论文部分内容阅读
随着国民经济实力不断增强和人们出行的需要，越来越多地海上桥梁建设不断出现.海上施工比陆地施工相对较难，因此我们在选择施工机械、钻进参数及泥浆参数等方面的控制尤为重要。
现举例说明，某一海域桥梁施工桩径Φ2.0m，桩长70m左右，风化角砾岩厚度较大
一、工程地质概况
该海域，地貌上均属滨海堆积区水下浅滩，地势平坦，自然地面标高-5.50m左右，标高起伏小于0.5m。场区地层主要为第四纪松散层和白垩系基岩。松散层岩性主要为淤泥质(亚)粘土、(亚)、粘土和中粗砂、砾砂；基岩岩性主要为角砾岩、粉砂质泥岩。桥区的地层情况至上而下大致分布如下：淤泥质粘土、淤泥质亚粘土、亚粘土、粘土、中粗砂、砾砂、角砾岩、粉砂质泥岩、玄武岩。从工程地质勘察报告中反映，该施工段地层从-29.7m左右以后进入中粗砂、砾石层。该层透水性强，含水层具有层压性。当钻孔时，水动力平衡被破坏后，有可能引起塌孔。场区揭露基岩为角砾岩和粉砂质泥岩，该层泥质胶结物浸水后易软化、崩解，从而引起孔壁不稳(尤其是强风化层，本身结构就不稳比较松散)。该层层厚约40m左右，这也是本项目的施工難点。
二、泥浆的配比及控制指标
造浆用水直接取海水，钻探泥浆工艺采用地层自然造浆＋化学外加剂和海水＋膨润土＋化学外加剂相结合的方法。
1、泥浆制作材料的选用
膨润土：工程造浆粘土选用以蒙脱石为主的钠基膨润土，该膨润土阳离子交换容量大，膨胀性及分散性能好，造浆率高，配制的泥浆流变性能好，失水量小。
分散剂：拟采用纯碱（Na2CO3）作为分散剂。分散剂的首要作用是使进入水中的膨润土颗粒分散开来，形成外包水化膜的胶体颗粒，可有效改善泥浆的性能。
PHP：将土微粒絮凝成链，增强护壁效果。
2、泥浆配合比
正式开钻前根据确定的原材料及泥浆性能指标进行配合比试验，确定的配合比作为施工过程中的指导配合比。施工过程中根据实际情况再进行调整，确定各地层最适合的施工配合比，此配合比作为其余工程桩施工的指导配合比。
a、配比一
b、新浆的各项技术指标要求
3、泥浆的控制指标
根据钻孔灌注桩技术要求确定泥浆性能指标要求和以往海上施工的经验，我项目部初步确定，该海域钻孔灌注桩施工时，泥浆的配比如下表（实际施工时按总包提供的技术交底资料及实验试试验确定）：
c、清孔泥浆的技术要求
泥浆的比重(桩孔顶、中、底取样的平均值)：1.03～1.10
泥浆的粘度(桩孔顶、中、底取样的平均值)：17～22s
含砂率(桩孔顶、中、底取样的平均值)：≤2％
孔底沉渣厚度：满足规范和设计要求
胶体率(桩孔顶、中、底取样的平均值)：>95%
4、泥浆制备
开钻前，先在泥浆贮备箱和护筒内贮备足够量的匀质“海水＋膨润土＋外加剂”、且满足技术指标要求的新鲜泥浆。泥浆贮备箱和未开钻的护筒内泥浆的制备采用空压机压缩空气搅拌成浆，即在泥浆贮备箱和未开钻的护筒内按一定比例加入海水、膨润土和外加剂，用空压机高压气体进行搅拌；钻孔护筒内泥浆，钻机就位后通过钻头的转动搅拌海水、膨润土、外加剂等混合物制造泥浆，并通过气举反循环调配泥浆使上、下层泥浆均匀。
制备新浆的搅拌方法、搅拌时间和新浆的预置时间对膨润土中粘土颗粒的膨化影响很大。按照泥浆配比参数，在护筒和泥浆箱内逐渐按量加入海水、膨润土和外加剂，边添加边用空压机压缩空气搅拌；搅拌时间的控制，以目测均匀或提取的样品中粘土颗粒分散均匀为宜；搅拌好的新浆必须预置24小时后，检查各项指标合格方可投入使用。
本海域为海上独立平台施工。距离岸边较远，淡水资源缺乏，桩基施工工期较长，在实际钻孔过程中，可充分利用粘土、亚粘土层，并加入适量的化学外加剂(纯碱、PAC等)钻进造浆。对不同地层的钻进施工中，循环泥浆比重在1.08～1.3g/cm3、粘度18～23s、泥皮厚度小于2mm、含砂率小于2%，钻进过程中每4小时和每一地层抽检比重、粘度、含砂率及PH值不少于一次，全面掌握孔内泥浆性能的变化情况是否在设计试验的泥浆指标范围内，以便及时调整，同时通过泥浆面观察孔壁的稳定情况，保证孔壁的安全。
作者简介：肖可生（1957.1），男（汉），浙江宁波人，浙江省岩土基础公司项目技术负责、工程师，长期从事桩基施工。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
现举例说明，某一海域桥梁施工桩径Φ2.0m，桩长70m左右，风化角砾岩厚度较大
一、工程地质概况
该海域，地貌上均属滨海堆积区水下浅滩，地势平坦，自然地面标高-5.50m左右，标高起伏小于0.5m。场区地层主要为第四纪松散层和白垩系基岩。松散层岩性主要为淤泥质(亚)粘土、(亚)、粘土和中粗砂、砾砂；基岩岩性主要为角砾岩、粉砂质泥岩。桥区的地层情况至上而下大致分布如下：淤泥质粘土、淤泥质亚粘土、亚粘土、粘土、中粗砂、砾砂、角砾岩、粉砂质泥岩、玄武岩。从工程地质勘察报告中反映，该施工段地层从-29.7m左右以后进入中粗砂、砾石层。该层透水性强，含水层具有层压性。当钻孔时，水动力平衡被破坏后，有可能引起塌孔。场区揭露基岩为角砾岩和粉砂质泥岩，该层泥质胶结物浸水后易软化、崩解，从而引起孔壁不稳(尤其是强风化层，本身结构就不稳比较松散)。该层层厚约40m左右，这也是本项目的施工難点。
二、泥浆的配比及控制指标
造浆用水直接取海水，钻探泥浆工艺采用地层自然造浆＋化学外加剂和海水＋膨润土＋化学外加剂相结合的方法。
1、泥浆制作材料的选用
膨润土：工程造浆粘土选用以蒙脱石为主的钠基膨润土，该膨润土阳离子交换容量大，膨胀性及分散性能好，造浆率高，配制的泥浆流变性能好，失水量小。
分散剂：拟采用纯碱（Na2CO3）作为分散剂。分散剂的首要作用是使进入水中的膨润土颗粒分散开来，形成外包水化膜的胶体颗粒，可有效改善泥浆的性能。
PHP：将土微粒絮凝成链，增强护壁效果。
2、泥浆配合比
正式开钻前根据确定的原材料及泥浆性能指标进行配合比试验，确定的配合比作为施工过程中的指导配合比。施工过程中根据实际情况再进行调整，确定各地层最适合的施工配合比，此配合比作为其余工程桩施工的指导配合比。
a、配比一
b、新浆的各项技术指标要求
3、泥浆的控制指标
根据钻孔灌注桩技术要求确定泥浆性能指标要求和以往海上施工的经验，我项目部初步确定，该海域钻孔灌注桩施工时，泥浆的配比如下表（实际施工时按总包提供的技术交底资料及实验试试验确定）：
c、清孔泥浆的技术要求
泥浆的比重(桩孔顶、中、底取样的平均值)：1.03～1.10
泥浆的粘度(桩孔顶、中、底取样的平均值)：17～22s
含砂率(桩孔顶、中、底取样的平均值)：≤2％
孔底沉渣厚度：满足规范和设计要求
胶体率(桩孔顶、中、底取样的平均值)：>95%
4、泥浆制备
开钻前，先在泥浆贮备箱和护筒内贮备足够量的匀质“海水＋膨润土＋外加剂”、且满足技术指标要求的新鲜泥浆。泥浆贮备箱和未开钻的护筒内泥浆的制备采用空压机压缩空气搅拌成浆，即在泥浆贮备箱和未开钻的护筒内按一定比例加入海水、膨润土和外加剂，用空压机高压气体进行搅拌；钻孔护筒内泥浆，钻机就位后通过钻头的转动搅拌海水、膨润土、外加剂等混合物制造泥浆，并通过气举反循环调配泥浆使上、下层泥浆均匀。
制备新浆的搅拌方法、搅拌时间和新浆的预置时间对膨润土中粘土颗粒的膨化影响很大。按照泥浆配比参数，在护筒和泥浆箱内逐渐按量加入海水、膨润土和外加剂，边添加边用空压机压缩空气搅拌；搅拌时间的控制，以目测均匀或提取的样品中粘土颗粒分散均匀为宜；搅拌好的新浆必须预置24小时后，检查各项指标合格方可投入使用。
本海域为海上独立平台施工。距离岸边较远，淡水资源缺乏，桩基施工工期较长，在实际钻孔过程中，可充分利用粘土、亚粘土层，并加入适量的化学外加剂(纯碱、PAC等)钻进造浆。对不同地层的钻进施工中，循环泥浆比重在1.08～1.3g/cm3、粘度18～23s、泥皮厚度小于2mm、含砂率小于2%，钻进过程中每4小时和每一地层抽检比重、粘度、含砂率及PH值不少于一次，全面掌握孔内泥浆性能的变化情况是否在设计试验的泥浆指标范围内，以便及时调整，同时通过泥浆面观察孔壁的稳定情况，保证孔壁的安全。
作者简介：肖可生（1957.1），男（汉），浙江宁波人，浙江省岩土基础公司项目技术负责、工程师，长期从事桩基施工。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。