建筑泥浆处理技术在某工程中的应用

牛 洁 雯

(1.苏州科技大学，江苏 苏州 215000； 2.中亿丰建设集团股份有限公司，江苏 苏州 215000)



建筑泥浆处理技术在某工程中的应用

牛 洁 雯1,2

(1.苏州科技大学，江苏 苏州 215000； 2.中亿丰建设集团股份有限公司，江苏 苏州 215000)

结合工程实例，介绍了新型快速成孔泥浆分离系统的施工工艺原理及施工流程，阐述了该技术在桩基施工中的应用及实施效果，指出该技术使桩基施工过程中产生的泥浆得到合理的运用与处理，达到了节能、绿色、环保的要求。

桩基，灌注桩，快速成孔系统，泥浆处理技术

1 技术背景

虽然中国水资源总量较为丰富，但人均占有量不足，约为世界水平的1/4，水资源匮乏且分布不均，具体表现为东多西少、南多北少的特点。而在我们建筑领域，尤其是岩土工程施工用水量非常大，对于岩土工程中的灌注桩施工更为尤甚，据估算，灌注桩成孔1 m3需耗水3 m3，一根20 m长桩径700 mm的常规工艺灌注桩需耗水23 m3，水资源耗用量极高。

随着国家及地方政府大力提倡节能环保减排的相关政策及要求，限制泥浆排放的相关规定陆续出台，绍兴市已出台《绍兴市区建筑泥浆处置管理暂行办法》以及与之相配套的《实施细则》；温州市在2013年发布《温州市区建筑泥浆处置管理办法》，于2014年1月1日起实施；苏州市的《苏州市建筑泥浆处置管理暂行办法》(讨论稿)也一直在内部酝酿中，可以预见的是，未来几年内，国家及地方政府将对建筑泥浆管控更加严格。

考虑到桩基施工，尤其是钻孔灌注桩的施工，用水量大、泥浆排放多且浪费严重等弊端，我司在桩基施工前，通过分析比较，策划并应用了新型快速成孔泥浆分离技术，实现了灌注桩快速成孔及泥浆分离、减少泥浆排放、实现泥浆可回收利用、保护环境的目标。

2 传统桩基施工泥浆处理技术概述

苏州地区为软土区域，桩基施工中常用桩型为泥浆护壁成孔钻孔灌注桩，常用的成孔设备有以下几种：潜水钻机、回转钻机、旋挖钻机等，其中回转钻机最为适用于苏州地区。

目前苏州市钻孔灌注桩施工仍主要以原土造浆工艺为主，原土造浆(自然造浆)工艺泥浆的形成及处理过程主要通过以下几个步骤：1)钻头钻动切削形成的土粒与水拌合形成泥浆；2)泥浆通过泥浆泵循环排放到泥浆池中；3)经泥浆池沉淀后，上部密度小的泥浆可重复利用，下部密度较大的泥浆则用专用泥浆车运输至泥浆排放池进行处理。

据统计，灌注桩成孔量与用水量之比为1∶3，泥浆排放量大，水资源浪费严重，废泥浆在处理过程中，不仅对人力物力财力造成了损失，对排放地的环境也造成了污染，同时由于泥浆本身固结周期长，污染后的土地再开发利用周期长、费用高。

3 泥浆处理技术的应用及经济效益分析

近几年，随着泥浆处理技术的发展与应用，目前市场较为常见的处理方法为在废弃泥浆中掺入高分子絮凝剂，使泥浆中的泥颗粒迅速凝聚、沉淀，再辅以水土分离设备将施工废弃泥浆脱水、干化，达到泥水分离的效果。增加絮凝剂的优点是脱水效率高，降低含水率，但是缺点也显而易见，絮凝剂为化学制剂，有低毒性，长期处理可能会导致泥土性质转变。

新型快速成孔泥浆分离系统采用了一种更为环保的泥浆处理技术，该系统具有如下优点：

1)机械化程度高，大大降低了人工工作量；2)加快了成孔的施工速度，成孔精度高、孔径稳定；3)泥浆脱水分离后可循环使用，现场文明施工度得到提高；4)泥浆外运数量小，不仅减少了施工成本，且具有更加环保的社会效益。

3.1 快速成孔系统

该系统包括大扭矩动力装置、大直径空芯钻杆、切土钻头、真空泵、大功率吸泥泵、排泥管、回浆管，整个系统通过大扭矩动力装置配合浆、泥分离系统使用。

首先，通过降低减速器提高输出转速，同时上部加压，使主轴扭矩加大，与传统钻头不同，该钻头采用长齿，结合大扭矩快速将土切成土条，然后利用大功率吸泥泵在钻杆内腔造成负压产生的抽吸作用，在钻杆内连土条带浆一起抽出孔外，然后进行浆泥分离。

3.2 泥浆分离技术工艺原理

泥浆分离技术施工工艺见图1。

3.2.1 浆渣分离器(一级分离)的工作原理

浆渣分离器连接于泥浆循环系统的泥浆管，为密封式腔体，该腔体设有进浆口和出浆口，分别与进浆管和出浆管连接，内部设有过滤网，可作为第一步浆渣分离(见图2)。

3.2.2 重力式浆泥分离系统(二级分离)的工作原理

该系统为一大型箱体，箱体内设置有集浆箱、传送带和封闭浆泥收集腔，其工作流程为：浆液输入→浆泥通过调节阀落入传送带→传送带上土渣提升、浆水落下→土渣收集→浆水回收、重复使用。该系统有效的解决浆水、浆渣分离的问题，使过滤后的浆水得以充分的循环利用，不仅大量减少了清水的再次输入，也大大降低了泥浆排放量；经传送后的土渣可以直接装入集土箱，减少施工污染，可更好地保护施工现场的环境，重力式泥浆系统工作原理见图3。

3.2.3 立式泥浆存储分离系统(三级分离)的工作原理

该系统由稀浆腔、收集腔以及浓浆腔三部分组成，各腔体之间由泥浆隔离装置分隔，并且收集腔内的上下泥浆隔离装置之间连接有泥浆阻流装置。浆液从进浆口进入，比重小的清浆由圆锥板顶部周边的小孔流入上部腔体，最终由清浆出浆口流出，并继续循环使用；比重大的浓浆，由圆锥板底部的孔洞落入下部腔体，浓浆到达浓浆腔后，由浓浆出浆口排出至废浆排出管道。立式泥浆存储分离系统见图4。

3.2.4 泥浆分离技术实施效果及经济效益分析

本工程位于上海浦东开发区，部分桩基采用钻孔灌注桩，桩径600 mm/700 mm，桩长39 m/33 m，约2 500根。举例说明：钻孔灌注桩桩径600、桩长33 m，一根灌注桩钻孔量约9.328 5 m3，按照传统工艺出浆量约9.328 5×3.5=32.649 8 m3，其中土方9.328 5 m3，浆液23.321 3 m3；通过采用新技术泥浆分离实施过后，土体回收率约70%，浆液回收利用率约70%，则一根桩可回收土体约9.328 5×0.7=6.530 m3，可回收浆液9.328 5×0.3×3.5×0.7=6.856 m3，排出废浆液9.328 5×0.3×3.5×0.3=2.939 m3，单根桩节约用水量约为23.321 3-9.328 5×0.3×(3.5-1)=16.325 m3，单根桩节约用水占比{23.321 3-9.328 5×0.3×(3.5-1)}/23.321 3=70%，单根桩排浆量减少(32.648 9-2.939)/32.648 9=91%。

由此可见，这项泥浆分离技术将传统的泥浆排放转换成渣土外运，不仅成本节约，更重要的可以节约土地，减少泥浆摊铺面积和厚度，为建筑行业的绿色环保及可持续发展做出了一定的贡献。

4 结语

目前，在整个建筑行业中绿色施工的重要性及关注度得到广泛的提高，传统的泥浆护壁钻孔灌注桩会产生大量的废弃泥浆，对环境造成了极大的破坏。针对此现象，本工程通过对新型快速成孔泥浆处理技术的研究和成功运用，摸索出一套具有可操作性的泥浆减排技术，解决了目前桩基工程水资源浪费和泥浆排放污染的问题，不仅为本工程创造了直接经济效益，同时产生了巨大的社会效益。

[1] 楼明浩,汪炎法,孔 奥.桩基施工泥浆固化处理新技术在某工程中的应用[J].施工技术,2015(12)：97-100.

[2] 张忠苗,房 凯，王智杰,等.泥浆零排放处理技术及分离土的工程特性研究[J].岩土工程学报，2011(9)：1456-1461.

The application of construction mud treatment technology in a engineering

Niu Jiewen1,2

(1.Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215000, China; 2.Zhongyifeng Construction Group Co., Ltd, Suzhou 215000, China)

Combining with the engineering example, this paper introduces the construction process and technological principle of new type rapid pore forming mud separation system, elaborated the application and implementation effect of the technology in pile foundation construction, pointed out this technology made the production mud in pile foundation construction process gained reasonable application and treatment, achieved energy saving, green, environmental protection requirements.

pile foundation, bored pile, rapid pore forming system, mud treatment technology

1009-6825(2017)12-0193-02

2017-02-18

牛洁雯(1984- )，女，在职工程硕士，工程师

X799.1

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