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（西安方舟工程咨询有限责任公司 陕西 西安 710075 ）
【摘 要】近海环境下，潮汐循环导致江水入海口处水质复杂、变化频繁、潮差大，采用此水造浆影响因素多、技术难度大，本文结合工程实际情况，对入海口钻孔桩泥浆配比进行技术研究，经试验试配后，提出福州市琅岐闽江大桥泥浆配比，以确保在钻进过程中不发生塌孔、缩颈、泥皮脱落等质量事故。
【关键词】钻孔灌注桩；PHP泥浆；PAM泥浆；泥浆配比
Minjiang River estuary mud ratio of bored piles Technology
Wu Yong-hong
(Xi'an Ark Engineering Consulting Co., Ltd Xi'anShanxi 710075 )
【Abstract】Coastal environment, the tidal cycle at the mouth of the river water quality leading to complex, change frequently, a large tidal range, the use of this water mud, many factors, technical difficulties, this combination of practical engineering, the bored piles into the sea mud ratio for technology research, test and tested with, the proposed Langqi Fuzhou Minjiang Bridge mud ratio, to ensure that the process does not occur in the drilling hole collapse, necking, mud shedding skin quality-related accident.
【Key words】Bored;PHP mud;PAM mud;Mud ratio
1. 概述
福州市琅岐闽江大桥桥址位于闽江入海口，为强潮陆相河口，受径流与潮汐两方面的共同影响，潮型为规则半日潮，平均潮差均在4.0m 以上。本工程设计主墩和水中引桥位于闽江河道内，主墩基础为直径2.8m钻孔灌柱桩基础，采用气举反循环法进行钻孔桩施工，泥浆采用闽江入海口水进行造浆。
2. 闽江入海口水质分析
闽江入海口受潮汐循环的影响，水质较复杂，水质分析见表1。
通过对闽江入海口水质进行分析，该区位水呈微酸性，水中含有大量的氯化物、硫酸盐、碱等活性大的物质，且水质不稳定、变化频繁，给造浆工作带来很大的难度。
3. 泥浆配合比试验
由于入海口处淡水较匮乏，只能满足当地生活用水，不能满足工程用水，因此需采用入海口处水进行造浆，既经济方便，又不对当地居民生活造成大的影响。泥浆的选择是根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。本工程地质条件复杂，覆盖层较厚，中间夹有较厚的淤泥层，桩径大，且钢护筒未下沉到岩层，因此应采用具有不分散、低固相、高粘度、适宜性广等特点的优质泥浆。
3.1材料的选择。
3.1.1泥浆原料粘质土的选择。选择了塑性指数大、粘粒含量大的钠质膨润土，该膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
3.1.2PHP聚丙烯酰胺絮凝剂。它的作用是在泥浆循环中能清除劣质钻屑，保存造浆的膨润土粒，具有低固相、低相对密度、低失水、低矿化、泥浆触变性能强等特点。
3.1.3PAM聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力。PAM分子链与分散相通过各种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起增强凝聚作用。
3.1.4碳酸钠(Na2CO3)又称碱粉或纯碱。它的作用可使pH 值增大到10。泥浆中pH 值过小时，粘土颗粒难于分解，粘度降低，失水量增加，流动性降低；小于7 时，还会使钻具受到腐蚀；若pH 过大，则泥浆将渗透到孔壁的粘土中，使孔壁表面软化，粘土颗粒之间凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。3.1.5CMC羧甲基纤维素，可增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。
3.2配合比试配试验。工地试验室参照以往施工经验和相似工程泥浆配比，对以上几种材料分别进行了掺和试配，并检测了泥浆的各项性能。（见表2、表3）。
经试验试配，除泥浆胶体率外，其它各项指标均能容易达到，泥浆胶体率试验见图1。
4. 泥浆配合比分析与选定
通过对各配比泥浆性能分析，试验3#中加入0.5%的PHP，其胶体率和PH值不能满足要求；试验1#中PHP与PAM配合使用，其胶体率反而变小；试验2#中，加入过量的PAM（0.5%）其胶体率反而减少，粘度很大；试验6#中加入PHP和0.5%羧甲基纤维素CMC，其泥浆性能也不能明显地改变。试验2#和试验5#中加入PAM后，泥浆的粘度显著增加；试验5#中，加入0.2%的PAM，泥浆的各项指标满足要求，胶体率达到了98%。
综合以上分析情况，选定试验5#为最优泥浆配比。在施工过程中，经对泥浆指标进行试验检测，各项指标均能满足要求，未见有塌孔、缩颈、泥皮脱落等现象，但由于泥浆粘度相对较大，对施工进度产生了一定的影响。
图1 泥浆胶体率试验图5. 结束语
泥浆在钻孔过程中起到了护壁、排渣和清孔的作用，应根据不同地层、不同的水质条件、不同的钻进方式等，选择优质的泥浆配比和泥浆性能指标，以保证在钻进过程中不发生塌孔、缩颈、泥皮脱落等质量事故。尤其，在灌注混凝土前，需对泥浆指标进行检测，必要时，应进行二次清孔，从而确保灌注桩混凝土质量、孔底沉渣、泥皮厚度、桩基的完整性满足要求。
参考文献
［1］ 公路桥涵施工技术规范.
［2］ 福州市琅岐闽江大桥及接线工程施工图设计.
【摘 要】近海环境下，潮汐循环导致江水入海口处水质复杂、变化频繁、潮差大，采用此水造浆影响因素多、技术难度大，本文结合工程实际情况，对入海口钻孔桩泥浆配比进行技术研究，经试验试配后，提出福州市琅岐闽江大桥泥浆配比，以确保在钻进过程中不发生塌孔、缩颈、泥皮脱落等质量事故。
【关键词】钻孔灌注桩；PHP泥浆；PAM泥浆；泥浆配比
Minjiang River estuary mud ratio of bored piles Technology
Wu Yong-hong
(Xi'an Ark Engineering Consulting Co., Ltd Xi'anShanxi 710075 )
【Abstract】Coastal environment, the tidal cycle at the mouth of the river water quality leading to complex, change frequently, a large tidal range, the use of this water mud, many factors, technical difficulties, this combination of practical engineering, the bored piles into the sea mud ratio for technology research, test and tested with, the proposed Langqi Fuzhou Minjiang Bridge mud ratio, to ensure that the process does not occur in the drilling hole collapse, necking, mud shedding skin quality-related accident.
【Key words】Bored;PHP mud;PAM mud;Mud ratio
1. 概述
福州市琅岐闽江大桥桥址位于闽江入海口，为强潮陆相河口，受径流与潮汐两方面的共同影响，潮型为规则半日潮，平均潮差均在4.0m 以上。本工程设计主墩和水中引桥位于闽江河道内，主墩基础为直径2.8m钻孔灌柱桩基础，采用气举反循环法进行钻孔桩施工，泥浆采用闽江入海口水进行造浆。
2. 闽江入海口水质分析
闽江入海口受潮汐循环的影响，水质较复杂，水质分析见表1。
通过对闽江入海口水质进行分析，该区位水呈微酸性，水中含有大量的氯化物、硫酸盐、碱等活性大的物质，且水质不稳定、变化频繁，给造浆工作带来很大的难度。
3. 泥浆配合比试验
由于入海口处淡水较匮乏，只能满足当地生活用水，不能满足工程用水，因此需采用入海口处水进行造浆，既经济方便，又不对当地居民生活造成大的影响。泥浆的选择是根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。本工程地质条件复杂，覆盖层较厚，中间夹有较厚的淤泥层，桩径大，且钢护筒未下沉到岩层，因此应采用具有不分散、低固相、高粘度、适宜性广等特点的优质泥浆。
3.1材料的选择。
3.1.1泥浆原料粘质土的选择。选择了塑性指数大、粘粒含量大的钠质膨润土，该膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
3.1.2PHP聚丙烯酰胺絮凝剂。它的作用是在泥浆循环中能清除劣质钻屑，保存造浆的膨润土粒，具有低固相、低相对密度、低失水、低矿化、泥浆触变性能强等特点。
3.1.3PAM聚丙烯酰胺为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力。PAM分子链与分散相通过各种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起增强凝聚作用。
3.1.4碳酸钠(Na2CO3)又称碱粉或纯碱。它的作用可使pH 值增大到10。泥浆中pH 值过小时，粘土颗粒难于分解，粘度降低，失水量增加，流动性降低；小于7 时，还会使钻具受到腐蚀；若pH 过大，则泥浆将渗透到孔壁的粘土中，使孔壁表面软化，粘土颗粒之间凝聚力减弱，造成裂解而使孔壁坍塌。3.1.5CMC羧甲基纤维素，可增加泥浆粘性，使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。
3.2配合比试配试验。工地试验室参照以往施工经验和相似工程泥浆配比，对以上几种材料分别进行了掺和试配，并检测了泥浆的各项性能。（见表2、表3）。
经试验试配，除泥浆胶体率外，其它各项指标均能容易达到，泥浆胶体率试验见图1。
4. 泥浆配合比分析与选定
通过对各配比泥浆性能分析，试验3#中加入0.5%的PHP，其胶体率和PH值不能满足要求；试验1#中PHP与PAM配合使用，其胶体率反而变小；试验2#中，加入过量的PAM（0.5%）其胶体率反而减少，粘度很大；试验6#中加入PHP和0.5%羧甲基纤维素CMC，其泥浆性能也不能明显地改变。试验2#和试验5#中加入PAM后，泥浆的粘度显著增加；试验5#中，加入0.2%的PAM，泥浆的各项指标满足要求，胶体率达到了98%。
综合以上分析情况，选定试验5#为最优泥浆配比。在施工过程中，经对泥浆指标进行试验检测，各项指标均能满足要求，未见有塌孔、缩颈、泥皮脱落等现象，但由于泥浆粘度相对较大，对施工进度产生了一定的影响。
图1 泥浆胶体率试验图5. 结束语
泥浆在钻孔过程中起到了护壁、排渣和清孔的作用，应根据不同地层、不同的水质条件、不同的钻进方式等，选择优质的泥浆配比和泥浆性能指标，以保证在钻进过程中不发生塌孔、缩颈、泥皮脱落等质量事故。尤其，在灌注混凝土前，需对泥浆指标进行检测，必要时，应进行二次清孔，从而确保灌注桩混凝土质量、孔底沉渣、泥皮厚度、桩基的完整性满足要求。
参考文献
［1］ 公路桥涵施工技术规范.
［2］ 福州市琅岐闽江大桥及接线工程施工图设计.