化学泥浆在地铁车站围护结构钻孔灌注桩中的应用知名施工企业

地铁X号线一期工程X标段中铁X局轨道交通工程施工技术交流材料中铁X局集团第X工程有限公司XX市地铁X号线X标段项目经理部2013年11月20日化学泥浆在地铁车站围护结构钻孔灌注桩施工中的应用世[含摘固

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甚化学泥浆近年来，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，以及在地铁建设的带动下，旋挖钻市场占有率迅速扩大。旋挖钻机在覆盖层施工具有成孔质量好、速度快，无噪音、无污染或小污染等优势。但是由于旋挖成孔施工无循环造浆功能，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。目前我国传统上仍采用膨润土矿物泥浆护壁，但是在某些复杂地质条件下，膨润土泥浆存在一定的局限性。随着市场的发展，化学聚合物泥浆技术逐渐地引入国内，并取得良好效果。本文通过XX市地铁1号线X标化学泥浆实例来阐述化学聚合物泥浆在复杂地质条件下旋挖成孔施工中的应用。1工程概况XX市地铁1号线X标段工程范围为：省博物馆站～体育场站～北宋站（不含），共两站两区间，线路总长2.053km；省博物馆站为地下三层车站，平均开挖深度26.5m，采用明挖顺做法施工；体育场站为标准二层站，采用明挖顺做法（局部盖挖）施工。两个车站主体围护结构均采用钻孔灌注桩施工工艺。1.1

水文地质条件根据初勘及详堪资料显示，由于XX市市地下水开采较为严重，导致在建地铁线路沿线地下水埋深大，主要以潜水为主，标段水位埋深在35m左右。按地层沉积年代、成因类型分类，本工程沿线勘探范围内的土层划分为人工堆积层（Qml）、新近沉积层（Q4al）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）四大层。车站所在地层主要有黄土状粉质粘土③1层、粉细砂④1层、中粗砂④2层、粉质粘土⑤1层。地质情况见附表1：工程地质表表1吼地层证编号揉岩土名称袖重度家γ户(冬kN/m构3)跃粘聚力铲c棕（醉kPa)鞠内摩擦马角花φ度静止侧规压力系数么垂直基床驻系数厨kPa/参m搜水平基床卡系数而kPa/糟m胞地基土的射基本承载海力厕σ颂0烦（钓kPa绞）掀③胜1友黄土状粉票质患粘土井18.1众30广17雁0.35王4500简0冒4000填0仿110~则160博④录1蛙粉细砂宫18.5撒0邻27填0.40伐3000低0韵3500票0毫150~揉200互④油2岭中粗砂即20.2仰0纤30贵0.32纲3200突0沃3500街0伸150~臂300阅⑤握1汇粉质粘土召18.7壳33诊18沸0.41花3500欢0客5000蓝0预150~出2201.2成孔方式本标段桩径参数800@1300mm和1000@1500mm，均为摩擦桩，地层参数由上而下分为杂填土、粉质粘土、粉土、粉砂、粉细砂、细中砂、中粗砂、粉质粘土。因总体穿越砂层较厚，故桩基成孔选用泥浆护壁法，桩基施工采用国产三一重工220型旋挖钻机。2泥浆的选择过程觉结虫合吨X己X渴市屯市笛“锹城市污染弱综合治蹦理塞”除方针，同双时考兵虑症“嫌技术先进弊可行、成四本受挪控疾”记的原则，缘施工前，冻项目部对星泥浆种类卡进行了比乔选：剧2.1蓄传统泥浆液的制备及用应用营钻孔泥浆记选用不分极散、低固刺相、高粘行度的优质欲膨润土造齿浆，另外筛适量加入本纯碱（员Na2C土O3来）。穴⑴折膨润土：均为泥浆胶屯体质的主冈要来源，便采用以蒙完脱石为主香的钠质膨姿润土，具省有较好的众分散悬浮烫性和造浆芝性能，泥根皮较薄，清稳定性好岁，造浆率肯高（广1t拿膨润土可歪造订12m3枪～贿16m3萝泥浆），苹质量等级馋为二级标齐准。膨润妈土掺量为困泥浆体积池的服6%塞～域10%学，即速100m腿3之泥浆需用纲6t协～严10t允膨润土。拍为了增大屋泥浆中胶董体的成份渣，选择胶框体率大（客≥条96%下）和含砂慧率少（字0在～俱0.3%娃）的膨润敬土。糖⑵登纯碱（北Na2C头O3功）：其指果标应符合左GB21榜0-92廉的菜Ⅲ芹类合格品驱的标准，灵主要作用太是增大河PH泳值，使粘选土颗粒分寨散，并增荡加表面负转电荷，吸含附带正电摧荷的钻屑翅，使泥浆菜悬浮钻屑杜效能更好周，因此回尝流孔内泥层浆中雅PH排值应稍高撇一些。纯谎碱掺量为袍泥浆体积歌的廊0.3%专～沃0.5%亏左右，即帆100m楼3墨泥浆需用幼碱蚊300党～彻500扰公斤。碱朵用量增加尘到使泥浆呜PH做值达到用10喉～梯12土后，再加渠入膨润土笨，以增大睡泥浆粘度岭。柜2.2装泥浆拌制脉泥浆调制违采用机械泥搅拌，搅造拌时将定缓量的清水萌加入搅拌亿机，然后损慢慢地加辩进与水量植相应的粘剥土，并开槽动机器搅箩拌，成浆泽后打开出腹浆门出浆谱。典倒2.3啄膨润土性值能指标检路测芬优质泥浆暖各阶段性硬能指标表孝表首2来指标隶①浮基浆页膨润土露+费碱珍②足钻进敢①峰与钻屑混偏③帝回流俯②陪净化肝+萌①蕉④奶清孔掠③陡+怨①戒⑤复弃用今③休沉淀中街1负、比重产V烂（帜g/cm监3昨）贱<1.0汤3释<1.2艘0婚<1.0寺8渠1.06肉～街1.10腊>1.2不2浊、粘度狗T恶（像Pa.s兆）发18框～竟22骄25牙～缠28挤24渐～臂26养22律～皂24浑>40级3洗、含砂虚率桂π弦（辟%锯）附<0.5肆<5.0过0.6贤～俗1.2锄≤咏0.70楚>9桥从以上数洋据中可以盟看出，膨车润土泥浆立各项指标叔均符合要华求，成孔饲质量有较参大的提高件，但仍然漠发生塌孔党现象，塌泪孔地层为婶较厚的粉谷砂层和细嘱砂层。说摸明在复杂树地质条件姥下，按常船规性能指文标要求，徐泥浆护壁屑效果不明怜显。同时邀，膨润土形泥浆的最删大缺陷在杆于钻渣沉奸淀速度慢较，清孔时勤钻渣很难缩同时沉淀咸下来，往功往在首次红清孔后，掉下完钢筋浩笼，二次拨清孔前短哀短畅2药～咬3旦小时，沉氏渣厚度超狡过么1m赴，水下混馒凝土浇筑断过程中，透仍有大量芝钻渣沉淀顶，影响桩矛身质量。杂3塔化学泥浆锁应用研究踏在本工程呀中复杂地长质条件下灰，需要较恨大粘度的撑泥浆达到它稳定的护蜻壁效果，甘彻底解决链钻孔过程向中的塌孔副问题，同父时，要求禁钻渣沉淀宽速度快，拴确保桩身学质量。经械过反复对星比研究，户决定采用幅化学聚合凑物泥浆。线本工程中药采用美国依捷高科技册公司产品中顺帮（杨Bore涌Pac狭）化学聚宗合物及火浊碱制备泥砌浆。耀3.1命泥浆配制疾旋挖取土裕成孔中，军静态泥浆聚作为成孔助过程的稳译定液，主骨要作用是枣护壁。化涌学聚合物刚泥浆主要迁由高分子办聚合物水建解后形成斯。由于泥关浆聚合物宝分子量一步般高达勇2000生万以上，朽水解后分康子琏扩散政并会与其特他分子琏垂重新连接搭，故会形芒成较为粘谨稠的近似团糊状的泥毕浆，能够吉最大限度次的粘住并娇沉淀钻屑父。该泥浆诱体系能对线孔壁提供僵压力，防嘴止在不稳椒定地层中喘钻孔的坍耗塌；同时旨最大化旋立挖钻的装随载能力，穿提高掘进抽速度。弓化学泥浆咐主要材料狗及配比表以表侨3拌材料名称拐成分挽配比浴说明翠水撞H拿2起O巧100%初静态泥浆告的主体。搞水中不应货含有较多坟钙、镁等复杂质离子爹，亦可在雁盐水中配佛制榜顺帮蒸Bore透Pac妙高分子聚渠合物愁0.03假%拨～勤0.05罪%视化学聚合朽物泥浆的密主要材料谈,葡增加粘度骑控制孔壁号稳定耳火碱掘NaOH嘱0.05秃%摩～晋0.08骗%障改善水质摘、促进聚拔合物迅速典水解把配制泥浆阳以前，应检先使用功PH咐试纸测试幅配制水源趁的壮pH摄值，根据矮具体情况贿添加少量宽火碱（火践碱的添加厚量一般为历每立方米刻0.7k藏g共左右，具流体加量视葡现场垒PH窃测试结果园确定），趴将泥浆体父系的知PH表值调节到遮9醋效果最佳克，减少因告水源问题勾造成对泥务浆性能的源影响。盘3.2兄奖性能指标事化学泥浆扮的性能指欢标普表行4累项目兄指标畏检测方法撒泥浆比重淘（渴g/cm处3旁）撒1.0恶比重计晶粘度（梳Pa.s尸）秘23兽泥浆三件登套阻pH酬值愚9.0式～贴10.0喘pH制试纸舒3.3挠旋挖钻钻器进成孔巾（急1后）在护筒联内注满泥质浆后，开佳始钻进，垫钻进过程垮中要不断主补充泥浆孩，使孔内茂水头高度蹦始终保持灭不低于护串筒高度的壁1/2示，以防止逢压力失控季导致坍孔魔。蹦（民2奥）钻机施常工时要注客意控制钻咱具的提起愁和下放速棉度，尤其孝是在出入腊孔口和初托提钻时，剩减少对泥阵浆体系的迁扰动，加靠快泥浆中敲钻屑的沉营降，同时币还可以减拣少对孔壁乏的扰动，辜保证孔壁衡稳定。量（磁3沈）与膨润乌土泥浆携和带钻屑不辱同，化学凤聚合物泥樱浆内钻屑仆快速沉淀厚，在钻孔糊后期，为就保证孔中勾钻屑充分降沉淀，宜茶适当放慢量钻进速度亩或静止半羞小时左右学待钻屑沉陵淀完全后碑一起捞出匙。亩4参化学浆的姿优点产（占1藏）能快速数沉淀钻屑营，成孔后砖成渣厚度材小，有效粮提高了成贴孔效率和家成桩质量抗。霉（艰2腐）粘度大淹：传统泥谜浆该项指搬标为评19-2隆2s喜，化学泥常浆在血24s浴，粘度明氏显高，便爹于护壁和瓶携渣。丙（百3翅）比重小寻：传统泥贺浆该项指纱标为借1.15屈-1.2死，助,态化学泥浆叠比重为右1.0番，比重小超，便于清茄孔。布（稳4机）科学环床保：城市牵施工，泥险浆排