盧立海

(溫州浙南地質(zhì)工程有限公司, 浙江 溫州 325006)

新型PVC砂井結(jié)合藥劑真空處理工程廢漿的應(yīng)用研究

盧立海

(溫州浙南地質(zhì)工程有限公司, 浙江 溫州 325006)

針對(duì)溫州某工程高含水量廢棄泥漿，通過新型PVC砂井固結(jié)法，進(jìn)行了廢漿真空排水固液分離試驗(yàn)，試驗(yàn)中對(duì)顆粒組成、 真空度、排水量、排水速率及含水量進(jìn)行了測(cè)試。研究表明，新型PVC砂井可以減緩“泥皮”形成，提高排水速率，減緩淤堵。

PVC砂井；廢棄泥漿；藥劑；真空預(yù)壓

1 引 言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，鉆孔灌注樁施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的高含水量廢棄泥漿，若不經(jīng)處理直接排放會(huì)對(duì)河道或海洋環(huán)境造成污染，因此必須對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>

砂井固結(jié)作為一項(xiàng)原始的排水方式，在塑料排水板出現(xiàn)前，曾廣泛運(yùn)用于地基處理。近年來，國內(nèi)外眾多學(xué)者將真空預(yù)壓法應(yīng)用于高含水率河道疏浚淤泥、吹填土和工程廢漿的排水固結(jié)。對(duì)于高含水量淤泥(土)、廢漿，其在排水固結(jié)過程中，在普通排水板附近容易形成“泥皮”。這種“泥皮”含水率低，顆粒間排列緊密，且距排水板越近，排列越緊密。形成這種“泥皮”的原因主要有兩種，一是細(xì)小顆粒占比高，造成顆粒間空隙小。其次，普通排水板較薄，作用半徑較小，泥皮形成較快，很容易將排水板包裹。

2 模型試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)器材及步驟

圖1 排水通道示意圖

試驗(yàn)儀器主要包括真空泵、試驗(yàn)桶、氣液分離器、排水板、排水管、分壓器等。排水板在模型桶中間，排水管與錐形量瓶側(cè)面排水口連接，錐形瓶頂部與真空設(shè)備連接，用于傳導(dǎo)負(fù)壓，并安置真空表，實(shí)時(shí)監(jiān)控排水系統(tǒng)的密封性和真空度。真空設(shè)備開啟后，負(fù)壓經(jīng)以上設(shè)備傳入試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯?，從而進(jìn)行排水。水經(jīng)由排水板、排水管流入錐形瓶中計(jì)量，并完成氣液分離。將泥漿與藥劑攪拌均勻后放置入試驗(yàn)桶中，靜置48 h。在真空排水之前抽去上清液。在抽真空過程中對(duì)真空度、排水量進(jìn)行測(cè)試。 圖1為排水裝置模型圖。如圖1所示，PVC砂井由三部分組成，分別是PVC管、土工膜、管內(nèi)砂井，其中PVC管表面按梅花布置排水孔，管外安置土工膜，以起到固液分離的作用，同時(shí)在排水結(jié)束后，PVC管可以回收重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)可行。與傳統(tǒng)砂井固結(jié)不同的是，在排水過程中，管內(nèi)砂井僅僅起到排水介質(zhì)的作用，而不再作為固液分離工作面。

2.2 廢漿與試驗(yàn)藥劑

本試驗(yàn)?zāi)酀{取自溫州某鉆孔灌注樁工地，含水率180.8%，圖2為顆粒粒徑累計(jì)曲線，可見粘粒含量大于20%。本文所采用的藥劑為生石灰，表1為試驗(yàn)參數(shù)，列出了排水板類型和上清液體積，兩個(gè)試驗(yàn)中僅僅排水通道不同。

圖2 粒徑累計(jì)曲線

表1 試驗(yàn)參數(shù)

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果主要從真空度、排水量變化、含水率等方面定量分析不同排水板類型對(duì)泥漿排水效果的影響。

圖3為總真空度和土中真空度，其中土中真空度為距中心20 cm真空度。由圖3可知，在20 cm處，使用PVC砂井的試驗(yàn)桶真空度為使用普通排水板的試驗(yàn)桶真空度的8倍以上，前者的真空度傳達(dá)要比后者更好。圖4為普通排水板與新型PVC砂井不同的真空度傳遞方式。

圖3 真空度隨時(shí)間的變化

圖4 真空度傳遞示意圖

圖5為排水量隨時(shí)間的變化曲線，其中0時(shí)刻縱坐標(biāo)為上清液體積。從中可以看出，使用PVC砂井的試驗(yàn)桶總排水量要比使用普通排水板的實(shí)驗(yàn)桶出水量多30 L左右。

圖6為排水速率變化曲線，從中可以看出，在真空排水過程中，在前10 h，使用PVC砂井的試驗(yàn)桶的排水速率遠(yuǎn)高于使用普通排水板的實(shí)驗(yàn)桶的排水速率，最高達(dá)3倍以上。

圖5 排水量變化曲線

圖6 排水速率變化曲線

圖7為土樣的實(shí)測(cè)含水率。對(duì)于使用普通排水板的土樣來說，土體含水率隨著距中心的距離而出現(xiàn)大幅的增加，距中心10 cm以外的含水率即高于80%；對(duì)于使用PVC砂井的試驗(yàn)桶來說，土樣含水率隨著距中心的距離而增加，但增幅遠(yuǎn)低于使用普通排水板的試驗(yàn)桶，且在距中心20 cm以外的含水率才高于80%。據(jù)此，可以初步判斷，普通排水板的“作用半徑”小于10 cm，局限在排水板附近，而PVC砂井的“作用半徑”在20 cm左右。

圖7 實(shí)測(cè)含水率

3 結(jié) 語

使用普通排水板的試驗(yàn)桶排水較慢，且真空度傳達(dá)范圍較小，作用半徑局限在排水板附近。使用新型PVC砂井的試驗(yàn)桶排水較多，在實(shí)驗(yàn)前期排水速率大幅提高，且真空度傳達(dá)范圍較大，作用半徑可以提高為原來的2倍以上，處理后土樣含水率較低。該新型PVC砂井可回收重復(fù)利用，經(jīng)濟(jì)可行，值得推廣。PVC砂井可以有效提高排水速率，減緩淤堵。

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Application of Vacuum preloading with PVC Sand Drain in Waste Slurry Treatment

LU Li-hai

(Wenzhou zhenan geology engineering Co., LTD, Wenzhou 325006, China)

In Wenzhou, a high water content waste mud engineering, through the new PVC sand drain consolidation method, the waste slurry vacuum drainage solid-liquid separation test, test of particle composition, vacuum degree, displacement and drainage rate and moisture content were tested. Research shows that the new PVC can slow down the "slurry cake" form of sand drain, improve drainage rate, slow siltation.

waste slurry; flocculant; vacuum preloading; PVC sand drain

2016-05-12

TU

C

1008-3383(2017)02-0018-02