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【摘要】近年来,静态膨胀剂在地基处理中的应用问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对工程项目相关内容做了概述,分析了膨胀剂工艺原理。结合相关工程实践经验,对膨胀剂的施工过程进行详细的描述,阐述了个人的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
【关键词】静态膨胀剂;地基处理;应用
1、前言
在广东省乐昌市某储备油库10X10000M3覆土油罐基础施工过程中,发现1号至3号油罐基础中有大量青灰色石灰岩石存在,需将岩石破除。油罐砼罐室直径37米,基坑直径约40米,基坑深约8米,每个基坑岩石所占面积约一半,需要破除岩层厚为1.5米~3米之间。岩石较硬油锤无法破除,油库内储存有爆炸危险品,用炸药爆破不安全且申批时间较长。经多方比较论证,最后选定用静态膨胀剂(无声破碎剂)进行破除。
2、施工准备
(1)基坑内岩石表面的土方已清理完毕。
(2)岩石破除方案经甲方、监理、设计院等审查通过。
(3)材料已进场。
(4)对进场施工人员进行破除施工顺序等进行交底,使现场施工人员熟悉和掌握现场的总体布局。
(5)向操作人员进行安全、技术交底和培训。
(6)机具设备及劳保用品准备,进场机械有产品合格证、进场特种作业人员必须配有特种作业操作证以及佩戴安全带、安全帽等安全防护。
(7)确定质量、进度目标和检验要求。
3、施工工艺
3.1工艺原理
根据地质报告中对需拆除的部位岩石进行合理钻孔,在钻好的孔中灌注静态膨胀剂,静态膨胀剂发生水化反应使晶体变形,产生体积膨胀,从而缓慢地、静静地将膨胀力(可达30Mpa—50Mpa)施加给孔壁,经过一段时间后达到最大值,8—12 小时后使产生裂缝而破碎,再用机械油锤或风镐进行集中破碎,最后用机械运出坑外。
3.2操作流程
①作业面钻孔→②破碎剂加水搅拌→③破碎剂浆体灌孔→④作业面开裂→⑤人工或机械清渣→⑥下一个破碎循环。
3.3钻孔
在基坑中有岩石的部位进行钻孔。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。本工程根据岩石的特性,使用直径为35-45mm的钻头。孔的间距一般为250~350mm。孔的深度为从岩石顶面起钻至100cm左右。由于岩石表面不在一个标高上,钻孔深度根据现场实际情况进行。
3.4清孔
使用高压气流对钻孔内部进行清理。完成清孔不久就要进行灌药,防止孔内有其他异物落入,影响膨胀效果。或较长时间未灌药,或天气有变,清孔后用塑料袋将孔暂时封堵。
3.5拌药
搅拌时应将药剂慢慢倒入已经配兑好的水中,而不是将水慢慢倒入药剂中。在倒入时应不停地搅拌。倒入和搅拌的速度要快,从药剂加入水中至灌入钻孔结束的时间应控制在5-10分钟以内,否则易冲孔。药剂必须拌合均匀,可以掺入适量的抑制剂来减缓膨胀的反应时间,可控制膨胀的时效。
3.6灌孔
将拌合好的药剂直接灌入孔内,装填到离孔口15mm处,不要填满钻孔,将浆体倒入孔中并在孔中搅动,以确保钻孔中没有气泡。灌完孔后,无需覆盖,但若有雨,应将孔用木塞塞紧。
岩石的装药量为10~15Kg/m3,并根据岩石的风化情况进行适当的调整,一般不超过25Kg/m3。
在灌孔之前,一定要保证孔内已完全清理干净,且干燥。无尘可防止药剂在膨胀过程中因粉尘滑动而减弱膨胀的效果,甚至会冒孔、喷孔现象;干燥是防止药剂遇水后局部剧烈反应而迸发,造成冲孔现象。
3.7胀裂阶段
灌孔后,4~6小时是破碎剂起作用的时间。在此期间,人员不得靠近。0 。岩石刚开裂后,可向裂缝中加水,支持药剂持续反应,可获得更好效果。
3.8拆除岩石
岩石胀裂后,使用油锤对岩石进行破除、清运,对局部小块可用风镐清除。
待本层清理完毕,可按上述步骤进行下一层岩石的破除,直至到达设计底标高。
4、施工技术要求
(1)实际操作中,排距值的设计可根据现场条件不断调整,使其符合施工需要。排距值过大,破裂效果不佳,同时会给下一步的清运工作带来不便;排距值过小,也会增加工作量和材料的消耗
(2)每次装填药剂,都要观察确定岩石、药剂、拌和水的温度是不是符合要求。一般情况下,温度应该与气候温度一致。反应效果不理想,通常都与气候温度有关。拌和水温可根据实际适当提高,但最高不可超过30℃。灌装过程中,已经开始发生化学反应的药剂(表现开始冒气和温度快速上升)不允许装入孔内。
(3)灌孔应按照“先四周,后中间”“先外侧,后里侧”的顺序进行,以利于周边介质先行破裂。
(4)钻孔时由于噪音、灰尘大,需用厚的旧布覆盖钻孔部位防止灰尘飞扬;孔钻好后,将孔内灰尘吹干净并将孔塞住,孔内不得有水和杂物,灌注药剂时才拔出。
(5)按药剂重量比为28%~35%的水倒入容器中,然后加入药剂,用木棍或手提式搅拌机搅拌,使之成为流质糊状或胶泥状的均匀浆体。充填作业可以采用直接灌入或用灰浆压入孔内。灌孔必须密实,不必堵塞孔口。水平或倾斜要用稠的胶泥状药剂搓成条塞入孔中并捣实。搅拌后的药剂浆体必須在10分钟内充填在孔内,否则,流动性及破碎效果降低。
(6)利用大型挖掘机和运输车辆清运破碎岩石,加快施工进度。
5、安全措施及注意事项
(1)钻孔过程中,由于钻孔时气流大,容易将钻孔产生的灰尘垂直吹出,所以操作人员要配戴防护眼镜(防尘防冲击型PVC护目镜)和口罩。
(2)盛装膨胀剂应采用塑料桶,搅拌最好使用木棍,禁止使用金属容器和金属棒。
(3)装药前应将孔中的灰尘和水(下雨孔中会积水)全部清除干净。防止冲孔现象的产生。
(4)装药时操作人员必须戴好防护眼罩,避免万一产生冲孔现象而伤人。装膨胀剂时,应避免脸部在钻孔正上方,若产生喷孔现象易使眼睛受伤甚至致盲;
(5)严禁将膨胀剂加水后装入小孔容器内(如直口玻璃杯、啤酒瓶等),否则非常危险
(6)灌孔后人员即离开作业面,2~3h内,勿靠近孔口直视。8小时之内,禁止所有人进入该区域,防止意外喷孔伤人。
(7)施工现场应专门备好清水和毛巾,冲孔时如药剂进入眼内和皮肤上,应立即用清水或1%的硼酸水冲洗。情况严重者立即送医院清洗治疗。
结语:
深基坑岩石采用静态膨胀剂拆除,有效的降低了因拆除对周围建筑物的影响,降低了对油库安全的影响,产生的粉尘少,噪音小,更具有环保效果,施工安全简便快捷,设备简单易操作,工期短,综合成本相对较低,经济效益明显。
参考文献:
[1]张应文,秦裕民,等.《深基坑钢筋混凝土临时内支撑体系静爆拆除施工工法》,2008.
【关键词】静态膨胀剂;地基处理;应用
1、前言
在广东省乐昌市某储备油库10X10000M3覆土油罐基础施工过程中,发现1号至3号油罐基础中有大量青灰色石灰岩石存在,需将岩石破除。油罐砼罐室直径37米,基坑直径约40米,基坑深约8米,每个基坑岩石所占面积约一半,需要破除岩层厚为1.5米~3米之间。岩石较硬油锤无法破除,油库内储存有爆炸危险品,用炸药爆破不安全且申批时间较长。经多方比较论证,最后选定用静态膨胀剂(无声破碎剂)进行破除。
2、施工准备
(1)基坑内岩石表面的土方已清理完毕。
(2)岩石破除方案经甲方、监理、设计院等审查通过。
(3)材料已进场。
(4)对进场施工人员进行破除施工顺序等进行交底,使现场施工人员熟悉和掌握现场的总体布局。
(5)向操作人员进行安全、技术交底和培训。
(6)机具设备及劳保用品准备,进场机械有产品合格证、进场特种作业人员必须配有特种作业操作证以及佩戴安全带、安全帽等安全防护。
(7)确定质量、进度目标和检验要求。
3、施工工艺
3.1工艺原理
根据地质报告中对需拆除的部位岩石进行合理钻孔,在钻好的孔中灌注静态膨胀剂,静态膨胀剂发生水化反应使晶体变形,产生体积膨胀,从而缓慢地、静静地将膨胀力(可达30Mpa—50Mpa)施加给孔壁,经过一段时间后达到最大值,8—12 小时后使产生裂缝而破碎,再用机械油锤或风镐进行集中破碎,最后用机械运出坑外。
3.2操作流程
①作业面钻孔→②破碎剂加水搅拌→③破碎剂浆体灌孔→④作业面开裂→⑤人工或机械清渣→⑥下一个破碎循环。
3.3钻孔
在基坑中有岩石的部位进行钻孔。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。本工程根据岩石的特性,使用直径为35-45mm的钻头。孔的间距一般为250~350mm。孔的深度为从岩石顶面起钻至100cm左右。由于岩石表面不在一个标高上,钻孔深度根据现场实际情况进行。
3.4清孔
使用高压气流对钻孔内部进行清理。完成清孔不久就要进行灌药,防止孔内有其他异物落入,影响膨胀效果。或较长时间未灌药,或天气有变,清孔后用塑料袋将孔暂时封堵。
3.5拌药
搅拌时应将药剂慢慢倒入已经配兑好的水中,而不是将水慢慢倒入药剂中。在倒入时应不停地搅拌。倒入和搅拌的速度要快,从药剂加入水中至灌入钻孔结束的时间应控制在5-10分钟以内,否则易冲孔。药剂必须拌合均匀,可以掺入适量的抑制剂来减缓膨胀的反应时间,可控制膨胀的时效。
3.6灌孔
将拌合好的药剂直接灌入孔内,装填到离孔口15mm处,不要填满钻孔,将浆体倒入孔中并在孔中搅动,以确保钻孔中没有气泡。灌完孔后,无需覆盖,但若有雨,应将孔用木塞塞紧。
岩石的装药量为10~15Kg/m3,并根据岩石的风化情况进行适当的调整,一般不超过25Kg/m3。
在灌孔之前,一定要保证孔内已完全清理干净,且干燥。无尘可防止药剂在膨胀过程中因粉尘滑动而减弱膨胀的效果,甚至会冒孔、喷孔现象;干燥是防止药剂遇水后局部剧烈反应而迸发,造成冲孔现象。
3.7胀裂阶段
灌孔后,4~6小时是破碎剂起作用的时间。在此期间,人员不得靠近。0 。岩石刚开裂后,可向裂缝中加水,支持药剂持续反应,可获得更好效果。
3.8拆除岩石
岩石胀裂后,使用油锤对岩石进行破除、清运,对局部小块可用风镐清除。
待本层清理完毕,可按上述步骤进行下一层岩石的破除,直至到达设计底标高。
4、施工技术要求
(1)实际操作中,排距值的设计可根据现场条件不断调整,使其符合施工需要。排距值过大,破裂效果不佳,同时会给下一步的清运工作带来不便;排距值过小,也会增加工作量和材料的消耗
(2)每次装填药剂,都要观察确定岩石、药剂、拌和水的温度是不是符合要求。一般情况下,温度应该与气候温度一致。反应效果不理想,通常都与气候温度有关。拌和水温可根据实际适当提高,但最高不可超过30℃。灌装过程中,已经开始发生化学反应的药剂(表现开始冒气和温度快速上升)不允许装入孔内。
(3)灌孔应按照“先四周,后中间”“先外侧,后里侧”的顺序进行,以利于周边介质先行破裂。
(4)钻孔时由于噪音、灰尘大,需用厚的旧布覆盖钻孔部位防止灰尘飞扬;孔钻好后,将孔内灰尘吹干净并将孔塞住,孔内不得有水和杂物,灌注药剂时才拔出。
(5)按药剂重量比为28%~35%的水倒入容器中,然后加入药剂,用木棍或手提式搅拌机搅拌,使之成为流质糊状或胶泥状的均匀浆体。充填作业可以采用直接灌入或用灰浆压入孔内。灌孔必须密实,不必堵塞孔口。水平或倾斜要用稠的胶泥状药剂搓成条塞入孔中并捣实。搅拌后的药剂浆体必須在10分钟内充填在孔内,否则,流动性及破碎效果降低。
(6)利用大型挖掘机和运输车辆清运破碎岩石,加快施工进度。
5、安全措施及注意事项
(1)钻孔过程中,由于钻孔时气流大,容易将钻孔产生的灰尘垂直吹出,所以操作人员要配戴防护眼镜(防尘防冲击型PVC护目镜)和口罩。
(2)盛装膨胀剂应采用塑料桶,搅拌最好使用木棍,禁止使用金属容器和金属棒。
(3)装药前应将孔中的灰尘和水(下雨孔中会积水)全部清除干净。防止冲孔现象的产生。
(4)装药时操作人员必须戴好防护眼罩,避免万一产生冲孔现象而伤人。装膨胀剂时,应避免脸部在钻孔正上方,若产生喷孔现象易使眼睛受伤甚至致盲;
(5)严禁将膨胀剂加水后装入小孔容器内(如直口玻璃杯、啤酒瓶等),否则非常危险
(6)灌孔后人员即离开作业面,2~3h内,勿靠近孔口直视。8小时之内,禁止所有人进入该区域,防止意外喷孔伤人。
(7)施工现场应专门备好清水和毛巾,冲孔时如药剂进入眼内和皮肤上,应立即用清水或1%的硼酸水冲洗。情况严重者立即送医院清洗治疗。
结语:
深基坑岩石采用静态膨胀剂拆除,有效的降低了因拆除对周围建筑物的影响,降低了对油库安全的影响,产生的粉尘少,噪音小,更具有环保效果,施工安全简便快捷,设备简单易操作,工期短,综合成本相对较低,经济效益明显。
参考文献:
[1]张应文,秦裕民,等.《深基坑钢筋混凝土临时内支撑体系静爆拆除施工工法》,2008.