01、樁基階段泥漿分離技術(shù)在工程中的運(yùn)用

樁基階段泥漿分離技術(shù)在工程中的運(yùn)用

摘要:近年來(lái)，我國(guó)中央及地方政府對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高。采用常規(guī)法處置樁基施工階段現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的大量廢泥漿會(huì)極大地造成環(huán)境污染。闡述了利用泥漿壓濾分離技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)泥水分離、減少泥漿排放和回收循環(huán)水，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞:樁基;泥漿;分離技術(shù);高壓快干隔膜壓濾機(jī);環(huán)保0引言近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的高速發(fā)展，各類(lèi)房屋建筑、基礎(chǔ)工程日益增多，在施工過(guò)程中產(chǎn)生了大量廢棄的泥漿，而如何處理這些泥漿成為了困擾人們的難題之一，目前，建筑泥漿的市面常規(guī)處理方式是用罐裝泥漿車(chē)外運(yùn)和泥漿現(xiàn)場(chǎng)沉淀干燥，但這兩種處理方式都存在較嚴(yán)重的局限性。泥漿外運(yùn)方式，由于建筑廢泥漿產(chǎn)生量大，含水率高且呈流動(dòng)狀，實(shí)際運(yùn)出的約75%是水分，不僅極大地增加了泥漿的處理成本，而且還可能在運(yùn)輸過(guò)程中造成環(huán)境污染，而外運(yùn)泥漿處置也需要占用大量的空余土地，造成土壤板結(jié)和浪費(fèi)。尤其近年來(lái)我國(guó)加大了環(huán)保力度，導(dǎo)致泥漿排放出現(xiàn)困難，極易導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)停工，影響工期和成本。由此可見(jiàn)，對(duì)于我國(guó)建筑市場(chǎng)而言，當(dāng)務(wù)之急是如何合理地處理廢棄泥漿。2019年，上海市綠化和市容管理局發(fā)文《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范本市工程泥漿處理管理的實(shí)施意見(jiàn)》(滬綠容[2019]219號(hào))，針對(duì)工程泥漿管理思路提出了從“外運(yùn)處置、集中干化、資源利用”調(diào)整為“源頭減量、就地干化、市場(chǎng)運(yùn)作、資源利用”。此外，為了改善市容市貌，提升城市形象，上海市區(qū)多處路段禁止泥漿車(chē)、渣土車(chē)等大型工程車(chē)輛通行，對(duì)工程進(jìn)度造成較大的影響。例如，2018年上海市進(jìn)博會(huì)期間，上海市大多數(shù)路段禁止泥漿車(chē)和渣土車(chē)通行，引起了嚴(yán)重的泥漿外運(yùn)問(wèn)題，上海市各區(qū)多處工地處于停工狀態(tài)。為了響應(yīng)國(guó)家及上海市環(huán)保要求，筆者以上海市復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院擴(kuò)建工程7號(hào)住院綜合樓(在建)為例，詳細(xì)介紹樁基施工階段采用泥漿分離技術(shù)所產(chǎn)生的效益及影響。

1工程概況上海市復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院擴(kuò)建工程(以下簡(jiǎn)稱“兒醫(yī)工程”)位于閔行區(qū)萬(wàn)源路399號(hào)復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院內(nèi)，場(chǎng)地狹小，基坑幾乎撐滿用地范圍。其中，東側(cè)距離圍墻1.9m,南側(cè)距離集中綠地2.7m,北側(cè)為醫(yī)院機(jī)動(dòng)車(chē)主出入口，西側(cè)為集中綠地和醫(yī)院機(jī)動(dòng)車(chē)道路，總體平面布置困難，基坑面積約9607m2,7號(hào)住院綜合樓樁基采用泥漿護(hù)壁成孔灌注樁，樁數(shù)為693根，樁孔直徑為中600mm,樁長(zhǎng)分別為23m、25m、28m和32.5m,成孔深度在40m~50m之間，在正常情況下使用6臺(tái)GPS-10鉆機(jī)施工。兒醫(yī)工程場(chǎng)地東側(cè)為萬(wàn)源路，場(chǎng)地南側(cè)為平陽(yáng)路，場(chǎng)地西側(cè)為1號(hào)病房樓，西北側(cè)為門(mén)診及醫(yī)技樓，樁基施工階段現(xiàn)場(chǎng)在萬(wàn)源路設(shè)置1個(gè)工地大門(mén)，靠近醫(yī)院正門(mén)。本工程在綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等各方面問(wèn)題之后，決定采用泥漿壓濾機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)樁基階段進(jìn)行泥水分離處理。2泥漿的產(chǎn)生及處理分析2.1泥漿產(chǎn)生本工程按照一般灌注樁成孔量與用水量之比為1:3,每天從6:00至22:00，6臺(tái)鉆機(jī)正常施工15根樁，產(chǎn)生廢漿約650m3,按照每輛泥漿罐車(chē)20m3計(jì)算，約每天要外運(yùn)30車(chē)。萬(wàn)源路為單向雙車(chē)道，平陽(yáng)路為雙向雙車(chē)道，若有大量工程車(chē)進(jìn)出現(xiàn)場(chǎng)，則對(duì)醫(yī)院的正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生較大的影響。鑒于本工程的泥漿處置點(diǎn)離現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本較大，在綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等問(wèn)題之后，決定本工程樁基階段采用泥漿壓濾以減少泥水分離和泥漿排放。

2.2泥漿處理根據(jù)工程施工進(jìn)度，在施工總平面設(shè)計(jì)中，以最簡(jiǎn)捷的線路組織泥漿流程，并配置1套XYZ/500高壓快干隔膜壓濾機(jī)泥漿分離系統(tǒng)進(jìn)行輔助施工，用于解決樁基施工中泥漿的處理和外運(yùn)問(wèn)題。使用專用的泥漿泵將脫穩(wěn)處理后的廢漿泵入壓濾機(jī)空腔內(nèi)，泥漿中的自由水快速透過(guò)濾布從濾板四周的排水孔流出，而泥漿中的顆粒則被截留在濾布上形成濾餅;后續(xù)的泥漿中的水穿過(guò)濾餅形成二次過(guò)濾，隨著濾餅的加厚，過(guò)濾阻力增大，濾液也會(huì)變得更加清澈。當(dāng)濾餅厚度足夠時(shí)，停止泥漿泵加壓，然后開(kāi)啟濾板內(nèi)置隔膜加壓系統(tǒng)，使濾餅受擠壓而排出多余水分，以降低泥餅含水量和壓縮泥餅體積。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:泥餅密實(shí)含水量低，濾液清澈，對(duì)泥漿適應(yīng)性廣。2.3處理功效該泥漿分離系統(tǒng)每小時(shí)能處理泥漿30m3~50m3,每天工作時(shí)間13h~20h,即可完成本樁基工程每天排放約650m3泥漿廢液的處理要求。經(jīng)協(xié)調(diào)處理，分離形成約220m3固體干土(含水率約20%~25%)，大大減少了對(duì)外運(yùn)車(chē)輛的需求;同時(shí)，經(jīng)泥水分離，排出水清澈，可用作灌注樁施工中的循環(huán)水。3泥漿壓濾分離技術(shù)的特點(diǎn)和效益泥漿壓濾分離技術(shù)的性能比較強(qiáng)大，它突破了人工污泥壓濾的種種局限，不但提高了壓濾效率，而且還大大縮短了壓濾時(shí)間，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和效益。3.1設(shè)備優(yōu)勢(shì)機(jī)器濾帶可自動(dòng)膨脹和收縮，并且具有自動(dòng)糾正偏向的特點(diǎn)，能確保整個(gè)機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠。污泥過(guò)濾機(jī)的電控系統(tǒng)還設(shè)有-連串的保護(hù)裝置，極大地降低了基坑施工現(xiàn)場(chǎng)操作的安全隱患。該設(shè)備采取防腐的措施和材料，不僅提高了污泥過(guò)濾機(jī)的使用壽命，而且還能節(jié)省一定的能源和材料。設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，整體部件整齊劃一;操作簡(jiǎn)單，一鍵式按鈕控制即可按需要進(jìn)行全自動(dòng)運(yùn)行，既降任了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又方便管理和維修。3.2環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢(shì)設(shè)備運(yùn)行中較少使用化學(xué)添加劑，過(guò)程中主要摻入了2.5%的石灰，給環(huán)境造成污染極小。壓濾式沙場(chǎng)泥漿脫水設(shè)備的過(guò)濾分離效果比較好、泥餅比較干、水分含量少，過(guò)濾后的水清澈透明，完全滿足回用要求。設(shè)備結(jié)構(gòu)為整體化，運(yùn)行平穩(wěn)，震動(dòng)小、噪聲低，在鉆孔灌注樁施工中不增加噪聲和震動(dòng)性環(huán)境污染，對(duì)市區(qū)施工工程周邊居民區(qū)影響較小。壓濾式泥漿脫水設(shè)備日常運(yùn)行的費(fèi)用低、用電量少、藥耗少。該設(shè)備產(chǎn)量大，工作效率相當(dāng)高，1臺(tái)設(shè)備基本能處理兒醫(yī)工程6臺(tái)樁機(jī)施工產(chǎn)生的泥漿，節(jié)能效果良好。經(jīng)處理分離形成的泥餅，固化方便，可統(tǒng)一回收，使外運(yùn)工作量從650m3泥漿變?yōu)?20m3干土，不但減少了外運(yùn)數(shù)量，而且還大大降低了揚(yáng)塵污染。經(jīng)監(jiān)測(cè)，空氣粉塵污染施工階段指數(shù)達(dá)到上海市《文明施工規(guī)范》要求。3.3經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，采用壓濾式泥漿脫水設(shè)備處理系統(tǒng)后，因液體泥漿外運(yùn)改為固體干土外運(yùn)，且數(shù)量大幅度減少，每天需運(yùn)輸650m3泥漿減少為220m3干土，泥漿外運(yùn)運(yùn)輸單位報(bào)價(jià)是130元/m3，經(jīng)脫水干化外運(yùn)的報(bào)價(jià)是92.58元/m3。按照每輛泥漿罐車(chē)20m3計(jì)算，運(yùn)輸車(chē)輛減少了19輛。經(jīng)過(guò)粗略統(tǒng)計(jì)，在本工程樁基施工約100d中，扣除機(jī)器、人工等其他費(fèi)用，可節(jié)省泥漿外運(yùn)費(fèi)用約350萬(wàn)元。此外，壓濾循環(huán)水的重復(fù)利用，為節(jié)能、節(jié)水等方面增添一定的經(jīng)濟(jì)效益，與添置設(shè)備等費(fèi)用投入相抵，仍有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。4監(jiān)理對(duì)泥漿壓濾分離技術(shù)的管理4.1技術(shù)管理為了充分發(fā)揮泥漿壓濾分離技術(shù)帶來(lái)的效益，避免過(guò)度使用此項(xiàng)技術(shù)而造成浪費(fèi)，作為監(jiān)理管理者，要嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁施工中泥漿的循環(huán)使用過(guò)程，同時(shí)對(duì)泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行及時(shí)測(cè)試，即新制泥漿—凈化泥漿—劣化泥漿的使用過(guò)程，以及對(duì)泥漿的含秒事、比重、貼度、pH值等性能指標(biāo)的測(cè)試。新制泥漿經(jīng)過(guò)循環(huán)使用后，經(jīng)過(guò)除砂機(jī)分離，稱為凈化泥漿。通過(guò)對(duì)凈化泥漿的含砂率、比重、點(diǎn)度、pH值等性能指標(biāo)的測(cè)試(見(jiàn)表1)，了解凈化泥漿中主要性能指標(biāo)的情況。根據(jù)實(shí)際情況，需要進(jìn)行泥漿的再生處理而無(wú)需進(jìn)行壓濾分離技術(shù)時(shí)，只需向凈化泥漿中補(bǔ)充新制泥漿，通過(guò)調(diào)整使之滿足設(shè)計(jì)規(guī)范等循環(huán)泥漿性能指標(biāo)的要求，使泥漿基本恢復(fù)原有的護(hù)壁性能。

表1循環(huán)泥漿性能指標(biāo)項(xiàng)次項(xiàng)目性能指標(biāo)檢驗(yàn)方法1密度1.05g/cm~1.25g/cm3泥漿密度天平2粘度黏性土22s~30s500ml/700ml漏斗法砂性土25s~40s3膠體率>98%量簡(jiǎn)法4失水率≤30ml/30min失水量?jī)x5泥皮厚度<3mm失水量?jī)x6ph值8~11ph試紙7含砂率黏性土<4%流沙瓶砂性土<7%4.2施工管理為確保壓濾分離技術(shù)處理技術(shù)高效，順利實(shí)施，監(jiān)理單位應(yīng)在施工組織設(shè)計(jì)審核過(guò)程中，對(duì)施工總平面布置進(jìn)行審核，合理布置壓濾泥漿分離設(shè)備，力求遵循鉆孔灌注樁施工工程泥漿系統(tǒng)的合理快捷流程及循環(huán)水合理使用流程。為確保壓濾分離技術(shù)處理效果，尚需對(duì)待壓濾處理的泥漿質(zhì)量要求進(jìn)行控制，對(duì)局部不宜進(jìn)行處理的泥漿（劣化泥漿）進(jìn)行識(shí)別。在具體區(qū)分時(shí)，當(dāng)泥漿性能指標(biāo)達(dá)到以下五項(xiàng)之一時(shí)，稱為；劣化泥漿。即：①泥漿的比重2≥1.3g/cm3;②泥漿的含砂量>10%;③泥漿的叫值>13;④泥漿的黏度≥50s;③混凝土澆筑接近完成時(shí)的回收泥漿。劣化泥漿不應(yīng)再次進(jìn)行循環(huán)使用，必須作廢漿處理。

5結(jié)語(yǔ)通過(guò)在上海市復(fù)旦大學(xué)兒科醫(yī)院擴(kuò)建工程中的實(shí)踐，采用泥漿壓濾設(shè)備對(duì)鉆孔灌注樁施工產(chǎn)生的泥漿實(shí)施干濕分離處理技術(shù)，樁基階段將泥漿壓濾設(shè)備的應(yīng)用與現(xiàn)場(chǎng)泥漿存儲(chǔ)池和循環(huán)池的布設(shè)相結(jié)合，避免了樁基施工因受現(xiàn)場(chǎng)泥漿外運(yùn)影響而發(fā)生停工或者減少生產(chǎn)力的情況，從而保證樁基施工節(jié)點(diǎn)的順利完成。實(shí)踐證明，該項(xiàng)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)影響、環(huán)保節(jié)能等方面都具有明顯的技術(shù)和管理效果。采用泥漿壓濾分離