浅析桩基围护施工中的循环水利用

王方亮 史志昂 王武国

(中国建筑第八工程局有限公司，上海 200120)

1 桩基围护施工概要

桩基围护施工主要包含钻孔灌注桩、排桩、地连墙以及三轴搅拌桩、高压旋喷桩。特别是钻孔灌注桩、地连墙施工过程中，为平衡地层压力、护壁、冷却钻头、清孔和润滑钻具，会产生大量的泥浆，需用大量水资源，且这些泥浆为粘稠流体或半流体状，其具有颗粒细小、级配差别不大、粘度高、含水率高和不易脱水等特性。现阶段行业普遍采用程控自动压滤机将泥浆中的泥沙与水分离，再将分离水排出，并将分离出的渣土外运至卸土点。此外，三轴搅拌桩以及高压旋喷桩用水量也非常巨大。然而往往城市自来水供应满足不了现场桩基围护施工用水需求，因此打破传统思路，采用水循环利用成为解决现场施工用水缺口，节约成本，践行绿色施工，创造社会经济效益的必要手段。

2 循环水利用工艺

2.1 循环水池尺寸

以上海市某工程为例，现场两个地块同时施工，25台桩基每天桩基施工量约75根。按照每根桩长34m，桩径600mm计算需水量：

V=3.14×0.32×34×75×2=1441.5m3。

按照每天循环4次供给现场用水，则蓄水池所需体积：V=1441.5÷4=360.38m3。考虑现场洗车池以及其他用水需求，设计蓄水池尺寸：26m×8m×2m，蓄水容积：416m3。

2.2 材料设备选定

根据计算结果，则选择现场给水管管径为100mm(DN100)。根据现场循环水池配备需求材料如表1。

表1 设备材料需求表

2.3 循环水系统布置

循环水系统主要组成有：程控自动压滤机、集水池、循环水蓄水池、自吸水泵、水表、自动控制箱、底阀、槽式闸阀和镀锌钢管(水管)。系统运行方式为：程控自动压滤机将分离水储存于集水池，经集水池沉淀过后，由自动控制箱将沉淀水抽至循环水蓄水池，循环水蓄水池到达设计水位后可自动关闭水泵，避免水满溢出。而后采用另一套自动控制箱控制循环池内自吸水泵，将循环水池管网与现场给水管组网，完成整个循环水管网系统。具体设计图纸和现场实施照片如图1，2。

图1 循环水系统布置

2.4 循环水水质分析

根据现场实际测试，循环水池水pH值在10～13之间，pH值偏高。该水质对现场钻孔灌注桩施工毫无影响，但是对于地连墙施工影响较大，根据相关规范要求，地连墙泥浆pH值必须控制在8～11之间。因此，在地连墙施工时必须对泥浆配合比进行控制。为满足泥浆性能指标，拟利用膨润土添加增粘剂(CMC)而不添加纯碱进行泥浆参数试验。规范要求泥浆配置使用的膨润土比重为8%～10%，CMC为0～0.02%，纯碱为0～0.5%。试验时膨润土拟采用6%，8%，10%，12%，14%五种配比，并增加0.02%的增粘剂，加入循环水。充分搅拌并经24h放置之后，根据试验结果可知，通过将膨润土比重控制在10%～12%而不添加纯碱，循环水完全可以使用。具体试验参数如表2。

表2 循环水地连墙泥浆参数试验

3 循环水利用效益分析

3.1 循环水使用量分析

根据59d的现场实际水表数据收集发现，循环水使用量达到了125296m3，且完全满足现场施工用水需求量。具体循环用水量如表3。

图2 循环水现场布置图

表3 循环水使用量

3.2 循环水系统成本分析

根据集水池、循环水蓄水池制做，自吸水泵、水表、自动控制箱、底阀、槽式闸阀、镀锌钢管(水管)材料和安装成本分析。具体成本分析如表4。

表4 循环水系统成本分析表

3.3 循环水利用经济效益

根据现场循环水使用量，结合当地自来水价格5元/m3，计算循环水总价：F=125296×5=626480元。则节约经济成本

V=626480-55356.7=571123.3元(如图3)。

图3 成本效益分析饼状图

3.4 循环水利用社会效益

在整个循环水利用过程中，极大提高了施工现场的用水效率。不仅满足现场用水需求，且节约大量成本。积极践行国家绿色施工政策，响应国家节能减排、建设节约型社会的号召，走可持续发展道路，树立了良好的企业形象和绿色施工氛围。

4 结 语

在实施国家倡导绿色发展、文明发展的大环境中，我们应该绿色建设、绿色发展，采用新工艺、新技术，节约资源，减少环境污染。建筑与人文和谐相处，与自然环境可持续发展。按照生态学原则建立社会、经济、自然协调发展的社会新型关系，构建一个绿色，人与人、人与自然之间共存的生态城市建设体系。本文希望通过对桩基围护施工阶段的循环水利用研究分析，探索适合的节约用水工艺，以此引发对绿色施工的一些思考。