1、膨潤土代替紅粘土在鉆孔灌注樁中的應用岳金鑫山西潞安工程有限公司摘要：鉆孔灌注樁中采用泥漿護壁成孔在國外國外的技術比較成熟，其主要目的是：通過泥漿的作用來平衡壓力，穩定孔內地下水位壓力，保持孔壁受到的壓力穩定，防止坍孔，并有利于攜帶泥渣和清孔，其次是起到潤滑作用兼顧保護鉆具，提高成孔效率和質量。泥漿質量的好壞直接到成樁質量。關鍵字：膨潤土，利用率，成孔質量，經濟效益鉆孔灌注樁由于對各種地質條件的適應性、施工簡單易操作且設備投入一般不是很大，因此在各類房屋及工業建筑中都得到了廣泛的應用。但鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進行開挖驗收。因此樁身質量的過程控制就是

2、關鍵，而泥漿質量的好壞就是其中的一個關鍵環節。1 工程簡況及紅粘土應用概況我項目部從2005年底進入襄垣縣付村容海電廠施工，承攬付村容海電廠樁基工程，工程樁為鋼筋混凝土灌注樁，共計1250根，有效樁長為33.5m,使用旋挖鉆機成孔工藝；地層46m處為濕陷性黃土；10m以下初見地下水，水頭較大；1619m處為粉砂層，其余部分為粉質粘土層。需要采取泥漿護壁工藝，保證成樁質量。截至2006年2月份以前我項目部一直使用紅粘土護壁工藝，單樁用量比較多（每10m用量達到1.64t）,同時孔底沉渣較多，孔壁泥皮較厚，材料浪費嚴重（泥漿循環利用率低，多為一次利用），效果不理想，成本增加很多，而且工程質量也不容

3、易保證。在此種情況下我項目部采用膨潤土代替紅粘土進行工藝改進。2 施工方案2.1 總體思路：鉆孔樁成孔過程是鉆頭將地層不斷破碎克取的過程，地層被破碎后形成鉆渣融合在泥漿中，通過循環泥漿將其帶出地面，完成成孔排渣的程序，而泥漿性能的好壞又直接影響樁底沉渣量的多少。同樣，泥漿性能不好又可能導致出現孔壁塌陷、縮頸、樁底沉渣量過多等質量問題，從而影響整個工程的施工質量，對施工單位也會帶來不良的社會影響。在配置泥漿時主要考慮：1） 護壁防坍塌2） 懸浮攜帶鉆渣、清孔3） 堵漏其次是起到潤滑作用兼顧保護鉆具，提高效率。鉆孔樁樁底沉渣是影響鉆孔樁質量的主要因素之一。因此在工程中我項目部根據這一問題，進行分析

4、、找出原因，提出改進方法，改用膨潤土代替紅粘土進行泥漿護壁，實際施工中合理調整，最后達到降低成本、保證質量的目的。2.2 技術措施：膨潤土泥粉和水不能在自然狀態下混合成泥漿，必須通過強勁的攪動才能形成膠體，膨潤土經制漿機攪和后注入制漿池中，還要用高壓水泵（本工程中用3PN泵）自吸多次循環后才能形成均勻泥漿。制好的泥漿其技術指標為：粘度17min20min；含砂率不大于6%;膠體率不小于90%;比重1.15-1.2左右。制備好的鮮泥漿從制漿池經過高壓水泵壓送到成孔內，完成護壁后在灌注混凝土過程中從孔口排出并回抽到沉淀池，經過慮砂泵（本工程中用旋流器）過濾后進入制漿池，不斷測量（每30分鐘一次）泥

5、漿的比重，通過加入新的膨潤土、火堿和纖維素等使其達到施工要求的比重，通過反復循環提到泥漿的利用率。2.3 施工方法：1） 制備泥漿的設備及場地泥漿攪拌機兩臺，3PN泵三臺，旋流器一臺，制漿池一個（10mx3mx3m）,沉淀池（4mX4mX2m）,泥漿送漿、回漿管道200m,龍頭、閥門若干，比重計1個2） 材料膨潤土：泥漿膠質體的主要來源，劃分為鈉基膨潤土（堿性土）、鈣基膨潤土（堿土性土）和天然漂白土（酸性土或酸住白土）三種。其中鈣基膨潤土包括鈣鈉基、鈣鎂基等膨潤土。本工程采用鈉基，即堿性土。堿性土的主要交換陽離子為Na+（和K+）,堿性系數大于或等于1。堿性土的主要交換陽離子為Ca2+-Na+

6、或Ca2+-Mg2+等,堿性系數小于1。酸性土的主要交換陽離子為H+（Al3+）。要是由于鈉基膨潤土泥皮薄，穩定性和造漿率高。根據不同地層膨潤土參量為泥漿體積的6%8%。純堿。主要作用是增大PH值，使粘土顆粒進行分散，并增加表面負電荷，來吸附帶正電荷的鉆屑，使泥漿懸浮鉆屑效能更好。因此回流孔內泥漿PH值應稍高一些，純堿摻量為泥漿體積的0.3%0.5%。羧甲基纖維素（CMC）。可提高泥漿的黏度，具有使土壁表面形成化學膜泥皮和降低失水量的功能，它作為膨潤土基漿的改型劑，摻量為泥漿體積的0.05%0.15%。3） 制備基漿（新鮮泥漿）膨潤土和水不能在自然狀態下混合成泥漿，必須通過強勁的攪動才能形成膠

7、體，膨潤土經制漿機攪和后注入制漿池中，還要用高壓水泵自吸多次循環后才能形成均勻泥漿。制好的泥漿其技術指標為：粘度17min20min；含砂率不大于6，；膠體率不小于90；比重1.15左右。4） 泥漿使用及回收制備好的鮮泥漿從制漿池經過高壓水泵壓送到成孔內，完成護壁后在灌注混凝土過程中從孔口排出并回抽到抽漿車中運回沉淀池，經過慮砂泵過濾后進入制漿池，不斷測量泥漿的比重，通過加入新的膨潤土、火堿和纖維素等使其達到施工要求的比重，通過反復循環提到泥漿的利用率。2.4 實施效果：通過持續的改進，在襄垣縣容海電廠樁基工程的施工中既保證工程質量，又提高了泥漿的利潤率，采用膨潤土泥漿護壁鉆孔灌注樁優質高效地

8、完成了施工任務，實現了100%以上的合格率，96.5%的優良率。而膨潤土代替紅粘土泥漿護壁在鉆孔灌注樁中的應用又是會對我們的工程質量、工程效益與利潤有著諸多好處的一個重大技術革新。3 應用情況襄垣縣付村容海電廠樁基工程施工完畢以后我項目部陸續在潞安集團高河礦井選煤廠原煤倉、精混煤倉樁、王莊煤礦萬噸筒倉、集團綜合商務樓等樁基工程中相繼使用，體現了這一技術的優點，節約了成本，提高了質量，取得了良好的經濟效果。4 應用效益分析4.1 經濟效益：數據分析：襄垣縣付村容海電廠的主廠房、煙囪、輸煤棧橋、鍋爐房、除塵器、鋼煙道支架、汽機支座、渣倉、石灰石粉倉以及空冷系統的1250根的鉆孔灌注樁均由我公司進行

9、施工，其中前期的122根樁為改進前成樁的工藝，工程總造價為2175萬元。成孔過程中泥漿護壁改進前后的成本分析見表1表1泥漿護壁改進前后成本分析泥漿護壁材料名稱樁孔每10m用量樁長(10m)單價（元）合價（元）成本降低（元）改進前紅粘土1.643.3543.5238.99117.05改進后膨潤土0.143.35260121.94本工程工程樁共計1250根，前期122根樁為改進前成樁的成本。由上述分析得知：改進前的紅粘土成本：（1250-122）X238.99=269580.72元改進后膨潤土成本：（1250-122）X121.94=137548.32元間接節約成本：269580.72-13754

10、8.32=132032.4元4.2 社會效益：通過持續的改進，襄垣縣付村容海電廠樁基工程的施工中既保證工程質量，又提高了泥漿的利潤率，采用泥漿護壁鉆孔灌注樁優質高效的完成了施工任務，同時把新的技術傳播開來，為社會創造了間接效益。5 結語鉆孔灌注樁由于對各種惡劣地質條件具有適應性、施工簡單易操作且設備投入一般不是很大，因此在各類房屋及工業建筑中都得到了廣泛的應用。由于鉆孔灌注樁在地面以下作業，隱蔽性高，每一工程所遇到的地層情況不同、天氣不同等要求泥漿參數也要適當調整，施工過程質量不好控制，因此泥漿質量的好壞就變得相當重要。紅粘土護壁工藝已不能滿足工程質量及成本需要。次施工中，我項目部通過用膨潤土對紅粘土的代替實驗，在不斷改進、反復嘗試的基礎上實現了項目部成本的節約、成樁質量的提高及施工速度的加快，為本工程優質高效地完成提