地鐵X號(hào)線一期工程X標(biāo)段中鐵X局軌道交通工程施工技術(shù)交流材料中鐵X局集團(tuán)第X工程有限公司XX市地鐵X號(hào)線X標(biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理部2013年11月20日化學(xué)泥漿在地鐵車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用世[含摘固

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甚化學(xué)泥漿近年來，隨著國(guó)家重點(diǎn)工程對(duì)樁基質(zhì)量、成孔速度、環(huán)保等要求的不斷提高，以及在地鐵建設(shè)的帶動(dòng)下，旋挖鉆市場(chǎng)占有率迅速擴(kuò)大。旋挖鉆機(jī)在覆蓋層施工具有成孔質(zhì)量好、速度快，無噪音、無污染或小污染等優(yōu)勢(shì)。但是由于旋挖成孔施工無循環(huán)造漿功能，只能采用靜態(tài)泥漿穩(wěn)定液護(hù)壁，靠不停的向孔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿來保證孔內(nèi)外水壓的平衡和護(hù)壁效果，所以泥漿的選用及性能指標(biāo)在成孔過程中顯得尤為重要。目前我國(guó)傳統(tǒng)上仍采用膨潤(rùn)土礦物泥漿護(hù)壁，但是在某些復(fù)雜地質(zhì)條件下，膨潤(rùn)土泥漿存在一定的局限性。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，化學(xué)聚合物泥漿技術(shù)逐漸地引入國(guó)內(nèi)，并取得良好效果。本文通過XX市地鐵1號(hào)線X標(biāo)化學(xué)泥漿實(shí)例來闡述化學(xué)聚合物泥漿在復(fù)雜地質(zhì)條件下旋挖成孔施工中的應(yīng)用。1工程概況XX市地鐵1號(hào)線X標(biāo)段工程范圍為：省博物館站～體育場(chǎng)站～北宋站（不含），共兩站兩區(qū)間，線路總長(zhǎng)2.053km；省博物館站為地下三層車站，平均開挖深度26.5m，采用明挖順做法施工；體育場(chǎng)站為標(biāo)準(zhǔn)二層站，采用明挖順做法（局部蓋挖）施工。兩個(gè)車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用鉆孔灌注樁施工工藝。1.1

水文地質(zhì)條件根據(jù)初勘及詳堪資料顯示，由于XX市市地下水開采較為嚴(yán)重，導(dǎo)致在建地鐵線路沿線地下水埋深大，主要以潛水為主，標(biāo)段水位埋深在35m左右。按地層沉積年代、成因類型分類，本工程沿線勘探范圍內(nèi)的土層劃分為人工堆積層（Qml）、新近沉積層（Q4al）第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）四大層。車站所在地層主要有黃土狀粉質(zhì)粘土③1層、粉細(xì)砂④1層、中粗砂④2層、粉質(zhì)粘土⑤1層。地質(zhì)情況見附表1：工程地質(zhì)表表1吼地層證編號(hào)揉巖土名稱袖重度家γ戶(冬kN/m構(gòu)3)躍粘聚力鏟c棕（醉kPa)鞠內(nèi)摩擦馬角花φ度靜止側(cè)規(guī)壓力系數(shù)么垂直基床駐系數(shù)廚kPa/參m搜水平基床卡系數(shù)而kPa/糟m胞地基土的射基本承載海力廁σ頌0煩（釣kPa絞）掀③勝1友黃土狀粉票質(zhì)患粘土井18.1眾30廣17雁0.35王4500簡(jiǎn)0冒4000填0仿110~則160博④錄1蛙粉細(xì)砂宮18.5撒0鄰27填0.40伐3000低0韻3500票0毫150~揉200互④油2嶺中粗砂即20.2仰0纖30貴0.32綱3200突0沃3500街0伸150~臂300閱⑤握1匯粉質(zhì)粘土召18.7殼33診18沸0.41花3500歡0客5000藍(lán)0預(yù)150~出2201.2成孔方式本標(biāo)段樁徑參數(shù)800@1300mm和1000@1500mm，均為摩擦樁，地層參數(shù)由上而下分為雜填土、粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂、粉細(xì)砂、細(xì)中砂、中粗砂、粉質(zhì)粘土。因總體穿越砂層較厚，故樁基成孔選用泥漿護(hù)壁法，樁基施工采用國(guó)產(chǎn)三一重工220型旋挖鉆機(jī)。2泥漿的選擇過程覺結(jié)蟲合噸X己X渴市屯市笛“鍬城市污染弱綜合治蹦理塞”除方針，同雙時(shí)考兵慮癥“嫌技術(shù)先進(jìn)弊可行、成四本受挪控疾”記的原則，緣施工前，凍項(xiàng)目部對(duì)星泥漿種類卡進(jìn)行了比喬選：劇2.1蓄傳統(tǒng)泥漿液的制備及用應(yīng)用營(yíng)鉆孔泥漿記選用不分極散、低固刺相、高粘行度的優(yōu)質(zhì)欲膨潤(rùn)土造齒漿，另外篩適量加入本純堿（員Na2C土O3來）。穴⑴折膨潤(rùn)土：均為泥漿膠屯體質(zhì)的主岡要來源，便采用以蒙完脫石為主香的鈉質(zhì)膨姿潤(rùn)土，具省有較好的眾分散懸浮燙性和造漿芝性能，泥根皮較薄，清穩(wěn)定性好歲，造漿率肯高（廣1t拿膨潤(rùn)土可歪造訂12m3槍～賄16m3蘿泥漿），蘋質(zhì)量等級(jí)饞為二級(jí)標(biāo)齊準(zhǔn)。膨潤(rùn)媽土摻量為困泥漿體積池的服6%塞～域10%學(xué)，即速100m腿3之泥漿需用綱6t協(xié)～嚴(yán)10t允膨潤(rùn)土。拍為了增大屋泥漿中膠董體的成份渣，選擇膠框體率大（客≥條96%下）和含砂慧率少（字0在～俱0.3%娃）的膨潤(rùn)敬土。糖⑵登純堿（北Na2C頭O3功）：其指果標(biāo)應(yīng)符合左GB21榜0-92廉的菜Ⅲ芹類合格品驅(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，靈主要作用太是增大河PH泳值，使粘選土顆粒分寨散，并增蕩加表面負(fù)轉(zhuǎn)電荷，吸含附帶正電摧荷的鉆屑翅，使泥漿菜懸浮鉆屑杜效能更好周，因此回嘗流孔內(nèi)泥層漿中雅PH排值應(yīng)稍高撇一些。純謊堿摻量為袍泥漿體積歌的廊0.3%專～沃0.5%虧左右，即帆100m樓3墨泥漿需用幼堿蚊300黨～徹500擾公斤。堿朵用量增加塵到使泥漿嗚PH做值達(dá)到用10喉～梯12土后，再加渠入膨潤(rùn)土笨，以增大睡泥漿粘度嶺。柜2.2裝泥漿拌制脈泥漿調(diào)制違采用機(jī)械泥攪拌，攪造拌時(shí)將定緩量的清水萌加入攪拌億機(jī)，然后損慢慢地加辯進(jìn)與水量植相應(yīng)的粘剝土，并開槽動(dòng)機(jī)器攪籮拌，成漿澤后打開出腹?jié){門出漿譜。典倒2.3啄膨潤(rùn)土性值能指標(biāo)檢路測(cè)芬優(yōu)質(zhì)泥漿暖各階段性硬能指標(biāo)表孝表首2來指標(biāo)隸①浮基漿頁膨潤(rùn)土露+費(fèi)堿珍②足鉆進(jìn)敢①峰與鉆屑混偏③帝回流俯②陪凈化肝+萌①蕉④奶清孔掠③陡+怨①戒⑤復(fù)棄用今③休沉淀中街1負(fù)、比重產(chǎn)V爛（幟g/cm監(jiān)3昨）賤<1.0湯3釋<1.2艘0婚<1.0寺8渠1.06肉～街1.10臘>1.2不2濁、粘度狗T惡（像Pa.s兆）發(fā)18框～竟22驕25牙～纏28擠24漸～臂26養(yǎng)22律～皂24渾>40級(jí)3洗、含砂虛率桂π弦（辟%鋸）附<0.5肆<5.0過0.6賢～俗1.2鋤≤詠0.70楚>9橋從以上數(shù)洋據(jù)中可以盟看出，膨車潤(rùn)土泥漿立各項(xiàng)指標(biāo)叔均符合要華求，成孔飼質(zhì)量有較參大的提高件，但仍然漠發(fā)生塌孔黨現(xiàn)象，塌淚孔地層為嬸較厚的粉谷砂層和細(xì)囑砂層。說摸明在復(fù)雜樹地質(zhì)條件姥下，按常船規(guī)性能指文標(biāo)要求，徐泥漿護(hù)壁屑效果不明憐顯。同時(shí)邀，膨潤(rùn)土形泥漿的最刪大缺陷在桿于鉆渣沉奸淀速度慢較，清孔時(shí)勤鉆渣很難縮同時(shí)沉淀咸下來，往功往在首次紅清孔后，掉下完鋼筋浩籠，二次撥清孔前短哀短暢2藥～咬3旦小時(shí)，沉氏渣厚度超狡過么1m赴，水下混饅凝土澆筑斷過程中，透仍有大量芝鉆渣沉淀頂，影響樁矛身質(zhì)量。雜3塔化學(xué)泥漿鎖應(yīng)用研究踏在本工程呀中復(fù)雜地長(zhǎng)質(zhì)條件下灰，需要較恨大粘度的撐泥漿達(dá)到它穩(wěn)定的護(hù)蜻壁效果，甘徹底解決鏈鉆孔過程向中的塌孔副問題，同父時(shí)，要求禁鉆渣沉淀寬速度快，拴確保樁身學(xué)質(zhì)量。經(jīng)械過反復(fù)對(duì)星比研究，戶決定采用幅化學(xué)聚合湊物泥漿。線本工程中藥采用美國(guó)依捷高科技冊(cè)公司產(chǎn)品中順幫（楊Bore涌Pac狹）化學(xué)聚宗合物及火濁堿制備泥砌漿。耀3.1命泥漿配制疾旋挖取土裕成孔中，軍靜態(tài)泥漿聚作為成孔助過程的穩(wěn)譯定液，主骨要作用是棗護(hù)壁。化涌學(xué)聚合物剛泥漿主要遷由高分子辦聚合物水建解后形成斯。由于泥關(guān)漿聚合物寶分子量一步般高達(dá)勇2000生萬以上，朽水解后分康子璉擴(kuò)散政并會(huì)與其特他分子璉垂重新連接搭，故會(huì)形芒成較為粘謹(jǐn)稠的近似團(tuán)糊狀的泥畢漿，能夠吉最大限度次的粘住并嬌沉淀鉆屑父。該泥漿誘體系能對(duì)線孔壁提供僵壓力，防嘴止在不穩(wěn)椒定地層中喘鉆孔的坍耗塌；同時(shí)旨最大化旋立挖鉆的裝隨載能力，穿提高掘進(jìn)抽速度。弓化學(xué)泥漿咐主要材料狗及配比表以表僑3拌材料名稱拐成分挽配比浴說明翠水撞H拿2起O巧100%初靜態(tài)泥漿告的主體。搞水中不應(yīng)貨含有較多墳鈣、鎂等復(fù)雜質(zhì)離子爹，亦可在雁鹽水中配佛制榜順幫蒸Bore透Pac妙高分子聚渠合物愁0.03假%撥～勤0.05罪%視化學(xué)聚合朽物泥漿的密主要材料談,葡增加粘度騎控制孔壁號(hào)穩(wěn)定耳火堿掘NaOH囑0.05禿%摩～晉0.08騙%障改善水質(zhì)摘、促進(jìn)聚拔合物迅速典水解把配制泥漿陽以前，應(yīng)檢先使用功PH咐試紙測(cè)試幅配制水源趁的壯pH攝值，根據(jù)矮具體情況賄添加少量寬火堿（火踐堿的添加厚量一般為歷每立方米刻0.7k藏g共左右，具流體加量視葡現(xiàn)場(chǎng)壘PH竊測(cè)試結(jié)果園確定），趴將泥漿體父系的知PH表值調(diào)節(jié)到遮9醋效果最佳克，減少因告水源問題勾造成對(duì)泥務(wù)漿性能的源影響。盤3.2兄獎(jiǎng)性能指標(biāo)事化學(xué)泥漿扮的性能指歡標(biāo)普表行4累項(xiàng)目兄指標(biāo)畏檢測(cè)方法撒泥漿比重淘（渴g/cm處3旁）撒1.0惡比重計(jì)晶粘度（梳Pa.s尸）秘23獸泥漿三件登套阻pH酬值愚9.0式～貼10.0喘pH制試紙舒3.3撓旋挖鉆鉆器進(jìn)成孔巾（急1后）在護(hù)筒聯(lián)內(nèi)注滿泥質(zhì)漿后，開佳始鉆進(jìn)，墊鉆進(jìn)過程垮中要不斷主補(bǔ)充泥漿孩，使孔內(nèi)茂水頭高度蹦始終保持滅不低于護(hù)串筒高度的壁1/2示，以防止逢壓力失控季導(dǎo)致坍孔魔。蹦（民2奧）鉆機(jī)施常工時(shí)要注客意控制鉆咱具的提起愁和下放速棉度，尤其孝是在出入臘孔口和初托提鉆時(shí)，剩減少對(duì)泥陣漿體系的遷擾動(dòng)，加靠快泥漿中敲鉆屑的沉營(yíng)降，同時(shí)幣還可以減揀少對(duì)孔壁乏的擾動(dòng)，辜保證孔壁衡穩(wěn)定。量（磁3沈）與膨潤(rùn)烏土泥漿攜和帶鉆屑不辱同，化學(xué)鳳聚合物泥櫻漿內(nèi)鉆屑仆快速沉淀厚，在鉆孔糊后期，為就保證孔中勾鉆屑充分降沉淀，宜茶適當(dāng)放慢量鉆進(jìn)速度畝或靜止半羞小時(shí)左右學(xué)待鉆屑沉陵淀完全后碑一起撈出匙。畝4參化學(xué)漿的姿優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)（占1藏）能快速數(shù)沉淀鉆屑營(yíng)，成孔后磚成渣厚度材小，有效糧提高了成貼孔效率和家成樁質(zhì)量抗。霉（艱2腐）粘度大淹：傳統(tǒng)泥謎漿該項(xiàng)指搬標(biāo)為評(píng)19-2隆2s喜，化學(xué)泥常漿在血24s浴，粘度明氏顯高，便爹于護(hù)壁和瓶攜渣。丙（百3翅）比重小尋：傳統(tǒng)泥賀漿該項(xiàng)指紗標(biāo)為借1.15屈-1.2死，助,態(tài)化學(xué)泥漿疊比重為右1.0番，比重小超，便于清茄孔。布（穩(wěn)4機(jī)）科學(xué)環(huán)床保：城市牽施工，泥險(xiǎn)漿排