【摘要】近年來,靜態(tài)膨脹劑在地基處理中的應用問題得到了業(yè)內的廣泛關注,研究其相關課題有著重要意義。本文首先對工程項目相關內容做了概述,分析了膨脹劑工藝原理。結合相關工程實踐經驗,對膨脹劑的施工過程進行詳細的描述,闡述了個人的幾點看法與認識,望有助于相關工作的實踐。
【關鍵詞】靜態(tài)膨脹劑;地基處理;應用
1、前言
在廣東省樂昌市某儲備油庫10X10000M3覆土油罐基礎施工過程中,發(fā)現1號至3號油罐基礎中有大量青灰色石灰?guī)r石存在,需將巖石破除。油罐砼罐室直徑37米,基坑直徑約40米,基坑深約8米,每個基坑巖石所占面積約一半,需要破除巖層厚為1.5米~3米之間。巖石較硬油錘無法破除,油庫內儲存有爆炸危險品,用炸藥爆破不安全且申批時間較長。經多方比較論證,最后選定用靜態(tài)膨脹劑(無聲破碎劑)進行破除。
2、施工準備
(1)基坑內巖石表面的土方已清理完畢。
(2)巖石破除方案經甲方、監(jiān)理、設計院等審查通過。
(3)材料已進場。
(4)對進場施工人員進行破除施工順序等進行交底,使現場施工人員熟悉和掌握現場的總體布局。
(5)向操作人員進行安全、技術交底和培訓。
(6)機具設備及勞保用品準備,進場機械有產品合格證、進場特種作業(yè)人員必須配有特種作業(yè)操作證以及佩戴安全帶、安全帽等安全防護。
(7)確定質量、進度目標和檢驗要求。
3、施工工藝
3.1工藝原理
根據地質報告中對需拆除的部位巖石進行合理鉆孔,在鉆好的孔中灌注靜態(tài)膨脹劑,靜態(tài)膨脹劑發(fā)生水化反應使晶體變形,產生體積膨脹,從而緩慢地、靜靜地將膨脹力(可達30Mpa—50Mpa)施加給孔壁,經過一段時間后達到最大值,8—12 小時后使產生裂縫而破碎,再用機械油錘或風鎬進行集中破碎,最后用機械運出坑外。
3.2操作流程
①作業(yè)面鉆孔→②破碎劑加水攪拌→③破碎劑漿體灌孔→④作業(yè)面開裂→⑤人工或機械清渣→⑥下一個破碎循環(huán)。
3.3鉆孔
在基坑中有巖石的部位進行鉆孔。鉆孔直徑與破碎效果有直接關系,鉆孔過小,不利于藥劑充分發(fā)揮效力;鉆孔太大,易沖孔。本工程根據巖石的特性,使用直徑為35-45mm的鉆頭??椎拈g距一般為250~350mm??椎纳疃葹閺膸r石頂面起鉆至100cm左右。由于巖石表面不在一個標高上,鉆孔深度根據現場實際情況進行。
3.4清孔
使用高壓氣流對鉆孔內部進行清理。完成清孔不久就要進行灌藥,防止孔內有其他異物落入,影響膨脹效果?;蜉^長時間未灌藥,或天氣有變,清孔后用塑料袋將孔暫時封堵。
3.5拌藥
攪拌時應將藥劑慢慢倒入已經配兌好的水中,而不是將水慢慢倒入藥劑中。在倒入時應不停地攪拌。倒入和攪拌的速度要快,從藥劑加入水中至灌入鉆孔結束的時間應控制在5-10分鐘以內,否則易沖孔。藥劑必須拌合均勻,可以摻入適量的抑制劑來減緩膨脹的反應時間,可控制膨脹的時效。
3.6灌孔
將拌合好的藥劑直接灌入孔內,裝填到離孔口15mm處,不要填滿鉆孔,將漿體倒入孔中并在孔中攪動,以確保鉆孔中沒有氣泡。灌完孔后,無需覆蓋,但若有雨,應將孔用木塞塞緊。
巖石的裝藥量為10~15Kg/m3,并根據巖石的風化情況進行適當的調整,一般不超過25Kg/m3。
在灌孔之前,一定要保證孔內已完全清理干凈,且干燥。無塵可防止藥劑在膨脹過程中因粉塵滑動而減弱膨脹的效果,甚至會冒孔、噴孔現象;干燥是防止藥劑遇水后局部劇烈反應而迸發(fā),造成沖孔現象。
3.7脹裂階段
灌孔后,4~6小時是破碎劑起作用的時間。在此期間,人員不得靠近。0 。巖石剛開裂后,可向裂縫中加水,支持藥劑持續(xù)反應,可獲得更好效果。
3.8拆除巖石
巖石脹裂后,使用油錘對巖石進行破除、清運,對局部小塊可用風鎬清除。
待本層清理完畢,可按上述步驟進行下一層巖石的破除,直至到達設計底標高。
4、施工技術要求
(1)實際操作中,排距值的設計可根據現場條件不斷調整,使其符合施工需要。排距值過大,破裂效果不佳,同時會給下一步的清運工作帶來不便;排距值過小,也會增加工作量和材料的消耗
(2)每次裝填藥劑,都要觀察確定巖石、藥劑、拌和水的溫度是不是符合要求。一般情況下,溫度應該與氣候溫度一致。反應效果不理想,通常都與氣候溫度有關。拌和水溫可根據實際適當提高,但最高不可超過30℃。灌裝過程中,已經開始發(fā)生化學反應的藥劑(表現開始冒氣和溫度快速上升)不允許裝入孔內。
(3)灌孔應按照“先四周,后中間”“先外側,后里側”的順序進行,以利于周邊介質先行破裂。
(4)鉆孔時由于噪音、灰塵大,需用厚的舊布覆蓋鉆孔部位防止灰塵飛揚;孔鉆好后,將孔內灰塵吹干凈并將孔塞住,孔內不得有水和雜物,灌注藥劑時才拔出。
(5)按藥劑重量比為28%~35%的水倒入容器中,然后加入藥劑,用木棍或手提式攪拌機攪拌,使之成為流質糊狀或膠泥狀的均勻漿體。充填作業(yè)可以采用直接灌入或用灰漿壓入孔內。灌孔必須密實,不必堵塞孔口。水平或傾斜要用稠的膠泥狀藥劑搓成條塞入孔中并搗實。攪拌后的藥劑漿體必須在10分鐘內充填在孔內,否則,流動性及破碎效果降低。
(6)利用大型挖掘機和運輸車輛清運破碎巖石,加快施工進度。
5、安全措施及注意事項
(1)鉆孔過程中,由于鉆孔時氣流大,容易將鉆孔產生的灰塵垂直吹出,所以操作人員要配戴防護眼鏡(防塵防沖擊型PVC護目鏡)和口罩。
(2)盛裝膨脹劑應采用塑料桶,攪拌最好使用木棍,禁止使用金屬容器和金屬棒。
(3)裝藥前應將孔中的灰塵和水(下雨孔中會積水)全部清除干凈。防止沖孔現象的產生。
(4)裝藥時操作人員必須戴好防護眼罩,避免萬一產生沖孔現象而傷人。裝膨脹劑時,應避免臉部在鉆孔正上方,若產生噴孔現象易使眼睛受傷甚至致盲;
(5)嚴禁將膨脹劑加水后裝入小孔容器內(如直口玻璃杯、啤酒瓶等),否則非常危險
(6)灌孔后人員即離開作業(yè)面,2~3h內,勿靠近孔口直視。8小時之內,禁止所有人進入該區(qū)域,防止意外噴孔傷人。
(7)施工現場應專門備好清水和毛巾,沖孔時如藥劑進入眼內和皮膚上,應立即用清水或1%的硼酸水沖洗。情況嚴重者立即送醫(yī)院清洗治療。
結語:
深基坑巖石采用靜態(tài)膨脹劑拆除,有效的降低了因拆除對周圍建筑物的影響,降低了對油庫安全的影響,產生的粉塵少,噪音小,更具有環(huán)保效果,施工安全簡便快捷,設備簡單易操作,工期短,綜合成本相對較低,經濟效益明顯。
參考文獻:
[1]張應文,秦裕民,等.《深基坑鋼筋混凝土臨時內支撐體系靜爆拆除施工工法》,2008.