聚合物泥浆在钻孔灌注桩中的相关应用

张朋辉 韩赛超

(1.北京振冲工程股份有限公司，北京 100102； 2.北京勘察技术工程有限公司，北京 100085)

聚合物泥浆在钻孔灌注桩中的相关应用

张朋辉1韩赛超2

(1.北京振冲工程股份有限公司，北京 100102； 2.北京勘察技术工程有限公司，北京 100085)

对聚合物泥浆目前在钻孔灌注桩领域的应用情况进行了分析，结合工程实践及现场试验，总结了聚合物泥浆在钻孔灌注桩领域施工的相关技术控制要点，通过对比聚合物泥浆与传统的泥浆，得出了聚合物泥浆的优越性与局限性。

聚合物泥浆，比重，钻孔灌注桩，膨润土，沉渣

聚合物泥浆是目前开发较为先进，性能较为优异的泥浆之一。泥浆成分中含有冷凝胶，高分子纤维素等多种化工原料，经高温、萃取工艺聚合而成。较传统的膨润土泥浆更加环保、节省成本。聚合物泥浆可以在较低的浓度条件下创造极佳的粘度环境。基本原理为聚合物极长的分子链呈卷状无序地分散于泥浆中，这些单个的小卷受到剪切力后就会伸展开来，穿过不同的层面形成连接桥，从而在孔壁上形成一张薄薄的，富有很强张力的保护层。当这种表面吸附与桥接作用在钻进时产生护壁，更能保证周围地层的稳定。根据相关工程经验，对聚合物泥浆在钻孔灌注桩中的相关应用进行简单阐述。

1 聚合物泥浆在各地层状况下的参考配比

聚合物泥浆在各地层状况下的参考配比见表1。

表1 聚合物泥浆在各地层状况下的参考配比

2 聚合物泥浆在工程实例中的应用及注意事项

2.1 聚合物泥浆在工程实例中的应用

1)配置泥浆。泥浆制备需要2个泥浆池，分别为制浆池、回收池，体积大小可根据施工具体情况确定。制浆池需要配备鼓风机或空压机一台，主要是利用鼓风机或空压机带动池内的水体转动起来，以便聚合物泥浆的快速溶解和分散。开始时及时检测泥浆的粘度参数，并记录适合的配比数据，为泥浆的正常使用提供参数。泥浆在配制时，应将泥浆材料洒落在注清水的水头上，利用水头压力将材料均匀的冲散到泥浆池中，便于材料能够充分的溶解并有效的防止胶结。配置泥浆过程中，可适当加入纯碱，这样可更好的将聚合物泥浆粘度提高，基本达到絮凝状态。

2)泥浆的使用。聚合物泥浆是把钻屑充分粘结在一起，便于钻头钻进，并将孔内所有悬浮的细小土壤颗粒迅速粘连在一起沉淀于钻孔的底部，便于钻机进行捞取清出，从而避免了清孔及多次清孔的工作和日后对泥浆池因沉渣加厚而需要清理的工作。

3)泥浆的回收与处理。混凝土灌注过程中，及时采用泥浆泵将泥浆回收至泥浆池内。即灌入孔底的混凝土置换出钻孔中的聚合物泥浆。切记不要泵入在混凝土表面上的最后半米泥浆，这些泥浆由于与混凝土的接触而会受到一定的污染，这些泥浆应做抛弃处理。回收池内的泥浆，及时进行相应的参数检测，如pH值、粘度等；如不满足使用标准，及时添加相应材料。聚合物泥浆无毒，易于降解，可直接抛弃而不会造成环境污染。工程结束后可用5%的次氯酸钠溶液，或3%的过氧化氢溶液也可以处理这种泥浆。加入一定用量的处理剂后，应使用泥浆泵循环所有需处理的泥浆确保其充分氧化。经处理后的泥浆是环保无害的，可直接用手触摸，并可直接排放于附近排水沟或水道中。

聚合物泥浆对钢筋，混凝土均无任何腐蚀影响。

2.2 钻孔灌注桩使用聚合物泥浆的注意事项

1)配制泥浆前，需准备好一台型号W3.0/5的空压机，取代传统使用大功率泥浆泵来循环泥浆的方式，这样能很好地保存泥浆的有效成分并发挥出泥浆的性能。在配浆工作开始时，打开空压机进行运转，将所需泥浆材料全部冲开、化解到制备池内，同时需要制备池内的泥浆充分循环，以便聚合物、纯碱的充分溶解。同时初始制备时，每30 min检查一次泥浆参数，直至达到相应的使用参数后方可使用。

2)在钻进过程中，要求孔内泥浆的液面不得低于护筒内侧高度的1/2位置，这样才能保持好孔内的静柱压力，防止浆面下沉过大而导致孔内压力失衡出现塌孔现象。钻头在出入孔口时，提、放的速度要放缓，尽量减轻对孔内泥浆的扰动，保护孔壁的稳定，避免孔口坍塌，护筒下沉现象的出现。当钻头打满提钻时，要适当反钻几下再缓慢提钻，这样可避免孔底因抽吸力过大而造成孔底部分出现坍塌。

3)当孔钻到设计孔深后，钻机先暂不挪位，停留在原地，等待一会(视孔深而定,一般情况下30 min为宜)，用测绳测量孔深度，计算出沉渣厚度，再重新下钻捞取沉渣。当钻头接近孔底时，需轻放，以免扰动沉渣，使沉渣浮起，捞起沉渣将钻头提起到孔口时，不要停留控浆，应迅速将沉渣甩出。沉渣捞清后，孔内将不再有沉渣出现，便随即可下放钢筋笼，在放钢筋笼时应保持垂直，避免碰撞孔壁，以免造成新的沉渣产生。

4)钢筋笼下好后，将检查好的导管下设，下设过程中必须将导管接头混凝土、渣土等清理干净，同时将密封圈全装到位，丝扣连接牢固。避免因导管漏水而造成混凝土离析，堵塞导管，影响灌注。在灌注过程中，切忌不能逆时针方向转动导管，防止导管松动脱落，造成埋管现象的发生。

5)要求钻机工作人员注意保持好泥浆液面的高度，要及时给予孔内补浆。钻机工作人员需在开钻前测量并加固好钻头的直径尺寸，必须保证钻头尺寸符合施工要求，不能在施工过程中加扩钻头尺寸来扩孔，这样会造成塌孔事故，所以不得扩孔。

3 聚合物泥浆与传统泥浆对比

聚合物泥浆与传统的膨润土泥浆相比，在钻孔灌注桩施工领域具有相应优越性也具有相应的局限性。

3.1 优越性

1)节约成本，使用简单。原材料运输简便、用量少、配置简单，节省人力、物力。

2)提高生产效率。钻孔过程中钻渣附着较少、钻头磨损较轻，减少了设备的维护修理时间。

3)具有很好的抑制性。尤其在页岩地层表现突出，抑制岩石和钻渣的膨胀，保证成孔质量。

4)利用率高，利于环保。聚合物泥浆的回收利用率较高，材料用量少；制浆区域较小，易于控制和场地环保；无毒无污染，对钢筋、混凝土无锈蚀、腐蚀作用。

3.2 局限性

1)适用地层有限，如吹填砂、淤泥地层中不适用。主要为吹填砂地层易塌孔、淤泥地层易缩孔，聚合物泥浆形成泥皮较薄，且比重较小。部分沙土地层中，如沉积较为松散，则简单依靠聚合物泥浆不能有效的保证钻孔质量；需要掺入适量的比重添加物或与膨润土共同使用。

2)钻孔设备局限性。在钻孔灌注桩领域，主要适用于旋挖钻机的钻孔施工。其他设备如潜孔钻、回转钻等不适用。

[1] 祁建永.旋挖钻机聚合物泥浆浅探[J].探矿工程，2010(8)：56-57.

[2] 商卫东.旋挖钻机在工程中的工艺应用研究[J].水利与建筑工程学报，2011(9)：67-68.

[3] 刘学贵.膨润土/聚丙烯酰胺吸水性复合材料的研究进展[J].中国非金属矿工业导刊，2008(6)：11.

[4] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[5] 朱前林.泥浆护壁成孔灌注桩清孔工艺探讨[R].北京：北京建工集团，2005.

[6] 王海军.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(8)：115.

[7] 夏成远.聚合物泥浆在旋挖造孔灌注桩施工中的应用[J].四川水利发电，2012(10)：16.

[8] 李永栋.旋挖钻孔用聚合物泥浆在黄土状地层中的应用[J].岩土工程界，2009(8)：78.

The relevant application of polymer mud in bored piles

Zhang Penghui1Han Saichao2

(1.BeijingVibroflotationEngineeringCo.,Ltd,Beijing100102,China;2.BeijingExplo-TechEngineeringCo.,Ltd,Beijing100085,China)

In this paper, the current application of polymer mud in bored pile in the field of summary and analysis, through the project practice and field experiments, given the polymer mud in bored pile construction technology related to the field of control points, concludes the advantages and limitations of the polymer mud by comparing the polymer mud and traditional mud.

polymer mud, proportion, bored pile, bentonite, sediment

2015-02-04

张朋辉(1984- )，男，工程师； 韩赛超(1985- )，女，工程师

1009-6825(2015)11-0065-02

TU473.14

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