鐘仕林 張?jiān)?丁靜

鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中被廣泛應(yīng)用。當(dāng)然,在我國鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)及施工水平也得到了長足的發(fā)展。

但是鉆孔灌注樁使用的泥漿如何處理一直是工程界面臨的一個(gè)難題。目前常用的方法是泥漿現(xiàn)場排放和罐裝車外運(yùn)。如果在施工現(xiàn)場直接將泥漿排放,會(huì)造成對周邊環(huán)境的污染,用環(huán)衛(wèi)車外運(yùn)的處理方式,成本較高,外運(yùn)的泥漿放置也需要占用土地,浪費(fèi)有限的土地資源。因此,本文以某廠房工程為例提出建立泥漿循環(huán)使用的方法來處理現(xiàn)場的泥漿和鉆孔、清洗機(jī)具設(shè)備的用水問題。

1 工程概況

某廠房工程有直徑800 mm的樁132根,樁長范圍在22 m～27 m之間,初步估算樁孔壓實(shí)土方量約為1 300 m3,鉆孔過程中需加水開鉆,泥漿總量接近15 000 m3。

2 泥漿外運(yùn)處理方案

在場內(nèi)較低空地處開挖一坑,根據(jù)樁位布置情況合理組織開挖溝槽,用于鉆孔泥漿的集中。在場外購地,用于廢棄泥漿的傾倒堆積,然后采用污水罐車外運(yùn)鉆孔泥漿。

3 場內(nèi)泥漿循環(huán)處理方案

在場內(nèi)選擇設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)對泥漿進(jìn)行處理。泥漿循環(huán)系統(tǒng)由容量約3 500 m3的泥漿循環(huán)池、沉淀池、循環(huán)槽、泥漿泵等設(shè)施設(shè)備組成,并設(shè)有排水、清洗、排廢等設(shè)施。泥漿循環(huán)槽根據(jù)流向設(shè)計(jì)為1∶200坡度。成孔過程中應(yīng)經(jīng)常疏通泥漿循環(huán)槽,定期清理泥漿循環(huán)池、沉淀池(見圖1,圖2)。泥漿采用明礬進(jìn)行離析,使水與泥漿分離,上層清水可用于循環(huán)鉆孔使用,沉淀的泥漿用石灰進(jìn)行處理,待泥漿成堆狀時(shí)用挖掘機(jī)將其挖起,在場內(nèi)選擇空地進(jìn)行晾曬,晾曬后可供以后土方回填使用。

4 方案比較

4.1 技術(shù)比較

4.1.1 泥漿外運(yùn)方案

泥漿外運(yùn)方案技術(shù)上簡單方便,不存在較大的技術(shù)難點(diǎn)。

4.1.2 泥漿循環(huán)處理方案

場內(nèi)泥漿循環(huán)需要合理設(shè)計(jì)泥漿循環(huán)系統(tǒng),泥漿處理主要利用明礬的凈水能力。

明礬的化學(xué)式:KAl(SO4)2·12H2O,它的原理是明礬在水中可以電離出兩種金屬離子:

KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-

而Al3+很容易水解,生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3:

Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+(可逆)

Al(OH)3膠體的吸附能力很強(qiáng),可以吸附水里懸浮的雜質(zhì),并形成沉淀,使水澄清。所以,明礬是一種較好的凈水劑,能夠用于泥漿的凈水處理,起到分離泥漿和清水的作用(見圖3)。但是實(shí)際處理泥漿時(shí),明礬,石灰的用量需要經(jīng)過試驗(yàn)分析才能最終得到合理的明礬、石灰用量。經(jīng)過試驗(yàn)分析,明礬用量為15 kg/m3,石灰用量為20 kg/m3。

經(jīng)過比較分析,泥漿循環(huán)處理方案技術(shù)要求比泥漿外運(yùn)方案更高,但經(jīng)過努力,能夠?qū)崿F(xiàn)泥漿的循環(huán)處理。

4.2 經(jīng)濟(jì)比較

4.2.1 泥漿外運(yùn)方案

泥漿外運(yùn)方案涉及的經(jīng)費(fèi)主要包括場地購置費(fèi)、泥漿運(yùn)輸費(fèi)和失地農(nóng)民社保費(fèi)。

1)土地購置費(fèi)。初步計(jì)算泥漿量為15 000 m3,按泥漿堆積深度1 m計(jì),需要征地15 000 m3,折合面積22.5畝。按每畝單價(jià)30萬元,則堆放泥漿所需土地購置費(fèi)用為:22.5×30=675萬元。2)泥漿運(yùn)輸費(fèi)。暫時(shí)考慮罐車運(yùn)輸距離為30 km,罐車運(yùn)輸單價(jià)為1.1元/(t·km),則泥漿運(yùn)輸費(fèi)用為:1.1×30×7 500=24.75萬元 。3)失地農(nóng)民社保費(fèi)。按每畝土地2人計(jì)算,每人每年社保費(fèi)按5 000元計(jì),社保費(fèi)繳費(fèi)時(shí)間按20年計(jì),則失地農(nóng)民社保費(fèi)為:

2×22.5×0.5×20=450萬元。

泥漿外運(yùn)方案所需費(fèi)用:

675+24.75+450=1 149.75萬元。

4.2.2 泥漿循環(huán)處理方案

泥漿循環(huán)處理方案涉及的費(fèi)用主要包括材料費(fèi),人工費(fèi)。

1)材料費(fèi)。明礬單位用量為15 kg/m3,單價(jià)為 0.12萬元/t,明礬總價(jià)為:

15×15 000/1 000×0.12=27萬元。

石灰單位用量為20 kg/m3,單價(jià)為0.055萬元/t,明礬總價(jià)為:

20×15 000/1 000×0.055=16.5萬元。

材料費(fèi)合計(jì):27+16.5=43.5萬元。

2)人工費(fèi)。按照西南油氣田造價(jià)定額,處理泥漿人工費(fèi)為260元/m3,則人工費(fèi)為:15 000×0.026=390萬元。

泥漿循環(huán)處理方案所需費(fèi)用:43.5+390=433.5萬元。

經(jīng)過比較分析,泥漿循環(huán)處理方案明顯低于泥漿外運(yùn)方案,經(jīng)濟(jì)上更為可行。

4.3 環(huán)保比較

4.3.1 泥漿外運(yùn)方案

1)泥漿外運(yùn)方案需要征用土地,與國家保護(hù)耕地的政策抵觸,深度為1 m的泥漿堆放后,很長時(shí)間都不能固化,土地不能用于種植和開發(fā),浪費(fèi)國家土地資源。2)遇夏天雨季時(shí),可能會(huì)造成泥漿外流,對周邊土地資源及水體造成污染。3)采用泥漿外運(yùn),需要大量的清水供鉆孔樁使用,消耗大量的水資源。

4.3.2 泥漿循環(huán)處理方案

泥漿循環(huán)處理后,澄清的水供鉆孔循環(huán)使用,節(jié)約了水資源。泥漿沉淀后經(jīng)過固化處理,可供工程使用,也可與腐殖土混合用于種花,既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

經(jīng)過比較分析,在安全環(huán)保方面,泥漿循環(huán)處理方案明顯優(yōu)于泥漿外運(yùn)方案。

5 結(jié)語

經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保方面的分析和比較,可看出采用泥漿循環(huán)處理方案,節(jié)約了鉆孔用水、泥漿處理費(fèi)用和土地資源,采用該方案進(jìn)行泥漿處理能夠取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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[2] 王 波.淺析泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁后注漿工藝的機(jī)理與應(yīng)用[J].上海地質(zhì),2009(2):34-40.

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