奈普顿聚合物泥浆(泥浆粉)在旋挖钻机泥浆护壁灌注桩中的施工工法

1、ff奈普顿聚合物泥浆 （泥浆粉）在旋挖钻机泥浆护壁灌注桩中的施工工法目 录1前言12 .特点13 .适用范围 34 .工艺原理35 .奈普顿聚合物泥浆（泥浆粉）施工工艺流程及操作要点 36 .材料与设备 5.7 .质量控制58 .安全文明措施79 .环保措施810经济比选811应用实例9页脚内容iff奈普顿聚合物泥浆（泥浆粉）在旋挖钻机泥浆护壁灌注桩中的施 工工法1前言近年来，随着国家重点工程对桩基质量、成孔速度、环保等要求 的不断提高，以及在高速铁路、地铁建设的带动下，旋挖钻机市场占 有率迅速扩大。旋挖钻机施工具有成孔质量好、速度快，无噪音、污 染小等优势。但是，由于旋挖成孔施工无循环造浆功

2、能，只能采用静 态泥浆稳定液护壁，靠不停的向孔内进行补浆来保证孔内外水压的平 衡和护壁效果，所以泥浆的选用及性能指标在成孔过程中显得尤为重 要。本工程选用奈普顿聚合物泥浆（泥浆粉）技术，它使用简单，小 巧轻便，制浆速度快，护壁效果好，沉淀凝聚速度快，无污染，在泥 浆制备中具有广泛的应用前景。2特点奈普顿聚合物泥浆（泥浆粉）是一种先进的国外技术的进口产品， 是一种水溶性、易混合的粉末颗粒高分子聚合物，在水中充分溶解后 成半透明糊状，粘度大。它具有如下特点：1.1 由于聚合物泥浆（泥浆粉）分子量一般高达 2800万以上， 水解后分子链扩散并会与其他分子链重新连接，故会形成较为粘稠的 近似糊状的泥浆

3、，能够最大限度的粘住并快速沉淀钻屑。1.2 在孔内由于钻具连续运动，聚合物泥浆（泥浆粉）和水混合 的越均匀粘度就越强，凝聚力也就越快。1.3 该泥浆体系能对孔壁提供压力，防止在不稳定地层中钻孔的 坍塌1.4 最大化旋挖钻的装载能力，提高掘进速度。1.5 聚合物泥浆（泥浆粉）对钢筋机械性能无影响，某品牌聚合 物泥浆（泥浆粉）试验数据如下：试验项目：钢筋机械性能溶液：0.05合物溶液试验结果:试验条件破坏荷载（KN）弯曲清水泡1d120.7合格121.4合格溶液中泡1d122.2合格122.1合格试验结论：依据GB/T228-200淅准，奈普顿聚合物泥浆（泥浆 粉）对钢筋机械性能无影响。1.6 聚

4、合物泥浆（泥浆粉）对混凝土抗压强度无影响，奈普顿聚 合物泥浆（泥浆粉）试验数据如下：试验项目：混凝土抗压强度溶液：0.05合物溶液试验结果：试验条件破坏荷载（KN）清水泡7d230236220溶液中泡7d240242230试验结论：依据GB/T50081-200册准，聚合物泥浆（泥浆粉） 对混凝土抗压强度无影响。1.7 无毒无污染。3 .适用范围适用地层：粘土、砂层、人工填土及含有部分卵石碎石的地层, 尤其砂性土中能发挥较大功效。4 .工艺原理奈普顿聚合物泥浆（泥浆粉）分子量一般高达 2000万以上，水 解后分子链扩散并会与其他分子链重新连接， 故会形成较为粘稠的近 似糊状的泥浆，能够最大限度

5、的粘住并快速沉淀钻屑。5 .奈普顿聚合物泥浆（泥浆粉）施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程5.1.1 根据用量确定泥浆池的大小，并在池边上装好循环泵和空气 压缩机。5.1.2 将清水注入泥浆池后，用20海氧化纳溶?调节水的PH值 在8-10之间。5.1.3 在循环泵出水管口加入化学聚合物浆液，要求慢慢均匀加 入，然后用空压机搅拌，使粘度到达使用要求。5.1.4 在钻进过程中，保持钻进液面，确保地层压力平衡。5.1.5 钻进完成后，根据地质、孔深，确定沉渣时间，然后打捞沉 渣。若沉渣较多，应再次清渣，以确保下完钢筋笼和导管后沉渣达标。5.1.6 浇注混凝土时，应及时回收泥浆。由于混凝土会污

6、染泥浆体 系，所以最下面与混凝土接触的一米左右的泥浆不得回收， 避免混凝 土混入泥浆中，导致泥浆体系性能产生变化。5.1.7 在工程施工结束后，可以在泥浆池中添加适量的强氧化剂， 如双氧水或者次氯酸钠等处理剂，同时通过空压机将泥浆混合均匀，静止片刻。聚合物泥浆（泥浆粉）就会被降解，粘度逐渐降低直至清 水状态，待泥浆完全降解后即可直接排放。5.2 操作要点5.2.1 泥浆配比泥浆的配比对泥浆的性能影响很大，一般情况下比例按 0.01%0.1%制，现场应根据实地情况试验确定配合比例。表5-1泥浆配比参照表地层状况泥浆（公斤立方水）粘度（秒）粘土与页岩0.2-0.624-30淤泥，细、中 砂0.3-

7、0.726-32粗砂，较小的 砾石0.4-0.926-35卵砾石0.7-1.135-45注：上表为奈普顿聚合物泥浆（泥浆粉）配比参考指标5.2.2 注意事项（1）在挖池过程中，尽量保证其大小的准确性，以保证配 浆的准确性，避免浪费。（2）在配碱过程中，一定要先把氢氧化纳配制成 20%K溶 液，切记直接把固体氢氧化纳直接加入泥浆池中，以便充分溶 解。（3）在上层钻进过程中，正常情况下，泥浆的黏度可以小 一些，大概28秒左右就可以使用，如果上层过早出现沙层，尽 量不要降低泥浆粘度。(4)在一个泥浆池一次配浆不要过多，否则不利于搅拌， 在配浆的时候，要留出充足时间，使产品充分溶解，可以达到 节约成本

8、的目的，不得在没有完全溶解的情况下使用。(5)对孔内泥浆的浆面下1m处及离孔底以上1m处各取 一次试样测试。若达不到标准规定，要及时调整泥浆性能。新 制泥浆应静置24小时，测试合格后方能应用。(6)在钻进过程中，保持液面很关键，一般情况下，要求 液面不低于护筒的1/2高度处，在钻进完成后，下钢筋笼和导管 的时候也要保护液面，就是说要提前配制好足够的泥浆量。(7)钻头在出入孔口时，提、放的速度要放缓，尽量减轻 对孔内泥浆的扰动，保护孔壁的稳定，避免孔口坍塌，护筒下 沉现象的出现。当钻头打满提钻时，要适当反钻几下再缓慢提 钻，这样可避免孔底因抽吸力过大而造成孔底部分出现坍蹋。(8)当孔钻到设计孔深

9、后，钻机先暂不挪位，停留在原地, 等待一会(视孔深而定，一般情况下三十分钟为宜)，用测绳测 量孔深度，计算出沉渣厚度，再重新下钻捞取沉渣。当钻头接 近孔底时，需轻放，以免扰动沉渣，使沉渣浮起，捞起沉渣将 钻头提起到孔口时，不要停留控浆，应迅速将沉渣甩出。沉渣 捞清后，孔内将不再有沉渣出现，便随即可下放钢筋笼，在放 钢筋笼时应保持垂直，避免碰撞孔壁，以免造成新的沉渣产生。(9)要求钻机工作人员注意保持好泥浆液面的高度，要及 时给予孔内补浆。6 .材料与设备6.1 材料清水、20海氧化钠溶液、化学聚合物、双氧水或次氯酸钠6.2 设备(空压机造浆法)挖掘机、循环泵、空气压缩机、比重计、重锤、工程漏斗

10、7 .质量控制7.1 出产检验报告产品进场后，应重点检查产品的出厂检验报告， 下图为奈普顿聚 合物泥浆（泥浆粉）的产品检验报告。产品检验报告报告号；（中科杀）企EQ12-007-06 揪告日期；2012.07.0* 样品名物;泰普播（nepluue）聚舍物无浆样品*: 2914QO3952B6样品来源!白取代会依：2酊送祥日跳201L 01 06检龄日期：2012. 01 06检糅缁果，项目站果标可多注产品外观由色囊粒作粉木卤包款粒命野未0. 0外比例聚合物AM:水调相兄掂溶解时阍Gin）2«ln< 3ain2h后泥禁溶解度m>»0%会现粘度（）65>45

11、=1; 1; 1; 1; 1比例聚 合物无隈；中砂：次独土：餐小i 卵石克粉黑合房流it 5分甘含砂率43%泥蒙比重（期1）1. 01<1.1Mtt设产品检除合格!附：、/检验队11窗 审垢训机会产品总r：7.2 规范对泥浆的要求规范对泥浆的性能及检测方法给出了依据，现场泥浆应满足规范要求。2003 年版 GB50299-19997.2.1 地下铁道工程施工及验收规范 对泥浆提出以下要求：7.3 粘性土中成孔，可注入清水，以原土泥浆护壁，排渣泥浆 比重应控制在1.1-1.2(2)砂土和较厚夹砂层中成孔，泥浆比重应控制在1.1-1.3在穿越砂夹卵石层或容易坍孔土层中成孔时，泥浆比重控制在1

12、.3-1.5(3)施工中应经常测定泥浆比重，并定期测定粘度、含砂率和 胶体率，其指标控制：粘度为18-22§含砂率为4%-8%胶体率不小 于90%(4)孔壁土质较差时，宜用泥浆循环清孔，清孔后泥浆比重应 控制在1.15-1.25(5)聚合物聚合物泥浆为轻质泥浆，泥浆比重控制在1-1.它间。7.2.2轨道交通车站工程施工质量验收标准(QGD-006-2005同 样对泥浆提出要求：(1)膨润土泥浆的比重(粘土或砂性土)控制在 1.161.20(用 比重计测，清孔后在距孔底50cm处取样)；聚合物泥浆(泥浆粉) 为轻质泥浆，泥浆比重控制在 1.1以内。(2)泥浆面标高应高于地下水位 0.5

13、-1.0m (目测)；(3)沉渣厚度：端承桩w50mm摩擦桩w 150mm(用沉渣仪或 重锤测量)。8 .安全文明措施8.1 现场安全文明措施8.1.1 泥浆池周边按国家安全规范要求做好临边防护。8.1.2 所有施工设备和机具使用时必须由专职人员负责进行检查 和维修，确保状况良好。各技术工种必须经过培训考核取得合格证， 方可持证上岗操作，杜绝违章作业。8.1.3 施工人员必带安全帽。8.1.4 所有施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时 找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。9 .环保措施9.1 聚合物泥浆（泥浆粉）环

14、保措施9.1.1 泥浆经过降解沉淀后方可排放；9.1.2 对裸露土体应及时覆盖，防止扬尘；9.1.3 专业绿色文明施工队伍洒水降尘， 保持施工现场整洁干净；9.1.4 外出车辆应冲洗，防止挟渣带泥上路。10经济比选以地铁15号线10标围护桩施工为例，基坑围护桩直径均为 800mm ,桩长23.05m,间距1400mm, 土层为以细、中砂层为主。 若以膨润土为造浆材料，则每立方米的水需用80kg膨润土，若以奈普顿化学聚合物为造浆材料，则每立方米的水需用0.8kg的化学聚合 物。若以膨润土 400元/吨，化学聚合物20000元/吨计算，则单桩理 论用量如下：单桩理论用量表材料单桩理论用量单价单桩总

15、 价膨润土80KG/m3x15m3=1200KG400 元/吨480元化学聚 合物0.8KG/m3x15m3=12KG20000元/吨240元由上表可以看出，就泥浆这一项而言，与以膨润土为造浆材料相 比，以化学聚合物为造浆材料，单桩成本节约 50%该工程主体结构 围护桩共计323颗，若都以化学聚合物为造浆材料，则可节约成本 77520 元。此外，目前北京市场，泥浆外运消纳 100元/ m3左右，土方外运 30元/ m3左右，由于聚合物泥浆（泥浆粉）可以降解，因此降解处理 后的泥浆可直接按土方外运，而膨润土泥浆外运则有1.2-1.5勺消纳系 数（本例取12。仍以上述工程为例，则单桩泥浆消纳理论费用比较 见下表：单桩泥浆消纳理论费用对比表材料单桩理论泥 浆量消纳方式单桩总价膨润土15m3 x1.2=18m泥浆外运18x100=1800%化学聚 合物15m3降解后按土方 外运15x30=450元实际应用中，虽不可能每颗桩都消纳泥浆，但也会