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1、岩土工程界第12卷第7期材料与装备旋挖钻孔用聚合物泥浆在黄土状地层中的应用李永栋,熊文波(河北建设勘察研究院有限公司,石家庄050031)摘要文章详细介绍了聚合物泥浆在西北地区使用的实例,通过分析数据,总结聚合物泥浆使用的情况,说明聚合物泥浆不仅能够保证施工质量,而且造价也比传统泥浆节省10%,对相似地层有借鉴意义。关键词聚合物泥浆黏度泥浆密度泥浆含砂率中图分类号:TV4文献标识码:A文章编号:1009-5098(2009)07-0069-04随着我国经济建设的快速发展,旋挖钻机成孔为控制指标,桩长在38~41.7m之间。的灌注桩工程已很普遍。使用聚合物泥浆具有护2主要施工措施
2、壁、堵漏、保证桩基质量、绿色环保等性能特点,而且使用简单,小巧轻便,制浆速度快,护壁效果好,沉淀根据地层条件,施工初期采用旋挖钻机成孔,膨凝聚速度快,易于降解,无毒,可直接抛弃而不造成润土制浆,效果不理想,现采用聚合物泥浆代替膨润[1]环境污染。以往介绍聚合物泥浆主要从石油、地土泥浆。具体施工作法:下连续墙等工程进行介绍,如文献[2]、[3],本文结(1)按照化学剂B水B纯碱=0.4kgB1000kgB合聚合物泥浆在西北黄土状地层中使用旋挖钻机进0.4kg的比例配好泥浆,泥浆黏度不小于30s;行钻孔灌注桩施工的应用,总结出在类似地层中使(2)在制浆池与回浆池池底布置吹气管,用空
3、压用的一般规律,对类似工程有一定的借鉴意义。机气体使泥浆充分均和,吹气管采用在白塑料管上打孔,孔眼大小为4~6mm,间距按照30~50cm布置;1工程地质条件及工程概况(3)该泥浆主要参照从沉淀池中回到回浆池内1.1工程地质条件的泥浆指标,主要调整回浆池的泥浆指标;(4)该泥浆对于旋挖钻孔的操作要求:施工地段地层上部为上部为第四系风积层eolplpl钻进过程中,要做到匀速伸、收钻杆,尤其在出(Q4),第四系黄土状粉土(Q3)及黄土(Q2),下入孔口处轻提轻放,以减轻钻具对孔内泥浆的扰动伏侏罗系泥质砂岩、砂岩(J)。强度,避免坍孔。1.2工程概况由于造成孔内沉渣主要是粉细砂,所以
4、在钻进该工程为大型火电厂厂房基础桩基,设计要求砂层时必须采用专业的捞砂钻头,在成孔后,放置机械成孔,主要设计参数见表1。20~30min后用捞砂钻头清除孔底沉渣;表1桩基主要设计参数(5)泥浆循环系统见图1。主要指标设计参数3施工工艺总结孔径800mm桩端入持力层〓(强风化泥质砂岩)不小于1.2m3.1泥浆性能指标变化情况孔底沉渣不大于100mm混凝土强度等级C303.1.1泥浆含砂率变化情况单桩竖向承载力特征值不小于4500kN图2表示典型桩孔含砂率随孔深变化的情况,桩长以入持力层强风化泥质砂岩不少于1.2m在图上能明显看出,在孔深小于30m的泥浆含砂率1收稿日期22008-
5、10-0869材料与装备GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVol112No17均不大于5%,而孔底相对含砂量较大,个别情况大于10%,但是平均值仅为7%,符合/孔底500mm[4]以内含砂率不大于8%0的规定。根据图表变化情况,35m以上的泥浆含砂率不大于5%,均可以回收利用。3.1.2泥浆密度变化情况图3~图6表示单个桩孔不同深度的泥浆随放置时间的不同,密度变化的情况,放置时间分(1)泥浆密度随深度的增加而增加,这是由于别为1小时、3小时、5.5小时和6小时,从图表旋挖钻孔过程中孔内泥浆循环不如正、反循环钻孔中看出:循环效果好,越往孔底泥浆密度越大;(2
6、)成孔后放置一段时间后,泥浆密度均比钻进时有所增大,入孔泥浆密度基本在1.1以内,孔内密度在1.15左右,最大1.23,但是也符合规范中/灌注混凝土前,孔底500mm以内泥浆相对密度应[4]小于1.250要求的指标。(3)随着放置时间的增加,孔内上下泥浆密度逐渐拉开,这是由于放置后泥浆将进行部分离析,密度大的泥浆往孔底沉,密度小的泥浆向上浮,所以,尽快进行灌注也是必须的。70岩土工程界第12卷第7期材料与装备3.1.3泥浆黏度变化情况图7~图10表示单个桩孔不同深度的泥浆随放置时间的不同,黏度变化的情况,放置时间分别为1小时、3小时、5.5小时和6小时,由于聚合物泥浆主要靠泥浆
7、黏度黏结钻渣,便于钻进,同时将孔内悬浮的细小土壤颗粒沉淀于孔底,因此,黏度是该泥浆的主要性能指标,从图表中看出,随放置时间的不同,泥浆黏度均有所增加,但是变化不大,最小黏度17.6s,最大黏度也仅为21.2s,基本上比入孔的泥浆黏度稍大。3.2施工时应注意的情况[1]由于聚合物泥浆沉淀凝聚速度快,需要成孔后及时回钻捞渣,一般在成孔后20~30min后用捞砂钻头进行捞渣,由于沉淀在孔底的都是细颗粒,所以钻头的密封性必须要好,否则起不到捞取钻渣的效果。工程中曾经有一个钻孔是使用一般钻头进行捞渣的
