建筑工程施工中泥浆技术的重要作用分析

　　摘要：随着社会经济的不断发展进步，每个城市高楼大厦的竣工数量都在不断增加。为降低施工过程中产生的环境噪声，高层建筑所需的深基础桩，大多由原先的汽锤桩改为泥浆灌注桩。泥浆技术是建筑工程中不可缺少的组成部分，如果用人来比喻建筑工程主体的话，泥浆技术就是建筑工程中的血液。
　　关键词：建筑工程；施工；泥浆技术
　　
　　泥浆由水、粘土(或膨润土)和添加剂组成。在钻孔中，由于泥浆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，阻隔孔内外水的渗流，保护孔壁免于坍塌。此外，泥浆还起悬浮钻渣的作用，使钻孔施工正常进行。在冲击和正循环回转钻进中，悬浮钻渣的作用更为重要。人力或机动推钻、反循环回转、冲抓钻进中，泥浆主要起护壁作用，在较好的粘性土层中，用以上方法钻进，可用清水护壁而不必使用泥浆。
　　一、泥浆技术的基本概念
　　1.泥浆的构成
　　建筑工程中主要采用的润滑介质是以膨润土为主要材料的泥浆，称为触变泥浆。此外，根据工程对泥浆性能的要求，需要在泥浆中掺加不同的外掺剂，以便调整泥浆的性能，使之满足使用要求。
　　(1)膨润土
　　膨润土的主要矿物成分是Si-Al-Si的微晶高岭土，化学成分为含水硅酸铝。主要成分是铝、铁、钙、镁等的氧化物。对于触变泥浆使用的膨润土的要求有两点：膨润倍数值一般要大于6；要有稳定的胶质价，保证泥浆有一定的稠度，不致因重力作用而颗粒沉淀。
　　(2)水
　　造浆用的水除对硬度有要求外，再无其他要求。硬度过高，会使泥浆质量降低。当水硬度过大时，必须进行软化。
　　(3)外掺剂
　　外掺剂是为调配、维护泥浆性能而采用的。主要有碳酸钠、羟甲基纤维素、腐殖酸盐、铁铬木质硫酸盐等。使用时根据现场土的性质和泥浆性能指标要求，合理地加以试验调配。
　　2.泥浆的性能
　　(1)在一般的建筑工程中，泥浆性能的要求主要表现为以下几个方面：
　　重度。泥浆中的膨润土用量大，泥浆的重度就大，相应就提高了泥浆的黏度和稳定性。重度越大，泥浆造价越高；同时泵送压力也越高，耗能量增加，提高了工程成本。一般情况下，触变泥浆的重度采用1.13～1.15之间。
　　黏度。黏度越大，泥浆流动的性能越差，泵送压力也越高。但黏度大的泥浆能较好地在土壁上形成薄膜，阻止泥浆向土层内渗透而流失。顶管使用的触变泥浆的黏度控制在60～80s内。
　　胶体率和稳定性。单位体积的泥浆经过一定时间后，土颗粒与水分离的程度称为胶体率，以％表示。稳定性是指经过一段时间后，上部泥浆与下部泥浆的重度之差。合格的泥浆胶体率不应低于98％。
　　触变性与静切力。泥浆静止时虽呈凝胶状，但搅动后就恢复其流动性。这种既能形成胶体又能恢复其流动的特点称为触变性。使静止状态的泥浆开始流动所需要的最小的力称为静切力。静切力大的泥浆其触变性也大，因此，静切力是测定泥浆触变性的主要指标。
　　失水量和造壁能力。泥浆灌入管壁和土体的间隙时，泥浆中的水分从土中渗走，这种现象称为失水。失去的水量称为失水量。泥浆失水后，膨润土颗粒黏附在土壁上形成一层泥皮，泥浆的这种性能叫造壁能力。泥浆失水量小，能在土壁上形成一层致密的泥皮，保护土壁和防止泥浆流失，说明泥浆造壁能力好。在稳定土层中顶进时，泥浆失水量一般不超过25mL/30min，泥皮厚度为3～5mm左右。在松散土层中顶进泥浆失水量应小于10～15mL/min，泥皮厚度不小于2～3mm。
　　pH值。泥浆的pH值一般控制在8～10以内。
　　3.泥浆的作用
　　泥浆有防止槽壁坍塌的功能，这是水下或钻孔施工中重要的作用之一。而泥浆在工程中的作用主要有以下几个方面：泥浆的静水压力可抵抗作用在槽壁上的土压力和水压力，并防止地下水的渗入；泥浆在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，同时防止槽壁的剥落；泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗粒上，通过这种粘附作用可使槽壁减少坍塌性和透水性。
　　泥浆有悬浮土渣的功能。在挖槽过程中，土渣混在泥浆中，成槽之后，逐渐沉积在槽底，它不但给插入钢筋笼造成困难，而且会影响混凝土的质量。如对泥浆进行适当管理则能够防止或减少这种沉淀堆积物的产生。
　　泥浆有把土渣携带出地面的功能。用钻头式挖槽机挖槽时，挖下的土渣是通过泥浆向地面循环而被推带出地面的。如果土渣不能迅速排出，就会降低挖槽机的功能，而且泥浆中土渣量的增多，也会使泥浆循环的阻力增大，进一步降低挖槽效率。
　　工程泥浆有良好的抗混凝土和地下水污染的能力，可以长时间保持流动状态，在浇注过程中能被混凝土顺利地置换到槽孔。
　　二、护壁泥浆施工技术
　　泥浆是保证地下连续墙槽壁稳定最根本的措施之一。应根据地基土的性质和施工的其他因素选配泥浆。其主要组成为膨润土、纯碱、水及添加剂。视不同类型的成槽设备，泥浆储备量为1.5～2倍。在地下连续墙挖槽过程中，泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具和切土润滑，其中护壁为最重要的功能。泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键。因为泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁有一定的静水压力，相当于一种液体支撑。泥浆能渗入土壁形成一层透水性很低的泥皮，有助于土壁的稳定性。泥浆具有较高的粘性，能在挖槽过程中将土渣悬浮起来。这样就可以使钻头时刻钻进新鲜上层，避免土渣堆积在工作面上影响挖槽效率，又便于土渣随同泥浆排出槽外。泥浆既可以降低钻具因连续冲击或回转而上升的温度，又可以减轻钻具的磨损消耗，有利于提高挖槽效率并延长钻具的使用时间。地下连续墙所用的泥浆不仅要有良好的护壁性能，而且要便于灌注混凝土。如果泥浆的膨润土浓度不够、密度太小、粘度不大，则难以形成泥饼、难以固壁、难以保证其携渣作用。但粘度过大，也会发生泥浆循环阻力过大、携带在泥浆中的泥砂难以除去、灌注混凝土的质量难以保证，以及泥浆不易从钢筋笼上去除等弊病。泥浆还应有一定的稳定性，保证在一定时间内不出现分层现象。采用泥浆净化器进行除处理后的泥浆，满足指标要求的进行重复利用，经多次重复使用，如果泥浆指标降低，应采取措施进行调整，严重超标的应废弃更换。进行泥浆消耗量的统计，测试出单根桩和每立方成孔工程量的泥浆消耗量，以便较为准确的为正式钻孔桩施工备料。钻孔泥浆循环利用一个泥浆池和一个专用钢护筒作为沉渣池，过滤器组成。泥浆循环过程为：钻孔中——振动筛——沉渣池一——护筒——钻孔中旋流分离器每个钻孔的泥浆经检验指标后如果各项指标合格可重复使用，每次钻孔仅需补充流失的泥浆即可。
　　三、结束语
　　现代建筑工程中，泥浆技术主要是以膨润土泥浆做为润滑与支撑截止的技术，在钻孔基础施工、大口径泥水盾构施工、顶管施工等工程施工中广泛应用。在钻孔施工技术中，大量的泥浆应用必不可少。泥浆具有的剪切稀释特性、结构强度、对土渣的携带特性等，都让泥浆技术在建筑工程中扮演了重要的角色。深入研究泥浆技术的特点、性能与施工技术是现代建筑科学发展的需要。随着城市化建设的深入发展，泥浆技术也在建筑工程中的应用也会越来越广泛。
　　参考文献：
　　[1]赵大川.泥浆技术在建筑工程施工中的重要性[J].城市建设,2010,(25)
　　[2]吴景峰.建筑工程施工中泥浆技术的重要性[J].城市建设,2010,(22)
　　[3]于海洋.粘土泥浆性能对钻孔灌注桩成孔的影响[J].硅谷,2010,(04)

《建筑工程施工中泥浆技术的重要作用分析》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 建筑工程施工中泥浆技术的重要作用分析

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-13350