浅析我国城市综合体的规划建设

赵华剑

摘 要：钻孔桩基础钻进成孔过程中，泥浆起到固壁、悬浮钻渣等作用。钻孔桩基础泥浆护壁法在桩基施工中被广泛采用，泥浆制备质量的优劣，直接关系到桩基成孔质量，最终影响桩基本身的质量，目前现场施工过程中泥浆控制质量令人堪忧，有必要系统地梳理一下，供新入职工程技术人员系统地掌握其质量控制要点。

关键词：钻孔桩；泥浆制备；质量控

泥浆各组成部分间相互物理、化学作用具体以泥浆比重、含砂率、粘度、胶体率和PH值等主要指标体现泥浆性能。

1 泥浆作用

泥浆在钻孔过程中的作用主要是排渣、护壁以及润滑钻具和冷却钻头。泥浆性能好坏直接关系到钻进速度与成孔质量，因此施工过程中要时常检测泥浆性能指标，并做好记录。

2 泥浆循环系统

循环系统由泥浆池、沉淀池、循环槽、废浆池、泥浆泵、泥浆搅拌设备组成。沉淀池采用两个串联使用，每个沉淀池的容积为6-20m3。桩径小于800mm时，选用6m3，桩径在800-1500mm之间时，选用12m3，桩径大于1500mm时，选用20m3。

泥浆池的容积为钻孔容积的1.2-1.5倍。沉淀池、泥浆池、循环槽用砖块和水泥砂浆砌筑牢固，不得有渗漏或倒塌。泥浆池等不能建在新堆积的土层上，防止泥浆池下陷开裂，漏失泥浆。

3 泥浆制备

泥浆制备采用泥浆搅拌机在孔外造浆，泥浆配合比由试验确定。泥浆主要采用粘土、膨润土和泥浆外加剂等材料进行配制。

3.1 泥浆原料性能及用量

（1）泥浆原料粘质土的性能要求。一般可用塑性指数大于25、粒径小于0.074mm、粘粒含量大于50%的粘质土制浆。当缺少上述性能的粘质土时，可用性能略差的粘质土，并掺入30%的塑性指数大于25的粘质土。当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其性能指标不符合要求时，可在泥浆中掺入Na2CO3（俗称纯碱）、NaOH（俗称烧碱）或膨润土粉末，以提高泥浆性能。掺入量与原泥浆性能有关，宜经试验确定。一般Na2CO3的掺量约为孔中泥浆土量的0.1-0.4%。（2）拟将原料膨润土的性能和用量。膨润土分为钠质膨润土和钙质膨润土两种，泥浆保水性等原因前者质量较好。膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力强等优点。一般用水量为8%，即1m3水需掺入80kg的膨润土；对于粘质土土层，用量可降低到3-5%，较差的膨润土用量为水的12%左右。

3.2 泥浆外加剂及掺量

（1） CMC（羧甲基纤维素）。可增加泥浆粘度，能在孔壁土层表面形成泥皮而防护孔壁剥落，并且具有降低失水量的作用，掺入量为膨润土的0.01-0.05%。（2） FCI（络铁木质磺酸钠盐）。作为分散剂，可改善因混杂有土、砂粒、碎（卵）石及盐分等而变质的泥浆性能，可使上述钻渣等颗粒聚集而加速沉淀，改善护壁泥浆的性能指标，使其继续循环使用，掺量为膨润土的0.1-0.3%。（3） 硝基腐殖碳酸钠（简称煤碱剂）。作用与FCI相似。具有很强的吸附能力，在粘质土表面形成结构性溶剂水化膜，防止自由水渗透，使其失水量降低，粘度增加。若摻入量少，可使粘度不上升，具有部分稀释作用，参用量与FCI相同。（4） Na2CO3（碳酸钠）。可使泥浆PH值增大到10。泥浆PH值过小时，黏土颗粒难以分解，粘度降低，失水量增加，流动性降低；PH值小于7时，还会使钻具受到腐蚀；若PH值过大，则泥浆将渗透到孔壁的粘土中，使孔壁表面软化，黏土颗粒之间凝聚力减弱，造成裂解使孔壁坍塌。PH值以8-10为宜，这时可增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量，掺入量为膨润土的0.3-0.5%，由现场试验确定。（5）PHP（聚丙烯酰胺絮凝剂）。可在泥浆循环中清除劣质钻屑，保存造浆的膨润土；它具有低固相、低相对密度、低失水、低矿化、泥浆触变性能强等特点。掺入量为孔内泥浆的0.003%。（6） BaSO4（重晶石细粉）。可将泥浆的相对密度增加到2.0～2.22，提高泥浆护壁作用。为提高渗入量重晶粉后泥浆的稳定性，降低其失水性，可同时渗入0.1%～0.3%的氢氧化钠和0.2%～0.3%的橡胶粉。渗入上述两种外加剂后，尤其适用于膨胀的粘土塑性土层和泥质页岩土层。重晶石粉掺量根据原泥浆相对密度和土质情况检验确定。（7） 纸浆、干锯末、石棉等纤维质物质。其掺量为水量的1%～2%，其作用是防止渗漏并提高泥浆循环效果。以上各种外加剂掺入量，应先做试配，测试其掺入外加剂后的泥浆性能指标是否有所改善并符合要求。各种外加剂宜先用小剂量溶剂，按循环周期均匀加入，并及时测定泥浆性能指标，防止掺入外加剂过量。每循环周期相对密度差不宜超过0.01。

3.3 泥浆配置指标控制

泥浆性能应通过现场试验确定，并在施工过程中根据土层的变化适当进行调整；当缺乏泥浆性能指标参数时，可参照表1。

3.4 泥浆性能主要指标检测方法

3.4.1 泥浆比重ρx。可采用泥浆比重计测定。将需要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并擦拭掉从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即气泡处于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆比重。当工地无此仪器时，可用一口杯，先称其质量设为m1，再装清水称其质量为m2，倒出清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量为m3，则

3.4.2 粘度η（S）。现场多用苏式漏斗粘度计。测量时，用一手握信漏斗，使其垂直，以食指堵住口管，把经过充分搅拌的泥浆用量杯量500ml，经筛网倒入漏斗，然后把量杯翻过来再量200ml；再经筛网倒入漏斗，再翻转量杯，将500ml杯置于漏斗之下，放开食指，同时按秒表，记录泥浆充满500ml所需的时间，单位为s，该时间既表示泥浆的相对粘度，在使用漏斗粘度计之前，要用清水对粘度计进行校正，用清水测出的粘度15±0.2s。

3.4.3 含砂率（%）。在玻璃量筒中装入定量泥浆（20～40ml），再加入适量清水。用手指堵信筒口，用力摇晃，使泥浆和水充分混合。将玻璃筒中的混合液倒入筒内，再加入筒内，再加水于玻璃筒中，摇晃后倒入过滤筒中，并用水洗，直至通过筛网的液体清彻透明为止。筛网上留下的砂子全是不能通过200目筛网的沙子。将漏斗套在过滤桶上，慢慢翻过来，插入玻璃量筒中，再用清水将筛网上附着的砂子全部冲到玻璃量筒里。待砂子全部沉底后，读出读数，砂子的体积量除以所取浆液的体积量即为含砂率（%）。

3.4.4 胶体率（%）。亦称稳定率，用于评价泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法：可将100ml的泥浆放入干净量杯中，用玻璃板盖上，静置24h后，量杯上部的泥浆可能澄清为透明的水，量杯底部可能有沉淀物。以100-（水+沉淀物）体积即等于胶体率。

结束语

本文试从泥浆制备相关参数控制方面进行总结。工程实例：哈尔滨市化工路改造工程的桩基础，地质复杂，地下粉细砂层较厚，钻孔过程中极易发生塌孔，按照本文所探讨的方法，通过对泥浆各项指标的控制和调整，大大减少了施工现场塌孔的发生几率，提高了成孔质量。期望本文总结的方法对其他项目现场施工能起到一定的参考作用。

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