泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法

摘要

本发明公开了一种泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其包括以下步骤：S1.准备好配置材料，配置材料包括：水、膨润土和高分子聚合物；S2.调查过程地质情况和施工条件；S3.对泥浆进行取样实验，并确定泥浆的各项性能指标；S4.根据泥浆的各项性能指标组成若干个不同配比方案；S5.通过实验各个配比方案是否满足性能指标；S6.选出最佳配比方案，然后按照最佳配比方案将配置材料添加到钻孔当中形成护壁泥浆。本发明通过高分子聚合物吸附在膨润土颗粒表面，有利于晶格表面氢键的形成，还可形成网状结构，使得泥浆黏度增大，滤失量降低，使得泥浆的各种性能得到提高，不但配置方便，而且配置成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及钻孔灌注浆技术领域，尤其是一种泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法。

背景技术

对软弱地基、块石类等复杂地基上的桩基础，因采用干法成孔易产生塌孔、卡钻、埋钻等事故，为确保施工安全多采取泥浆护壁成孔施工工艺。对于整个建筑而言，桩基的承载能力直接决定了建筑的整体稳定性，而护壁泥浆的质量又很大程度上决定着桩基的质量。泥浆是一种主要由水、膨润土颗粒、黏性土颗粒以及外加剂组成的一种悬浊体系，一般来说，按照体积比计算水占70%~80%，固体颗粒占20%~30%，主要包括泥浆浓度、泥浆干固体有机含量、泥浆盐度、pH值、固体颗粒表面电位以及固体颗粒粒径分布等。在钻孔过程中，其成分和特性不断的发生变化，由于钻渣的混入，泥浆性质会逐渐变差，当不能满足使用要求就应当处理或者废弃。

因此，还有待于对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，旨在于解决现有的钻孔灌注桩的护壁泥浆配置不够方便，成本高，以及现有的护壁泥浆性能不够好的技术问题。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其包括以下步骤：

S1.准备好配置材料，配置材料包括：水、膨润土和高分子聚合物；

S2.调查过程地质情况和施工条件；

S3.对泥浆进行取样实验，并确定泥浆的各项性能指标；

S4.根据泥浆的各项性能指标组成若干个不同配比方案；

S5.通过实验各个配比方案是否满足性能指标；

S6.选出最佳配比方案，然后按照最佳配比方案将配置材料添加到钻孔当中形成护壁泥浆。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，所述高分子聚合物为0.1%的聚丙烯酸钠+0.4%的羧甲基淀粉。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，所述膨润土包括钠质膨润土和钙质膨润土。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，各项性能指标包括密度、粘度、含砂率和酸碱度。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，当地质情况和施工条件比较好时，采用含沙量的黄土或者粘土自然造浆，施工时发现粘土调制的泥浆不符合要求时，往泥浆中加入纯碱和氢氧化钠。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，当地质情况和施工条件较差时，使用性能较好的钙基膨润土调制泥浆，以每100L水中12-15kg的比例掺入到粗砂层中，然后在泥浆中添加0.8kg的羟甲基纤维素和0.3kg的纯碱。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，所述膨润土的用量为占用水量的5%-11%。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，当地质情况为粘土土层，膨润土用量为5%。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，在施工的过程中为了更好控制护壁泥浆的性能指标需要在相应的时间和位置对泥浆进行抽样测定，中取上部、中间、底部三个位置取样，测定泥浆的各项性能。

所述的泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其中，所述膨润土的主要成分是蒙脱石。

有益效果：本发明通过高分子聚合物吸附在膨润土颗粒表面，有利于晶格表面氢键的形成，还可形成网状结构，使得泥浆黏度增大，滤失量降低，使得泥浆的各种性能得到提高，不但配置方便，而且配置成本低。

附图说明

图1是本发明的步骤框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

在钻孔灌注桩的实际过程中对泥浆的要求有：保护孔壁的性能强，具有较低的虑失量和较好的护壁性；冷却性能好，避免在钻进过程烧损钻头；携带杂质性能强，减少沉渣清理费用，提高钻孔效率；有适当的润滑性，既有效降低钻杆与土层之间的摩擦阻力，又不会导致桩侧摩阻力降低过多。

如图1所示，本发明公开了一种泥浆护壁式钻孔灌注桩泥浆配制方法，其包括以下步骤：

S1.准备好配置材料，配置材料包括：水、膨润土和高分子聚合物；

S2.调查过程地质情况和施工条件；

S3.对泥浆进行取样实验，并确定泥浆的各项性能指标；

S4.根据泥浆的各项性能指标组成若干个不同配比方案；

S5.通过实验各个配比方案是否满足性能指标；

S6.选出最佳配比方案，然后按照最佳配比方案将配置材料添加到钻孔当中形成护壁泥浆。

本发明通过高分子聚合物，吸附在膨润土颗粒表面，这不仅有利于晶格表面氢键的形成，还可形成网状结构，使得泥浆黏度增大，滤失量降低。通过观察添加高聚物的膨润土前后微观形貌图，发现添加高分子聚物的膨润土颗粒形貌与膨润土原土没有明显差异，说明膨润土的晶体结构没有受到破坏。膨润土原土颗粒之间界限较为清晰，分散比较均匀，颗粒间无明显聚集；细粒分散均匀且分布紧密，部分细粒之间出现相互聚集的现象，也可观察到淡化边轮廓的蒙脱石细粒聚集在一起，这是因为高聚物长碳链链接在蒙脱石层端，在颗粒之间起到桥联作用，使得颗粒间作用力增强，颗粒间的链接形式不仅增强了泥浆体系的稳定强度，提高了泥浆体系的黏度，还有助于稳定泥浆体系中自由水的迁移，降低泥浆的滤失量。加入适量高分子聚合物会使泥浆的各种性能得到提高，因为高分子聚合物可吸附在膨润土颗粒表面。

采用添加高分子聚合物的造浆技术操作简便，不仅提高了钠化土的造浆性能，还在低成本的条件下，使得低品位膨润土变成一种优质泥浆土。这不仅充分利用了我国的低品位膨润土资源，提高我国膨润土资源的利用率，还为泥浆材料的工业化生产提供技术指导。

优选的是，所述高分子聚合物为0.1%的聚丙烯酸钠+0.4%的羧甲基淀粉。

当高分子聚合物为0.1%的聚丙烯酸钠+0.4%的羧甲基淀粉时，滤失量为14.5 mL，其他性能也均满足国标对泥浆土的要求。

优选的是，所述膨润土包括钠质膨润土和钙质膨润土。

优选的是，各项性能指标包括密度、粘度、含砂率和酸碱度。

优选的是，当地质情况和施工条件比较好时，采用含沙量的黄土或者粘土自然造浆，施工时发现粘土调制的泥浆不符合要求时，往泥浆中加入纯碱和氢氧化钠。

通过添加纯碱和氢氧化钠，使得泥浆性能指标明显提高。

优选的是，当地质情况和施工条件较差时，使用性能较好的钙基膨润土调制泥浆，以每100L水中12-15kg的比例掺入到粗砂层中，然后在泥浆中添加0.8kg的羟甲基纤维素和0.3kg的纯碱。

在泥浆中添加0.8kg的羟甲基纤维素和0.3kg的纯碱可以增强护壁效果；纤维素可以使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落，同时具有降低失水量的作用；纯碱可使泥浆的pH值增大到10左右，粘土颗粒易于分解，使泥浆的胶体率、稳定性得到全面提高，并降低失水量，增加黏度、保持流动性。

优选的是，所述膨润土的用量为占用水量的5%-11%。

优选的是，当地质情况为粘土土层，膨润土用量为5%。

优选的是，在施工的过程中为了更好控制护壁泥浆的性能指标需要在相应的时间和位置对泥浆进行抽样测定，中取上部、中间、底部三个位置取样，测定泥浆的各项性能。

通过抽样测定以便实时的了解泥浆的性能，保证泥浆的质量。对于新鲜泥浆，在搅拌泥浆达100立方米和放置24小时时，需取样测定泥浆的各个性能指标，包括密度、粘度、含砂率、酸碱度等指标。对于孔内的泥浆，需每隔一段时间深度进行检测，实际施工中取上部、中间、底部三个位置取样，测定泥浆的各项性能。在钢筋笼放入后，混凝土灌注前，在孔内泥浆的上中下三个位置取样进行测定。

优选的是，所述膨润土的主要成分是蒙脱石。

泥浆配制中用到的蒙脱石，它特定的层状结构使其具有离子交换性、吸附性和膨胀性；膨润土颗粒在静止的水介质中可分散成网状结构的凝胶，施加外力后流动性变好，这体现出优良的触变性，而膨润土作为钻井液基础配浆材料，发挥着增粘、降滤失等作用。

本发明通过高分子聚合物吸附在膨润土颗粒表面，有利于晶格表面氢键的形成，还可形成网状结构，使得泥浆黏度增大，滤失量降低，使得泥浆的各种性能得到提高，不但配置方便，而且配置成本低。采用添加高分子聚合物制备护壁泥浆满足了黏度增大滤失量降低的目的，确保了成桩质量，提高了钻孔效率，减少了沉渣清理费用。

以上是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本发明技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。