澎潤土代替紅粘土在鉆孔灌注樁中及應(yīng)用

1、.膨潤土代替紅粘土在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用岳金鑫 山西潞安工程有限公司摘要：鉆孔灌注樁中采用泥漿護(hù)壁成孔在國外國外的技術(shù)比較成熟，其主要目的是：通過泥漿的作用來平衡壓力，穩(wěn)定孔內(nèi)地下水位壓力，保持孔壁受到的壓力穩(wěn)定，防止坍孔，并有利于攜帶泥渣和清孔，其次是起到潤滑作用兼顧保護(hù)鉆具，提高成孔效率和質(zhì)量。泥漿質(zhì)量的好壞直接到成樁質(zhì)量。關(guān)鍵字：膨潤土，利用率，成孔質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益鉆孔灌注樁由于對各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性、施工簡單易操作且設(shè)備投入一般不是很大，因此在各類房屋及工業(yè)建筑中都得到了廣泛的應(yīng)用。但鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進(jìn)行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗收。因此樁身質(zhì)量的過程控制

2、就是關(guān)鍵，而泥漿質(zhì)量的好壞就是其中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1 工程簡況及紅粘土應(yīng)用概況我項目部從2005年底進(jìn)入襄垣縣付村容海電廠施工，承攬付村容海電廠樁基工程，工程樁為鋼筋混凝土灌注樁，共計1250根，有效樁長為33.5m，使用旋挖鉆機(jī)成孔工藝；地層46m處為濕陷性黃土；10m以下初見地下水，水頭較大；1619m處為粉砂層，其余部分為粉質(zhì)粘土層。需要采取泥漿護(hù)壁工藝，保證成樁質(zhì)量。截至2006年2月份以前我項目部一直使用紅粘土護(hù)壁工藝，單樁用量比較多（每10m用量達(dá)到1.64 t），同時孔底沉渣較多，孔壁泥皮較厚，材料浪費(fèi)嚴(yán)重（泥漿循環(huán)利用率低，多為一次利用），效果不理想，成本增加很多，而且工程質(zhì)量

3、也不容易保證。在此種情況下我項目部采用膨潤土代替紅粘土進(jìn)行工藝改進(jìn)。2 施工方案2.1 總體思路：鉆孔樁成孔過程是鉆頭將地層不斷破碎克取的過程，地層被破碎后形成鉆渣融合在泥漿中，通過循環(huán)泥漿將其帶出地面，完成成孔排渣的程序，而泥漿性能的好壞又直接影響樁底沉渣量的多少。同樣，泥漿性能不好又可能導(dǎo)致出現(xiàn)孔壁塌陷、縮頸、樁底沉渣量過多等質(zhì)量問題，從而影響整個工程的施工質(zhì)量，對施工單位也會帶來不良的社會影響。在配置泥漿時主要考慮：1) 護(hù)壁防坍塌2) 懸浮攜帶鉆渣、清孔3) 堵漏其次是起到潤滑作用兼顧保護(hù)鉆具，提高效率。鉆孔樁樁底沉渣是影響鉆孔樁質(zhì)量的主要因素之一。因此在工程中我項目部根據(jù)這一問題，進(jìn)

4、行分析、找出原因，提出改進(jìn)方法，改用膨潤土代替紅粘土進(jìn)行泥漿護(hù)壁，實際施工中合理調(diào)整，最后達(dá)到降低成本、保證質(zhì)量的目的。2.2 技術(shù)措施： 膨潤土泥粉和水不能在自然狀態(tài)下混合成泥漿，必須通過強(qiáng)勁的攪動才能形成膠體，膨潤土經(jīng)制漿機(jī)攪和后注入制漿池中，還要用高壓水泵（本工程中用3PN泵）自吸多次循環(huán)后才能形成均勻泥漿。制好的泥漿其技術(shù)指標(biāo)為：粘度17 min20min；含砂率不大于6；膠體率不小于90；比重1.15-1.2左右。制備好的鮮泥漿從制漿池經(jīng)過高壓水泵壓送到成孔內(nèi)，完成護(hù)壁后在灌注混凝土過程中從孔口排出并回抽到沉淀池，經(jīng)過慮砂泵（本工程中用旋流器）過濾后進(jìn)入制漿池，不斷測量（每30分鐘一

5、次）泥漿的比重，通過加入新的膨潤土、火堿和纖維素等使其達(dá)到施工要求的比重，通過反復(fù)循環(huán)提到泥漿的利用率。2.3 施工方法： 1) 制備泥漿的設(shè)備及場地泥漿攪拌機(jī)兩臺，3PN泵三臺，旋流器一臺，制漿池一個（10m×3m×3m），沉淀池（4m×4m×2m），泥漿送漿、回漿管道200m，龍頭、閥門若干，比重計1個2) 材料膨潤土：泥漿膠質(zhì)體的主要來源，劃分為鈉基膨潤土(堿性土)、鈣基膨潤土(堿土性土)和天然漂白土(酸性土或酸住白土)三種。其中鈣基膨潤土包括鈣鈉基、鈣鎂基等膨潤土。本工程采用鈉基，即堿性土。堿性土的主要交換陽離子為Na+(和K+),堿性系數(shù)大于或

6、等于1。堿性土的主要交換陽離子為Ca2+-Na+或Ca2+-Mg2+等,堿性系數(shù)小于1。酸性土的主要交換陽離子為H+(Al3+)。要是由于鈉基膨潤土泥皮薄，穩(wěn)定性和造漿率高。根據(jù)不同地層膨潤土參量為泥漿體積的6%8%。純堿。主要作用是增大PH值，使粘土顆粒進(jìn)行分散，并增加表面負(fù)電荷，來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，純堿摻量為泥漿體積的0.3%0.5%。羧甲基纖維素（CMC）?？商岣吣酀{的黏度，具有使土壁表面形成化學(xué)膜泥皮和降低失水量的功能，它作為膨潤土基漿的改型劑，摻量為泥漿體積的0.05%0.15%。3) 制備基漿（新鮮泥漿）膨潤土和水不能在自

7、然狀態(tài)下混合成泥漿，必須通過強(qiáng)勁的攪動才能形成膠體，膨潤土經(jīng)制漿機(jī)攪和后注入制漿池中，還要用高壓水泵自吸多次循環(huán)后才能形成均勻泥漿。制好的泥漿其技術(shù)指標(biāo)為：粘度17 min20min；含砂率不大于6，；膠體率不小于90；比重1.15左右。4) 泥漿使用及回收制備好的鮮泥漿從制漿池經(jīng)過高壓水泵壓送到成孔內(nèi)，完成護(hù)壁后在灌注混凝土過程中從孔口排出并回抽到抽漿車中運(yùn)回沉淀池，經(jīng)過慮砂泵過濾后進(jìn)入制漿池，不斷測量泥漿的比重，通過加入新的膨潤土、火堿和纖維素等使其達(dá)到施工要求的比重，通過反復(fù)循環(huán)提到泥漿的利用率。2.4實施效果：通過持續(xù)的改進(jìn)，在襄垣縣容海電廠樁基工程的施工中既保證工程質(zhì)量，又提高了泥漿

8、的利潤率，采用膨潤土泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁優(yōu)質(zhì)高效地完成了施工任務(wù)，實現(xiàn)了100%以上的合格率，96.5%的優(yōu)良率。而膨潤土代替紅粘土泥漿護(hù)壁在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用又是會對我們的工程質(zhì)量、工程效益與利潤有著諸多好處的一個重大技術(shù)革新。3 應(yīng)用情況襄垣縣付村容海電廠樁基工程施工完畢以后我項目部陸續(xù)在潞安集團(tuán)高河礦井選煤廠原煤倉、精混煤倉樁、王莊煤礦萬噸筒倉、集團(tuán)綜合商務(wù)樓等樁基工程中相繼使用，體現(xiàn)了這一技術(shù)的優(yōu)點，節(jié)約了成本，提高了質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。4 應(yīng)用效益分析4.1經(jīng)濟(jì)效益：數(shù)據(jù)分析：襄垣縣付村容海電廠的主廠房、煙囪、輸煤棧橋、鍋爐房、除塵器、鋼煙道支架、汽機(jī)支座、渣倉、石灰石粉倉以及

9、空冷系統(tǒng)的1250根的鉆孔灌注樁均由我公司進(jìn)行施工，其中前期的122根樁為改進(jìn)前成樁的工藝，工程總造價為2175萬元。成孔過程中泥漿護(hù)壁改進(jìn)前后的成本分析見表1表1 泥漿護(hù)壁改進(jìn)前后成本分析泥漿護(hù)壁材料名稱樁孔每10m用量(t)樁長(10m)單價（元）合價（元）成本降低（元）改進(jìn)前紅粘土1.643.3543.5238.99117.05改進(jìn)后膨潤土0.143.35260121.94本工程工程樁共計1250根，前期122根樁為改進(jìn)前成樁的成本。由上述分析得知：改進(jìn)前的紅粘土成本：（1250-122）×238.99 = 269580.72元改進(jìn)后膨潤土成本：（1250-122）×

10、121.94=137548.32元間接節(jié)約成本：269580.72-137548.32=132032.4元4.2社會效益：通過持續(xù)的改進(jìn)，襄垣縣付村容海電廠樁基工程的施工中既保證工程質(zhì)量，又提高了泥漿的利潤率，采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁優(yōu)質(zhì)高效的完成了施工任務(wù)，同時把新的技術(shù)傳播開來，為社會創(chuàng)造了間接效益。5 結(jié)語鉆孔灌注樁由于對各種惡劣地質(zhì)條件具有適應(yīng)性、施工簡單易操作且設(shè)備投入一般不是很大，因此在各類房屋及工業(yè)建筑中都得到了廣泛的應(yīng)用。由于鉆孔灌注樁在地面以下作業(yè)，隱蔽性高，每一工程所遇到的地層情況不同、天氣不同等要求泥漿參數(shù)也要適當(dāng)調(diào)整，施工過程質(zhì)量不好控制，因此泥漿質(zhì)量的好壞就變得相當(dāng)重要。紅粘土護(hù)壁工藝已不能滿足工程質(zhì)量及成本需要。 本次施工中，我項目部通過用膨潤土對紅粘土的代替實驗，在不斷改進(jìn)、反復(fù)嘗試的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了項目部成本的節(jié)約、成樁質(zhì)量的提高及施工速度的加快，為本工程優(yōu)質(zhì)高效地完成提供了堅