等得到电子发生还原反应，从而利用电解原理加速了钢筋混凝土桩中钢筋的腐蚀；而钢筋腐蚀之后，腐蚀产生的膨胀应力会使钢筋混凝土桩表面的混凝土开裂，混凝土的开裂又反向加速了钢筋混凝土桩中钢筋的腐蚀，如此反复作用，使得钢筋混凝土桩的承载力大大削弱。
而在此电解过程中，所述电源采用直流电源，且其电流密度为1000～3000μA/cm2；由于钢筋混凝土桩中的钢筋一般为笼状连接结构，电源正极只需通过一根导线与钢筋混凝土桩中的一根钢筋连接，即可使钢筋混凝土桩中的所有钢筋保持通电状态，施工方便。而与电源负极相连的电极可采用铜板或石墨，且将此电极浸没于电解质溶液中，以保证电解质溶液处于通电状态，且电解质溶液中的阳离子发生还原反应。所述电源通电时长为7～14天，使得钢筋的腐蚀程度达到20%以上，这样剩余未被腐蚀的钢筋的承载力大大降低。
最后，通过隧道施工设备如盾构机刀盘直接对上述电解腐蚀后的钢筋混凝土桩进行切割，由于钢筋混凝土桩中钢筋经腐蚀后其强度减弱，减小了其对刀具的磨损，同时也避免因钢筋混凝土桩中的钢筋缠绕刀盘而使得盾构被困，大大降低了施工风险。
综上所述，本发明提供的这种这种在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法利用电解原理加速钢筋混凝土桩中的钢筋腐蚀，钢筋腐蚀之后，腐蚀产生的膨胀应力使得混凝土开裂，而混凝土的开裂又反向加速钢筋混凝土桩中钢筋的腐蚀，如此大大削弱钢筋混凝土桩的承载力，从而便于切割，降低施工风险和成本。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，其特征在于，包括如下步骤：
1)破除钢筋混凝土桩两端包裹的混凝土，使得钢筋混凝土桩两端的钢筋外露；
2)通过打孔向步骤1)的钢筋混凝土桩底端注入电解质溶液；
打孔的具体过程：由钢筋混凝土桩顶端向其底端打孔，贯穿钢筋混凝土桩，并在此贯穿孔中设置注液管，通过注液管向钢筋混凝土桩底端注入电解质溶液，使得钢筋混凝土桩底端的钢筋与电解质溶液接触；同时在钢筋混凝土桩底端周围设置有防止电解质溶液流失的防渗装置；
3)在电解质溶液中放置电极，将该电极与电源负极连通，同时将钢筋混凝土桩顶端的钢筋与电源正极连通，使得钢筋混凝土桩中的钢筋电解腐蚀；
4)对电解腐蚀后的钢筋混凝土桩进行切割。
2.如权利要求1所述的在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，其特征在于，所述电解质溶液为稀硫酸溶液、硫酸铜溶液或氯化铜溶液。
3.如权利要求2所述的在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，其特征在于，所述电极为铜板或石墨，且电极浸没于电解质溶液中。
4.如权利要求1所述的在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，其特征在于，所述电源为直流电源，且其电流密度为1000～3000μA/cm2。
5.如权利要求4所述的在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，其特征在于，所述电源通电时长为7～14天。
6.如权利要求1所述的在不拆迁建构筑物的情况下破除钢筋混凝土桩的辅助工法，其特征在于，所述步骤4)中采用盾构机刀盘对钢筋混凝土桩直接切割。
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