Question

制备泥浆

Answer 1

1.泥浆的功用

泥浆在桩孔施工中作为冲洗液(或稳定液)，其主要功用是稳定孔壁、携带和悬浮钻渣。

(1)稳定孔壁

通过泥浆在孔内维持一定的水头高度，形成对孔壁的静水压力来防止孔壁坍塌。在砂、砾石等渗漏性地层，采用泥浆可在孔壁表面形成一层泥皮，有效地阻止孔壁内外相互渗流，稳定孔内水位，维持对孔壁的静水压力，达到护壁效果。

(2)携带和悬浮钻渣

通过泥浆在孔内循环，及时将孔底钻渣带出孔外，减少重复破碎和对钻头的磨损，提高钻进效率。合理调整泥浆的密度、切力、粘度等性能指标可以提高泥浆携带和悬浮钻渣的能力。

2.泥浆的配制

泥浆是由粘土、清水和泥浆化学处理剂按一定的配比搅拌配制而成。由于钻孔灌注桩直径大，需要的泥浆量很大，结合经济方面的考虑，通常可利用所钻地层中的粘土，采用清水钻进自然造浆。必要时掺入一定量的膨润土，以改善泥浆的性能。若所钻地层为砂性、稳定性差、松散易塌地层，就应选择水化性能好、造浆率高、含砂量少的粘土或膨润土粉来配制泥浆。通常要求用来造浆的粘土其胶体率不低于95%，含砂率不大于4%，造浆率不少8m³/t。

配制泥浆时，除了要考虑地层条件之外，还要考虑不同成孔工艺方法对泥浆性能的要求，参见表3-1。并且在施工中根据孔壁稳定、孔底沉渣和泵组工作情况，对泥浆性能进行维护和调整。

表3-1 泥浆基本性能指标

3.泥浆循环系统

泥浆循环系统通常包括泥浆池、沉淀池、贮浆池或搅拌池、循环槽等。布设泥浆循环系统时，应综合考虑场地条件、桩位分布、桩孔容积、地层情况、工艺方法、钻渣废浆的清除外运等因素。

泥浆池的容积一般不小于同时施工的桩孔实际容积的1.2倍，以保证同时施工的桩孔在灌注混凝土时泥浆不至于外溢。沉淀池的容积可用同时开动的泥浆泵每分钟的总排量乘以沉淀时间来决定，沉淀时间由实验决定，一般为20min。例如，两个同时施工的钻孔共用一套泥浆循环系统，两台泥浆泵的排量都为850L/min，所需的沉淀池容积为

V=2×850L/min×20min=34000L=34m³

若场地允许，可设两个沉淀池轮换使用。循环槽断面尺寸、长度应根据钻进工艺方法、场地条件、废浆处理方式来确定。反循环法因泵量大，采用较大断面的循环槽(通常为500mm×300mm(宽×高))。正循环法因泵量较小，可采用较小断面的循环槽(可选300mm×250mm(宽×高))。

4.泥浆净化

钻进过程中由于钻渣不断混入泥浆中，使泥浆的相对密度、粘度、含砂量等性能发生变化，因此，需要在泥浆返出地表后除去泥浆中的钻渣，这工作称为泥浆净化。泥浆净化的方法有自然沉降法、机械净化法和化学净化法等。

(1)自然沉降法

泥浆在流经循环槽和沉淀池时，泥浆中的钻渣在自重的作用下产生沉淀，泥浆得以净化。从提高泥浆的净化效果考虑，可在循环槽中设挡板，改变流态，破坏泥浆中的结构，以利于钻渣沉淀。

(2)机械净化法

即采用专门的机械设备对泥浆中的钻渣进行分离处理。最常用的两种泥浆净化设备是高频振动筛和旋流除砂器。一般是采用高频振动筛把泥浆中0.5mm以上的大颗粒钻渣筛出，剩下混有0.5mm以下砂粒的泥浆可采用旋流除砂器进一步净化。

(3)化学净化法

在泥浆中加入化学絮凝剂，使钻渣颗粒聚集而加速沉淀，达到净化泥浆的目的。常用的化学絮凝剂有水解聚丙烯酰胺、铁铬木质素磺酸钠盐等。化学净化法可配合机械净化法使用。