專利名稱：一種適用于季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于旋挖法鉆孔灌注樁技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿。
背景技術(shù)：
我國凍土面積約占國土面積的75%左右。賀蘭山至哀牢山一線以西的廣大地區(qū)，以及此線以東，秦嶺至淮河一線以北的地區(qū)主要為季節(jié)性凍土，約占國土面積的52.6%。中國西部的廣大地區(qū)主要為季節(jié)性凍土覆蓋的地區(qū)，冬季初期，地表溫度下降到0°C以下，表土開始凍結(jié)，溫度繼續(xù)降低，凍層向下加厚。到了春天，溫度逐漸升到0°C以上，凍土層從上下兩面逐漸融化，最后全部解凍。其地層主要為粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土，部分區(qū)域還有砂層、卵礫石層和基巖等。
鉆孔灌注樁技術(shù)于20世紀40年代首先在美國出現(xiàn)，目前已在世界各地得到廣泛應(yīng)用。旋挖鉆進技術(shù)是一種利用旋挖鉆機設(shè)備及其配套設(shè)備在各種地層上開挖成孔的技術(shù)，隨著國內(nèi)旋挖鉆機設(shè)備的研制成功和該技術(shù)在青藏鐵路旱橋結(jié)構(gòu)樁基施工中的大量采用，旋挖成孔工藝在中國得到了蓬勃發(fā)展。旋挖成孔工藝與地層的物理性質(zhì)息息相關(guān)，對粘聚力強的地層可使用干成孔工藝，否則須使用泥漿的靜水壓力平衡地層開挖產(chǎn)生的土壓力，從而盡可能避免孔壁發(fā)生塌落和頸縮。泥漿除靜水壓力作用外，還具有在孔壁上形成泥皮產(chǎn)生隔水效應(yīng)的特定，因而泥漿的性能在一定程度上決定了孔壁的穩(wěn)定性。目前，已有文獻和發(fā)明主要針對松撒砂石層開展泥漿配比研究，但還缺乏適合于西部季節(jié)性凍土地帶淤泥質(zhì)粉土、淤泥、粉質(zhì)粘土、粉土和粉質(zhì)粘土土層特性的旋挖鉆孔灌注樁成孔施工所需泥漿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的解決在季節(jié)性凍土地帶鉆孔灌注樁旋挖施工時孔壁塌落和頸縮的問題，提供一種利于孔壁穩(wěn)定的適用于季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿。本發(fā)明實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下
一種適用于季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿，該施工泥漿由水、膨潤土、羥丙基甲基纖維素、粘土和純堿組成；其中，膨潤土 羥丙基甲基纖維素粘土 純堿的質(zhì)量比為(100 105) :0. 0075: (95 100) :0. 7，所述施工泥漿的相對密度為I. 12 I. 2。所述施工泥漿的制備方法，包括如下步驟
(1)將羥丙基甲基纖維素溶解于水中，配制成質(zhì)量百分比濃度為I.5%的羥丙基甲基纖維素溶液；
(2)將純堿溶解于水中，配制成質(zhì)量百分比濃度為20%的純堿溶液；
(3)將膨潤土、羥丙基甲基纖維素溶液、粘土和純堿溶液依次加入水中，攪拌均勻，使泥漿相對密度達到I. 12 I. 2，即得到所述施工泥漿。所述施工泥漿適用季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁。
所述季節(jié)性凍土地帶地層從上到下依次為淤泥質(zhì)粉土、淤泥、粉質(zhì)粘土、粉土和粉質(zhì)粘土。本發(fā)明的施工泥漿在鉆孔灌注樁施工中的主要作用如下
1、平衡旋挖土層孔壁承受的土壓力
未施工時地層在自重作用下處于平衡狀態(tài)，當鉆孔灌注樁旋挖成孔時，由于部分土體被挖出，土層應(yīng)力在孔壁位置被釋放，周圍土體對孔壁形成擠壓力，當該力大于土層承受的極限應(yīng)力時就會造成孔壁土體的塌落。泥漿溶液具有靜水壓力，該壓力可抵消周圍土體對孔壁的壓力。本發(fā)明泥漿的密度在I. 12 I. 2，可有效平衡旋挖土層孔壁承受的土壓力；
2、泥皮水封固壁作用
泥漿中的細小粒子顆粒向孔壁周圍土層滲透，填充到孔壁周圍O 2米范圍內(nèi)，由于膠 體顆粒的滲透使得這部分土體的粘聚力有所增加，起到了固壁的作用。泥漿中固體顆粒附著在孔壁上形成一層泥皮，阻礙泥漿和土體中水分子的遷移，起到隔水膜的作用；
3、懸浮和攜帶鉆渣
旋挖過程中鉆渣不可避免，泥漿具有一定的粘度和凝膠強度，可以懸浮一定大小的鉆渣而不沉底，因而可以利用泥漿清孔，且制備容易，成本低廉。在旋挖鉆進過程中，應(yīng)根據(jù)泥漿的性能和地層情況，適量補充水和粘土，并每隔2小時對泥漿主要性能指標進行檢測。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。實施例I
將羥丙基甲基纖維素和水按照質(zhì)量比1:65. 6配制成質(zhì)量百分比濃度為I. 5%的羥丙基甲基纖維素溶液。將純堿和水按照質(zhì)量比1:4配制成質(zhì)量百分比濃度為20%的純堿溶液。再依次將IOOkg膨潤土、O. 5kg羥丙基甲基纖維素溶液、95kg粘土和3. 5kg純堿溶液加入I噸水中，充分攪拌I小時，至均勻，所得泥漿漿液在常溫下放置24小時后，進行性能指標檢測，與水的相對密度為I. 12、粘度每秒18滴。實施例2
將羥丙基甲基纖維素和水按照質(zhì)量比1:65. 6配制成質(zhì)量百分比濃度為I. 5%的羥丙基甲基纖維素溶液。將純堿和水按照質(zhì)量比1:4配制成質(zhì)量百分比濃度為20%的純堿溶液。再依次將105kg膨潤土、O. 5kg輕丙基甲基纖維素溶液、IOOkg粘土和3. 5kg純堿溶液加入I噸水中，充分攪拌I小時，至均勻，所得泥漿漿液在常溫下放置24小時后，進行性能指標檢測，與水的相對密度為I. 14、粘度每秒21滴。實施例3
將羥丙基甲基纖維素和水按照質(zhì)量比1:65. 6配制成質(zhì)量百分比濃度為I. 5%的羥丙基甲基纖維素溶液。將純堿和水按照質(zhì)量比1:4配制成質(zhì)量百分比濃度為20%的純堿溶液。再依次將105kg膨潤土、O. 5kg輕丙基甲基纖維素溶液、IOOkg粘土和3. 5kg純堿溶液加入950Kg水中，充分攪拌I小時，至均勻，所得泥漿漿液在常溫下放置24小時后，進行性能指標檢測，與水的相對密度為I. 2、粘度每秒23滴。本發(fā)明施工泥漿的主要性能指標如下
權(quán)利要求
1.一種適用于季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿，其特征在于所述施工泥漿由水、膨潤土、羥丙基甲基纖維素、粘土和純堿組成；其中，膨潤土 羥丙基甲基纖維素粘土 純堿的質(zhì)量比為(100 105) :0. 0075: (95 100) :0. 7，所述施工泥漿的相對密度為I. 12 I. 2。
2.權(quán)利要求I所述施工泥漿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)將羥丙基甲基纖維素溶解于水中，配制成質(zhì)量百分比濃度為I.5%的羥丙基甲基纖維素溶液； (2)將純堿溶解于水中，配制成質(zhì)量百分比濃度為20%的純堿溶液； (3)將膨潤土、羥丙基甲基纖維素溶液、粘土和純堿溶液依次加入水中，攪拌均勻，使泥漿相對密度達到I. 12 I. 2，即得到所述施工泥漿。
3.權(quán)利要求I所述施工泥漿的應(yīng)用，其特征在于所述施工泥漿用于季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述施工泥漿的應(yīng)用，其特征在于所述季節(jié)性凍土地帶地層從上到下依次為淤泥質(zhì)粉土、淤泥、粉質(zhì)粘土、粉土和粉質(zhì)粘土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于季節(jié)性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿，該施工泥漿由水、膨潤土、羥丙基甲基纖維素、粘土和純堿組成；其中，膨潤土:羥丙基甲基纖維素:粘土:純堿的質(zhì)量比為(100～105):0.0075:(95～100):0.7，所述施工泥漿的相對密度為1.12～1.2。本發(fā)明泥漿在孔壁上形成的泥皮薄、隔水效果好，泥漿靜水壓力可有效平衡旋挖土層孔壁承受的土壓力，滿足孔壁穩(wěn)定需求，該泥漿還能懸浮和攜帶鉆渣，可用于清孔，且制備容易，成本低廉。
文檔編號C04B26/28GK102898073SQ20121039199
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者吳亞平, 段志東, 嚴培武 申請人:蘭州交通大學