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泥浆护壁就是在充满水和膨润土以及 CMC 等其他外加剂的混合液的情况下,对于地下连续墙成槽、钻孔灌注桩钻孔等工程,泥浆对槽壁的静压力和泥浆在槽壁上形成的泥皮可以有效地防止槽、孔壁坍塌。除此之外,泥浆还具有携渣和冷却润滑机具作用,具有一定粘度的泥浆可以携同泥渣一起排出。
泥浆可以作机具的润滑和冷却剂,在冲洗机具的同时,也冷却的机具。防止槽壁坍塌或剥落,并维持挖成的形状不变。成槽之后,浇灌混凝土把泥浆置换出来,在地下筑成一道混凝土单元墙段。使槽壁稳定的泥浆叫护壁泥浆,由于是使用泥浆护壁进行挖槽,所以才用“泥浆护壁挖槽法”这个术语。护槽与护孔是不一样的概念,因为槽壁的稳定要比孔壁复杂得多,并且槽壁的拱效应不如圆拱效应。泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗粒上,通过这种粘附作用可使槽壁减少坍塌性和透水性。泥浆具有支承开挖,悬浮岩屑,避免淤泥碴层在开挖底部堆积等作用,同时要求泥浆具有泵送容易的特性,具有被水泥清洁置换的能力,对后来的钢筋与混凝土间粘结没有妨碍等等。另外,在泥浆静止状态下挖槽,特别是采用大型抓斗上下提拉的挖槽方式很容易使槽壁坍塌,所以要求泥浆粘度要大于采用泥浆循环挖槽方式时的粘度。
使用化学泥浆的理想效果:
护壁好、沉渣少! 使用化学泥浆时要达到护壁好、沉渣少(根据情况不必二清)的效果。如果没达到这样的效果肯定是有原因的。起主要原因总结如下:
(1)添加量少造成的:一般参考添加量。有经验的客户是这样操作的:前2根的添加量人为多些。因为毕竟新泥浆池、新孔,再个前期为了顺利成桩就先不要过多考虑成本了。另外,人为添加的泥浆粉也不会浪费很多,在随后施工中仍然在起作用。化学泥浆是可以循环利用的。只是有时要根据地质情况(比如沙层地质中粘度损失就大些,恰恰粘度渗入沙层造成一定损失才会起到作用的、施工节奏等因素进行适当的添加。
(2)施工工法不当造成的:比如沙层要遵从“三慢”原则(慢放、慢打、慢提);终孔要等20分钟以上;使用双底捞沙钻具等等一些细节因素。
(3)烧碱量使用不当造成的:按理论来讲,聚合物泥浆PH8-10时效果*好。但是桩基施工因素很多。普遍性中有特殊性。在保证浆液粘度适中情况下,如果沉渣还超过10公分的话,下个孔就要多加些烧碱(个别地层和水质得减少),也许就达到效果了。所以每个新工地,前两个孔要摸索一下,找出合适的方案以为随后的施工带来顺当和速度。
(4)其他方面的原因造成的:桩基施工涉及因素很多,有些人为因素是可以改变克服的。有些客观因素是无法改变的。要么改变施工的成孔工艺要么选用其他造浆材料。 旋挖钻机专用化学泥浆给施工带来极大的方便,的确是施工的一次质的飞跃! 使用旋挖钻机专用化学泥浆的*佳效果:护壁好、沉渣少。
与传统泥浆性能对比:
1、使用简单,采用:“清水+碱+聚合物泥浆”或“清水+碱+聚合物泥浆+进口比重添加物”便于现场配置操作。(具体配比视工程地质情况而定)
2、施工中孔径控制更加**,减少旋挖出土量及混凝土浇筑量,节约材料及机械台班费用。
3、成孔速度快,比膨润土省工、溶解速度快、钻杆、钻头没有泥浆和砂子,增加钻杆和钻头的使用寿命,一定程度上减小机械设备折旧。
4、能加速钻屑砂子絮凝沉淀,可以自行清洁,含沙率低,与混凝土自行分离,成孔后一般不需要二次成孔,减少清孔时间,节省人工并能保证沉渣厚度。
5、能提高桩基摩檫承载力,提高桩基质量,增加桩的承载力。
6、易于降解处理,回用率高,用量少,不产生废泥浆,有利于文明施工减少场地使用面积。
7、环保产品,无毒无污染,对钢筋无锈蚀,不影响混凝土的强度。
适用地层:粘土、砂层、人工填土及含有部分卵石碎石的地层。
在旋挖钻机施工中该泥浆体系能对孔壁提供压力,防止在不稳定地层中钻孔坍塌,同时*大化旋挖钻机的装载能力,提高掘进速度,该泥浆成本比膨润土矿物泥浆低,具有一定的经济效益。
旋挖取土成孔中,静态泥浆作为成孔过程中的稳定液,主要作用是护壁,泥浆粉水解后分子链扩散并与其它分子链重新连接,形成粘稠的糊状泥浆,能够把钻屑充分黏结在一起,便于钻头钻进,提高工作效率,并且将孔内悬浮的细小土颗粒沉淀于钻孔地不便于*后清出,避免泥浆池因沉渣加厚的清理工作,优点有:
1 减少孔壁塌方,桩体缩径,断桩发生。
2 孔径控制更加**,减少旋挖出土量及混凝土浇筑量,节约材料和机械台班费用。
3 浆体含沙率低,可以自行清洁,与混凝土自行分离延长钻头寿命,提高混凝土的浇筑质量。
4 使用便利,缩短制浆时间。
5 无污染,是环保产品。
泥浆的配置比例范围,公斤每立方
0.4-2.0
由于泥浆本身快速沉淀钻屑的性能,在成孔时孔内悬浮钻屑就已经非常少了,所以在吊放钢筋笼后测量沉渣厚度均不超过10厘米,无需二次清孔,有效提高了成孔效率和质量。与膨润土泥浆相比,充分体现了性能优势。
一、空压机造浆法
1、施工准备:挖一个泥浆池,根据用量确定泥浆池的大小,并在池边安装好泥浆泵和空气压缩机,周边做好防护。
2、将清水注入泥浆池后,用20%氢氧化纳(又名烧碱、火碱或片碱)溶液调节水的PH值在8-10之间,用空压机搅拌均匀(搅拌时间为10-20分钟)。
3、将循环泵打开,进行自循环后,通过泵出水管口加入本产品,要求慢慢均匀加入,**使用时一般采用*大量使用,加量为万分之五(既100立方水中加入本产品50KG,后用空压机搅拌10分钟,用工程漏斗测定溶液的黏度到22秒左右即可满足一般工程地质。(一般情况下手感稍有粘度起线丝状即可,特殊地质根据实际情况而定)。
4、若黏度高于22秒,可直接加水稀释:若黏度小于22秒,可能是由于搅拌时间不够,需延长搅拌时间,如果仍达不到黏度,可打开循环泵自循环后通过出水口补充本产品,并再用空压机搅拌继续搅拌,直至满足条件。
5、在钻进过程中,如果含砂层较多,要提前准备好足够量的泥浆,并在钻进过程中不断补充泥浆,保持钻进液面,确保地层压力平衡。
6、钻进完成后,停15-40分钟后,(根据孔深决定时间)用钻机打捞一次沉降下去的砂子等杂质,不要控浆。然后下放钢筋笼和混凝土导管,一般情况下都能达到灌注桩要求的含砂量和沉砂量,个别地层可能会出现沉砂量较多的情况,就可以在下钢筋笼之前多捞两次,以确保下完钢筋笼和导管后沉渣达标。
7、灌桩完后,返回的泥浆需要求其黏度,如果黏度低于20秒,可以打开循环泵自循环后通过出水口补充本产品,并用空压机不停搅拌,直至满足条件。同时,在另外一个泥浆池中配制新的泥浆,以满足下一个桩钻孔所用。
二、孔内直接造浆法
经过多年现场实际应用,一些项目因场地条件等原因不具备空压机造浆法施工,为了保证泥浆质量和减少造浆时间等,我公司特研发速溶型奈普顿旋挖钻机专用聚合物泥浆。此材料在项目使用中极大的减少泥浆制备时间,提高了施工效率。
1、在钻孔前提前准备好泥浆材料,根据地层情况计算出总用量和施工每米的平均用量。
2、做一个加料斗,能使材料和片碱充分融化不结块。
3、在护筒内**行泥浆的配制,护筒内配制用量为平均用量的1.5——2倍。在钻进到护筒底部以下3M后,加量按照平均用量添加即可。
4、在正常施工时,造浆要专人负责,保证泥浆液面高度。添加聚合物泥浆时间、次数和重量严格按照计算的平均量配制。
5、在钻孔至将近设计孔深3-5米时,可停止添加聚合物泥浆。
6、如遇砂层卵石层过大、孔壁不稳定、漏浆量过大时,根据水量适当调整材料用量。
三、 用量
一般情况下比例按0.01%~0.1%配制,根据现场实地情况试验确定配合比例。
参考指标:如下
地层状况 | 泥浆(公斤∕立方水) | 粘度(秒) |
粘土与页岩 | 0.2-0.6 | 18-30 |
淤泥,细到中砂 | 0.3-0.7 | 20-32 |
粗砂,较小的砾石 | 0.4-0.9 | 22-35 |
卵砾石 | 0.5-1.1 | 24-45 |