化学泥浆在旋挖钻孔桩施工中的运用

1、施工技术化学泥浆在旋挖钻机施工中的运用化学泥浆在旋挖钻机施工中的运用徐明项目部 仝瑞鹏【摘要】结合徐明高速公路XM-1标桥梁钻孔桩工程，介绍化学泥浆在旋挖钻孔灌注桩施工中的应用。化学浆液不仅有很好的护壁防塌效果，而且能吸附钻屑，孔里的沉渣厚度一般不超过10cm，根据实际情况，可不进行二次清孔，且泥浆体中不含钻屑，孔壁摩擦力层增厚，能够有效提高桩的摩擦承载力，使用化学泥浆的成孔桩经检验全部为I类桩，且无毒、无味，对环境没有危害。【关键词】钻孔桩桩施工泥泥浆化学学泥浆旋挖钻机钻钻孔具有有成孔质质量好、速速度快、无无噪声、无无污染等等优势。我我国钻孔孔桩施工工传统采采用膨润润土矿物物泥浆护护壁。随随

2、着科技技进步，国国外化学学泥浆技技术逐渐渐地被引引入到国国内，该该泥浆体体系能对对孔壁提提供压力力，防止止在不稳稳定地层层中钻孔孔坍塌，同同时最大大化旋挖挖钻的装装载能力力, 提高高掘进速速度，泥泥浆成本本比膨润润土矿物物泥浆低低，具有有一定的的经济效效益。本本文就徐徐明高速速公路钻钻孔灌注注桩施工工实例介介绍化学学泥浆在在旋挖钻钻机施工工中的应应用。1化学泥浆浆概况1.1化学学泥浆基基本性状状化学泥浆是是一种高高分子量量的人工工合成聚聚合物，它它可以在在较低的的浓度条条件下，创创造极佳佳的黏度度环境。它它极长的的分子链链呈卷状状无序地地分散于于泥浆中中，这些些单个的的小卷受受到剪切切力后就就

3、会伸展展开来，穿穿过不同同的层面面形成连连接桥，这这种表面面吸附与与桥接作作用在钻钻进时会会发生效效力，保保证周围围地层的的稳定; 同时时,这种作作用也可可以帮助助泥浆最最大限度度地黏结结住被切切削下的的钻屑，使使得钻头头能够轻轻易从钻钻孔中移移出钻屑屑，从而而提高钻钻进效率率。1.2化学学泥浆的的优点旋挖钻机取取土成孔孔中，静静态泥浆浆作为成成孔过程程的稳定定液，主主要作用用是护壁壁。化学学泥浆主主要由高高分子聚聚合物水水解后形形成。由由于泥浆浆聚合物物分子量量一般高高达20000万万以上，水水解后分分子链扩扩散并会会与其他他分子链链重新连连接，形形成黏稠稠的、近近似糊状状的泥浆浆,能够把把

4、钻屑充充分黏结结在一起起, 便于于钻头钻钻进，提提高施工工效率，并并且将孔孔内悬浮浮细小土土颗粒沉沉淀于钻钻孔的底底部, 便于最最后清出出，避免免泥浆池池因沉渣渣加厚的的清理工工作。其其优点为为:（1）用量量极少，100立方的水池加入50公斤左右即可形成良好的浆液，添加量为5/10000左右，可以想象其造浆的简捷、迅速，只要有水就可以开钻。（2）添加加极为方方便，化化学泥浆浆为速溶溶型化学学泥浆，经经过测试试，化学学泥浆粉粉可在110秒内内溶解，几几分钟即即可达到到极高的的粘度值值。在施施工时可可以把化化学泥浆浆粉顺着着喷射的的水流冲冲入孔内内，即可可形成良良好的护护壁浆液液。当然然，也可可以

5、顺着着喷射的的水流冲冲入泥浆浆池，运运用泵抽抽泵送进进行循环环化学泥泥浆是速速溶型的的，可以以直接顺顺着喷射射的水流流加入孔孔里，形形成粘度度极好的的泥浆液液，一个个辅助工工即可完完成制浆浆、加浆浆工作。（3）化学学泥浆形形成的浆浆液可以以循环重重复利用用。在随随后的施施工使用用过程中中根据粘粘度损失失情况进进行适当当添加，沙沙层地质质粘度损损失相对对较大。而而在非沙沙层地质质施工粘粘度损失失相对较较小，相相对添加加量就会会少些。（4）在施施工时，基基本无需需打理泥泥浆池子子，因为为无论成成桩多少少，泥浆浆池不会会有大量量沉渣出出现，无无需清理理。（5）护壁壁好，防防渗漏。尤尤其对沙沙层具有有

6、良好的的防塌效效果，具具有很好好的性价价比。（6）化学学泥浆形形成的浆浆液可以以直接吸吸附钻屑屑，成孔孔后没有有沉渣，下下笼和下下导管后后沉渣一一般不超超过100公分，根根据情况况不用二二次清孔孔，直接接灌注混混凝土，极极大提高高了成桩桩速度，增增加效益益。（7）使用用化学泥泥浆制成成的泥浆浆液具有有很好的的润滑作作用，节节省钻具具，经实实际对比比，钻机机的耗油油可节约约10-20%，降低低成本。（8）施工工中孔径径控制更更加精确确，减少少 HYPERLINK /product/hubi/50.aspx旋挖出土土量及混混凝土浇浇筑量，节节约材料料及机械械台班费费用。（9）成孔孔速度快快，比膨膨

7、润土省省工、溶溶解速度度快、钻钻杆、钻钻头没有有泥浆和和砂子，增增加钻杆杆和钻头头的使用用寿命，一一定程度度上减小小机械设设备折旧旧。（10）易易于降解解处理，回回用率高高，用量量少，不不产生废废泥浆，有有利于文文明施工工减少场场地使用用面积。（11）环环保产品品，无毒毒无污染染，对钢钢筋无锈锈蚀，不不影响混混凝土的的强度。2 化学泥泥浆的配配制及性性能指标标2.1泥浆浆配制现场配制时时及时进进行泥浆浆的性能能指标测测试, 并及时时调整以以达到要要求。用用量泥浆浆粉比例例按0.01%-0.1%配配制。根根据各工工地地质质及实际际情况配配合比例例，以下下比例供供参考（见见表1）表1参考指指标地层

8、状况泥浆粉（公公斤/1100立立方水）粘度（秒）粘土与页岩岩20-60017-199淤泥、细砂砂到中砂砂30-70018-222粗砂、较小小的砾石石40-90020-300卵砾石90-122030-3882.2化学学物泥浆浆的配制制方法化学泥浆造造浆便捷捷，无需需提前造造浆，只只要有清清水就可可开钻施施工。泥泥浆池不不需杆泵泵，避免免来回升升降泵，使使用污水水泵即可可。配合泥浆遥遥控水泵泵开关，一一人便可可完成造造浆加浆浆，省时时省力省省费用，极极大提高高工作效效率。化学泥浆浆浆粉是速速溶性粉粉末状，孔孔口处加加浆，110秒内内可开始始溶解，数数分钟即即可充分分溶解。直直接顺着着喷射水水流冲入

9、入孔里即即可形成成良好的的浆液，一一个人完完成造浆浆、加浆浆任务。根据地质情情况适量量添加，同同时根据据情况添添加烧碱碱，用以以调整pph值，增增加溶解解性和粘粘度。2.3化学学泥浆性性能指标标（1）泥浆浆比重对对施工的的影响泥浆比重越越大，压压力、压压强越大大，泥浆浆对孔壁壁的支撑撑力就越越大，仅仅从护壁壁方面来来讲，比比重越大大越好，但但是从灌灌注混凝凝土角度度来讲，比比重越大大，压力力、压强强就越大大，灌注注就越困困难。就就旋挖钻钻孔灌注注桩来讲讲，在下下笼、下下导管后后进行的的二清不不仅是清清理孔底底沉渣，而而且也要要稀释浆浆液，这这样就容容易灌注注混凝土土。而采采用化学学泥浆，因因其

10、添加加量只有有5/1100000左右右形成的的浆液比比重易满满足规范范中灌注注要求泥泥浆指标标，更利利于灌注注混凝土土。（2）粘度度对施工工的影响响 化学学泥浆的的添加量量一般为为万分之之五的量量即可形形成良好好的护壁壁浆液，但但是有时时为了增增加粘度度，即便便添加量量增大一一倍，因因其百分分比很低低，其比比重几乎乎没有变变化，这这就是化化学泥浆浆的特性性。传统统膨润土土泥浆粘粘度大比比重就大大，而化化学泥浆浆粘度大大比重也也不大，使使用化学学泥浆在在粘度大大的情况况下灌注注仍然顺顺利。（3）含沙沙率对施施工的影影响： 泥浆浆里面含含沙率越越高泥浆浆就越差差，化学学泥浆形形成的浆浆液中含含沙率

11、几几乎为零零。在旋旋挖成孔孔中不仅仅孔里沉沉渣少，而而且泥浆浆池里的的沉渣也也少。3化学泥浆浆在旋挖挖钻孔灌灌注桩施施工应用用实例以徐明高速速公路钻钻孔灌注注桩为例例，介绍绍一下使使用化学学泥浆可可利尔的的在钻孔孔灌注桩桩中的运运用。3.1钻进进成孔(1) 护护筒内注注满泥浆浆后, 开始钻钻进，钻钻进过程程中要不不断补充充泥浆，保保持水头头高度为为护筒高高度的11/ 22，防止止坍孔。(2) 注注意控制制钻具提提放速度度，尤其其是在出出入孔口口和初提提钻时，尽尽量减少少对泥浆浆扰动，以以加快泥泥浆中钻钻屑沉降降，有利利于孔壁壁稳定。(3) 与与膨润土土泥浆携携带钻屑屑不同，化化学泥浆浆主要是是

12、将孔内内钻屑快快速沉淀淀，所以以在钻孔孔后期, 为保保证孔中中钻屑充充分沉淀淀，宜适适当放慢慢钻进速速度或静静止半小小时左右右待钻屑屑沉淀完完全后一一起捞出出。(4) 钻钻进结束束后检测测孔径、孔孔深、垂垂直度, 验收收合格后后进行下下一道工工序。3.2钢筋筋笼吊放放( 1) 钢筋笼笼的吊放放要对准准孔位、扶扶稳、缓缓慢, 避免碰碰撞孔位位, 到位位后立即即固定。( 2) 多节钢钢筋笼吊吊放时, 应将将钢筋笼笼逐步接接长后再再放入孔孔内, 利用先先插入孔孔内的钢钢筋笼上上部架立立筋将笼笼体固定定在护筒筒上，利利用吊装装机械将将上节钢钢筋笼临临时吊住住进行两两节钢筋筋笼的对对接和绑绑扎，焊焊缝验

13、收收后冷却却沉入孔孔内。3.3二次次清孔由于化学泥泥浆本身身的快速速沉淀钻钻屑性能能，在成成孔时孔孔内悬浮浮钻屑就就已经非非常少了了，所以以在钢筋筋笼后测测量沉渣渣厚度均均不超过过10 cm，无无需二次次清孔，有有效提高高了成孔孔效率和和质量，与与膨润土土泥浆相相比，充充分体现现了性能能优势。3.4水下下混凝土土灌注清孔完毕后后, 由导导管上部部塞入隔隔水塞, 塞入入深度以以临近水水为准, 当储储料斗内内的混凝凝土储量量满足剪剪栓后首首次灌注注时, 即保证证导管底底端能埋埋入混凝凝土中00. 88 11.2 m 时时, 即可可剪栓和和开启料料仓门。随随着不断断地灌入入, 孔内内混凝土土面的上上

14、升, 随时提提升和拆拆卸导管管, 导管管底端必必须保证证埋入混混凝土面面以下22 66 m。在在任何情情况下, 导管管的埋深深不得大大于6 m。由由于化学学泥浆并并不在孔孔壁上形形成厚的的泥皮,且泥浆浆体系中中不含钻钻屑, 所以能能够有效效地提高高桩摩擦擦承载力力, 本工工程通过过检测, 使用用化学泥泥浆成孔孔的桩1100%以上达达到了类桩标标准。3.5化学学泥浆的的排放化化学聚合合物泥浆浆无毒、易易于降解解, 可直接抛弃弃而不会会造成环环境污染染。排放放前可用用5%的次次氯酸钠钠溶液或或3%的过过氧化氢氢溶液处处理, 处理时时加入一一定用量量的处理理剂后, 应使使用泥浆浆泵循环环所有需需处理

15、的的泥浆确确保其充充分氧化化。经处处理后的的泥浆是是环保无无害的, 可直直接排放放于附近近的排水水沟或水水道中。3.6化学学泥浆施施工注意意事项1、必须由由专人负负责埋设设护筒、化化学泥浆浆的制备备，再到到孔底清清孔以及及成孔后后的检查查，避免免成孔缩缩径、偏偏斜和沉沉渣过厚厚等钻孔孔质量问问题发生生。2、对进场场原材料料进行严严格试验验检测，依依据相关关规范和和标准，对对不合格格材料清清除出场场严禁使使用。3、钻孔中中途停止止作业时时，应及及时进行行泥浆的的补充。4、在钻孔孔施工时时要注意意控制好好钻头的的提升，减减少对孔孔壁的扰扰动。5、桩基灌灌注时，注注意防止止浮笼发发生及控控制导管管埋

16、深等等作业。6、应连续续进行工工序，防防止塌孔孔和沉渣渣厚度增增加,影响桩桩基质量量。7、浆液面面始终不不能低于于地面11m以下下，更不不能采取取半孔浆浆成孔，因因半孔浆浆成孔压压强降低低，护壁壁能力就就降低；同时灌灌注砼时时，没经经过浆液液浸泡的的地层极极有可能能塌方。8、不能与与膨润土土泥浆混混用。4化学泥浆浆的经济济效益化学泥浆和和膨润土土泥浆成成本对比比( 以1000 m33水配制制为例) (1)化学学泥浆: 1000 mm3水，化化学聚合合物400 kgg，化学学泥浆粉粉国内市市场价1160000元/ tt 左右右, 聚合合物成本本需6440元，配配制时间间5 hh 左右右。(2)

17、膨膨润土泥泥浆: 1000 m33水，膨膨润土按按10%配制需需10 t，膨膨润土国国内市场场价4550 元元/ tt 左右右, 膨润润土成本本需45500 元，配配制好所所需时间间12hh左右。化化学泥浆浆与膨润润土泥浆浆对比，施施工成本本低, 配制所所需时间间少，泥泥浆重复复利用率率高。表2化学泥泥浆与膨膨润土泥泥浆成本本对比泥浆种类100m33泥浆成成本对比比泥浆循环使使用次数数直径1.55米长1000m桩桩成本对比徐明高速项项目成本本对比用原料（tt）单价元/tt价格（元）泥浆用量（m3）成本（元）桩长（m）成本（元）(尔0.041600006405200256100000256000膨润土泥浆浆104504500520018001000001800000两种泥浆对对比节省：38860元元节省：15544元元节省：15544000元5结语近年来，随随着对桩桩基质量量、成孔孔速度、环环保等要要求的不不断提高高，旋挖挖钻机市市场占有有率迅速速扩大。旋旋挖钻机机在覆盖盖层施工工具有成成孔质量量好、速速度快，无无噪音、无无污染或或小污染染等优势势。但是是由于旋旋挖成孔孔施工无无循环造造浆功能能，只能能采用静静态泥浆浆稳定液液护壁，靠靠不停的的向孔内内进行补补浆来保保证孔内内外水压压的平衡衡和护壁壁效果，所所以泥浆浆的选用用及性能能指标