冲（钻）孔灌注桩泥浆净化装置清孔工艺

叶群 邵忠 王盛铭

摘 要：文章介绍了将黑旋风ZX-250型泥浆净化装置应用在冲（钻）孔灌注桩的清孔施工中，从而为冲（钻）孔灌注桩施工增添了一种经济、有效、环保的清孔工艺。同时，对装置性能、工艺流程、施工要点和工艺特点进行了阐述。

关键词：冲（钻）孔灌注桩；泥浆净化装置；清孔

前言

孔底沉渣对冲（钻）孔灌注桩的承载能力有着至关重要的影响，因此，控制沉渣厚度是控制成桩质量的关键环节之一。

冲（钻）孔灌注桩施工时，在浇灌桩身混凝土之前的清孔一般采用导管正循环工艺。但是在施工超长或较大桩径桩时，清孔效果往往会下降，除非配备大泵、增加泵量；而在施工以卵石、砂砾石、碎石等为持力层的桩时，正循环清孔工艺更难以将粒径较大的卵石或碎石清除干净。针对此类情况，也有采用泵吸反循环进行清孔，其效果显著优于正循环，但是砂石泵设备笨重，机具密封性能要求高，设备在桩孔之间移动和安装极为不便，故障率相对也较高，一旦连接部件密封出现问题，就会影响反循环清孔效果和时间，清孔工作效率不稳定。

鉴于上述两种清孔工艺存在的不足，我们将黑旋风ZX-250型泥浆净化装置应用在冲（钻）孔灌注桩的清孔施工中，从而为冲（钻）孔灌注桩施工增添了一种经济、有效、环保的清孔工艺。

1 泥浆净化装置性能简介

1.1 外形结构（见图1）。

图1 泥浆净化装置外形图

1.2 结构组成

（1）振動筛。振动筛由两台振动电机、一个振动筛箱、一付粗筛板、一付细筛板、四组隔振弹簧、两组调整垫板组成。（2）泵系统。泵系统由渣浆泵、驱动电机、流量控制分配阀组成。（3）旋流器。整个装置对泥浆的最终净化效果，主要取决于旋流器的颗粒分选指标。

1.3 技术参数

（1）最大泥浆处理量达到250m3/h。（2）净化除砂的分离粒度d50=0.060mm。（3）碴料筛分能力25-80t/h。（4）筛分出的碴料最大含水率小于30%。（5）达到最大净化除砂效率时污浆的最大比重小于1.2g/cm3，马氏漏斗粘度40s以下（苏氏漏斗30s以下），固相含量小于30%。（6）能处理污浆的最大比重小于1.4g/cm3。（7）装机总功率：58kW。（8）设备外形尺寸（长×宽×高）：3.54m×2.25m×2.8m。（9）整机重量：5000kg。

1.4 工作原理

在冲（钻）孔灌注桩成孔后，利用泥浆净化装置的反循环砂石泵由孔底抽吸出来的泥浆通过总进浆管输送到泥浆净化装置粗筛，经过其振动筛选将粒径在3mm以上的渣料分离出来。经过粗筛筛选的泥浆进入泥浆净化装置的储浆槽，由泥浆净化装置的渣浆泵从槽内抽吸泥浆，在泵的出口具有一定储能的泥浆沿输浆软管从水力旋流器进浆口切向射入，通过水力旋流器分选，粒径微细的泥砂由旋流器下端的沉沙嘴排出落入细筛。经细筛脱水筛选后，较干燥的细渣料分离出来，经过细筛筛选的泥浆再次返回储浆槽内。处理后的干净泥浆从旋流器溢流管进入中储箱，然后沿总出浆管输送回孔。

在泥浆循环过程中，由中储箱与储浆槽之间的一个液位浮标保持泥浆净化装置储浆槽内的液面高度恒定。一旦储浆槽内输出的浆量大于供给的，那么液位浮标将随液面的下降而下落，此时中储箱的泥浆就通过开启的补浆管转送到储浆槽内，液面因此上升而恢复原状，液位浮标也随之上升并封住中储箱补浆管；如果供给浆量大于输出的，储浆槽的溢流管将会溢流以防止储浆槽漫浆。当要求更高质量的泥浆时，可通过减少总进浆量，重复旋流器中的泥浆分选过程以达到目的。

2 清孔工艺流程及施工要点

2.1 工艺流程

在冲（钻）孔灌注桩成孔后，先将导管放入孔内，在导管口安装接头，再用软皮管连接泥浆净化装置，利用泥浆净化装置的反循环砂石泵从孔底抽吸泥浆进入装置内进行净化处理，经过处理后的泥浆经出浆口返回桩基孔内，形成循环。

2.2 施工要点

（1）根据桩基位置、分布等现场情况确定泥浆净化装置的布置，应充分考虑设备维修、排浆、除渣铲运问题。地基必须平整、坚实，避免影响下一步的工作。设备安装合格的标准为底座水平方向的倾斜度不超过1%。有时为了节省机具占用空间，实现泥浆集中制备净化工艺，也可将装置安放在集装箱式泥浆池上，但必须为设备提供牢固的底部支撑，并为操作者提供可靠的安全保护设施。（2）最初在使用泥浆净化装置前，必须安排专业人员进行严格的培训，使他们掌握必要的理论知识，学会操作，能及时发现和杜绝安全隐患，确保设备在安全状态下运转。（3）开启振动筛时注意听工作噪音，不应超过80分贝，不能有异常“卡哒”声。（4）旋流器工作中出现的故障主要是由于沉砂嘴堵塞造成的。此时砂停止排出，溢流泥浆含砂量与污浆没有区别。为防止旋流器的堵塞，开机前必须注意检查储浆槽内不得有粒径超过2mm以上的异物存在。（5）泥浆净化装置运行一段时间后，需要进行维护及保养，一般每运转8小时检查振动筛、渣浆泵、储浆槽等，以保证施工正常进行。（6）施工中应保持泥浆抽吸速度和孔口泥浆补给的动态平衡，避免孔口泥浆补给跟不上，造成孔内泥浆液面下降，影响孔壁稳定。（7）由于泵送液体能起到冷却作用，因此渣浆泵不能空转，否则会使盘根烧损。当储浆槽液面低于吸浆管口时，应立即停泵以防止渣浆泵空转。（8）及时将脱水筛选后分离出来的较干燥细渣料清理铲运到集中堆放点，避免影响施工现场整洁以及影响施工。并做好堆放点的施工文明和安全措施，设置标志标牌。（9）在操作过程中，软皮管易发生折弯堵管的情况，因此宜购买质量好、强度高的高压皮管。（10）冬季在寒冷地区施工时，停泵后应注意将将泵腔内浆液排空，以免冻裂泵体。（11）对设备进行正确及时地维护与保养，是充分发挥设备功效，延长使用寿命的一个关键环节。设备的维护及保养程序应按以下制度进行：班维护保养——每运转8小时、周维护保养——每运转120小时（三班制每周5天）、月维护保养——每运转480小时。

3 泥浆净化装置清孔的特点

（1）泥浆得到充分净化，有利于控制泥浆的性能指标、减少卡钻事故的发生、缩短清孔的时间、提高造孔的质量。（2）土碴得到有效分离，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时间过长而造成塌孔。（4）孔底沉渣得到清除彻底，有利于成桩质量的控制。（5）泥浆得到重复使用，有利于节约造浆材料，降低施工成本。（6）泥浆的闭路循环方式及较低的碴料含水率，有利于减少环境污染。（7）减少对泥浆池的依赖，有利于缩减征地借地的面积。

参考文献

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[2]余志文，邱杰.冲（钻）孔灌注桩气举反循环清孔工艺[J].福建建设科技，2009，1.