淺談鉆孔樁與泥漿相關(guān)的一些問(wèn)題

1、    淺談鉆孔樁與泥漿相關(guān)的一些問(wèn)題    李月森摘要 目前施工的螺旋鉆及沖擊鉆，均需要采用泥漿護(hù)壁，本文主要介紹一套泥漿的制備、回收利用及關(guān)于水頭控制方面的一些經(jīng)驗(yàn)。：te08 ： a關(guān)鍵詞 泥漿制備、回收、水頭控制、節(jié)能、環(huán)保： tq172： a泥漿護(hù)壁的優(yōu)點(diǎn)：泥漿護(hù)壁具有眾多優(yōu)點(diǎn)，概括為：冷卻、潤(rùn)滑、護(hù)壁、浮渣、除砂。泥漿是粘土與水的拌和物，由于泥漿的靜水壓力比水大，可在井孔壁上形成一層泥皮，阻隔孔外滲流，保護(hù)孔壁免于坍塌，泥漿還起了浮懸鉆渣的作用，使鉆進(jìn)作業(yè)正常進(jìn)行。造漿材料的作用及選用地下水的化學(xué)成分：地下水通常無(wú)色、無(wú)味，含有多種元素。含量

2、較高的是克拉克值高且在水中有較大溶解度o、ca、mg、na、k，以及克拉克值不高但溶解度大的元素，如cl等。有些元素如si、fe等雖然其克拉克值高，但其溶于水的能力很弱，在地下水中的含量不高。各種元素在水中通常以離子的形式存在。如cl-、s042-、hc03-、na+、ca2+，他們決定了水化學(xué)成分的基本類型地下水所含的各種元素的離子、分子、化合物的總含量，成為礦化度，礦化度低的以hc03-、mg、ca2+，礦化度高的以含cl-、na+為主，礦化度中等的以含s042-、ca2+為主，有時(shí)水中還含有多種氣體及膠體物質(zhì)。在鉆孔過(guò)程中，為了防止發(fā)生擴(kuò)孔、塌孔、縮徑等現(xiàn)象，應(yīng)保持孔壁穩(wěn)定，使用不分散、

3、低固相、高粘度的泥漿進(jìn)行護(hù)壁。泥漿的各種原材料的作用和摻入比例分?jǐn)⑷缦拢篴、膨潤(rùn)土的作用：主要含鈉質(zhì)粘土，泥皮薄、穩(wěn)定性好、造漿率高。b、純堿：主要作用是增大ph值，使土顆粒進(jìn)行分散，增加表面負(fù)電荷，來(lái)吸附帶正電荷的鉆屑，使泥漿懸浮鉆屑效能更好，因此回流孔內(nèi)泥漿ph值應(yīng)稍高一些。純堿溶解性好，當(dāng)膨潤(rùn)土和水?dāng)嚢杈鶆蚝蟊憧杉尤?，加速土的膨化。純堿摻量為泥漿體積的0.3%-0.5%，即100m3泥漿需用300-500公斤。c、羥甲基纖維素（cmc），能提高泥漿粘度,用量為體積的0.005%-0.01%,即100m3泥漿約需用510kg。d、聚丙烯酰胺(pam)（淡水使用）。其突出功能是提高泥漿的粘度

4、。用量為泥漿體積的0.003%左右,即100米3泥漿約需用3.0kg,其增粘效果遠(yuǎn)大于cmc。e、pac（適用于海水）、全稱：聚陰離子纖維素（pac），化學(xué)名稱：聚合氯化鋁(polyaluminium chloride)理化指標(biāo)：pac是一種無(wú)機(jī)高分子混凝劑。有較強(qiáng)的架橋衣服性能，在水解過(guò)程中伴隨凝聚、吸附、沉淀等物理化學(xué)作用。主要通過(guò)壓縮雙層，吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕等機(jī)理作用，使水中細(xì)微懸浮粒子和膠體離子脫穩(wěn)，聚集、絮凝、混凝、沉淀，達(dá)到凈化處理效果。用水直接采用海水，pac先在現(xiàn)場(chǎng)水解，然后稀釋投入孔內(nèi)，pac在孔內(nèi)摻量按0.7kg/m3比例造漿。3、造漿設(shè)備的選用造漿設(shè)備的選型

5、原則為因地制宜，并且應(yīng)該與造漿材料相對(duì)應(yīng)，不能死搬硬套。比如說(shuō)，鉆機(jī)鉆頭、泥漿泵、空壓機(jī)均可作為造漿設(shè)備用來(lái)拌漿。例如，1、如果孔體本身具有一定的造漿能力，土質(zhì)中粘土含量較高，不需要外加粘土或膨潤(rùn)土造漿的，設(shè)備就較為簡(jiǎn)單。只需要將膠凝材料化成膠體，等膨化后就可倒入孔中。純堿一般可以直接導(dǎo)入孔中，溶解不受影響。切忌將純堿直接倒入膠體中，有人為了避免pac等粘結(jié)成塊，往往把純堿和pac干粉攪拌后，再倒入水中，這是一種錯(cuò)誤的做法。2、如果孔體本身不能不具有造漿能力，例如以下地質(zhì)：粉砂、卵石、大漂石、巖石等?？梢院?jiǎn)單地將粘土倒入孔內(nèi)，利用鉆頭的回旋或抖動(dòng)來(lái)拌漿。不過(guò)造漿效果不是很明顯。尤其采用膨潤(rùn)土造

6、漿時(shí)，由于膨潤(rùn)土沒(méi)有真正膨化成為粘土，效果就像粉砂。隨著泥漿的循環(huán)，很容易被排出孔體。4、泥漿指標(biāo)要求：a、比重：正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆使用管型鉆頭鉆孔時(shí)，入孔比重可為1.101.30；沖擊鉆使用實(shí)心鉆頭時(shí)，孔底泥漿比重不宜大于：黏土、粉土1.30；大漂石、卵石層1.40；巖石1.20。b、黏度：入孔泥漿黏度，一般地層為1622s；松散易塌地層為192s（清水一般在15±0.5秒）。c、含砂率：新制泥漿不大于4%。d、膠體率：不小于95%。e、ph應(yīng)大于6.5。（海水為7，飲用的礦泉水略大于7）。清孔時(shí)，泥漿比重不大于1.10；含砂率小于2.0%；黏度為1720s?？變?nèi)排出或抽出的泥

7、漿無(wú)23mm顆粒。5、造漿工藝5.1、造漿工藝的選擇主要取決于以下幾個(gè)因素：鉆進(jìn)工藝、水質(zhì)、地質(zhì)條件。水質(zhì)的影響：比如提高黏度的材料，pvc適用于海水的含鹽量較大水質(zhì)條件；cmc、pam適用于河水等含鹽量較小或不含鹽的水質(zhì)條件。地質(zhì)條件的影響：地質(zhì)條件決定了造漿材料的選取。如果地質(zhì)中含有較多的黏性土質(zhì)，黏土本身具有造漿能力，自然就減少黏土或膨潤(rùn)土、膠凝材料的加入。只需要加入純堿調(diào)節(jié)ph值。如果黏土中不具有黏性土，就要就要加入黏土、膠凝材料、純堿等材料。造漿材料的投放順序?yàn)椋汉Ｋ驖?rùn)土純堿，等膨潤(rùn)土膨化后，再將稀釋后的pac膠水拌入。一般來(lái)講，造好的新漿比重不會(huì)超過(guò)1.10。5.2、泥漿配合比的

8、選擇：泥漿配合比應(yīng)根據(jù)理論配合比，現(xiàn)場(chǎng)配合，通過(guò)反復(fù)調(diào)試后獲得最合理的現(xiàn)場(chǎng)配合比。下面的理論配合比（總量比）僅做為參考：水：膨潤(rùn)土純堿100380.25，換算為造漿材料體積就是：水膨潤(rùn)土純堿1m36袋2.5kg。5.3、造漿材料的投放順序?yàn)椋汉Ｋǖ┡驖?rùn)土純堿pac膠水。第一步、根據(jù)泥漿的需求量，確定造漿池的容量。第二步、利用空壓機(jī)：空壓機(jī)采用6立方的即可，空壓機(jī)氣管端頭就采用氣舉反循環(huán)氣管（頂端封閉，周邊2m打眼）。將氣管端頭沉入水中，通風(fēng)攪拌水體。第三步、在造漿過(guò)程中，為減少膨潤(rùn)土遇水凝結(jié)成塊而沉淀，最好一邊用空壓機(jī)拌漿，一邊投入膨潤(rùn)土。（膨潤(rùn)土膨化期一般為24小時(shí)左右。雖然膨潤(rùn)土的主

9、要成分為鈉質(zhì)黏土，但膨化前它就像砂土一樣，根本起不到護(hù)壁作用，在鉆進(jìn)中極易很快就被除砂機(jī)當(dāng)沉渣除掉。）第四步、將純堿加入泥漿中。由于純堿屬于鹽類，其顯堿性屬于屬于水解反應(yīng)：co32-+h2ohco3-+oh -、hco3-+h2oh2co3+oh -。反應(yīng)以第一個(gè)方程式為主，所以，純堿顯弱堿性。由于純堿溶解性大，一般不會(huì)凝結(jié)成塊，在加入泥漿時(shí)略微攪動(dòng)即可。第五步、將pac粉末與常溫海水按1/3的重量比，一邊用木棒攪拌，一邊投加pac，形成半透明的膠體。投放中注意pac粉末要均勻地灑在水面，用木棍快速攪拌，防止pac結(jié)塊。一旦結(jié)塊，pac就會(huì)失去作用。一般來(lái)講，pac需要發(fā)酵1224小時(shí)，才能最

10、大程度地發(fā)揮作用。剛攪拌的膠液投放效果不是很好。第六步、將膠化后的pac膠水倒入泥漿中攪拌均勻便可。第七步、由于泥漿的膠體率一般都達(dá)不到100%，如果長(zhǎng)時(shí)間不攪動(dòng)，上部均會(huì)出現(xiàn)清水，所以必須定期攪動(dòng)。6、泥漿的回收和儲(chǔ)存6.1、泥漿回收部位：主要回收在灌樁早、中期的泥漿，由于混凝土灌注晚期的泥漿中含砂較多，泥漿性能差，不適宜回收利用。灌注中的泥漿含有大量的水泥漿可大大地提高粘度，泥漿性能較好。另外，回收的泥漿在重新利用前，最好檢驗(yàn)一下泥漿指標(biāo)，必要時(shí)可加入外加劑改善泥漿性能。6.2、運(yùn)輸和儲(chǔ)存：如果周轉(zhuǎn)的路線較長(zhǎng)，可以準(zhǔn)備一臺(tái)專用的泥漿運(yùn)輸車。甚至可以在泥漿車上裝上一套抽漿設(shè)備，配備相應(yīng)的水管和接頭。泥漿儲(chǔ)存可以在較深的空護(hù)筒里，或者直接排放到需要泥漿的位置。7、水頭的控制由于孔體的穩(wěn)定性與泥漿面高度有很大的關(guān)系，必須隨時(shí)調(diào)整水頭。孔內(nèi)水頭一般保持在高于孔外23米為宜，可以防止穿孔、漏漿、塌孔等。為了保持以上參數(shù)，必須保持護(hù)筒中水頭與海平面同步，即同升同降。盡量避免孔內(nèi)失水嚴(yán)重，孔內(nèi)水頭低于孔外時(shí)較危險(xiǎn)。另外，應(yīng)加大夜間施工的巡查力度，尤其是后半夜水頭的控制，由于海上漲潮、退潮快，潮面變化大，及時(shí)調(diào)節(jié)水頭很有必要。8、結(jié)束語(yǔ)：泥漿控制對(duì)鉆孔樁施工具有舉足輕重的作用，涉及