李 末

(大连市人防指挥所管理中心)

灌注桩施工中泥浆制备与技术要点

李 末

(大连市人防指挥所管理中心)

近年来，我国房价持续上扬，许多新成立的房地产开发单位加入到城市建设中来。桩基础以其独特的优越性，被大量的使用在工程建设中来，尤其是钻孔灌注桩因地质适应性较好、施工单价低，成为了最普遍使用的桩基础。这里我仅对灌注桩施工中泥浆制备与技术要点做些简要概括。

泥浆 性能 测定 制备灌注桩

钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定的形状的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土，成为桩基础的工艺。其中泥浆制备是一道重要工序，同时泥浆在钻孔、成孔中也起到关键作用。

一、泥浆的组成：

一般钻孔泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成。

二、泥浆的作用：

在钻孔中，由于泥浆的相对密度大于水的相对密度，故护筒内同样高的水头，泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护孔壁免于坍塌。

此外，泥浆还起浮悬、携带钻渣、清洗孔底、冷却钻头等的作用，使钻进正常进行。在各种方法钻进中，泥浆起的作用不完全一样，故对泥浆的性能的要求也不相同。

三、泥浆的性能：

泥浆的主要性能有：1、相对密度2、粘度3、静切力4、含砂率5、胶体率6、失水率7、酸碱度

实际施工现场可以根据条件，一般操作是只测定泥浆的相对密度、粘度和含砂率。控制好这三项指标，泥浆的质量和性能已经能够很好的满足施工要求了。

1、相对密度

泥浆的相对密度使泥浆与同体积的水的质量之比。泥浆的相对密度增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越趋稳定，悬浮携带钻渣的能力也越大。但是，相对密度过大的泥浆，其失水量亦增大，孔壁上的泥皮也增厚，这就增加了泥浆原料的消耗，而且会给清孔和灌注混凝土造成困难。另外，泥浆相对密度的加大，意味着泥浆中固体颗粒含量加大，这就会对钻具产生较大的磨损，更重要的事降低了钻进速度。

2、粘度

粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的内摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂、阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻渣的能力强，对正循环回转钻进有利。但粘度过大，易“糊钻”，影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化的困难，进而影响钻进速度、粘度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。

3、含砂率

含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵和水管摇头、钻锥等机具；停钻时易造成埋钻、卡钻事故。

泥 浆 性 能 指 标 选 择

注：①地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限。

②地质较好、孔径或孔深较小的，指标取低限，反之取高限。

③用推钻、抓钻、冲击方法钻进时，可用粘土碎块投入孔内，由推钻自行造浆固壁。

④若当地缺乏优质粘土、不能调出合格泥浆时，可掺用添加剂以改善泥浆性能。

⑤在不易坍塌的粘土层中，使用推钻、抓钻、反循环回钻方法钻进时，可用清水提高水头（≥2m）维护孔壁。

四、泥浆性能指标的测定：

1、相对密度

泥浆的相对密度的测定施工现场一般是采用泥浆相对密度计来测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。

2、粘度

用工地标准漏斗粘度计测定。用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤出大砂粒后，将泥浆 700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。

矫正方法：漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需时间应是15s，其偏差如超过±1s，测量泥浆时应校正。

3、含砂率

施工现场用含砂率计测定含砂率，量测时，把调好的泥浆的50ml倒进含砂率计，然后再倒进清水，市总体积为 500ml，将仪器口塞紧摇动 1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。

五、现场施工用一般泥浆的制备：

1、粘土的选择

粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。经过鉴定和经验，具有下列特征的土，可符合上述要求作为调制泥浆的原料。

（1）自然风干后，用手不易掰开捏碎；

（2）干土破碎时，断面有坚硬的尖锐棱角；

（3）用刀切开时，切面光滑，颜色较深；

（4）水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成 1mm的细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多。浸水后能大量膨胀；

（5）含砂率不大于4%；

一般可选塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量50%的粘土制浆。所选粘土中不应含有石膏、石灰、或钙盐类化合物。

若采用较差的粘土或含砂低液限粘土调制的泥浆，其性能指标不能符合要求时，可在泥浆中掺入碳酸钠、氢氧化钠或膨润土粉末，以提高泥浆性能指标。掺入量与原泥浆性能情况有关，最好经过试验决定。一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆的0.3%～0.5%。

2、泥浆的调制

制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。

制浆有机械搅拌、人工搅拌两种方法。

机械搅拌是，先将定量的清水加入搅拌鼓，然后慢慢的加进与水量相应的粘土，开动机械搅拌。成浆后，打开出浆门出浆。

人工搅拌是先将粘土加入水放入制浆池内浸透，然后人工搅拌。

用正、反循环回转钻进时，由于要求的泥浆质量高，一般是采用井孔外制浆，然后循环使用。

9、调制泥浆的粘土用量计算在粘性土中钻孔，事先只需调制不多的泥浆，以后可在钻进过程中利用地层粘土造浆补浆。在砂类土、砂粒或卵石中钻孔，事先须备足粘土，其数量可按下述公式和原则计算：

q =V ρ1 =(ρ2-ρ3)/(ρ1-ρ3) ρ1

式中：q — 每m³泥浆所需的粘土质量，kg；

V —每m³泥浆应需的粘土体积V=(ρ2-ρ3)/(ρ1-ρ3),m³；

ρ1 —粘土的密度，kg/m³；

ρ2 —要求的泥浆密度，ρ2=Vρ1+(1-V) ρ3,kg/m³；

ρ3 —水的密度，ρ3=1kg/m

一个钻孔需要的总粘土量，应考虑泥浆充满钻孔和泥浆槽、沉淀地，考虑泥浆经多次循环使用后，其性能指标变坏须换掉等情况。一般情况下按井孔体积计算的粘土量再增加6%左右。

现场生产中，泥浆性能指标的好坏，会影响到成孔的速度，成孔后孔的质量和稳定性，钻具的磨损以及后续工序桩的混凝土灌注的质量。因此，现场施工技术人员要重视泥浆的质量控制和检测。

[1]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范.北京：人民交通出版社，2000.

[2]王晓谋.基础工程.北京：人民交通出版社，2003.

[3]交通部第一公路工程总公司.桥涵.北京：人民交通出版社，2003.

[4]高大钊 袁聚云.土质学与土力学.北京：人民交通出版社，2001.

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