沖（鉆）孔灌注樁泥漿凈化裝置清孔工藝

葉群 邵忠 王盛銘

摘 要：文章介紹了將黑旋風ZX-250型泥漿凈化裝置應用在沖（鉆）孔灌注樁的清孔施工中，從而為沖（鉆）孔灌注樁施工增添了一種經(jīng)濟、有效、環(huán)保的清孔工藝。同時，對裝置性能、工藝流程、施工要點和工藝特點進行了闡述。

關鍵詞：沖（鉆）孔灌注樁；泥漿凈化裝置；清孔

前言

孔底沉渣對沖（鉆）孔灌注樁的承載能力有著至關重要的影響，因此，控制沉渣厚度是控制成樁質量的關鍵環(huán)節(jié)之一。

沖（鉆）孔灌注樁施工時，在澆灌樁身混凝土之前的清孔一般采用導管正循環(huán)工藝。但是在施工超長或較大樁徑樁時，清孔效果往往會下降，除非配備大泵、增加泵量；而在施工以卵石、砂礫石、碎石等為持力層的樁時，正循環(huán)清孔工藝更難以將粒徑較大的卵石或碎石清除干凈。針對此類情況，也有采用泵吸反循環(huán)進行清孔，其效果顯著優(yōu)于正循環(huán)，但是砂石泵設備笨重，機具密封性能要求高，設備在樁孔之間移動和安裝極為不便，故障率相對也較高，一旦連接部件密封出現(xiàn)問題，就會影響反循環(huán)清孔效果和時間，清孔工作效率不穩(wěn)定。

鑒于上述兩種清孔工藝存在的不足，我們將黑旋風ZX-250型泥漿凈化裝置應用在沖（鉆）孔灌注樁的清孔施工中，從而為沖（鉆）孔灌注樁施工增添了一種經(jīng)濟、有效、環(huán)保的清孔工藝。

1 泥漿凈化裝置性能簡介

1.1 外形結構（見圖1）。

圖1 泥漿凈化裝置外形圖

1.2 結構組成

（1）振動篩。振動篩由兩臺振動電機、一個振動篩箱、一付粗篩板、一付細篩板、四組隔振彈簧、兩組調(diào)整墊板組成。（2）泵系統(tǒng)。泵系統(tǒng)由渣漿泵、驅動電機、流量控制分配閥組成。（3）旋流器。整個裝置對泥漿的最終凈化效果，主要取決于旋流器的顆粒分選指標。

1.3 技術參數(shù)

（1）最大泥漿處理量達到250m3/h。（2）凈化除砂的分離粒度d50=0.060mm。（3）碴料篩分能力25-80t/h。（4）篩分出的碴料最大含水率小于30%。（5）達到最大凈化除砂效率時污漿的最大比重小于1.2g/cm3，馬氏漏斗粘度40s以下（蘇氏漏斗30s以下），固相含量小于30%。（6）能處理污漿的最大比重小于1.4g/cm3。（7）裝機總功率：58kW。（8）設備外形尺寸（長×寬×高）：3.54m×2.25m×2.8m。（9）整機重量：5000kg。

1.4 工作原理

在沖（鉆）孔灌注樁成孔后，利用泥漿凈化裝置的反循環(huán)砂石泵由孔底抽吸出來的泥漿通過總進漿管輸送到泥漿凈化裝置粗篩，經(jīng)過其振動篩選將粒徑在3mm以上的渣料分離出來。經(jīng)過粗篩篩選的泥漿進入泥漿凈化裝置的儲漿槽，由泥漿凈化裝置的渣漿泵從槽內(nèi)抽吸泥漿，在泵的出口具有一定儲能的泥漿沿輸漿軟管從水力旋流器進漿口切向射入，通過水力旋流器分選，粒徑微細的泥砂由旋流器下端的沉沙嘴排出落入細篩。經(jīng)細篩脫水篩選后，較干燥的細渣料分離出來，經(jīng)過細篩篩選的泥漿再次返回儲漿槽內(nèi)。處理后的干凈泥漿從旋流器溢流管進入中儲箱，然后沿總出漿管輸送回孔。

在泥漿循環(huán)過程中，由中儲箱與儲漿槽之間的一個液位浮標保持泥漿凈化裝置儲漿槽內(nèi)的液面高度恒定。一旦儲漿槽內(nèi)輸出的漿量大于供給的，那么液位浮標將隨液面的下降而下落，此時中儲箱的泥漿就通過開啟的補漿管轉送到儲漿槽內(nèi)，液面因此上升而恢復原狀，液位浮標也隨之上升并封住中儲箱補漿管；如果供給漿量大于輸出的，儲漿槽的溢流管將會溢流以防止儲漿槽漫漿。當要求更高質量的泥漿時，可通過減少總進漿量，重復旋流器中的泥漿分選過程以達到目的。

2 清孔工藝流程及施工要點

2.1 工藝流程

在沖（鉆）孔灌注樁成孔后，先將導管放入孔內(nèi)，在導管口安裝接頭，再用軟皮管連接泥漿凈化裝置，利用泥漿凈化裝置的反循環(huán)砂石泵從孔底抽吸泥漿進入裝置內(nèi)進行凈化處理，經(jīng)過處理后的泥漿經(jīng)出漿口返回樁基孔內(nèi)，形成循環(huán)。

2.2 施工要點

（1）根據(jù)樁基位置、分布等現(xiàn)場情況確定泥漿凈化裝置的布置，應充分考慮設備維修、排漿、除渣鏟運問題。地基必須平整、堅實，避免影響下一步的工作。設備安裝合格的標準為底座水平方向的傾斜度不超過1%。有時為了節(jié)省機具占用空間，實現(xiàn)泥漿集中制備凈化工藝，也可將裝置安放在集裝箱式泥漿池上，但必須為設備提供牢固的底部支撐，并為操作者提供可靠的安全保護設施。（2）最初在使用泥漿凈化裝置前，必須安排專業(yè)人員進行嚴格的培訓，使他們掌握必要的理論知識，學會操作，能及時發(fā)現(xiàn)和杜絕安全隱患，確保設備在安全狀態(tài)下運轉。（3）開啟振動篩時注意聽工作噪音，不應超過80分貝，不能有異常“卡噠”聲。（4）旋流器工作中出現(xiàn)的故障主要是由于沉砂嘴堵塞造成的。此時砂停止排出，溢流泥漿含砂量與污漿沒有區(qū)別。為防止旋流器的堵塞，開機前必須注意檢查儲漿槽內(nèi)不得有粒徑超過2mm以上的異物存在。（5）泥漿凈化裝置運行一段時間后，需要進行維護及保養(yǎng)，一般每運轉8小時檢查振動篩、渣漿泵、儲漿槽等，以保證施工正常進行。（6）施工中應保持泥漿抽吸速度和孔口泥漿補給的動態(tài)平衡，避免孔口泥漿補給跟不上，造成孔內(nèi)泥漿液面下降，影響孔壁穩(wěn)定。（7）由于泵送液體能起到冷卻作用，因此渣漿泵不能空轉，否則會使盤根燒損。當儲漿槽液面低于吸漿管口時，應立即停泵以防止渣漿泵空轉。（8）及時將脫水篩選后分離出來的較干燥細渣料清理鏟運到集中堆放點，避免影響施工現(xiàn)場整潔以及影響施工。并做好堆放點的施工文明和安全措施，設置標志標牌。（9）在操作過程中，軟皮管易發(fā)生折彎堵管的情況，因此宜購買質量好、強度高的高壓皮管。（10）冬季在寒冷地區(qū)施工時，停泵后應注意將將泵腔內(nèi)漿液排空，以免凍裂泵體。（11）對設備進行正確及時地維護與保養(yǎng)，是充分發(fā)揮設備功效，延長使用壽命的一個關鍵環(huán)節(jié)。設備的維護及保養(yǎng)程序應按以下制度進行：班維護保養(yǎng)——每運轉8小時、周維護保養(yǎng)——每運轉120小時（三班制每周5天）、月維護保養(yǎng)——每運轉480小時。

3 泥漿凈化裝置清孔的特點

（1）泥漿得到充分凈化，有利于控制泥漿的性能指標、減少卡鉆事故的發(fā)生、縮短清孔的時間、提高造孔的質量。（2）土碴得到有效分離，有利于提高造孔的工效。（3）清孔安全性能得到提高，尤其是易坍塌的孔壁不至于因清孔時間過長而造成塌孔。（4）孔底沉渣得到清除徹底，有利于成樁質量的控制。（5）泥漿得到重復使用，有利于節(jié)約造漿材料，降低施工成本。（6）泥漿的閉路循環(huán)方式及較低的碴料含水率，有利于減少環(huán)境污染。（7）減少對泥漿池的依賴，有利于縮減征地借地的面積。

參考文獻

[1]丁蘋.泥漿凈化器在地下連續(xù)墻施工中的應用探討[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2014，12，4.

[2]余志文，邱杰.沖（鉆）孔灌注樁氣舉反循環(huán)清孔工藝[J].福建建設科技，2009，1.