省级工法-沉井刃脚混凝土垫层静力破碎施工工法.pdfVIP

沉井刃脚混凝土垫层静力破碎施工工法 1 前言 1.0.1 随着社会的不断发展，沉井在工程中的应用越来越多。沉井 下沉前，刃脚底部混凝土垫层基本采用人工使用风镐将混凝土垫层破 碎成块，然后使用挖机将破碎的混凝块挖除的工艺。该工艺存在易使 沉井底部砂垫层局部应力突变，给施工人员带来安全隐患，作业产生 的粉尘会污染周边的环境，破碎的工程量大，导致施工速度慢等问题。 1.0.2 为了解决沉井刃脚混凝土垫层的施工难题，降低安全风险， 提高施工效率，达到绿色施工的目的，我司结合现场实际情况，对破 除刃脚混凝土垫层施工工艺进行了研究，总结出一套利用膨胀剂破碎 刃脚垫层混凝土的施工工法，具有施工速度快、质量高、安全性好等 优点。 1.0.3 本工法在句章东路 （学士路-庆元大道）工程、宁波市北区污 水处理厂配套排海管扩建工程中成功应用，得到了建设单位和业主单 位的认可，取得较好的经济效益和社会效益，是一种环保节能的施工 工法，具有广泛的推广应用价值。根据本工法的关键技术，目前已获 得发明专利1项 （名称：一种静力膨胀破除沉井刃脚混凝土垫层的施 工方法，专利号：202111572425.6），经浙江省科技信息研究院查新， 查新报告号：202333B2108411，本工法在国内现有工法中未见报告， 填补了国内的技术空白。 2 工法特点 2.0.1 操作简单，施工快捷，本工法无需大型机械，仅需在沉井刃 脚垫层的孔中加入膨胀破碎剂，操作简单，膨胀剂可实现混凝土垫层 的同步破碎，无需使用人工逐孔破除，施工进度快。 2.0.2 安全性高，采用的膨胀破碎剂非易燃、易爆危险品，保证了 其在运输、保管和使用过程中的安全性。 2.0.3 施工成本低，采用的破碎剂加入水调配成浆体即可使用，价 格低廉，无需采用镐头机等设备，破碎过程无需人员操作，有效节约 施工成本。 2.0.4 绿色环保，静力膨胀破碎具有无振动、无噪音、无粉尘、无 飞石的特点，且生成产物无害无污染，降低了对周边环境的污染，达 到绿色施工的目的。 3 适用范围 本工法适用于沉井刃脚底部混凝土垫层的破碎。 4 工艺原理 4.0.1 混凝土为一种抗压强度高，而抗拉强度较低的材料，对其内 部施加膨胀压力，在切向拉应力作用下即可使混凝土产生径向裂纹。 裂纹进一步扩展可以使混凝土破碎。 4.0.2 灌注入钻孔内的静力破碎剂通过一定时间的水化反应，晶体 变形产生体积膨胀，由于钻孔内空间限制可产生膨胀压力，钻孔周围 产生径向压缩应力，压缩应力的方向产生拉应力，当拉应力大于混凝 土抗拉强度时即可使混凝土开裂。 （a）圆孔承受的内压力 （b）破碎机理 图4.0.2：静力破碎剂的原理 σ 任意半径r处的切向拉应力 为 p 2 2 = (1+ ) 2 2 2 − 2 1 4.0.3 本工法在刃脚混凝土垫层部位按照一定间距钻孔，在孔中灌 注的破碎剂 （按水和药剂调配比1:3调配），通过发生的水化反应， 从而缓慢地将膨胀压力 (在8小时后可达到20MPa，24小时后可达 45Mpa)施加给孔壁，经过一段时间后达到最大值，使混凝土垫层按照 钻孔布设轴线同步开裂。 图4.0.3-1 钻孔平面布置图 （图中红圈为钻孔） 图4.0.3-2 钻孔断面示意图 （图中红圈为钻孔） 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程 5.2 施工操作要点 5