灌注樁施工中泥漿制備與技術要點

李 末

(大連市人防指揮所管理中心)

灌注樁施工中泥漿制備與技術要點

李 末

(大連市人防指揮所管理中心)

近年來，我國房價持續上揚，許多新成立的房地產開發單位加入到城市建設中來。樁基礎以其獨特的優越性，被大量的使用在工程建設中來，尤其是鉆孔灌注樁因地質適應性較好、施工單價低，成為了最普遍使用的樁基礎。這里我僅對灌注樁施工中泥漿制備與技術要點做些簡要概括。

泥漿 性能 測定 制備灌注樁

鉆孔灌注樁是采用不同的鉆孔方法，在地層中按要求形成一定的形狀的井孔，達到設計標高后，將鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土，成為樁基礎的工藝。其中泥漿制備是一道重要工序，同時泥漿在鉆孔、成孔中也起到關鍵作用。

一、泥漿的組成：

一般鉆孔泥漿由水、粘土（或膨潤土）和添加劑組成。

二、泥漿的作用：

在鉆孔中，由于泥漿的相對密度大于水的相對密度，故護筒內同樣高的水頭，泥漿的靜水壓力比水大。由于靜水壓力的作用，泥漿可作用在井孔壁形成一層泥皮，阻隔孔內外滲流，保護孔壁免于坍塌。

此外，泥漿還起浮懸、攜帶鉆渣、清洗孔底、冷卻鉆頭等的作用，使鉆進正常進行。在各種方法鉆進中，泥漿起的作用不完全一樣，故對泥漿的性能的要求也不相同。

三、泥漿的性能：

泥漿的主要性能有：1、相對密度2、粘度3、靜切力4、含砂率5、膠體率6、失水率7、酸堿度

實際施工現場可以根據條件，一般操作是只測定泥漿的相對密度、粘度和含砂率。控制好這三項指標，泥漿的質量和性能已經能夠很好的滿足施工要求了。

1、相對密度

泥漿的相對密度使泥漿與同體積的水的質量之比。泥漿的相對密度增大時，在鉆孔中對孔壁的側壓力也相應增大，孔壁也越趨穩定，懸浮攜帶鉆渣的能力也越大。但是，相對密度過大的泥漿，其失水量亦增大，孔壁上的泥皮也增厚，這就增加了泥漿原料的消耗，而且會給清孔和灌注混凝土造成困難。另外，泥漿相對密度的加大，意味著泥漿中固體顆粒含量加大，這就會對鉆具產生較大的磨損，更重要的事降低了鉆進速度。

2、粘度

粘度是液體或混合液體運動時，各分子或顆粒之間產生的內摩擦力。粘度大的泥漿，產生的孔壁泥皮厚，對防止翻砂、阻隔滲漏有利，對懸浮攜帶鉆渣的能力強，對正循環回轉鉆進有利。但粘度過大，易“糊鉆”，影響泥漿泵的正常工作，增加泥漿凈化的困難，進而影響鉆進速度、粘度過小，鉆渣不易懸浮，泥皮薄，對防止翻砂、滲漏不利。

3、含砂率

含砂率是泥漿內所含的砂和粘土顆粒的體積百分比。泥漿含砂率大時，會降低粘度，增加沉淀，容易磨損泥漿泵和水管搖頭、鉆錐等機具；停鉆時易造成埋鉆、卡鉆事故。

泥 漿 性 能 指 標 選 擇

注：①地下水位高或其流速大時，指標取高限，反之取低限。

②地質較好、孔徑或孔深較小的，指標取低限，反之取高限。

③用推鉆、抓鉆、沖擊方法鉆進時，可用粘土碎塊投入孔內，由推鉆自行造漿固壁。

④若當地缺乏優質粘土、不能調出合格泥漿時，可摻用添加劑以改善泥漿性能。

⑤在不易坍塌的粘土層中，使用推鉆、抓鉆、反循環回鉆方法鉆進時，可用清水提高水頭（≥2m）維護孔壁。

四、泥漿性能指標的測定：

1、相對密度

泥漿的相對密度的測定施工現場一般是采用泥漿相對密度計來測定。將要量測的泥漿裝滿泥漿杯，加蓋并洗凈從小孔溢出的泥漿，然后置于支架上，移動游碼，使杠桿呈水平狀態，讀出游碼左側所示刻度，即為泥漿的相對密度。

2、粘度

用工地標準漏斗粘度計測定。用兩端開口量杯分別量取200ml和500ml泥漿，通過濾網濾出大砂粒后，將泥漿 700ml均注入漏斗，然后使泥漿從漏斗流出，流500ml量杯所需時間（s），即為所測泥漿的粘度。

矯正方法：漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需時間應是15s，其偏差如超過±1s，測量泥漿時應校正。

3、含砂率

施工現場用含砂率計測定含砂率，量測時，把調好的泥漿的50ml倒進含砂率計，然后再倒進清水，市總體積為 500ml，將儀器口塞緊搖動 1min，使泥漿與水混合均勻。再將儀器垂直靜放3min，儀器下端沉淀物的體積乘2就是含砂率。

五、現場施工用一般泥漿的制備：

1、粘土的選擇

粘土以水化快、造漿能力強、粘度大的膨潤土或接近地表經過凍融的粘土為好，但應盡量就地取材。經過鑒定和經驗，具有下列特征的土，可符合上述要求作為調制泥漿的原料。

（1）自然風干后，用手不易掰開捏碎；

（2）干土破碎時，斷面有堅硬的尖銳棱角；

（3）用刀切開時，切面光滑，顏色較深；

（4）水浸濕后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成 1mm的細長泥條，用手指揉捻，感覺砂粒不多。浸水后能大量膨脹；

（5）含砂率不大于4%；

一般可選塑性指數大于25，粒徑小于0.005mm顆粒含量多于總量50%的粘土制漿。所選粘土中不應含有石膏、石灰、或鈣鹽類化合物。

若采用較差的粘土或含砂低液限粘土調制的泥漿，其性能指標不能符合要求時，可在泥漿中摻入碳酸鈉、氫氧化鈉或膨潤土粉末，以提高泥漿性能指標。摻入量與原泥漿性能情況有關，最好經過試驗決定。一般碳酸鈉的摻入量約為孔中泥漿的0.3%～0.5%。

2、泥漿的調制

制漿前，應先把粘土塊盡量打碎，使在攪拌中易于成漿，縮短攪拌時間，提高泥漿質量。

制漿有機械攪拌、人工攪拌兩種方法。

機械攪拌是，先將定量的清水加入攪拌鼓，然后慢慢的加進與水量相應的粘土，開動機械攪拌。成漿后，打開出漿門出漿。

人工攪拌是先將粘土加入水放入制漿池內浸透，然后人工攪拌。

用正、反循環回轉鉆進時，由于要求的泥漿質量高，一般是采用井孔外制漿，然后循環使用。

9、調制泥漿的粘土用量計算在粘性土中鉆孔，事先只需調制不多的泥漿，以后可在鉆進過程中利用地層粘土造漿補漿。在砂類土、砂粒或卵石中鉆孔，事先須備足粘土，其數量可按下述公式和原則計算：

q =V ρ1 =(ρ2-ρ3)/(ρ1-ρ3) ρ1

式中：q — 每m3泥漿所需的粘土質量，kg；

V —每m3泥漿應需的粘土體積V=(ρ2-ρ3)/(ρ1-ρ3),m3；

ρ1 —粘土的密度，kg/m3；

ρ2 —要求的泥漿密度，ρ2=Vρ1+(1-V) ρ3,kg/m3；

ρ3 —水的密度，ρ3=1kg/m

一個鉆孔需要的總粘土量，應考慮泥漿充滿鉆孔和泥漿槽、沉淀地，考慮泥漿經多次循環使用后，其性能指標變壞須換掉等情況。一般情況下按井孔體積計算的粘土量再增加6%左右。

現場生產中，泥漿性能指標的好壞，會影響到成孔的速度，成孔后孔的質量和穩定性，鉆具的磨損以及后續工序樁的混凝土灌注的質量。因此，現場施工技術人員要重視泥漿的質量控制和檢測。

[1]路橋集團第一公路工程局.公路橋涵施工技術規范.北京：人民交通出版社，2000.

[2]王曉謀.基礎工程.北京：人民交通出版社，2003.

[3]交通部第一公路工程總公司.橋涵.北京：人民交通出版社，2003.

[4]高大釗 袁聚云.土質學與土力學.北京：人民交通出版社，2001.

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1007-6344（2015）02-0224-02