钻孔桩泥浆的控制.doc

PHP优质泥浆在苏通大桥钻孔桩施工中的应用景国强摘要：PHP(partiallyhydrolyzedpolyacrylamide)泥浆是一个特别适合于超长超大直径钻孔灌注桩施工的泥浆系统。制作原料、制作过程、循环系统及施工控制等是决定其经济性、高效性的关键因素。苏通大桥工艺试桩工程根据工程场区独特的地质、水文条件确定了适合该工程的PHP泥浆循环系统，以实践证明采用该系统可以实现桩侧泥皮厚度小于1mm、桩底沉渣厚度为0cm。关键词：桥梁工程；PHP泥浆；苏通大桥；钻孔灌注桩苏通大桥工程概况苏通大桥为世界上跨径最大的斜拉桥，主桥跨径为1088m，主塔高306米，其桥址位于长江下游，距入海口90km左右，主桥基础为高桩承台，桥址处最深水深达30多米，水流流速达3.86m/s，施工条件恶劣。“万丈高楼从地起”，世界第一桥，桩基施工尤为重要。为此苏通大桥建设指挥部花数千万巨资，分别在长江南北两岸进行一、二期试桩，在长江中进行了第三期试桩。在试桩过程中有成功的经验，也有失败的教训，特别是在钻孔中泥浆的控制方面教训更为深刻。在正式工程中，C1标主桥有205根混凝土钻孔桩，桩底标高主1#墩为－110m、主2#为－110m、主3#墩－102m、主4#墩－124m，桩径均为2.80m/2.50m的变径桩。工程特点该工程桩径大，桩孔深，地质情况复杂，桩基施工中存在很大的风险，泥浆配制及过程中控制的好坏，是整个工程成败的关键。典型地质柱状图：粉细砂土层对钻孔泥浆的影响和破坏较大，松散的粉细砂土层很容易导致塌孔；密实的中粗砾砂对钻孔桩施工影响最大，在砾砂中钻进，容易导致泥浆泄漏；在土层交替变化处，因土层软硬不一，差异较大，易导致钻孔倾斜。因此钻孔桩施工应保持施工全过程的连续性，尽量缩短孔壁在泥浆中的浸泡时间。孔侧土层具有一定的渗透性，从孔壁向土层或砂土层渗透到一定的范围,泥浆就粘附在土颗粒上，泥浆的这种粘附作用可以减少孔壁的透水性，形成的透水性很低的泥皮以及在泥浆的静水压力作用下可以有效地保护孔壁,防止孔壁坍塌。三、PHP泥浆在钻孔中的重要作用PHP泥浆全称为聚丙烯酰胺不分散低固相泥浆，它能使钻渣处于不分散的絮凝状态，易于清除，从而保持泥浆的不分散，低固相，低比重，高粘度的性能。该泥浆在钻孔中能保护孔壁、携带钻渣、冷却润滑钻头、提高钻进速度、延长钻机寿命、保证成孔质量、密实混凝土等作用。四、新浆的配制新制PHP泥浆是由钠基膨润土、纯碱、羧基纤维素CMC、聚丙烯酰胺等按照一定的比例在特制的造浆池内，由射流泵循环制成。制备新浆的性能指标：项目比重粘度含砂率胶体率失水量泥皮厚度静切力稳定性PH值性能指标1.06-1.0823-26≤0.5%≥99%<30ml/30min1.0-1.5㎜1min20-30mg/cm²<0.03g/cm²7-9检验方法比重计漏斗法含砂率计量筒法失水量计失水量计静切力计PH试纸五、泥浆主要性能指标对成桩质量的影响由于该工程桩径大、桩孔深、地质条件复杂等特点，决定了泥浆护壁在整个钻孔过程中的重要性，泥浆性能的好坏直接影响到成孔的质量。泥浆主要性能指标对成桩质量的影响：比重：就压力而言，冲洗液在孔内产生的静液注压力主要取决于泥浆的相对密度，它是钻孔过程中维护孔壁稳定最主要的参数之一。在粘土和粉质粘土中，泥浆的比重控制在1.10～1.20之间；在砂土或较厚砂层成孔时出渣口泥浆的相对密度应控制1.10~1.20之间。泥浆的相对密度也是影响灌注混凝土的重要参数，在灌注水下混凝土前，必须测定泥浆相对密度和含砂量。苏通大桥桩基在清孔时泥浆相对密度控制在1.05~1.10之间。含砂量：含砂量是泥浆内所含砂与粘土颗粒的体积百分比。相对密度和含砂量过高，在钻进过程中影响钻进速度，在成孔过程中，一方面使泥浆对钢筋的浮力增大，另一方面泥砂包裹钢筋笼。含砂量过高，在起钻和下钢筋笼过程中孔底沉渣较多，难以达到规范和设计要求，需要二次清孔，影响施工进度，并且易出现塌孔事故。本工程清孔时的含砂率控制在1%以下。粘度：它是钻孔过程中的另一重要参数。一般控制在20s~26s为宜。因为泥浆具有较大的粘度和相对密度，一方面有利于降低失水，稳定孔壁，防止塌孔和缩径等孔内事故，另一方面可增大泥浆悬浮携带钻渣钻屑的能力，降低孔底沉渣，确保成桩质量。本工程粘度控制在20~25s。六、泥浆处理系统的应用1、泥浆处理系统的选定：根据试桩成果，结合本工程地层特点，每台钻机配备了一个造浆池，一个是沉淀池，一个是泥浆循环池。泥浆循环池一侧安装两台ZX-250泥浆净化器，泥浆沉淀池上面安装泥浆槽，将泥浆中碴土及大颗粒砂粒分离出来。两台泥浆净化器的泥浆最大处理量为500m3/h,净化除砂效率在99%以上（0.075mm粒级）。制作一个泥浆配制箱，专门用来配制新浆