泥浆指标控制与沉渣厚度的关系研究

泥浆指标控制与沉渣厚度的关系研究

摘要:本文结合天津地铁3、6 号线换乘站北站站地连墙工程，针对施工中泥浆的性能指标与成槽时沉渣厚度进行统计研究，找出泥浆指标与成槽沉渣之间的关系，为类似地质条件下的地连墙施工提供数据参数，更好的指导地连墙施工，对有效的控制地连墙施工安全与质量具有重要的意义。本工程采用液压抓斗成槽机进行成槽施工，采用人造泥浆进行护壁，是目前地连墙施工的常规施工工艺。施工过程中通过控制泥浆指标来控制成槽后的沉渣厚度，对保证成槽质量，保证混凝土浇注质量与安全起到关键的作用。

关键词:地连墙; 泥浆指标; 沉渣厚度

随着城市建设的不断发展，地下空间的开发和利用越来越得到重视，深基坑施工也在不断的发展和完善，地下连续墙作为深基坑维护结构的重要形式，被广泛的应用。地连墙作为维护结构的重要组成部分，主要有挡土、挡水、抗渗、承载上部结构荷载、减少基础附加应力等作用，地连墙施工质量被高度重视。成槽施工是控制地连墙施工质量的关键，能控制地连墙露筋、渗水、夹泥、平整度差等质量问题，而泥浆制备又是保证成槽质量的重要工艺，因而控制泥浆的各项指标，对提高与控制地连墙质量具有重要意义。沉渣作为成槽施工与混凝土浇注施工控制的关键指标之一，也与泥浆的指标与性质具有重要关系，是本文研究重点。

地连墙施工主要采用膨润土泥浆，主要成分为:水、膨润土、外加剂。天津地铁3、6 号线换乘站北站站地连墙工程使用的是膨润土泥浆，主要成分为:水、膨润土、纤维素、纯碱。膨润土泥浆与原土造浆相比具有泥浆性质稳定、方便控制、成槽质量有保障等优点，本文结合天津地铁3、6 号线换乘站北站站地连墙工程实际施工参数，总结出泥浆指标控制方法和沉渣控制的关系，为今后类似工程提供借鉴。

1 工程地质情况

根据地质报告可知，工程场地表层为人工填土层，填土层下部分布有零星的新近沉积层，新近沉积层下部依次分布各陆相层及海相层。勘察揭露地层层序自上而下依次见表1。

通过地质报告可知，本工程地质情况下，以粘土、粉质粘土为主，局部含沙及其他土质，因此本工程泥浆指标按粘土类型控制，遇砂性土质按砂性土控制标准钻孔。

2 配合比

2. 1 配合比确定

本工程成槽施工采用膨润土进行泥浆护壁。泥浆制备的主要材料: 水、膨润土、纤维素、纯碱，本工程施工前对泥浆进行试配，对泥浆各项指标进行检测，试配泥浆配合比为水87. 4%、膨润土12%、碱0. 5% 、纤维素0. 1% ，经检测泥浆各项指标稳定，符合施工要求。

2. 2 各成分作用

2. 3 指标取值范围

3 泥浆指标与沉渣厚度的关系3. 1 比重与沉渣的关系

现场抽测10 片地连墙在成槽结束后，检测槽内泥浆比重( 以泥浆比重从小到大排序) ，分别在0. 5h、1h、1. 5h、2h、2h 后的沉渣厚度，随着时间的增加沉渣厚度变化具体如表5。

从表5 可知，泥浆比重的大小，对沉渣厚度有一定影响，泥浆比重大，沉渣厚度相对较大，但不是决定沉渣厚度的主要原因。泥浆比重能够影响沉渣稳定的时间: 泥浆比重大，沉渣厚度稳定的时间长，泥浆比重小，沉渣厚度稳定的时间短，且在2h 内沉渣厚度趋于稳定。

3. 2 粘度与沉渣的关系

根据表5 中相同槽段检测的泥浆粘度( 以泥浆粘度从小到大排序) ，随着时间的增加沉渣厚度变化具体如表6。

从表6 可知，泥浆粘度的大小，与沉渣厚度没有直接关系，但是泥浆粘度的大小，能够影响沉渣稳定的时间。泥浆粘度大，沉渣厚度稳定的时间长，泥浆粘度小，沉渣厚度稳定的时间短，且在2h 内沉渣厚度趋于稳定。

3. 3 含沙率与沉渣厚度的关系

根据表5 中检测的10 片地连墙成槽后泥浆的含沙率( 以泥浆含沙率从小到大排序) ，随着时间的增加，沉渣厚度的变化具体如表7。

从表7 可知，沉渣厚度的大小与含沙率的大小有直接关系，沉渣厚度主要决于成槽后泥浆的含沙率。泥浆含沙率高，沉渣厚度大; 泥浆含沙率低，沉渣厚度小。

3. 4 pH 与沉渣厚度的关系

根据表5 中检测的10 片地连墙成槽后泥浆的pH，随着时间的增加，沉渣厚度变化如表8。

从表8 中可知，在pH 合格范围内，随着pH 的增加，沉渣厚度与稳定时间呈无规律变化，对沉渣厚度无影响。

在以上泥浆的4 项指标中，可以发现，pH 对成槽后的沉渣形成及厚度无明显影响，比重、粘度、含沙率是影响沉渣形成及厚度的主要因素，其中含沙率是沉渣厚度的决定性因素，比重与粘度影响沉渣的形成与稳定时间。

4 结语

在成槽施工中，沉渣过厚，影响成槽深度，造成成槽施工质量不合格，此外，沉渣过厚，在混凝土浇注过程中，混凝土液面顶部容易产生厚沉渣或稠状浆体，使混凝土很难克服沉渣或稠状浆体重量，造成混凝土灌注困难或将沉渣推向两侧，造成夹泥现象，严重影响施工质量。

通过本文实际数据分析可知，泥浆比重与泥浆粘度是影响沉渣厚度与形成速度的主要两大因素，与沉渣厚度与形成速度成正比，因此在施工中，在满足成槽施工安全、质量的前提下，要控制成槽后的泥浆比重与粘度，使得成槽后的沉渣在短时间内稳定，便于最快时间内进行清槽施工，缩短工序衔接时间; 另一方面，含沙率作为决定沉渣厚度的决定因素，对施工质量具有重大影响。因此施工过程中，成槽后，要严格控制泥浆的含沙率，最大限度的控制沉渣厚度，保证施工质量。

通过本文的数据分析，希望能够为类似地质条件下施工的地连墙工程提供技术依据，不断的优化施工工艺，共同推动对地连墙施工的质量控制与管理。

参考文献:

［1］GB50299 －1999，地下铁道工程施工及验收规范 . 2003.