作者简介：王越（1995—），女，硕士，从事公路工程管理事情。;
0 弁言对付地质条件较为分外的地区，桥梁构造必须通过终年夜钻孔贯注桩根本将上部荷载通报至地基岩土体，桩根本施工期间成孔工艺是影响和决定桩基承载能力的关键成分。成孔质量除受到环境条件、地形地质等客不雅观缘故原由影响外，别的成分均与泥浆体系有关，也便是说，泥浆质量的好坏及泥浆体系效率直接决定着终年夜钻孔贯注桩根本的施工质量和成桥质量。
聚丙烯酰胺低固相泥浆（Partially hydrolyzed poly⁃acrylamide,PHP）是在膨润土基浆中掺加PHP胶系统编制成的触变性好、比重轻、固相低、黏度高，成孔后泥皮较薄、失落水量小、难分散的泥浆[1]。该泥浆黏度大，在静置情形下呈胶凝状，悬浮浸染大，能有效阻挡钻屑下沉；而当钻头旋转钻进且泥浆流动时，黏度降落，流动性增加，利于钻进。这种泥浆由于失落水率低，所形成的泥皮厚度一样平常不超过1mm；此外，还能使钻孔后泥浆中不同粒径的钻屑快速絮凝为大体积沉渣后通过净化妆置打消，利于泥浆净化、循环回用。结合工程实践，PHP泥浆因采取膨润土材料，其造浆率比普通黏土赶过5倍之多，再结合泥浆循环系统，可使回收率达到60%以上，且循环处理后的PHP泥浆pH值在8以上，基本对环境和周围土壤无毒无害，节能环保。
2 PHP泥浆的运用2.1 工程概况某独塔空间扭索面跨河斜拉桥设计跨径30m+150m+150m+30m，斜拉索按照空间曲面形式支配，主塔设计高度194m，采取32根直径2.5m、长80m的钻孔贯注桩群桩根本，该桥梁立面支配情形详见图1。3#墩施工区域表层垃圾回填层以下的岩土性子为：第一层为砂性土层，分为疏松～稍密状粉砂层、稍密或软塑状粉砂夹亚黏土层和稍密～中密状中压缩粉砂层三个亚层；第二层为流塑～软塑状高压缩亚黏土层；第三层上部为稍密～中密状细粉砂层，下部为密实状粉细砂层。在试桩期间采取普通泥浆施工，普遍存在成孔效率不高、塌孔严重等问题，且根据检测结果，桩侧泥皮和桩底沉渣较厚，桩基承载力也不知足设计。为办理以上问题，优化成孔效果和质量，在二期试桩过程中用PHP泥浆代替了普通泥浆。
图1 桥梁立面支配（单位：m) 下载原图
2.2 泥浆制备PHP泥浆制备紧张以聚丙烯酰胺、膨润土、纯碱和氢氧化钠等为原材料。个中，泥浆胶体质紧张由膨润土构成，膨润土又分为钠质和钙质两种类型，钠质膨润土泥皮薄、造浆率高、稳定性好；钙质膨润土价格低廉，性能略差，必须通过加强合营比设计提升性能。为担保泥浆胶体率，必须选择胶体率在96%以上、含砂率0.3%以内的钻孔用而非铸造用膨润土材料。掺加纯碱的浸染在于增加泥浆pH值，提升泥浆黏度，还有助于分散黏土颗粒，增大泥浆表面负电荷，更好地吸附带正电荷的钻屑，提升钻屑悬浮效果[2]。该桥梁钻孔贯注桩PHP泥浆制备时将纯碱掺量掌握在泥浆体积的0.3%～0.5%。聚丙烯酰胺的掺加能增强浆液触变性、高黏度、低固相等性能，掺量应为浆液体积的0.003%。
同时制备不含PHP的普通泥浆和PHP泥浆两种浆液，前者作为基浆，紧张由膨润土、纯碱和水拌和制成。制备期间，应先在制浆池中安装高压水泵，通过自吸、反喷等多次循环操作和高速搅拌，将水和膨润土稠浊制成泥浆胶体。拌和用水应事前辈行水质检讨，不得包含有害物质。待膨润土颗粒充分分散在水中后，按合营比掺加纯碱，以调节和优化浆液黏度、比重及pH值。制备好的基浆浆液黏度为20～22Pa·s，比重小于1.03kg/m3，含砂率小于0.3%,pH值为9～10，胶体率大于98%，失落水率小于20mL/30min，剪切力为2～4Pa。
该桥梁钻孔贯注桩施工中PHP泥浆拌和用水为HCO3-～Ca2+型水质，pH值在8.0～8.4之间，按照水∶膨润土∶纯碱=303∶18.2∶1的质量比制备基浆；PHP浆液制备时，水解型聚丙烯酰胺∶氢氧化钠∶水=10∶1∶600。按照0.6kg/m3的比例在基浆中掺加PHP浆液制成新浆。在制备PHP泥浆时，应提前将聚丙烯酰胺溶解于氢氧化钠溶液中水解，水解过程中溶液浓度和聚丙烯酰胺掺量均通过试验确定。水解过程中应充分搅拌稠浊，使聚丙烯酰胺全部分散于溶液中，此后静置48～72h便形成PHP胶体。将该胶体按比例加入基浆中形成PHP泥浆，掺加量根据失落水率和黏度哀求确定[3]。根据试验，该桥梁钻孔贯注桩施工中所用PHP泥浆中PHP胶体掺加量为0.4～0.6kg/m3。制备成的PHP泥浆黏度为26～35Pa·s，比重小于1.04kg/m3，含砂率小于0.3%,pH值为10～12，胶体率100%，剪切力为4～6Pa。
钻孔贯注桩钻进施工过程中，各个阶段不同类型泥浆性能掌握标准详细见表1。
表1 泥浆性能掌握标准 下载原图
2.3 泥浆循环
泥浆循环掌握直接关系着成孔质量，该桥梁钻孔贯注桩施工中的PHP泥浆循环采取沉淀法和机器净化法结合的办法，泥浆循环系统的构造构成详细见图2，包括ZX250型泥浆净化机、循环沉淀池、基浆池、絮凝池、造浆筒、维浆池、新浆筒、150NPL250-15型离心式液下砂石泵等部分。该循环系统中PHP浆液浓度、黏度、pH值和含砂率等参数均可调节，泥浆可复用。泥浆池长20m、宽12.5m、高2.0m，设计容量500m3，由于该桥梁工程桥址处施工区域内表层为垃圾回填区，故应在泥浆池底平铺20cm厚的黏土层，再加铺彩条布隔离层，避免漏浆。
图2 泥浆循环系统 下载原图
在以上循环过程中，砂石泵的紧张浸染是将钻进施工期间带钻屑泥浆泵入泥浆净化机，同时将维浆池内PHP泥浆流入钻孔。泵入净化机内的泥浆钻屑含量一样平常在3%～4%，钻屑中粒径在0.075mm以上的颗粒可直接被泥浆净化机打消，而粒径在0.075mm以下的颗粒会随着浆液流入沉淀池中沉淀。考虑到沉淀效果和工效，沉淀池按照数个隔仓设计，为泥浆供应数条流动路径，泥浆经由沉淀后流入絮凝池，絮凝池内浆液的浓度和酸碱度通过调节基浆池内基浆指标进行掌握。基浆池中基浆的补充紧张通过造浆筒实现，浓度和酸碱度等参数均应知足设计哀求，并通过掺加纯碱和膨润土进行调度。从絮凝池流入维浆池中的浆液，失落水率及黏度等根本性能指标已经无法知足钻进施工哀求，必须按照设计比掺加PHP泥浆，以使其性能知足钻进施工哀求。
结合类似工程施工履历，影响泥浆黏度的紧张是pH值，常日当泥浆pH值为10时黏度低于22Pa·s，而当pH值升高至12时，泥浆黏度可增加至30Pa·s以上。该工程施工过程中通过在基浆池中掺加纯碱及调节氢氧化钠浓度以调节泥浆pH值。
2.4 钻孔施工根据工程履历，PHP泥浆循环对付反循环钻进较为适用，在钻进开始后必须轻压慢转，进入正常钻进阶段后应掌握黏土层施工进尺，每完成一个钻进回次后必须及时扫孔。在正常钻进和钻杆提升、拆除时均应及时补充浆液，将护筒内外水头差掌握在2.0m以上，以确保孔壁构造稳定。加接钻杆的过程中必须停钻，并将钻具提升至间隔孔底20cm且泥浆持续循环至少5min，以便将孔底沉渣和管道内钻屑全部排出后加接钻杆。钻孔期间排渣均应通过反循环办法进行，每个班次至少丈量泥浆性能两次，根据丈量结果进行泥浆指标调度；待钻进至设计标高时，应按照钻杆加接过程进行处理，无须停钻。终孔后还应进行末了一次清孔和检孔，结束后应在孔底按照5cm深度注入新浆，同时插入进出浆管，借助循环系统使孔内泥浆持续循环流动，终极使孔壁泥皮厚度和孔底沉渣均符合设计哀求。
2.5 清孔在利用反循环办法清孔前应实测孔内沉渣厚度，该桥梁终年夜直径钻孔桩清孔前实测孔底沉渣厚2.3～3.1m，含砂率附近10%，为此，必须二次清孔。为提高清孔效率，必须在实测、网络试验数据及比拟剖析的根本上，对换浆过程中PHP泥浆性能指标进行调度优化。详细而言，借助泥浆分离器掌握浆液比重，并掺加羧甲基纤维素以提升浆液黏度，优化后的PHP泥浆相对密度应为1.05～1.09g/cm3，黏度为18～23Pa·s，含砂率小于0.5%,pH值8～10，胶体率大于98%。
结合该桥梁钻孔贯注桩设计长度、泥浆泵流量及现场清孔试验，为进行清孔过程中泥浆技能性能比较剖析，应将初次检测韶光掌握在清孔后60min，在泥浆性能初次检测后至实测且知足贯注施工哀求的过程中，必须按照60min韶光间隔进行钻孔内泥浆含砂率检测，并根据PHP泥浆初始性能和优化后性能的比较，绘制清孔韶光与泥浆含砂率关系曲线[4]，详细见图3。由图可知，在二次清孔过程中孔内泥浆含砂率起初随着清孔韶光的延长而快速增大，待持续清孔3～4h达到峰值后随即变得缓和。初始二次清孔泥浆abc曲线上峰值ab段曲线比随后的bc段陡峭，缘故原由在于钻孔内悬浮状钻屑在起初开始清孔时大量落下且并未完备沉入孔底，造成含砂率较高；清孔3～4h后随着悬浮状钻屑基本降落完毕，会逐渐被清孔泥浆裹覆带走，同时更换孔内泥浆，含砂率持续降落并趋于稳定。二次清孔泥浆性能优化调度后，对应的含砂率曲线a'b'c'的变动趋势比abc曲线更加缓和，对钻屑沉渣的裹覆量更大，清孔效果更优。
图3 清孔韶光和孔内泥浆含砂率关系曲线 下载原图
3 结语综上所述，桥梁终年夜直径钻孔贯注桩成孔工艺是直接影响桥梁承载力的关键成分。案例桥梁试桩期间所进行的泥浆性能试验结果表明，PHP泥浆性能优于普通泥浆，利用该泥浆能显著提升钻进效率和成孔质量；该泥浆循环系统对应的旧浆液回收率可达60%以上，经济性和环保性十分优胜；经泥浆循环系统处理后的弃浆为中性，险些不对周围环境造成不利影响。该桥梁工程成孔检测、清孔效率及成桩后桩基的完全性检测结果表明，PHP泥浆胶体率高，护壁效果好，工效高，回用率高，节能环保，可在此类终年夜钻孔贯注桩工程中推广运用。
参考文献[1] 魏金明.深水大直径桩基施工中泥浆及循环系统的设计与利用[J].铁道建筑，2018,58(9):31-33,113.
[2] 梁建军，张凯.饱和液化砂层中钻孔贯注桩泥浆合营比的选定[J].筑路机器与施工机器化，2018, 35(5):46-49.
[3] 施文红.关于在深厚砂性土层钻孔桩中运用PHP泥浆的技能推广运用小结[J].中国住宅举动步伐，2017(9):78-79.
[4] 文沛，吴冬冬.粉土、砂砾石综合地质层大直径超长钻孔桩优质PHP泥浆的配制及运用[J].天下桥梁，2017,45(5):17-21.
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