奈普頓聚合物泥漿泥漿粉在旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁灌注樁中的施工工法

1、奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）在旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁灌注樁中的施工工法目 錄1.前言12.特點(diǎn)13.適用范圍24.工藝原理25.施工工藝流程及操作要點(diǎn)36.材料與設(shè)備57.質(zhì)量控制58.安全文明措施79.環(huán)保措施710.經(jīng)濟(jì)比選811.應(yīng)用實(shí)例8奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）在旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁灌注樁中的施工工法1.前言近年來(lái)，隨著國(guó)家重點(diǎn)工程對(duì)樁基質(zhì)量、成孔速度、環(huán)保等要求的不斷提高，以及在高速鐵路、地鐵建設(shè)的帶動(dòng)下，旋挖鉆機(jī)市場(chǎng)占有率迅速擴(kuò)大。旋挖鉆機(jī)施工具有成孔質(zhì)量好、速度快，無(wú)噪音、污染小等優(yōu)勢(shì)。但是，由于旋挖成孔施工無(wú)循環(huán)造漿功能，只能采用靜態(tài)泥漿穩(wěn)定液護(hù)壁，靠不停的向孔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿來(lái)保證孔內(nèi)外水壓

2、的平衡和護(hù)壁效果，所以泥漿的選用及性能指標(biāo)在成孔過(guò)程中顯得尤為重要。本工程選用奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）技術(shù)，它使用簡(jiǎn)單，小巧輕便，制漿速度快，護(hù)壁效果好，沉淀凝聚速度快，無(wú)污染，在泥漿制備中具有廣泛的應(yīng)用前景。2.特點(diǎn)奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）是一種先進(jìn)的國(guó)外技術(shù)的進(jìn)口產(chǎn)品，是一種水溶性、易混合的粉末顆粒高分子聚合物，在水中充分溶解后成半透明糊狀，粘度大。它具有如下特點(diǎn)：2.1 由于聚合物泥漿（泥漿粉）分子量一般高達(dá)2800萬(wàn)以上，水解后分子鏈擴(kuò)散并會(huì)與其他分子鏈重新連接，故會(huì)形成較為粘稠的近似糊狀的泥漿，能夠最大限度的粘住并快速沉淀鉆屑。2.2 在孔內(nèi)由于鉆具連續(xù)運(yùn)動(dòng)，聚合物泥漿（泥漿粉）

3、和水混合的越均勻粘度就越強(qiáng)，凝聚力也就越快。2.3 該泥漿體系能對(duì)孔壁提供壓力，防止在不穩(wěn)定地層中鉆孔的坍塌2.4 最大化旋挖鉆的裝載能力，提高掘進(jìn)速度。2.5 聚合物泥漿（泥漿粉）對(duì)鋼筋機(jī)械性能無(wú)影響，某品牌聚合物泥漿（泥漿粉）試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：試驗(yàn)項(xiàng)目：鋼筋機(jī)械性能溶液：0.05%聚合物溶液試驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)條件破壞荷載（KN）彎曲清水泡1d120.7合格121.4合格溶液中泡1d122.2合格122.1合格試驗(yàn)結(jié)論：依據(jù)GB/T228-2002標(biāo)準(zhǔn)，奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）對(duì)鋼筋機(jī)械性能無(wú)影響。2.6 聚合物泥漿（泥漿粉）對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度無(wú)影響，奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：試驗(yàn)項(xiàng)目

4、：混凝土抗壓強(qiáng)度溶液：0.05%聚合物溶液試驗(yàn)結(jié)果：試驗(yàn)條件破壞荷載（KN）清水泡7d230236220溶液中泡7d240242230試驗(yàn)結(jié)論：依據(jù)GB/T50081-2002標(biāo)準(zhǔn)，聚合物泥漿（泥漿粉）對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度無(wú)影響。2.7 無(wú)毒無(wú)污染。3.適用范圍適用地層：粘土、砂層、人工填土及含有部分卵石碎石的地層，尤其砂性土中能發(fā)揮較大功效。4.工藝原理奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）分子量一般高達(dá)2000萬(wàn)以上，水解后分子鏈擴(kuò)散并會(huì)與其他分子鏈重新連接，故會(huì)形成較為粘稠的近似糊狀的泥漿，能夠最大限度的粘住并快速沉淀鉆屑。5.奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程根據(jù)用量

5、確定泥漿池的大小，并在池邊上裝好循環(huán)泵和空氣壓縮機(jī)。將清水注入泥漿池后，用20%氫氧化納溶液調(diào)節(jié)水的PH值在8-10之間。在循環(huán)泵出水管口加入化學(xué)聚合物漿液，要求慢慢均勻加入，然后用空壓機(jī)攪拌，使粘度到達(dá)使用要求。在鉆進(jìn)過(guò)程中，保持鉆進(jìn)液面，確保地層壓力平衡。鉆進(jìn)完成后，根據(jù)地質(zhì)、孔深，確定沉渣時(shí)間，然后打撈沉渣。若沉渣較多，應(yīng)再次清渣，以確保下完鋼筋籠和導(dǎo)管后沉渣達(dá)標(biāo)。澆注混凝土?xí)r，應(yīng)及時(shí)回收泥漿。由于混凝土?xí)廴灸酀{體系，所以最下面與混凝土接觸的一米左右的泥漿不得回收，避免混凝土混入泥漿中，導(dǎo)致泥漿體系性能產(chǎn)生變化。在工程施工結(jié)束后，可以在泥漿池中添加適量的強(qiáng)氧化劑，如雙氧水或者次氯酸鈉等

6、處理劑，同時(shí)通過(guò)空壓機(jī)將泥漿混合均勻，靜止片刻。聚合物泥漿（泥漿粉）就會(huì)被降解，粘度逐漸降低直至清水狀態(tài)，待泥漿完全降解后即可直接排放。5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 泥漿配比泥漿的配比對(duì)泥漿的性能影響很大，一般情況下比例按0.01%0.1%配制，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)實(shí)地情況試驗(yàn)確定配合比例。表5-1 泥漿配比參照表地層狀況泥漿(公斤立方水）粘度（秒）粘土與頁(yè)巖0.2-0.624-30淤泥，細(xì)、中砂0.3-0.726-32粗砂，較小的礫石0.4-0.926-35卵礫石0.7-1.135-45注：上表為奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）配比參考指標(biāo)5.2.2 注意事項(xiàng)（1）在挖池過(guò)程中，盡量保證其大小的準(zhǔn)確性，以保證

7、配漿的準(zhǔn)確性，避免浪費(fèi)。（2）在配堿過(guò)程中，一定要先把氫氧化納配制成20%水溶液，切記直接把固體氫氧化納直接加入泥漿池中，以便充分溶解。（3）在上層鉆進(jìn)過(guò)程中，正常情況下，泥漿的黏度可以小一些，大概28秒左右就可以使用，如果上層過(guò)早出現(xiàn)沙層，盡量不要降低泥漿粘度。（4）在一個(gè)泥漿池一次配漿不要過(guò)多，否則不利于攪拌，在配漿的時(shí)候，要留出充足時(shí)間，使產(chǎn)品充分溶解，可以達(dá)到節(jié)約成本的目的，不得在沒(méi)有完全溶解的情況下使用。（5）對(duì)孔內(nèi)泥漿的漿面下1m處及離孔底以上1m處各取一次試樣測(cè)試。若達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，要及時(shí)調(diào)整泥漿性能。新制泥漿應(yīng)靜置24小時(shí)，測(cè)試合格后方能應(yīng)用。（6）在鉆進(jìn)過(guò)程中，保持液面很關(guān)鍵

8、，一般情況下，要求液面不低于護(hù)筒的1/2高度處，在鉆進(jìn)完成后，下鋼筋籠和導(dǎo)管的時(shí)候也要保護(hù)液面，就是說(shuō)要提前配制好足夠的泥漿量。（7）鉆頭在出入孔口時(shí)，提、放的速度要放緩，盡量減輕對(duì)孔內(nèi)泥漿的擾動(dòng)，保護(hù)孔壁的穩(wěn)定，避免孔口坍塌，護(hù)筒下沉現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)鉆頭打滿提鉆時(shí)，要適當(dāng)反鉆幾下再緩慢提鉆，這樣可避免孔底因抽吸力過(guò)大而造成孔底部分出現(xiàn)坍蹋。（8）當(dāng)孔鉆到設(shè)計(jì)孔深后，鉆機(jī)先暫不挪位，停留在原地，等待一會(huì)(視孔深而定，一般情況下三十分鐘為宜），用測(cè)繩測(cè)量孔深度，計(jì)算出沉渣厚度，再重新下鉆撈取沉渣。當(dāng)鉆頭接近孔底時(shí)，需輕放，以免擾動(dòng)沉渣，使沉渣浮起，撈起沉渣將鉆頭提起到孔口時(shí)，不要停留控漿，應(yīng)迅速將

9、沉渣甩出。沉渣撈清后，孔內(nèi)將不再有沉渣出現(xiàn)，便隨即可下放鋼筋籠，在放鋼筋籠時(shí)應(yīng)保持垂直，避免碰撞孔壁，以免造成新的沉渣產(chǎn)生。（9）要求鉆機(jī)工作人員注意保持好泥漿液面的高度，要及時(shí)給予孔內(nèi)補(bǔ)漿。6.材料與設(shè)備6.1 材料清水、20%氫氧化鈉溶液、化學(xué)聚合物、雙氧水或次氯酸鈉。6.2 設(shè)備(空壓機(jī)造漿法)挖掘機(jī)、循環(huán)泵、空氣壓縮機(jī)、比重計(jì)、重錘、工程漏斗。7.質(zhì)量控制7.1 出產(chǎn)檢驗(yàn)報(bào)告產(chǎn)品進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)重點(diǎn)檢查產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)報(bào)告，下圖為奈普頓聚合物泥漿（泥漿粉）的產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告。7.2 規(guī)范對(duì)泥漿的要求規(guī)范對(duì)泥漿的性能及檢測(cè)方法給出了依據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)泥漿應(yīng)滿足規(guī)范要求。7.2.1 地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

10、（2003年版GB50299-1999）對(duì)泥漿提出以下要求：（1）粘性土中成孔，可注入清水，以原土泥漿護(hù)壁，排渣泥漿比重應(yīng)控制在；（2）砂土和較厚夾砂層中成孔，泥漿比重應(yīng)控制在，在穿越砂夾卵石層或容易坍孔土層中成孔時(shí)，泥漿比重控制在；（3）施工中應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿比重，并定期測(cè)定粘度、含砂率和膠體率，其指標(biāo)控制：粘度為18-22s，含砂率為4%-8%，膠體率不小于90%；（4）孔壁土質(zhì)較差時(shí)，宜用泥漿循環(huán)清孔，清孔后泥漿比重應(yīng)控制在。（5）聚合物聚合物泥漿為輕質(zhì)泥漿，泥漿比重控制在1-1.1之間。7.2.2 軌道交通車站工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（QGD-006-2005）同樣對(duì)泥漿提出要求：（1）膨潤(rùn)

11、土泥漿的比重（粘土或砂性土）控制在1.151.20（用比重計(jì)測(cè)，清孔后在距孔底50cm處取樣）；聚合物泥漿（泥漿粉）為輕質(zhì)泥漿，泥漿比重控制在1.1以內(nèi)。（2）泥漿面標(biāo)高應(yīng)高于地下水位（目測(cè)）；（3）沉渣厚度：端承樁50mm；摩擦樁150mm（用沉渣儀或重錘測(cè)量）。8.安全文明措施8.1 現(xiàn)場(chǎng)安全文明措施8.1.1 泥漿池周邊按國(guó)家安全規(guī)范要求做好臨邊防護(hù)。8.1.2 所有施工設(shè)備和機(jī)具使用時(shí)必須由專職人員負(fù)責(zé)進(jìn)行檢查和維修，確保狀況良好。各技術(shù)工種必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)考核取得合格證，方可持證上崗操作，杜絕違章作業(yè)。 施工人員必帶安全帽。 所有施工人員應(yīng)掌握安全用電的基本知識(shí)和所用設(shè)備性能，用電人員各

12、自保護(hù)好設(shè)備的負(fù)荷線、地線和開關(guān)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)找電工解決，嚴(yán)禁非專業(yè)電氣操作人員亂動(dòng)電器設(shè)備。9.環(huán)保措施9.1 聚合物泥漿（泥漿粉）環(huán)保措施 泥漿經(jīng)過(guò)降解沉淀后方可排放； 對(duì)裸露土體應(yīng)及時(shí)覆蓋，防止揚(yáng)塵； 專業(yè)綠色文明施工隊(duì)伍灑水降塵，保持施工現(xiàn)場(chǎng)整潔干凈； 外出車輛應(yīng)沖洗，防止挾渣帶泥上路。10.經(jīng)濟(jì)比選以地鐵15號(hào)線10標(biāo)圍護(hù)樁施工為例，基坑圍護(hù)樁直徑均為800mm，樁長(zhǎng)23.05m，間距1400mm，土層為以細(xì)、中砂層為主。若以膨潤(rùn)土為造漿材料，則每立方米的水需用80kg膨潤(rùn)土，若以奈普頓化學(xué)聚合物為造漿材料，則每立方米的水需用0.8kg的化學(xué)聚合物。若以膨潤(rùn)土400元/噸，化學(xué)聚合物

13、20000元/噸計(jì)算，則單樁理論用量如下：?jiǎn)螛独碚撚昧勘聿牧蠁螛独碚撚昧繂蝺r(jià)單樁總價(jià)膨潤(rùn)土80KG/m³x15m³=1200KG400元/噸480元化學(xué)聚合物0.8KG/m³x15m³=12KG20000元/噸240元由上表可以看出，就泥漿這一項(xiàng)而言，與以膨潤(rùn)土為造漿材料相比，以化學(xué)聚合物為造漿材料，單樁成本節(jié)約50%。該工程主體結(jié)構(gòu)圍護(hù)樁共計(jì)323顆，若都以化學(xué)聚合物為造漿材料，則可節(jié)約成本77520元。此外，目前北京市場(chǎng)，泥漿外運(yùn)消納100元/ m³左右，土方外運(yùn)30元/ m³左右，由于聚合物泥漿（泥漿粉）可以降解，因此降解處理后的泥漿可直接按土方外運(yùn)，而膨潤(rùn)土泥漿外運(yùn)則有的消納系數(shù)（本例取1.2）。仍以上述工程為例，則單樁泥漿消納理論費(fèi)用比較見(jiàn)下表：?jiǎn)螛赌酀{消納理論費(fèi)用對(duì)比表材料單樁理論泥漿量消納方式單樁總價(jià)膨潤(rùn)土15m³x1.2=18m³泥漿外運(yùn)18x100=1800元化學(xué)聚合物15m³降解后按土方外運(yùn)15x30=450元實(shí)際應(yīng)用中，雖不可能每顆樁都消納泥漿，但也會(huì)依據(jù)場(chǎng)地條件和圍護(hù)樁的數(shù)量，設(shè)置多