化学泥浆护壁总结(最终版)

一、引言

近年来，随着国家建设的飞速发展，高速铁路、高速公路和市政道路工程不断兴建。在各项工程中地铁建设发展最为迅速，对桩基质量、成孔速度、环保等要求不断提高。在钻孔灌注桩施工中，旋挖钻以成孔质量好、速度快，噪声小、无污染或小污染等优势迅速占领了桩基市场。由于旋挖成孔施工无循环造浆功能，只能采用静态泥浆稳定液护壁，靠不停地向孔内进行补浆来保证孔内外水压的平衡和护壁效果。目前我国传统上仍采用膨润土矿物泥浆护壁，但是在某些复杂地质条件下，膨润土泥浆存在一定的局限性。随着市场的发展，国外化学聚合物泥浆技术逐渐地引入国内，并取得良好效果。下面通过西安地铁六号线3标侧坡站的实例来阐述在复杂地质条件下采用化学聚合物泥浆护壁，大功率旋挖钻机高效成孔技术。

2.1

置，11m，19.7m

2.2

（1

等。主要

1-1

1-2

2-1

2-2

弱层，土质较均，含黑色斑点，偶见姜石或蜗牛壳。

2-4粉细砂Q4al+pl：仅局部揭示，褐黄色，潮湿～饱和，密实为主，砂质不纯，含零星砾石，局部夹薄层粉土。

3-1新黄土Q3eol：主要分布于纬三十二站进站段，棕黄色，硬塑为主，土质较均，含白色钙质菌丝，偶见姜石和蜗牛壳碎片。

3-2古土壤Q3el：主要分布于纬三十二站进站段，棕红色为主，硬塑，距针状孔隙，可见白色菌丝，含钙质

结核，几部富集成层。

3-3粉质粘土Q3al+pl：广泛分布，为上更新统主要地层，颜色较杂，以浅灰色、棕黄色、黄褐色为主，可塑为主，局部软塑，土质较均，含铁锰质斑点及钙质结核，局部钙质结核富集。

3-4粉土Q3al+pl：局部分布，浅灰色、灰黄色，湿、密实，土质较均，含少量钙质结核，局部夹薄层砂。

3-5粉细砂Q3al+pl：断续分布，浅灰色、灰黄色，饱和、密实为主，砂质较纯，矿物成分以长石石英为主，含少量云母。

3-6中砂Q3al+pl：浅灰色、灰黄色，饱和、密实为主，砂质不纯，含少量黏性土。

3-7

4-3

4-4

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4-6

4-7

（2

（1

（2

（3

3.1

能将直接影响钻孔的成败。我们通过试桩认真研究仔细比对，结果采用高分子聚合物化学泥浆护壁的防塌孔、防渗漏性能最好。

3.2钻孔泥浆质量差将造成的后果

（1）无法形成护壁泥膜或形成泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，易塌孔和缩径。

（2）泥浆的稠度大，比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差，厚度大，降低桩的侧摩阻力。

（3）稠浆在钢筋笼上沉积粘附，导致钢筋与混凝土的握裹力降低。泥浆比重过大，使得混凝土水下灌筑的阻力

增大，降低混凝土流动半径，使混凝土骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好，桩的侧摩阻力也难以发挥。

3.3黏土造浆

钻孔桩开始施工时，出于对成本的考虑，使用黏土进行造浆。配比为：水∶黏土∶纯碱=100∶40∶0．2（加入纯碱是为了使泥浆pH值增大，使黏土颗粒分散，使粘粒表面负荷增加，增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性）。施工过程中对泥浆进行了抽检，3项指标分别为比重1．03～1．1，粘度18～20Pa·s，含砂率2%～4%。采用该泥浆护壁钻孔过程中发生了漏浆、孔壁坍塌现象，主要塌孔地层素填土层和砂层。经分析认为塌孔原因为：泥浆比重偏小，粘度偏低，使孔壁未形成坚实泥皮，对素填土层和砂层空隙不能进行有效封堵，护壁效果差。

3.4

（1

（2

并开动机

（3

1%。检

3.5

在本工程复杂地质条件下，需要较大粘度、堵漏、护壁效果更好的泥浆达到稳定的护壁效果，彻底解决钻孔过程中的漏浆、塌孔问题，确保施工进度和桩身质量。经过反复对比研究，决定采用化学聚合物泥浆。

（1）泥浆配制

旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁。采用高分子化学聚合物泥浆能在孔壁周围形成强韧的保护膜，有效封堵孔壁周围的空隙，防止泥浆渗漏，同时对孔壁提供压力，防止在不稳定地层中钻孔的坍塌、流砂现象的发生。又能充分发挥旋挖钻工作效能，提高掘进速度。化学泥浆采用原材料及掺加比例见表1。

表1化学泥浆主要材料及配比

浆后，

（2

表2

孔发生。

四、钻孔

4.1成孔

（1

（2）开钻时（地表下8m以内），应轻压慢进，适当延长钻进时间，并及时将泥浆注入孔内，平衡地层压力，并在孔壁四周形成泥皮，保护孔壁。钻头旋挖切削土体，提出孔外，打开钻头底盖倒土至铲车斗内运至指定地点。

（3）因本工程上层为回填土，地层松散，正常钻进时应控制进尺速度，做到轻提慢放，要求每回次不超过0．5m。在不同的地质层中换用相应的钻头，并随进尺注入泥浆到孔内保护孔壁

（4）严格控制孔内液面高度，采取储浆池通过泥浆沟与钻孔相连，及时补充泥浆到孔内，施工中应始终保持孔内液面在护筒底部100cm以上。

（5）接近终孔时，应采用封底捞砂钻头钻进，减少回次进尺量（达到30cm左右），逐渐把孔底的稠泥浆掏出。

达至终孔深度时，停滞20～30min，使泥浆中的悬浮物沉淀，用钻头捞出，确保沉渣厚度不大于10cm。

（6）钻进过程中应认真填写钻进记录，详细记录地层变化情况，并根据土层变化情况在不同土层处取出土样，

当发现地层异常时，应及时通知现场技术人员。封底捞砂钻头切削土体后直接将钻碴全部提出孔外，故在成孔时孔内已基本无悬浮钻屑，所以在吊装钢筋笼后测量沉渣厚度均不超过5cm，根据实际情况可不进行二次清孔，有效提高了成孔效率和成桩质量，体现了化学泥浆的优越性。

五、化学泥浆护壁旋挖高效成孔应用效果

（1）采用化学泥浆护壁后，很少出现过渗漏、、流砂、塌孔现象，有效保证了成孔质量。

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（3

不稳定的

又能确