一種聚合物和膨潤(rùn)土混合泥漿旋挖鉆孔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋挖鉆孔方法，特別是一種采用聚合物和膨潤(rùn)土混合泥漿護(hù)壁的旋挖鉆孔方法，屬于地基基礎(chǔ)施工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在中國西北沙漠邊緣地區(qū)的工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目中，建設(shè)場(chǎng)地的原始地貌多為大小各異的沙丘，地層主要為第四系全新統(tǒng)風(fēng)積砂土。建設(shè)場(chǎng)地整平后一般上部砂層較為疏松，中下部砂層很密實(shí)。在這些建設(shè)場(chǎng)地進(jìn)行旋挖鉆孔灌注粧施工時(shí)，可采用聚合物泥漿或膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝。由于沙漠地區(qū)氣候干燥、地下水埋深很大，采用聚合物泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺速度較快，但在上部疏松砂層中聚合物泥漿滲漏很快，單孔泥漿消耗量很大，施工成本急劇升高；采用膨潤(rùn)土泥漿施工時(shí)，上部砂層中泥漿滲漏明顯減小，但中下部密實(shí)砂層在鉆孔中形成“鐵板砂”，旋挖鉆進(jìn)時(shí)鉆頭在孔底“打滑”，回次進(jìn)尺僅5-15cm，單孔成孔時(shí)間很長(zhǎng)，施工效率降低導(dǎo)致施工綜合成本急劇升高。因此，尋找一種泥漿滲漏量低、旋挖鉆進(jìn)效率高，適用于無地下水、深厚砂層中旋挖鉆孔的施工方法，對(duì)保障施工進(jìn)度，提高工程質(zhì)量具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用聚合物和膨潤(rùn)土混合泥漿旋挖鉆孔方法，適用于無地下水、上部疏松、中下部很密實(shí)的深厚砂層地層條件下的旋挖鉆孔，解決聚合物泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)時(shí)泥漿滲漏嚴(yán)重，膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)時(shí)“鐵板砂”地層中進(jìn)尺緩慢的技術(shù)難題，提高鉆進(jìn)效率，降低施工成本。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是這樣的。一種利用聚合物和膨潤(rùn)土混合泥漿旋挖鉆孔方法，包括以下步驟:
(1)泥漿制備
聚合物泥漿和膨潤(rùn)土泥漿在兩個(gè)池內(nèi)分別制備，聚合物泥漿的漏斗黏度控制在30~36s，膨潤(rùn)土泥漿的比重控制在1.05，漏斗黏度17~18s，兩種泥漿的pH值控制在8~10 ；混合泥漿按以下體積比，聚合物泥漿:膨潤(rùn)土泥漿=1: (0.1-0.2)進(jìn)行混合；
(2)埋設(shè)護(hù)筒
按照常規(guī)方法埋設(shè)鋼護(hù)筒；
(3)向孔內(nèi)注入聚合物泥漿，開始鉆進(jìn)
(4)發(fā)生滲漏時(shí)向孔內(nèi)注入膨潤(rùn)土泥漿，繼續(xù)鉆進(jìn)
(5)鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高以上50cm?10cm處停鉆15~30min，再鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高；
(6)混合泥漿處理。
[0005]本發(fā)明是基于聚合物泥漿和膨潤(rùn)土泥漿在砂層中不同的護(hù)壁機(jī)理，利用聚合物泥漿中的長(zhǎng)鏈高分子侵入孔壁砂層內(nèi)一定深度，在砂粒間形成網(wǎng)狀吸附，保證孔壁穩(wěn)定，提高鐵板砂地層的可鉆性，利用膨潤(rùn)土泥漿失水后膨潤(rùn)土顆粒在孔壁形成薄而致密的泥皮，阻止混合泥漿向孔壁砂層內(nèi)的大量滲漏，既保證了鉆機(jī)進(jìn)尺速度，又降低了泥漿滲漏量。
[0006]本發(fā)明的旋挖鉆孔方法是旋挖鉆孔時(shí)以聚合物泥漿為主，膨潤(rùn)土泥漿做為堵漏劑使用，鉆孔時(shí)先向鉆孔內(nèi)注入聚合物泥楽，漏漿時(shí)再向鉆孔內(nèi)注入一定量的膨潤(rùn)土泥楽，利用旋挖鉆孔反復(fù)上提、下放鉆桿和鉆頭、鉆具需頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)的工藝特點(diǎn)，在孔內(nèi)將兩種泥漿混合均勻。
[0007]本發(fā)明所用聚合物泥漿采用的是市售地大華科、順邦、萘普頓等品牌聚合物泥漿材料制備，膨潤(rùn)土泥漿采用鈣基或鈉基膨潤(rùn)土制備。
[0008]本發(fā)明取得的有益效果如下:
與旋挖鉆機(jī)施工單獨(dú)采用聚合物泥漿或膨潤(rùn)土泥漿施工相比，具有進(jìn)尺速度快、泥漿滲漏量小的優(yōu)勢(shì)，可顯著降低施工綜合成本，可有效解決旋挖鉆機(jī)在無地下水、上部疏松、中下部很密實(shí)的深厚砂層地層條件下采用聚合物泥漿時(shí)滲漏量很大，采用膨潤(rùn)土泥漿時(shí)進(jìn)尺速度很慢的技術(shù)難題。
【附圖說明】
[0009]圖1是泥漿制備、供應(yīng)、回收、凈化系統(tǒng)布置圖。
[0010]圖中標(biāo)號(hào)代表的含義如下:
1、聚合物泥漿制備池 2、聚合物泥漿供應(yīng)池 3、混合泥漿凈化池 4、膨潤(rùn)土泥漿供應(yīng)池 5、膨潤(rùn)土泥漿制備池 6、膨潤(rùn)土泥漿供應(yīng)管路 7、混合泥漿回收管路 8、施工鉆孔9、聚合物泥漿供應(yīng)管路。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
[0012]某項(xiàng)目廠址位于毛烏素沙漠邊緣的中國陜西省榆林市，設(shè)計(jì)為旋挖鉆孔灌注粧，工程量約2800根，粧徑800mm，粧長(zhǎng)在17m~43m之間。場(chǎng)地細(xì)砂層分選好、土質(zhì)均勾，上部細(xì)砂層為中密~密實(shí)，中下部細(xì)砂層為密實(shí)狀態(tài)，粧端分別進(jìn)入③層和④層密實(shí)細(xì)砂層，場(chǎng)地穩(wěn)定地下水位埋深大于70米。采用本發(fā)明的旋挖鉆孔方法具體包括以下步驟:
⑴泥漿制備
參見圖1，聚合物泥漿和膨潤(rùn)土泥漿在兩個(gè)泥漿池1、5內(nèi)分別制備，制備時(shí)先調(diào)整攪拌用水的PH值為8~10，聚合物泥漿采用市售地大華科生產(chǎn)的聚合物泥漿材料制備，每立方米清水中加入聚合物泥漿材料450g，拌和均勻后形成的聚合物泥漿漏斗黏度值為30~36s。膨潤(rùn)土泥漿采用鈣基膨潤(rùn)土，每立方米水中加入膨潤(rùn)土 70kg，形成的膨潤(rùn)土泥漿比重約
1.05，漏斗黏度值17~18s，含砂率小于2%。
[0013]⑵埋設(shè)護(hù)筒
鋼護(hù)筒的長(zhǎng)度采用2.0m，直徑1000mm。鉆孔前利用旋挖鉆機(jī)在孔位處埋入鋼護(hù)筒，護(hù)筒四周用粘土封填密實(shí)。
[0014]⑶向孔內(nèi)注入聚合物泥漿，開始鉆進(jìn)
如圖1，用泥漿栗從聚合物泥漿供應(yīng)池2通過管路9向鉆孔8內(nèi)注入聚合物泥漿，泥漿面高度達(dá)到護(hù)筒出水口下30~50cm后開始鉆進(jìn)，每回次進(jìn)尺控制在50~70cm，保證鉆斗中充填滿泥砂，減少提鉆時(shí)鉆斗內(nèi)泥沙散落倒泥漿中。施工時(shí)要注意控制鉆具提起和下放速度，減少對(duì)孔壁的擾動(dòng)，保證孔壁穩(wěn)定。鉆頭提出后應(yīng)直接轉(zhuǎn)離孔口棄土，不要在孔口停留，避免鉆斗內(nèi)泥砂泄流到鉆孔內(nèi)。鉆進(jìn)過程中要注意觀察鉆孔內(nèi)聚合物泥漿的滲漏速度。
[0015]⑷發(fā)生滲漏時(shí)向孔內(nèi)注入膨潤(rùn)土泥漿，繼續(xù)鉆進(jìn)
發(fā)現(xiàn)滲漏時(shí)從膨潤(rùn)土泥漿供應(yīng)池4通過管路6向鉆孔8內(nèi)注入膨潤(rùn)土泥漿，膨潤(rùn)土泥漿的注入量按聚合物泥漿:膨潤(rùn)土泥漿=1:(0.1-0.2)體積比進(jìn)行控制，膨潤(rùn)土泥漿注入過多會(huì)在孔內(nèi)形成大量泥漿絮凝物沉淀到孔底，鉆頭打滑，影響鉆進(jìn)效率。
[0016]膨潤(rùn)土泥漿注入鉆孔8后會(huì)很快下沉到孔底，為保證兩種泥漿均勻混合，要減小回次進(jìn)尺至30~50cm，增加鉆頭在孔底的回轉(zhuǎn)時(shí)間，通過頻繁的提鉆、下鉆來保持兩種泥漿充分混合。3-5個(gè)回次后恢復(fù)正常進(jìn)尺速度。
[0017](5)鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高以上50cm?10cm處停鉆15~30min，再鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高以上50cm?10cm時(shí)，暫時(shí)停止鉆進(jìn)，使孔內(nèi)泥漿靜置15~30min，
混合泥漿中的泥砂絮凝物沉淀到孔底后，繼續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高，目的是控制成孔后的孔底沉渣厚度，保證施工質(zhì)量。
[0018](6)混合泥漿處理
灌注混凝土?xí)r混合泥漿從鉆孔8排入混合泥漿凈化池3內(nèi)，此時(shí)混合泥漿中含有大量泥砂絮凝物，必須經(jīng)過處理才能重復(fù)利用。混合泥漿的處理采用沉淀凈化法，灌注回收的泥漿送入泥漿凈化池3內(nèi)靜置沉淀60-120min，將混合泥漿凈化池3上部的合格泥漿通過預(yù)留通道放入聚合物泥漿供應(yīng)池2內(nèi)，重復(fù)使用?；旌夏酀{凈化池3底部沉淀的泥砂絮凝物要定期清理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚合物和膨潤(rùn)土混合泥漿旋挖鉆孔方法，其特征在于包括以下步驟: 泥漿制備 聚合物泥漿和膨潤(rùn)土泥漿在兩個(gè)泥漿池內(nèi)分別制備，聚合物泥漿的漏斗黏度控制在30~36s，膨潤(rùn)土泥漿的比重控制在1.05，漏斗黏度17~18s，兩種泥漿的pH值控制在8~10 ；埋設(shè)護(hù)筒 按照常規(guī)方法埋設(shè)鋼護(hù)筒； 向孔內(nèi)注入聚合物泥漿，開始鉆進(jìn)； 發(fā)生滲漏時(shí)向孔內(nèi)注入膨潤(rùn)土泥漿，繼續(xù)鉆進(jìn)； 鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高以上50cm?10cm處時(shí)停鉆15~30min，再鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高； (6)混合泥漿處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋挖鉆孔方法，其特征在于混合泥漿按以下體積比，聚合物泥漿:膨潤(rùn)土泥漿=1:(0.1-0.2)進(jìn)行混合，利用旋挖鉆孔反復(fù)上提、下放鉆桿和鉆頭、鉆具頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)，在孔內(nèi)將兩種泥漿混合均勻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物和膨潤(rùn)土混合泥漿旋挖鉆孔方法。包括：（1）在兩個(gè)池內(nèi)分別制備聚合物泥漿和膨潤(rùn)土泥漿，聚合物泥漿的漏斗黏度控制在30-36s，膨潤(rùn)土泥漿的比重控制在1.05，兩種泥漿的pH值控制在8-10；（2）按照常規(guī)方法埋設(shè)鋼護(hù)筒；（3）向孔內(nèi)注入聚合物泥漿，開始鉆進(jìn)；（4）發(fā)生滲漏時(shí)向孔內(nèi)注入膨潤(rùn)土泥漿，繼續(xù)鉆進(jìn)；（5）鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高以上50cm～100cm處停鉆15-30min，再鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高；（6）混合泥漿處理。本發(fā)明具有進(jìn)尺速度快、泥漿滲漏量小的優(yōu)勢(shì)，可顯著降低施工綜合成本，有效解決了旋挖鉆機(jī)在無地下水、上部疏松、中下部很密實(shí)的深厚砂層地層條件下采用聚合物泥漿時(shí)滲漏量大，采用膨潤(rùn)土泥漿時(shí)進(jìn)尺速度緩慢的技術(shù)難題。
【IPC分類】E02D5/38
【公開號(hào)】CN105133582
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510588197
【發(fā)明人】胡建敏, 王國輝, 李友東, 陳軍紅, 張樹楹, 谷習(xí)光
【申請(qǐng)人】河北建設(shè)勘察研究院有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月16日