化學(xué)泥漿在旋挖鉆孔樁施工中的運用

.仝瑞鵬【摘要】結(jié)合徐明高速公路XM-1標橋梁鉆孔樁工程，介紹化學(xué)泥漿在旋挖鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用?；瘜W(xué)漿液不僅有很好的護壁防塌效果，而且能吸附鉆屑，孔里的沉渣厚度一般不超過10cm，根據(jù)實際情況，可不進行二次清孔，且泥漿體中不含鉆屑，孔壁摩擦力層增厚，能夠有效提高樁的摩擦承載力，使用化學(xué)泥漿的成孔樁經(jīng)檢驗全部為I類樁，且無毒、無味，對環(huán)境沒有危害。【關(guān)鍵詞】鉆孔樁施工泥漿化學(xué)泥漿旋挖鉆機鉆孔具有成孔質(zhì)量好、速度快、無噪聲、無污染等優(yōu)勢。我國鉆孔樁施工該泥漿體系能對孔壁提供壓力，防止在不穩(wěn)定地層中鉆孔坍塌，同時最大化旋挖鉆的裝載能力,提高掘進速度，泥漿成本比膨潤土礦物泥漿低，具有一定的經(jīng)濟效益。本文就徐明高速公路鉆孔灌注樁施工實例介紹化學(xué)泥漿在旋挖鉆機施工中的應(yīng)用。1化學(xué)泥漿概況1.1化學(xué)泥漿基本性狀化學(xué)泥漿是一種高分子量的人工合成聚合物，它可以在較低的濃度條件下，創(chuàng)造極佳的黏度環(huán)境。它極長的分子鏈呈卷狀無序地分散于泥漿中，這些單個的小卷受到剪切力后就會伸展開來，穿過不同的層面形成連接橋，這種表面吸附與橋接作用在鉆進時會發(fā)生效力，保證周圍地層的穩(wěn)定;同時,這種作用也可以幫助泥漿最大限度地黏結(jié)住被切削下的鉆屑，使得鉆頭能夠輕易從鉆孔中移出鉆屑，從而提高鉆進效率。1.2化學(xué)泥漿的優(yōu)點旋挖鉆機取土成孔中，靜態(tài)泥漿作為成孔過程的穩(wěn)定液，主要作用是護壁?；瘜W(xué)泥漿主要由高分子聚合物水解后形成。由于泥漿聚合物分子量一般高達2000萬以上，水解后分子鏈擴散并會與其他分子鏈重新連接，形成黏稠的、近似糊狀的泥漿,能夠把鉆屑充分黏結(jié)在一起,便于鉆頭鉆進，提高施工效率，并且將孔內(nèi)懸浮細小土顆粒沉淀于鉆孔的底部,便于最后清出，避免泥漿池因沉渣加厚的清理工作。其優(yōu)點為:（1）用量極少，100立方的水池加入50公斤左右即可形成良好的漿液，添加量為5/10000左右，可以想象其造漿的簡捷、迅速，只要有水就可以開鉆。（2）添加極為方便，化學(xué)泥漿為速溶型化學(xué)泥漿，經(jīng)過測試，化學(xué)泥漿粉可在10.秒內(nèi)溶解，幾分鐘即可達到極高的粘度值。在施工時可以把化學(xué)泥漿粉順著噴射的水流沖入孔內(nèi)，即可形成良好的護壁漿液。當(dāng)然，也可以順著噴射的水流沖入泥漿池，運用泵抽泵送進行循環(huán)化學(xué)泥漿是速溶型的，可以直接順著噴射的水流加入孔里，形成粘度極好的泥漿液，一個輔助工即可完成制漿、加漿工作。（3）化學(xué)泥漿形成的漿液可以循環(huán)重復(fù)利用。在隨后的施工使用過程中根據(jù)粘度損失情況進行適當(dāng)添加，沙層地質(zhì)粘度損失相對較大。而在非沙層地質(zhì)施工粘度損失相對較小，相對添加量就會少些。（4）在施工時，基本無需打理泥漿池子，因為無論成樁多少，泥漿池不會有大量沉渣出現(xiàn)，無需清理。（5）護壁好，防滲漏。尤其對沙層具有良好的防塌效果，具有很好的性價比。（6）化學(xué)泥漿形成的漿液可以直接吸附鉆屑，成孔后沒有沉渣，下籠和下導(dǎo)管后沉渣一般不超過10公分，根據(jù)情況不用二次清孔，直接灌注混凝土，極大提高了成樁速度，增加效益。（7）使用化學(xué)泥漿制成的泥漿液具有很好的潤滑作用，節(jié)省鉆具，經(jīng)實際對比，鉆機的耗油可節(jié)約10-20%，降低成本。（8）施工中孔徑控制更加精確，減少旋挖出土量及混凝土澆筑量，節(jié)約材料及機械臺班費用。（9）成孔速度快，比膨潤土省工、溶解速度快、鉆桿、鉆頭沒有泥漿和砂子，增加鉆桿和鉆頭的使用壽命，一定程度上減小機械設(shè)備折舊。（10）易于降解處理，回用率高，用量少，不產(chǎn)生廢泥漿，有利于文明施工減少場地使用面積。（11）環(huán)保產(chǎn)品，無毒無污染，對鋼筋無銹蝕，不影響混凝土的強度。2化學(xué)泥漿的配制及性能指標2.1泥漿配制現(xiàn)場配制時及時進行泥漿的性能指標測試,并及時調(diào)整以達到要求。用量泥漿粉比例按0.01%-0.1%1）.表12.2化學(xué)物泥漿的配制方法化學(xué)泥漿造漿便捷，無需提前造漿，只要有清水就可開鉆施工。泥漿池不需桿泵，避免來回升降泵，使用污水泵即可。配合泥漿遙控水泵開關(guān)，一人便可完成造漿加漿，省時省力省費用，極大提高工作效率。.化學(xué)泥漿漿粉是速溶性粉末狀，孔口處加漿，10秒內(nèi)可開始溶解，數(shù)分鐘即可充分溶解。直接順著噴射水流沖入孔里即可形成良好的漿液，一個人完成造漿、加漿任務(wù)。根據(jù)地質(zhì)情況適量添加，同時根據(jù)情況添加燒堿，用以調(diào)整ph值，增加溶解性和粘度。2.3化學(xué)泥漿性能指標（1）泥漿比重對施工的影響比重越大越好，但是從灌注混凝土角度來講，比重越大，壓力、壓強就越大，灌注就越困難。就旋挖鉆孔灌注樁來講，在下籠、下導(dǎo)管后進行的二清不僅是清理孔底沉渣，而且也要稀釋漿液，這樣就容易灌注混凝土。而采用化學(xué)泥漿，因其添加量只有5/10000左右形成的漿液比重易滿足規(guī)范中灌注要求泥漿指標，更利于灌注混凝土。（2）粘度對施工的影響.化學(xué)泥漿的添加量一般為萬分之五的量即可形成良好的護壁漿液，但是有時為了增加粘度，即便添加量增大一倍，因其百分比很低，其比重幾乎沒有變化，這就是化學(xué)泥漿的特性。傳統(tǒng)膨潤土泥漿粘度大比重就大，而化學(xué)泥漿粘度大比重也不大，使用化學(xué)泥漿在粘度大的情況下灌注仍然順利。（3）含沙率對施工的影響：泥漿里面含沙率越高泥漿就越差，化學(xué)泥漿形成的漿液中含沙率幾乎為零。在旋挖成孔中不僅孔里沉渣少，而且泥漿池里的沉渣也少。3化學(xué)泥漿在旋挖鉆孔灌注樁施工應(yīng)用實例的運用。3.1鉆進成孔(1)護筒內(nèi)注滿泥漿后,開始鉆進，鉆進過程中要不斷補充泥漿，保持水頭高度為護筒高度的1/2，防止坍孔。(2)以加快泥漿中鉆屑沉降，有利于孔壁穩(wěn)定。(3)與膨潤土泥漿攜帶鉆屑不同，化學(xué)泥漿主要是將孔內(nèi)鉆屑快速沉淀，所以在鉆孔后期,完全后一起撈出。(4)鉆進結(jié)束后檢測孔徑、孔深、垂直度,驗收合格后進行下一道工序。3.2鋼筋籠吊放(1)鋼筋籠的吊放要對準孔位、扶穩(wěn)、緩慢,避免碰撞孔位,到位后立即固定。(2)多節(jié)鋼筋籠吊放時,應(yīng)將鋼筋籠逐步接長后再放入孔內(nèi),利用先插入孔內(nèi)的鋼筋籠的對接和綁扎，焊縫驗收后冷卻沉入孔內(nèi)。3.3二次清孔.由于化學(xué)泥漿本身的快速沉淀鉆屑性能，在成孔時孔內(nèi)懸浮鉆屑就已經(jīng)非常少了，所以在鋼筋籠后測量沉渣厚度均不超過10cm，無需二次清孔，有效提高了成孔效率和質(zhì)量，與膨潤土泥漿相比，充分體現(xiàn)了性能優(yōu)勢。3.4水下混凝土灌注清孔完畢后,由導(dǎo)管上部塞入隔水塞,塞入深度以臨近水為準,當(dāng)儲料斗內(nèi)的混凝土儲量滿足剪栓后首次灌注時,即保證導(dǎo)管底端能埋入混凝土中0.8~1.2m時,即可,孔內(nèi)混凝土面的上升,隨時提升和拆卸導(dǎo)管,導(dǎo)管底端必須保證埋入混凝土面以下2~6m。在任何情況下,導(dǎo)管的埋深不得大于6m。由于化學(xué)泥漿并不在孔壁上形成厚的泥皮,且泥漿體系中不含鉆屑,所以能夠有效地提高樁摩擦承載力,本工程通過檢測,使用化學(xué)泥漿成孔的樁100%以上達到了Ⅰ類樁標準。3.5化學(xué)泥漿的排放化學(xué)聚合物泥漿無毒、易于降解,5%的次氯酸鈉溶液或3%的過氧化氫溶液處理,處理時加入一定用量的處理劑后,應(yīng)使用泥漿泵循環(huán)所有需處理的泥漿確保其充分氧化。經(jīng)處理后的泥漿是環(huán)保無害的,可直接排放于附近的排水溝或水道中。3.6化學(xué)泥漿施工注意事項1、必須由專人負責(zé)埋設(shè)護筒、化學(xué)泥漿的制備，再到孔底清孔以及成孔后的檢查，2、對進場原材料進行嚴格試驗檢測，依據(jù)相關(guān)規(guī)范和標準，對不合格材料清除出場7、漿液面始終不能低于地面1m以下，更不能采取半孔漿成孔，因半孔漿成孔壓強降低，護壁能力就降低；同時灌注砼時，沒經(jīng)過漿液浸泡的地層極有可能塌方。8、不能與膨潤土泥漿混用。.4化學(xué)泥漿的經(jīng)濟效益化學(xué)泥漿和膨潤土泥漿成本對比(以100m水配制為例)3(1)化學(xué)泥漿:100m水，化學(xué)聚合物40kg，化學(xué)泥漿粉國內(nèi)市場價16000元/t左3(2)膨潤土泥漿:100m水，膨潤土按10%配制需10，膨潤土國內(nèi)市場價450元/3t左右,膨潤土成本需4500元，配制好所需時間12h左右?；瘜W(xué)泥漿與膨潤土泥漿對比，施工成本低,配制所需時間少，泥漿重復(fù)利用率高。表2）)元元元5結(jié)語近年來，隨著對樁基質(zhì)量、成孔速度、環(huán)保等要求的不斷提高，旋挖鉆機市場占有率迅速擴大。旋挖鉆機在覆蓋層施工具有成孔質(zhì)量好、速度快，無噪音、無污染或小污染等優(yōu)勢。但是由于旋挖成孔