膨润土泥浆在防止钻孔灌注桩塌孔中的应用.pdf

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1、交通建设建材与装饰2014年3月膨润土泥浆在防止钻孔灌注桩塌孔中的应用杜金（西安市地下铁道有限责任公司陕西省西安市710016）摘要：结合工程施工的具体情况，分析钻孔灌注桩施工过程中塌孔的原因，简述膨润土泥浆护壁机理及在防止塌孔中的应用，为以后类似工程的施工提供参考。关键词：钻孔灌注桩；膨润土泥浆；塌孔中图分类号：U445.55+1文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）10-0224-021工程概况能保持颗粒不流动，而泥浆于土体的静压力是通过泥皮产生作用西安地铁二号线南延段D2TJS

2、G-24航天城站位于长安区文的，如果泥皮的渗透性过大、局部缺失泥皮或不能及时形成泥皮，化街和新华街之间的南长安街上，车站呈南北向布置。航天城车薄弱处的土颗粒都会被运动中的泥浆带入孔内，形成了一个水土站为双层双跨及双层三跨钢筋混凝土框架结构车站，车站总长流失的通道，造成土体的失稳。高塑性粘土的矿物成分主要为高162m，车站标准段宽18.1m。采用准1000@1400的钻孔灌注桩+岭石、蒙脱石、水白云母，矿物颗粒细小，主要结构特征呈骨架或钢管内支撑作为车站主体围护结构，钻孔灌注桩采用GPS-10旋蜂窝状

3、。在水化时三种物质表现出的水作用特性不同，使泥浆内挖钻机钻孔，湿式泥浆护壁，汽车吊吊放钢筋笼，导管法灌注水部特性不一致。因而塌孔的主要原因是泥浆不能及时形成泥皮或下混凝土。形成的泥皮不均匀、不致密。（2）泥浆密度过小也是造成塌孔的重要原因。钻孔时土体原2工程地质与水文地质本的应力平衡状态被打破，为维护孔壁稳定需要采用泥浆护壁，航天城车站场地内地层为：拟建工程场地在勘探深度50.0m泥浆密度过小时护壁性能较差，不能支撑孔壁的土压力，在泥浆范围内的地层主要为第四系堆积物，即由全新人工填土Q4ml、密度过

4、低的部位便会容易塌孔。冲积Q4nl黄土状、砂质粉土、中粗砂、卵石、中更新世冲积粉质（3）塌孔的另一原因是泥浆中含砂率较高。泥浆中含砂率较粘土Q2nl组成。场地地基土自上而下按层序为：人工杂填土、素高导致泥浆护壁的摩阻力小、粘度低、泥浆护壁的稳定性差而引填土、黄土状土、粉质粘土、中砂、粉质粘土。发塌孔。航天城站地下水潜水位埋深7.9耀8.6m。水位高程424.35耀（4）另外受到外界影响、设备和机具损坏、人员短缺和安排不425.84m，根据勘察及区域地质资料，覆盖层为第四系孔隙水，含当等造成施工停顿时

5、间过长，使软弱地层经过长时间的浸泡、冲水层主要为中、上更新统黄土、古土壤粉质粘土层及其中的砂质刷和多次的提钻、下钻造成的抽吸作用，以及震动和碰撞，也会导粉土夹层，含水层的厚度大于50m。其中黄土层透水性中等，古致塌孔的发生。或在成孔后未及时灌注混凝土，待灌时间过长，致土壤透水性稍差，古土壤底部的钙质结核层较上下黄土透水性使泥浆沉积，造成孔内泥浆密度不均匀。差，但分布不连续。粉质粘土层透水性比较弱，但水量可从有良好透水性的砂质粉土夹层迅速补给，造成灌注桩施工中较易在5应对措施砂质粉土夹层处开始出现塌孔

6、。5.1改用膨润土泥浆护壁3成桩施工按规范要求的配合比制备泥浆，增大泥浆密度，提高泥浆粘度。使用膨润土、红粘土等，从而使泥浆护壁更加有效地维持钻孔因砂质粉土夹层的颗粒粒径大多都在0.01~0.0074mm，且夹的稳定。对泥浆进行适当的化学处理，加入适量的聚丙稀酰胺、纯层含水丰富、颗粒空隙率较大，所以颗粒之间的相互作用力较小，自我稳定性差。灌注桩施工选择GPS-10旋挖钻机，并选用了碱（Na2CO3）和烧碱（NaOH）用来软化水质，调整pH值，改善粘土颗粒的水化性能，提高泥浆的粘度和防塌性能。孔内泥浆

7、应不断钻进平稳且导向性较好的三翼螺旋合金钻头，用泥浆护壁法正循环，平衡地层压力，无循环静止状态时间不宜过长，应时刻注意循环钻进。为改进砂质粉土夹层的不良特性，采用高塑性粘土为泥浆质量和护壁的稳定情况。泥浆密度应严格按规范要求制备，泥浆的主料，外加剂主要为硝基腐植酸钾、羧甲基纤维素、纯缄不宜过小，泥浆含砂量也不宜过高。泥浆含砂量高时粘土颗粒少，等，并适当加大羧甲基纤维素用量，同时泥浆配比采用相对密泥浆粘性和护壁性能差且形成的泥皮疏松，侧摩阻力小，不利于度、粘度的高值。护壁的稳定。膨润土泥浆护壁保证了周

8、围土体的稳定，满足了钻4塌孔原因分析孔的需要。灌注桩钻进过程中，泥浆面始终保持在与护筒溢浆口相平膨润土是以蒙脱石为主（含量在85~90%）的含水粘土。膨润位置，但在钻进时、清孔后、灌注混凝土时，砂层均容易发生塌+土的层间阳离子种类决定膨润土的类型，层间阳离子为Na时称孔。塌孔原因主要有：+钠基膨润土，层间阳离子为Ca时称钙基膨润土。钠基膨润土性（1）由于砂土土层呈松散蜂窝结构，空隙大、渗透性好、含水质比钙基膨润土好，吸附能力更强、膨胀率更高，工程一般采用钠丰富，颗粒的