牛 潔 雯

(1.蘇州科技大學(xué)，江蘇 蘇州 215000； 2.中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215000)

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建筑泥漿處理技術(shù)在某工程中的應(yīng)用

牛 潔 雯1,2

(1.蘇州科技大學(xué)，江蘇 蘇州 215000； 2.中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 蘇州 215000)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了新型快速成孔泥漿分離系統(tǒng)的施工工藝原理及施工流程，闡述了該技術(shù)在樁基施工中的應(yīng)用及實(shí)施效果，指出該技術(shù)使樁基施工過程中產(chǎn)生的泥漿得到合理的運(yùn)用與處理，達(dá)到了節(jié)能、綠色、環(huán)保的要求。

樁基，灌注樁，快速成孔系統(tǒng)，泥漿處理技術(shù)

1 技術(shù)背景

雖然中國水資源總量較為豐富，但人均占有量不足，約為世界水平的1/4，水資源匱乏且分布不均，具體表現(xiàn)為東多西少、南多北少的特點(diǎn)。而在我們建筑領(lǐng)域，尤其是巖土工程施工用水量非常大，對于巖土工程中的灌注樁施工更為尤甚，據(jù)估算，灌注樁成孔1 m3需耗水3 m3，一根20 m長樁徑700 mm的常規(guī)工藝灌注樁需耗水23 m3，水資源耗用量極高。

隨著國家及地方政府大力提倡節(jié)能環(huán)保減排的相關(guān)政策及要求，限制泥漿排放的相關(guān)規(guī)定陸續(xù)出臺(tái)，紹興市已出臺(tái)《紹興市區(qū)建筑泥漿處置管理暫行辦法》以及與之相配套的《實(shí)施細(xì)則》；溫州市在2013年發(fā)布《溫州市區(qū)建筑泥漿處置管理辦法》，于2014年1月1日起實(shí)施；蘇州市的《蘇州市建筑泥漿處置管理暫行辦法》(討論稿)也一直在內(nèi)部醞釀中，可以預(yù)見的是，未來幾年內(nèi)，國家及地方政府將對建筑泥漿管控更加嚴(yán)格。

考慮到樁基施工，尤其是鉆孔灌注樁的施工，用水量大、泥漿排放多且浪費(fèi)嚴(yán)重等弊端，我司在樁基施工前，通過分析比較，策劃并應(yīng)用了新型快速成孔泥漿分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了灌注樁快速成孔及泥漿分離、減少泥漿排放、實(shí)現(xiàn)泥漿可回收利用、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。

2 傳統(tǒng)樁基施工泥漿處理技術(shù)概述

蘇州地區(qū)為軟土區(qū)域，樁基施工中常用樁型為泥漿護(hù)壁成孔鉆孔灌注樁，常用的成孔設(shè)備有以下幾種：潛水鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)等，其中回轉(zhuǎn)鉆機(jī)最為適用于蘇州地區(qū)。

目前蘇州市鉆孔灌注樁施工仍主要以原土造漿工藝為主，原土造漿(自然造漿)工藝泥漿的形成及處理過程主要通過以下幾個(gè)步驟：1)鉆頭鉆動(dòng)切削形成的土粒與水拌合形成泥漿；2)泥漿通過泥漿泵循環(huán)排放到泥漿池中；3)經(jīng)泥漿池沉淀后，上部密度小的泥漿可重復(fù)利用，下部密度較大的泥漿則用專用泥漿車運(yùn)輸至泥漿排放池進(jìn)行處理。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，灌注樁成孔量與用水量之比為1∶3，泥漿排放量大，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，廢泥漿在處理過程中，不僅對人力物力財(cái)力造成了損失，對排放地的環(huán)境也造成了污染，同時(shí)由于泥漿本身固結(jié)周期長，污染后的土地再開發(fā)利用周期長、費(fèi)用高。

3 泥漿處理技術(shù)的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益分析

近幾年，隨著泥漿處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，目前市場較為常見的處理方法為在廢棄泥漿中摻入高分子絮凝劑，使泥漿中的泥顆粒迅速凝聚、沉淀，再輔以水土分離設(shè)備將施工廢棄泥漿脫水、干化，達(dá)到泥水分離的效果。增加絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)是脫水效率高，降低含水率，但是缺點(diǎn)也顯而易見，絮凝劑為化學(xué)制劑，有低毒性，長期處理可能會(huì)導(dǎo)致泥土性質(zhì)轉(zhuǎn)變。

新型快速成孔泥漿分離系統(tǒng)采用了一種更為環(huán)保的泥漿處理技術(shù)，該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)機(jī)械化程度高，大大降低了人工工作量；2)加快了成孔的施工速度，成孔精度高、孔徑穩(wěn)定；3)泥漿脫水分離后可循環(huán)使用，現(xiàn)場文明施工度得到提高；4)泥漿外運(yùn)數(shù)量小，不僅減少了施工成本，且具有更加環(huán)保的社會(huì)效益。

3.1 快速成孔系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括大扭矩動(dòng)力裝置、大直徑空芯鉆桿、切土鉆頭、真空泵、大功率吸泥泵、排泥管、回漿管，整個(gè)系統(tǒng)通過大扭矩動(dòng)力裝置配合漿、泥分離系統(tǒng)使用。

首先，通過降低減速器提高輸出轉(zhuǎn)速，同時(shí)上部加壓，使主軸扭矩加大，與傳統(tǒng)鉆頭不同，該鉆頭采用長齒，結(jié)合大扭矩快速將土切成土條，然后利用大功率吸泥泵在鉆桿內(nèi)腔造成負(fù)壓產(chǎn)生的抽吸作用，在鉆桿內(nèi)連土條帶漿一起抽出孔外，然后進(jìn)行漿泥分離。

3.2 泥漿分離技術(shù)工藝原理

泥漿分離技術(shù)施工工藝見圖1。

3.2.1 漿渣分離器(一級分離)的工作原理

漿渣分離器連接于泥漿循環(huán)系統(tǒng)的泥漿管，為密封式腔體，該腔體設(shè)有進(jìn)漿口和出漿口，分別與進(jìn)漿管和出漿管連接，內(nèi)部設(shè)有過濾網(wǎng)，可作為第一步漿渣分離(見圖2)。

3.2.2 重力式漿泥分離系統(tǒng)(二級分離)的工作原理

該系統(tǒng)為一大型箱體，箱體內(nèi)設(shè)置有集漿箱、傳送帶和封閉漿泥收集腔，其工作流程為：漿液輸入→漿泥通過調(diào)節(jié)閥落入傳送帶→傳送帶上土渣提升、漿水落下→土渣收集→漿水回收、重復(fù)使用。該系統(tǒng)有效的解決漿水、漿渣分離的問題，使過濾后的漿水得以充分的循環(huán)利用，不僅大量減少了清水的再次輸入，也大大降低了泥漿排放量；經(jīng)傳送后的土渣可以直接裝入集土箱，減少施工污染，可更好地保護(hù)施工現(xiàn)場的環(huán)境，重力式泥漿系統(tǒng)工作原理見圖3。

3.2.3 立式泥漿存儲(chǔ)分離系統(tǒng)(三級分離)的工作原理

該系統(tǒng)由稀漿腔、收集腔以及濃漿腔三部分組成，各腔體之間由泥漿隔離裝置分隔，并且收集腔內(nèi)的上下泥漿隔離裝置之間連接有泥漿阻流裝置。漿液從進(jìn)漿口進(jìn)入，比重小的清漿由圓錐板頂部周邊的小孔流入上部腔體，最終由清漿出漿口流出，并繼續(xù)循環(huán)使用；比重大的濃漿，由圓錐板底部的孔洞落入下部腔體，濃漿到達(dá)濃漿腔后，由濃漿出漿口排出至廢漿排出管道。立式泥漿存儲(chǔ)分離系統(tǒng)見圖4。

3.2.4 泥漿分離技術(shù)實(shí)施效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

本工程位于上海浦東開發(fā)區(qū)，部分樁基采用鉆孔灌注樁，樁徑600 mm/700 mm，樁長39 m/33 m，約2 500根。舉例說明：鉆孔灌注樁樁徑600、樁長33 m，一根灌注樁鉆孔量約9.328 5 m3，按照傳統(tǒng)工藝出漿量約9.328 5×3.5=32.649 8 m3，其中土方9.328 5 m3，漿液23.321 3 m3；通過采用新技術(shù)泥漿分離實(shí)施過后，土體回收率約70%，漿液回收利用率約70%，則一根樁可回收土體約9.328 5×0.7=6.530 m3，可回收漿液9.328 5×0.3×3.5×0.7=6.856 m3，排出廢漿液9.328 5×0.3×3.5×0.3=2.939 m3，單根樁節(jié)約用水量約為23.321 3-9.328 5×0.3×(3.5-1)=16.325 m3，單根樁節(jié)約用水占比{23.321 3-9.328 5×0.3×(3.5-1)}/23.321 3=70%，單根樁排漿量減少(32.648 9-2.939)/32.648 9=91%。

由此可見，這項(xiàng)泥漿分離技術(shù)將傳統(tǒng)的泥漿排放轉(zhuǎn)換成渣土外運(yùn)，不僅成本節(jié)約，更重要的可以節(jié)約土地，減少泥漿攤鋪面積和厚度，為建筑行業(yè)的綠色環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展做出了一定的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語

目前，在整個(gè)建筑行業(yè)中綠色施工的重要性及關(guān)注度得到廣泛的提高，傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄泥漿，對環(huán)境造成了極大的破壞。針對此現(xiàn)象，本工程通過對新型快速成孔泥漿處理技術(shù)的研究和成功運(yùn)用，摸索出一套具有可操作性的泥漿減排技術(shù)，解決了目前樁基工程水資源浪費(fèi)和泥漿排放污染的問題，不僅為本工程創(chuàng)造了直接經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。

[1] 樓明浩,汪炎法,孔 奧.樁基施工泥漿固化處理新技術(shù)在某工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2015(12)：97-100.

[2] 張忠苗,房 凱，王智杰,等.泥漿零排放處理技術(shù)及分離土的工程特性研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011(9)：1456-1461.

The application of construction mud treatment technology in a engineering

Niu Jiewen1,2

(1.Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215000, China; 2.Zhongyifeng Construction Group Co., Ltd, Suzhou 215000, China)

Combining with the engineering example, this paper introduces the construction process and technological principle of new type rapid pore forming mud separation system, elaborated the application and implementation effect of the technology in pile foundation construction, pointed out this technology made the production mud in pile foundation construction process gained reasonable application and treatment, achieved energy saving, green, environmental protection requirements.

pile foundation, bored pile, rapid pore forming system, mud treatment technology

1009-6825(2017)12-0193-02

2017-02-18

牛潔雯(1984- )，女，在職工程碩士，工程師

X799.1

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