本發(fā)明涉及護壁泥漿的
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地指一種適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
：樁基工程成孔作業(yè)中，國內(nèi)常采用旋挖鉆進行施工，具有功率大、效率高、施工靈活等特點。針對不同地質(zhì)情況，施工時應采用不同的施工工法。當樁基處于松散、較易坍塌地層，或處于地下水位下的地層時，施工時必須采用濕式旋挖工法，使用護壁泥漿進行護壁，起到保持孔壁穩(wěn)定、防止坍塌、清孔并排除鉆渣等作用。然而，施工過程中，多數(shù)工程常采用相同配比的護壁泥漿進行灌注，不會針對土層性質(zhì)的不同進行合理的修正。對不同地質(zhì)條件，配比不當會導致泥漿性能指標不滿足要求，降低成孔質(zhì)量，拖延施工進度。普通的膨潤土基泥漿成分簡單、功能單一、分散性較差，難以滿足不同地層的施工要求，尤其是在厚砂層地質(zhì)，不能很好地形成泥膜，容易造成塌孔埋鉆，且清孔速度過慢，泥漿含砂率高。此外，工程中往往忽略泥漿配置的經(jīng)濟性，原料成本高，造成不必要的浪費。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是要提供一種適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿及其制備方法，該護壁泥漿的泥漿成分多樣、功能全面、分散性好，能滿足不同地層的施工要求，尤其是在厚砂層地質(zhì)，泥漿稠度高，在泥漿表面形成泥膜保護膠體和水分，防止孔壁剝落，循環(huán)過程中攜渣效果好，能較快降低泥漿內(nèi)含砂率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土5-15份、純堿1-3份、羧甲基纖維素0.4-1.2份、聚丙烯酰胺0.003-0.006份、植物膠0.0001-0.0003份、聚苯乙烯磺酸鈉0.0001-0.0002份。作為優(yōu)選方案地，所述的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土8-10份、純堿1.5-2份、羧甲基纖維素0.6-1份、聚丙烯酰胺0.004-0.005份、植物膠0.0001-0.0002份、聚苯乙烯磺酸鈉0.0001-0.0002份。作為最佳方案地，所述的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土9份、純堿1.8份、羧甲基纖維素0.8份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物膠0.0002份、聚苯乙烯磺酸鈉0.00015份。進一步地，所述植物膠為田菁膠、瓜爾膠、香豆膠中的一種或者多種。進一步地，所述黃粘土中含有蒙脫石，所述蒙脫石占黃粘土總質(zhì)量的質(zhì)量百分數(shù)為50-60％。本發(fā)明的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿的制備方法，包括如下步驟：按質(zhì)量份數(shù)配方把黃粘土粉碎投入套管，使用鉆斗旋轉(zhuǎn)制漿，加入純堿攪拌至體系的pH為9-10，再依次加入羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、植物膠、聚苯乙烯磺酸鈉拌和均勻，攪拌成的漿料水化分解24-36h，即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：其一，本發(fā)明的膨潤土采用黃粘土作為主要的造漿原料。黃粘土含有大量的蒙脫石(質(zhì)量百分數(shù)為50-60％)，其粒徑較小、遇水易膨脹、粘性強、可塑性高、含砂量低，是一種天然的特殊粘土，工程中采用黃粘土，原料來源廣泛、極易取得，在保證樁基工程質(zhì)量的同時，能有效降低成本，經(jīng)濟性高，且利于環(huán)境保護，減少污染。其二，本發(fā)明采用羧甲基纖維素(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)、植物膠、聚苯乙烯磺酸鈉作為添加劑，其中羧甲基纖維素(CMC)吸水膨脹，形成黏膠狀液體，能夠增加稠度，在土層表面成膜，保護膠體和水分，防止孔壁剝落；聚炳烯酰胺(PAM)水解生成絮凝劑PHP(聚丙烯酰胺)，摻入少量就能極大地提高泥漿的粘性，從而攜渣、堵漏，大大提高泥漿的工作性能；植物膠遇水能溶脹水合形成高粘度的溶膠液，其粘度隨粉劑濃度增加而顯著增加，而且加入植物膠后的泥漿具有很好的流變性能，有利于孔壁穩(wěn)定；聚苯乙烯磺酸鈉是一種具有獨特作用的水溶性聚合物，大分子鏈上的磺酸基團，使其具有很強的浸潤分散作用。其三，本發(fā)明的配方中含有純堿，能夠增大泥漿的pH值；在強堿性環(huán)境中，粘土顆粒更易分解，泥漿的穩(wěn)定性、膠體率均有所提高，高品質(zhì)的護壁泥漿有效避免孔壁坍塌的現(xiàn)象，樁基施工后的樁孔孔徑、垂直度等數(shù)據(jù)均達到設計要求，確保成孔質(zhì)量和效率，保證高效有序施工。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例1：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)5份、純堿3份、羧甲基纖維素0.8份、聚丙烯酰胺0.003份、植物膠0.0001份(田菁膠0.00005g、瓜爾膠0.00005g)、聚苯乙烯磺酸鈉0.0001份。實施例2：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)15份、純堿3份、羧甲基纖維素0.8份、聚丙烯酰胺0.006份、植物膠0.0003份(田菁膠0.0001g、瓜爾膠0.0001g、香豆膠0.0001g)、聚苯乙烯磺酸鈉0.0002份。實施例3：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)15份、純堿1.8份、羧甲基纖維素0.8份、聚丙烯酰胺0.004份、植物膠0.0001份(田菁膠0.00005g、香豆膠0.00005g)、聚苯乙烯磺酸鈉0.0001份。實施例4：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)8份、純堿3份、羧甲基纖維素0.6份、聚丙烯酰胺0.005份、植物膠0.00025份(田菁膠0.00025份)、聚苯乙烯磺酸鈉0.0002份。實施例5：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)10份、純堿1份、羧甲基纖維素1.2份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物膠0.0002份(香豆膠0.0002份)、聚苯乙烯磺酸鈉0.0002份。實施例6：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)9份、純堿1.8份、羧甲基纖維素0.8份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物膠0.0002份(香豆膠0.00005份、瓜爾膠0.00005g、田菁膠0.0001份)、聚苯乙烯磺酸鈉0.00015份。實施例7：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)12份、純堿1.5份、羧甲基纖維素1.0份、聚丙烯酰胺0.005份、植物膠0.00015份(香豆膠0.00005份、田菁膠0.0001份)、聚苯乙烯磺酸鈉0.0001份。實施例8：本實施例的適用于厚砂層地質(zhì)旋挖鉆成孔的護壁泥漿，按照質(zhì)量份數(shù)由如下組分配制而成：水100份、黃粘土(含有質(zhì)量百分數(shù)為50-60％的蒙脫石)9份、純堿2份、羧甲基纖維素0.4份、聚丙烯酰胺0.0045份、植物膠0.0002份(香豆膠0.0001份、田菁膠0.0001份)、聚苯乙烯磺酸鈉0.00015份。實施例1～8的配方如表1所示：表1本發(fā)明制漿工藝流程為：黃粘土混合粉碎→開機制漿→加水→加入黃粘土→拌和→NaCO3→拌和→加入羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺、植物膠、聚苯乙烯磺酸鈉→拌和→指標檢驗→合格出漿。各個步驟具體操作如下：制漿前，應先把黃粘土打碎，便于制漿。制漿前要對水源的pH值進行測定，根據(jù)測定數(shù)據(jù)確定純堿NaCO3的添加量，以保證泥漿體系的pH值在9-10之間為準，從而減少pH值對泥漿性能的影響。制漿時，將粉碎的粘土投入套管，使用鉆斗旋轉(zhuǎn)制漿，同時按比例逐漸加入水，使粘土迅速、充分地水化分散。粘土分散后，先加入純堿拌和，再加入羧甲基纖維素(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)、植物膠、聚苯乙烯磺酸鈉拌和，保證泥漿中各材料拌和均勻。待粘土攪拌成泥漿后，經(jīng)試驗確定泥漿的配比、性能均滿足指標要求后，可進行旋挖鉆鉆孔。制漿時，應嚴格遵循以下要求：(1)嚴格按照配比拌制泥漿，拌制時間不應小于10min；拌制成的新漿須在泥漿池中水化分解24h后方可使用；新漿放置期間須用泥漿泵進行池內(nèi)循環(huán)。制備好的泥漿應不透明，膠結(jié)為一體，近距離觀測時可見細顆粒懸浮，長時間放置漿體表面會析出2-3cm厚的清水層，如受擾動，泥漿又成膠結(jié)狀。鉆孔灌注完成后，多余的泥漿用振動篩分離出固體顆粒后，排至沉淀池自然沉淀。最終，沉渣運至蒸發(fā)池自然脫水固化后，送至儲料場，方便二次利用。施工時應根據(jù)地層情況對泥漿配置進行調(diào)整：對粘質(zhì)土層，泥漿密度應適當取小值；對粉砂土層，泥漿密度應適當加大。使用時應考慮地層情況，及時調(diào)漿、補漿，避免影響施工質(zhì)量。另外，施工中應測定相對密度、粘度和含砂率3項指標，實現(xiàn)對泥漿性能的動態(tài)觀測。使用上述實施例1～8制備的護壁泥漿以及對比例1采用市售普通護壁泥漿在鉆孔施工成孔1小時后，檢測孔內(nèi)泥漿性能指標并進行統(tǒng)計如下表1所示：表1項目比重(g/cm2)粘度(pa.s)含砂率(％)沉渣厚度(m)實施例11.18411.70實施例21.19431.90實施例31.17401.80.1實施例41.14391.90實施例51.18421.80實施例61.16441.60實施例71.19411.90.1實施例81.17401.80對比例11.2352.20.4從表1可以看出，實施例1～8的粘度優(yōu)于對比例1，含砂率為1.6～1.9％，遠小于對比例1的含砂率3.5％，而且沉渣厚度幾乎為0，從而證明本發(fā)明制備的護壁泥漿更為均一穩(wěn)定，分散性更好，具有更優(yōu)越的攜砂能力。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，應當指出，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3