灌注樁施工中泥漿制備與技術(shù)要點(diǎn)

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(shù)要點(diǎn)

李 末

(大連市人防指揮所管理中心)

近年來，我國(guó)房?jī)r(jià)持續(xù)上揚(yáng)，許多新成立的房地產(chǎn)開發(fā)單位加入到城市建設(shè)中來。樁基礎(chǔ)以其獨(dú)特的優(yōu)越性，被大量的使用在工程建設(shè)中來，尤其是鉆孔灌注樁因地質(zhì)適應(yīng)性較好、施工單價(jià)低，成為了最普遍使用的樁基礎(chǔ)。這里我僅對(duì)灌注樁施工中泥漿制備與技術(shù)要點(diǎn)做些簡(jiǎn)要概括。

泥漿 性能 測(cè)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(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，將鋼筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土，成為樁基礎(chǔ)的工藝。其中泥漿制備是一道重要工序，同時(shí)泥漿在鉆孔、成孔中也起到關(guān)鍵作用。

一、泥漿的組成：

一般鉆孔泥漿由水、粘土（或膨潤(rùn)土）和添加劑組成。

二、泥漿的作用：

在鉆孔中，由于泥漿的相對(duì)密度大于水的相對(duì)密度，故護(hù)筒內(nèi)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(nèi)外滲流，保護(hù)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(jìn)正常進(jìn)行。在各種方法鉆進(jìn)中，泥漿起的作用不完全一樣，故對(duì)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(duì)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(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)可以根據(jù)條件，一般操作是只測(cè)定泥漿的相對(duì)密度、粘度和含砂率。控制好這三項(xiàng)指標(biāo)，泥漿的質(zhì)量和性能已經(jīng)能夠很好的滿足施工要求了。

1、相對(duì)密度

泥漿的相對(duì)密度使泥漿與同體積的水的質(zhì)量之比。泥漿的相對(duì)密度增大時(shí)，在鉆孔中對(duì)孔壁的側(cè)壓力也相應(yīng)增大，孔壁也越趨穩(wěn)定，懸浮攜帶鉆渣的能力也越大。但是，相對(duì)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(huì)給清孔和灌注混凝土造成困難。另外，泥漿相對(duì)密度的加大，意味著泥漿中固體顆粒含量加大，這就會(huì)對(duì)鉆具產(chǎn)生較大的磨損，更重要的事降低了鉆進(jìn)速度。

2、粘度

粘度是液體或混合液體運(yùn)動(dòng)時(shí)，各分子或顆粒之間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。粘度大的泥漿，產(chǎn)生的孔壁泥皮厚，對(duì)防止翻砂、阻隔滲漏有利，對(duì)懸浮攜帶鉆渣的能力強(qiáng)，對(duì)正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)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(jìn)而影響鉆進(jìn)速度、粘度過小，鉆渣不易懸浮，泥皮薄，對(duì)防止翻砂、滲漏不利。

3、含砂率

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

泥 漿 性 能 指 標(biāo) 選 擇

注：①地下水位高或其流速大時(shí)，指標(biāo)取高限，反之取低限。

②地質(zhì)較好、孔徑或孔深較小的，指標(biāo)取低限，反之取高限。

③用推鉆、抓鉆、沖擊方法鉆進(jìn)時(shí)，可用粘土碎塊投入孔內(nèi)，由推鉆自行造漿固壁。

④若當(dāng)?shù)厝狈?yōu)質(zhì)粘土、不能調(diào)出合格泥漿時(shí)，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(huán)回鉆方法鉆進(jìn)時(shí)，可用清水提高水頭（≥2m）維護(hù)孔壁。

四、泥漿性能指標(biāo)的測(cè)定：

1、相對(duì)密度

泥漿的相對(duì)密度的測(cè)定施工現(xiàn)場(chǎng)一般是采用泥漿相對(duì)密度計(jì)來測(cè)定。將要量測(cè)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(dòng)游碼，使杠桿呈水平狀態(tài)，讀出游碼左側(cè)所示刻度，即為泥漿的相對(duì)密度。

2、粘度

用工地標(biāo)準(zhǔn)漏斗粘度計(jì)測(cè)定。用兩端開口量杯分別量取200ml和500ml泥漿，通過濾網(wǎng)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(shí)間（s），即為所測(cè)泥漿的粘度。

矯正方法：漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需時(shí)間應(yīng)是15s，其偏差如超過±1s，測(cè)量泥漿時(shí)應(yīng)校正。

3、含砂率

施工現(xiàn)場(chǎng)用含砂率計(jì)測(cè)定含砂率，量測(cè)時(shí)，把調(diào)好的泥漿的50ml倒進(jìn)含砂率計(jì)，然后再倒進(jìn)清水，市總體積為 500ml，將儀器口塞緊搖動(dòng) 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(xiàn)場(chǎng)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(qiáng)、粘度大的膨潤(rùn)土或接近地表經(jīng)過凍融的粘土為好，但應(yīng)盡量就地取材。經(jīng)過鑒定和經(jīng)驗(yàn)，具有下列特征的土，可符合上述要求作為調(diào)制泥漿的原料。

（1）自然風(fēng)干后，用手不易掰開捏碎；

（2）干土破碎時(shí)，斷面有堅(jiān)硬的尖銳棱角；

（3）用刀切開時(shí)，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(xì)長(zhǎng)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(shù)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(yīng)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(diào)制的泥漿，其性能指標(biāo)不能符合要求時(shí)，可在泥漿中摻入碳酸鈉、氫氧化鈉或膨潤(rùn)土粉末，以提高泥漿性能指標(biāo)。摻入量與原泥漿性能情況有關(guān)，最好經(jīng)過試驗(yàn)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(diào)制

制漿前，應(yīng)先把粘土塊盡量打碎，使在攪拌中易于成漿，縮短攪拌時(shí)間，提高泥漿質(zhì)量。

制漿有機(jī)械攪拌、人工攪拌兩種方法。

機(jī)械攪拌是，先將定量的清水加入攪拌鼓，然后慢慢的加進(jìn)與水量相應(yīng)的粘土，開動(dòng)機(jī)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(nèi)浸透，然后人工攪拌。

用正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，由于要求的泥漿質(zhì)量高，一般是采用井孔外制漿，然后循環(huán)使用。

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

q =V ρ1 =(ρ2-ρ3)/(ρ1-ρ3) ρ1

式中：q — 每m3泥漿所需的粘土質(zhì)量，kg；

V —每m3泥漿應(yīng)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(gè)鉆孔需要的總粘土量，應(yīng)考慮泥漿充滿鉆孔和泥漿槽、沉淀地，考慮泥漿經(jīng)多次循環(huán)使用后，其性能指標(biāo)變壞須換掉等情況。一般情況下按井孔體積計(jì)算的粘土量再增加6%左右。

現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，泥漿性能指標(biāo)的好壞，會(huì)影響到成孔的速度，成孔后孔的質(zhì)量和穩(wěn)定性，鉆具的磨損以及后續(xù)工序樁的混凝土灌注的質(zhì)量。因此，現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員要重視泥漿的質(zhì)量控制和檢測(cè)。

[1]路橋集團(tuán)第一公路工程局.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.北京：人民交通出版社，2000.

[2]王曉謀.基礎(chǔ)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(zhì)學(xué)與土力學(xué).北京：人民交通出版社，2001.

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1007-6344（2015）02-0224-02