CN114135119B - 一种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，包括如下步骤：S1、在沉井刃脚两侧的混凝土垫层上分别布孔，孔位沿沉井刃脚的边缘依次布置并围绕成圈状；S2、按混凝土垫层上所布的孔位采用风镐进行钻孔并形成底部为封闭状的孔；S3、将孔内及孔周边的渣水通过高压风吹洗干净，然后将配置好的强力膨胀剂倒入孔中并直至倒满；S4、过3至10小时，每个孔及孔的周边通过强力膨胀剂的水化反应之后，使混凝土垫层按照布置孔位轴线开裂；S5、开裂后的混凝土垫层直接采用挖机随沉井内土方挖除；本发明能提高沉井刃脚底部混凝土垫层破碎施工的安全性，降低刃脚混凝土垫层的破坏过程中的环境污染，加快刃脚混凝土垫层的施工速度。

Description

一种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法
技术领域
本发明属于静力膨胀破除施工技术领域，尤其涉及一种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法。
背景技术
目前沉井下沉前，其刃脚底部混凝土垫层基本采用人工利用风镐将混凝土垫层沿沉井结构边线对称将混凝土垫层破碎成块，然后采用挖机将破碎的混凝块挖除的工艺。
该工艺由于混凝土垫层破碎施工期间，沉井内外两侧及四周混凝土垫层无法做到绝对的对称施工，由于混凝土垫层局部破碎，造成其底部砂垫层局部应力突变，导致沉井局部倾斜或整体下沉发生，给混凝土垫层破碎施工人员带了一定的安全隐患，例如：沉井刃脚底部混凝土垫层通过工人先将左边混凝土破碎，然后根据对称施工方法将右边混凝土破碎，再这期间由于混凝土垫层的宽度相对于沉井的直径而言，两者间的比例差很大，虽能采用对称施工方法但由于无法做到同步施工，极易在施工过程中发生局部倾斜或整体下沉；而且在破坏过程中，由于是直接采用风镐将混凝土垫层破碎成块，所产生的粉尘对周边的环境污染很大；混凝土垫层破碎的工程量很大，导致施工速度很慢。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，能提高沉井刃脚底部混凝土垫层破碎施工的安全性，降低刃脚混凝土垫层的破坏过程中的环境污染，加快刃脚混凝土垫层的施工速度。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，该施工方法包括如下步骤：
S1、在沉井刃脚两侧的混凝土垫层上分别布置孔位，所述孔位沿沉井刃脚的边缘依次布置并围绕成圈状，且所述孔位边缘与所述沉井刃脚的边缘留有间隙X；
S2、按混凝土垫层上所布置的孔位采用风镐进行钻孔，其孔深S小于混凝土垫层的厚度H并形成底部为封闭状的孔；
S3、钻孔完毕后，将孔内及孔周边的渣水通过高压风吹洗干净，然后将配置好的强力膨胀剂倒入孔中并直至倒满；
S4、过3至10小时，每个孔及孔的周边通过强力膨胀剂的水化反应之后，使混凝土垫层按照布置孔位轴线开裂；
S5、开裂后的混凝土垫层直接采用挖机随沉井内土方挖除。
本发明的有益效果为：采用上述技术方案，与现有技术相比，利用强力膨胀剂水化反应后具有高膨胀性能的特性，使混凝土垫层按照布置孔位轴线开裂，已达到混凝土垫层破碎的目的；水化反应静力膨胀期间，一方面现场无需施工人员配合，另一方面沉井内外侧及四周能同步发生水化反应，安全性大大提高，且避免了沉井的局部倾斜；另由于该施工方法仅需对混凝土垫层进行钻孔，较现有技术大大减少了人工破碎的工程量，根据应用，大约可节省60％的工期。
作为优选，S1步骤中的相邻孔位的孔距为15至50cm，间隙X为4至6cm；通过孔距的设置，按照需要破除的混凝土垫层，其孔距越小，开裂时间越短，间隙的设置，能避免风镐在钻孔过程中对沉井刃脚的碰触。
作为优选，S2步骤中的风镐钻孔的方向为从混凝土垫层对称边线的起点孔位开始，并依次沿顺时针或逆时针方向钻孔，直至将布置的孔位钻完；且该起点沿混凝土垫层的对角线分布；这样钻孔顺序的设置不会因为混凝土垫层在风镐钻孔时，而发生沉井的局部倾斜下沉，能确保沉井在混凝土垫层上的受力始终处于均匀状态。
作为优选，位于沉井刃脚内侧的混凝土垫层钻孔方向与位于沉井刃脚外侧的混凝土垫层钻孔方向相反；能进一步确保沉井在混凝土垫层上的受力始终处于均匀状态，而防止沉井的局部倾斜下沉发生。
作为优选，孔深S为混凝土垫层厚度H的0.8～0.85H；这样能使得倒入孔内的强力膨胀剂不会通过孔而流入至混凝土垫层下方的砂垫层内，确保强力膨胀剂保存在混凝土垫层的孔内。
作为优选，S2步骤中的风镐钻孔的钻头直径为32-45mm，且钻头的深度与孔深S相等；采用合适的钻头直径，使得钻出的孔易于通过强力膨胀剂将混凝土垫层破碎，钻头的深度与孔相等，便于钻孔的施工，同时保证不穿孔。
作为优选，S4步骤中在每个孔内倒入强力膨胀剂的方向为从混凝土垫层对称边线的起点所钻的孔开始，并依次沿顺时针或逆时针方向依次将每个孔内倒入强力膨胀剂，直至将钻的孔内倒完为止；且该起点沿混凝土垫层的对角线分布；这样的倒入顺序，能确保沉井内外侧及四周能同步发生水化反应，安全性大大提高，且避免了沉井的局部倾斜。
附图说明
图1是本发明的钻孔平面布置结构示意图。
图2是本发明的钻孔端面布置结构示意图。
图3是本发明的钻孔顺序示意图。
附图中的标号分别为：1、沉井刃脚；2、混凝土垫层；3、孔位。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1、2所示，本发明的施工方法包括如下步骤：
S1、在沉井刃脚1两侧的混凝土垫层2上分别布置孔位3，孔位3沿沉井刃脚1的边缘依次布置并围绕成圈状，且孔位3边缘与沉井刃脚1的边缘留有间隙X；
S2、按混凝土垫层2上所布置的孔位3采用风镐进行钻孔，其孔深S小于混凝土垫层2的厚度H并形成底部为封闭状的孔；
S3、钻孔完毕后，将孔内及孔周边的渣水通过高压风吹洗干净，然后将配置好的强力膨胀剂倒入孔中并直至倒满；
S4、过3至10小时，每个孔及孔的周边通过强力膨胀剂的水化反应之后，使混凝土垫层2按照布置孔位轴线开裂；
S5、开裂后的混凝土垫层2直接采用挖机随沉井内土方挖除。
上述的施工方法主要是通过风镐在需要破碎的混凝土垫层部位按照一定间距钻孔，孔深为混凝土厚度的80％～85％，然后注入强力膨胀剂，利用其水化反应后具有高膨胀性能的特性，使混凝土垫层按照钻孔布设轴线开裂。
S1步骤中的相邻孔位3的孔距为15至50cm，间隙X为4至6cm。
S2步骤中的风镐钻孔的方向为从混凝土垫层2对称边线的起点孔位3开始，并依次沿顺时针或逆时针方向钻孔，直至将布置的孔位3钻完；且起点沿混凝土垫层2的对角线分布；位于沉井刃脚1内侧的混凝土垫层2钻孔方向与位于沉井刃脚1外侧的混凝土垫层2钻孔方向相反。
如附图3所示，例如：从沉井刃脚1内侧的混凝土垫层2的一侧起点孔位3开始钻孔，并沿顺时针方向依次按照事先布置好的孔位3钻孔，直至钻至与沉井刃脚1内侧的混凝土垫层2的另一侧起点孔位3；那么，沉井刃脚1外侧的混凝土垫层2的一侧起点孔位3与沉井刃脚1内侧的混凝土垫层2的一侧起点孔位3相反布置，然后也与沉井刃脚1内侧的混凝土垫层2钻孔一致，但钻孔的顺序方向是为沿混凝土垫层2的逆时针方向钻；这样钻孔顺序的设置确保混凝土垫层2在钻孔过程中的对角线辅助的对称性，更能体现出不会因为风镐钻孔而发生沉井的局部倾斜下沉，并且内外侧的混凝土垫层2的钻孔顺序相反，更能防止沉井的局部倾斜下沉的发生。
孔深S为混凝土垫层2厚度H的0.8～0.85H。
S2步骤中的风镐钻孔的钻头直径为32-45mm，且钻头的深度与孔深S相等；钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，易冲孔。
S4步骤中在每个孔内倒入强力膨胀剂的方向为从混凝土垫层2对称边线的起点所钻的孔开始，并依次沿顺时针或逆时针方向依次将每个孔内倒入强力膨胀剂，直至将钻的孔内倒完为止；且起点沿混凝土垫层2的对角线分布，与沉井刃脚1内侧的混凝土垫层2钻孔的顺序一致，能确保沉井内外侧及四周能同步发生水化反应，安全性大大提高，且避免了沉井的局部倾斜。
静力膨胀破碎是将一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，用适量水调成流动状浆体，直接装入孔中，经水化后，产生巨大膨胀压力(可达30～50MPa)将混凝土(抗拉强度为1.5～3.0MPa)或岩石(抗拉强度为4～10MPa)胀裂、破碎的技术。其特点是:破碎剂非易燃、易爆危险品，运输、保管、使用安全；爆破无震动、声响、烟尘、飞石等公害；操作简单，不需专业工种。目前主要应用有：1.贵重岩石荒料开采及石料切割。2.普通岩石的破碎和松动，大尺寸竖井，抗滑桩，孔桩的开挖，沟槽沉井的开凿。3.城市建筑、大型设备混凝土基础拆除，水利、路桥、隧道等工程需要“静态爆破法”破碎施工的工程。需保留部分的岩石或混凝土的完整性，结构强度要求不能受到任何损害的破碎拆除。4.不允许和不适宜使用炸药爆破和机械破碎施工的条件下，需要拆除的混凝土工程、岩石松动工程。5.欠挖处理及开挖和支护要求同时进行的边坡处理工程。概况而言即可用于岩石切割，岩石破碎，岩石开采，石头膨胀，混凝土拆除，石膨胀，矿山开采，混凝土破碎，石料切割，石破碎，石开采，水泥拆除，石胀裂，土石方破碎施工，石方开挖，水泥破碎，岩石松动，地基拆除等静态破碎施工。
本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，其特征在于：该施工方法包括如下步骤：
S1、在沉井刃脚(1)两侧的混凝土垫层(2)上分别布置孔位(3)，所述孔位(3)沿沉井刃脚(1)的边缘依次布置并围绕成圈状，且所述孔位(3)边缘与所述沉井刃脚(1)的边缘留有间隙X；
S2、按混凝土垫层(2)上所布置的孔位(3)采用风镐进行钻孔，其孔深S小于混凝土垫层(2)的厚度H并形成底部为封闭状的孔；风镐钻孔的方向为从混凝土垫层(2)对称边线的起点孔位(3)开始，并依次沿顺时针或逆时针方向钻孔，直至将布置的孔位(3)钻完；且起点沿混凝土垫层(2)的对角线分布；
S3、钻孔完毕后，将孔内及孔周边的渣水通过高压风吹洗干净，然后将配置好的强力膨胀剂倒入孔中并直至倒满；
S4、过3至10小时，每个孔及孔的周边通过强力膨胀剂的水化反应之后，使混凝土垫层(2)按照布置孔位轴线开裂；
S5、开裂后的混凝土垫层(2)直接采用挖机随沉井内土方挖除。
2.根据权利要求1所述的静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，其特征在于：S1步骤中的相邻孔位(3)的孔距为15至50cm，间隙X为4至6cm。
3.根据权利要求1所述的静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，其特征在于：位于沉井刃脚(1)内侧的混凝土垫层(2)钻孔方向与位于沉井刃脚(1)外侧的混凝土垫层(2)钻孔方向相反。
4.根据权利要求1或3所述的静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，其特征在于：孔深S为混凝土垫层(2)厚度H的0.8～0.85倍。
5.根据权利要求1所述的静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，其特征在于：S2步骤中的风镐钻孔的钻头直径为32-45mm，且钻头的深度与孔深S相等。
6.根据权利要求1所述的静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施工方法，其特征在于：S4步骤中在每个孔内倒入强力膨胀剂的方向为从混凝土垫层(2)对称边线的起点所钻的孔开始，并依次沿顺时针或逆时针方向依次将每个孔内倒入强力膨胀剂，直至将钻的孔内倒完为止；且起点沿混凝土垫层(2)的对角线分布。
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