| 标题 | 新型泥浆在复杂地质中旋挖钻成孔应用探讨 |
| 范文 | 刘文俊 摘要：在严重饱和并且过厚的砂土层利用旋挖钻进行成孔作业通常都会面临着暗流以及流沙等一些复杂地质的影响，而在这种情况下，钻孔桩孔内的护壁效果就显得十分的重要了。并且这也是直接决定着在严重饱和并且过厚的砂土层旋挖钻成孔能否使用。本文主要针对新型泥浆在复杂地质中旋挖钻成孔的应用措施进行了详细的分析。 关键词：新型泥浆；复杂地质；旋挖钻成孔；应用探讨 钻孔桩基础属于我国当前桥梁结构中应用最为广泛的一种基础结构方式，不论在什么情况应用都是得加强注意同一个施工问题，那就是在成孔灌注的过程中保持孔内护壁的稳定性，使其不会出现塌孔以及缩径的情况。笔者结合某一特大桥钻孔桩技术施工的实验成果来进行新型泥浆在复杂地质中旋挖钻成孔的应用的简单介绍。 1 工程地质和实际的设计情况分析 这一特大桥在每年的六月份至十月份属于丰水其，其深度最高能够达到十五米，所以也是很难进行桩基施工。[1]并且该段河面宽阔，水流比较平缓，进而泥沙容易沉积。该桥梁的基础设计是桩柱式结构，受力的方式属于摩擦桩。因为地质条件比较差，所以设计单位也是推荐使用二十米的长护筒来进行钻孔桩成孔工艺，不过该项工艺施工周期比较长，并且护筒拆除起来也是比较困难，此外成本高一级工艺复杂。然后就是在二十米以下成孔比较困难，存在着塌孔的风险。 2 新型泥浆的配制和试桩检验分析 因为桩基只能在枯水期进行施工以及合同工期的要求，该桥桩基础施工的时间不足七十天，只有通过旋挖钻机成孔才能够在工期内完成施工。这类机械虽然成孔的速度比较快，不过自身的护壁效果却比较差，所以只能通过常规泥浆来进行成孔试验。 2.1 常规膨润土配制泥浆工作中存在的问题 通过对试验桩使用泥浆分析，发现膨润土配制泥浆工作中主要存在以下两个问题：（1）泥浆对于砂性地层稳定性的保持效果比较差，这主要体现在砂性地层中泥浆侵入砂粒之间的间隙不够，很难起到固结表面砂层的作用；（2）泥浆对于砂粒裹携的作用比较差，在比重稍微下降的时候稠度指标的损失比较大，并且泥浆中的砂粒也会快速的沉降。还有就是在下笼之后进行灌注之前的孔底沉渣比较厚以及灌输过程中还可能存在翻浆难等问题，而这些问题的存在很有可能使得灌注失败。 2.2 积极的找寻新材料来进行新型泥浆的配制 相关科学研究资料中有一篇关于钻井工程文献研究中介绍了聚丙烯酰胺以及植物胶这两种新型的材料，这两种材料是国外研究出来的一种高分子聚合物，合理的将其应用在泥浆的配制中能够极大的提升泥浆的工作性能，不过在实际的配置经验还是一片空白，所以也是需要通过不断的实验进行摸索分析。首先就可以在传统的配制泥浆中加入适量的植物胶以及聚丙烯酰胺，然后充分的进行搅拌之后进行泥浆基本指标的测试，如果各项指标没有出现太大的变化，那就能够直接进行钻孔使用。[2]此外，还可以将新配制的泥浆进行钻孔护壁实验，发现孔壁的表面会形成比较稳定的一层壁膜，并且护壁的效果也是有着明显的提升。不过这种泥浆形成的壁膜比较厚，极大的消耗泥浆的材料，所以成本投入比较大，并且在比重略有下降的时候稠度损失也是比较大。然后就是对泥浆配制中膨润土的材料进行适当的调整，引进特技钠土来代替膨润土，这种配制的泥浆比重虽然比较小，不过粘度却是十分的高，使得砂粒更好的保持悬浮的状态，并且泥浆护壁也是比较稳定。最后就是通过聚丙烯酰胺、植物胶、粘土、水以及钠土这五种材料来进行新型泥浆的配置，并且为了更好的节约成本，可以尽可能的减少聚丙烯酰胺、植物胶这两种价格比较昂贵的用量。然后在反复的实验调整之后，也是将性能比较稳定的新型泥浆配制了出来。这种新型泥浆的主要指标比重为1.12、胶体率大于百分之九十八，然后粘度在42pa.s，经过科学合理的测试，其能够在十个小时以上悬浮少量的砂粒而不会出现下沉的情况，这五种材料按照质量比为聚丙烯酰胺、植物胶、粘土、水以及钠土为00002、0.0004、0.08、1、0.08。 3 新型泥浆实际施工的效果 新型泥浆在实验成功之后可以进行大范围的施工，具体投入三台旋挖钻机，日成孔在三至四个，并且在汛期之前将桥梁桩基础施工顺利的完成了，保证了在合同工期规定的时候将工程交付了。所有的基桩都进行了超声波的无损检测，合格率在百分之百，其中有一类的桩达到了百分之九十六。桩基静载实验也是完全符合承载力设计的需求。通过实际的施工效果来看，新型泥浆也是很好的解决了快速施工和良好护壁这两者之间看似矛盾的指标，并且能够又好又快的在过厚饱和的砂土层中完美的完成桩基基础性施工。 4 新型泥浆的性能特点以及工作机理 4.1 新型泥浆性能特点 相比较于传统的膨润土配制的泥浆，新型泥浆的性能有着极大的提升，其主要表现在粘度大、对孔隙填充性比较好、比重小并且凝胶的作用也是十分的明显，应用前景十分的广阔。 4.2 新型泥浆的工作机理 通过研究分析我们能够发现，在新型的泥浆中加入一定的植物胶能够在很大程度上提升泥浆的胶体率，进而有效的将泥浆的凝胶作用给提升起来。泥浆的凝胶作用主要就是指在泥浆的侵入孔壁的周围孔隙中形成一定的凝胶，这样能够很好的将砂粒的相对位置进行固定，加强孔壁周围砂层的稳定性。[3]除此之外，凝胶之后的泥浆还具备一定的抵抗作用，能够进一步的提升孔壁的稳定性。而在新型的泥浆中加入一定的聚丙烯酰胺对于钻屑有着较强的絮凝能力，能够有效的保留优质的造浆黏土，并且将劣质的钻渣去除，能够有效的保证泥浆的粘度。而由特级钠土制成的新型泥浆相比较于膨润土制成泥浆，其相对密度变得更加的小，而粘度则是更加的好，进而能够携带更多的砂粒，并且对于各种砂层地质的条件都是能够很好的适应。 5 结语 綜上所述，新型泥浆配制成功能够在很大程度上解决在严重饱和与过厚的砂土层中应用旋挖钻成孔的问题，并且还能够为桩基施工提供安全稳定的泥浆护壁，极大的提升了成孔孔壁的稳定性，同时还将旋挖钻机施工速度快这一优势充分的发挥了出来，这样也是在很大程度上增加了在复杂地质情况下成桩的优良率。 参考文献： [1]吴杰.新型泥浆在复杂地质中旋挖钻成孔应用[J].工程技术：引文版，2016（63）：0012500126. [2]王海军，孙社强，曹玉亮.新型聚合物泥浆在旋挖钻机成孔灌注桩施工中的应用[J].西部探矿工程，2008，20（8）：7374. [3]孙启新.化学泥浆在钻孔灌注桩旋挖钻机中的应用[J].工程技术：全文版：0026100262. |
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