鉆孔樁廢棄泥漿絮凝技術的研究

羅禮華 張 帥

（中建市政工程有限公司，北京 100071）

目前，施工現場普遍采用泥漿護壁技術輔助鉆孔施工，因而成樁后必然產生大量亟待處理的廢棄泥漿。由于泥漿稠度、一般很大，難以自然下沉，更不能直接排放，現場往往是用“循環池”和“沉淀池”進行反復利用和集中蓄存，最后專車運出，不僅占用了大量寶貴的施工場地，對工作面和工程進度有一定的影響，而且在蓄存和運輸過程中可能會出現二次污染。

國內外理廢棄泥漿的主要方法有：化學固化法、土地耕作法、化學絮凝固液分離處理法、化學絮凝加機械脫水處理法。大量實驗證明，化學絮凝固液分離處理法作用原理簡單，能有效處理廢棄泥漿，加速泥水分離，具有簡單實用、研究成果相對成熟、成本低、環境污染程度較低等優勢。

1 作用原理與絮凝劑的選取

1.1 作用原理

現場使用的泥漿通常由黏土和少量膨潤土攪拌調配而成，是直徑小于20 μm的膠體分散體系，具有一定的穩定性，很難自然沉淀分離。化學絮凝劑固液分離處理法的原理為：通過向泥漿中加入絮凝劑，破壞泥漿體系的化學穩定性使水與固相顆粒分離，使廢棄泥漿減量化、干化，便于清運，且減少環境污染。絮凝劑主要是增加混凝固體的碰撞，使其水解產物附聚、架橋絮凝形成可沉降的或可過濾的絮凝物。此法處理工藝簡單，無需對分離后的固相及液相進行二次處理。

1.2 絮凝劑選取

目前市面上的絮凝劑主要有聚丙烯酰胺3型（陰離子AP-120型、非離子型NP-80、陽離子型CP-8530型）、生石灰、明礬（十二水硫酸鋁鉀）和硫酸鋇，相關試驗表明，加入聚丙烯酰胺（陰離子AP-120型）后泥漿顆粒度粗，成絮狀物，固液分離程度好，為最佳絮凝劑（見表1）。

表1 不同絮凝劑效果指標對比

該試驗結果與其作用原理相符：泥漿為非金屬氧化物，其膠體粒子會吸附陰離子，即不斷與聚丙烯酰胺（陰）吸附結合，形成絮狀物并分離出來。

2 影響因素分析

確認最佳絮凝劑后，需要對其影響因素進行分析，包括：水溫、pH值、水溫、攪拌速度、加藥方式、投入量，確定最佳工作環境從而提高利用率和經濟效益。水溫、攪拌速度以及投入量對絮凝效果的影響如圖1、圖2和圖3所示。

圖1 水溫對絮凝效果的影響

圖2 攪拌速度對絮凝效果的影響

圖3 投入量對絮凝效果的影響

通過試驗發現，pH值和加藥方式對絮凝效果影響不大，為非敏感因素；水溫、攪拌方式、投入量對絮凝效果影響明顯，為敏感因素。由圖1～圖3可知，在敏感因素中：最佳水溫為20 ℃左右，該溫度下沉降穩定周期短，絮凝效果最好，且隨著溫度的升高，絮凝效果逐漸劣化；攪拌方式試驗中發現快速均勻攪拌比慢速均勻攪拌效果要好，且5 min和10 min攪拌差異不明顯，故說明存在最佳攪拌時長，在本試驗中最佳攪拌時長為5 min，具體施工時最佳攪拌時長需要根據試驗結果確定；在投入量試驗中，AP-120陰型聚丙烯酰胺在濃度較低階段時，投入量和絮凝效果正相關，當達到臨界值后（50 mL）趨于穩定，即在該試驗中絮凝劑最佳投量體積百分比為16.7%（50 mL/300 mL=16.7%）。

3 結語

試驗結果表明，最佳水溫20 ℃左右、最佳攪拌時長5 min、AP-120陰型聚丙烯酰胺達到臨界值（50 mL）時，絮凝效果最佳。