桩基施工泥浆固化处理新技术

工程项目概况

工程位于上海市虹口区市区范围内，是一项多功能(休 闲娱乐、餐饮、商场购物等)建筑群建设项目。工程总占地 面积为26 144 m2，总建筑面积超过1l 900m2，分地上与地下两 部分。在建筑施工设计过程中，工程项目桩基施工设计采用 钻孔灌注桩法进行实践操作，应用“两墙合一”的地下连续 墙进行基坑围护…。 工程项目桩基施工中，选用的桩基型号为直径600mm桩， 数量约为1300根，由于孔的深度大致为33m，因此，在桩基 施工中其钻孔工作量相对较大，大致为11 440m3；桩基施工工 程的成槽挖掘工作量大致10060 m3；工程桩基施工中所产生的 废弃泥浆量与钻孔深度、钻孔直径、钻孔处理方式等存在一 定的关联性。 根据工程施工要求，桩基施工中产生的泥浆量相对较大， 加强桩基施工泥浆固化处理力度至关重要。

工程桩基施工废弃泥浆基本性质与固化处理新技术

根据工程所在地理位置，由施工现场地质勘察可知，该 地区地质为典型海相沉积地层，主要以淤泥质粘土、粘土、 粉砂为主。 同时，根据钻孔灌注桩施工要求可知，钻孔灌注桩施工 的泥浆通常由细粘土、水(或油)、添加剂(石灰、石膏、纯 碱、聚丙烯酞胺等)按照一定比例混合而成。因此，工程施工中所产生的废弃泥浆虽然污染成分相对单一，但是泥浆的 稳定性相对较强，很难在自然沉淀中进行泥水分离，采用传 统自然沉淀法进行泥浆固化处理，沉淀池所需面积相对较大， 管理难度、后期恢复难度系数高。 对此，在本工程施工中，为提升废弃泥浆处理质量与效率， 构建泥浆再生处理体系，通过布置泥浆净化储存池，应用沉 淀(采用重力沉淀法将桩基施工泥浆存在钻渣进行沉淀)、过滤(利用20目的振动筛将泥浆中的砂与粘土进行分离；利用 旋流除砂器对振动筛处理后的泥浆进行进一步处理，在离心 力作用下实现沉淀排渣)等方法进行泥浆分离与净化。并在 此基础上根据实际情况，应用再生调制技术(通过应用碳酸 钠与碳酸氢钠分散剂处理粘度高，泥皮形成性弱的泥浆；通过 应用膨润土、CMC增粘剂处理粘度小、稳定性差的泥浆；通 过应用膨润土、200目重晶石粉处理相对密度小的泥浆)使泥 浆密度、粘度、含沙率、胶体率等达到桩基施工泥浆应用指 标要求，实现地下连续墙槽段中泥浆的再利用。此 外，在对桩基施工废弃泥浆进行处理时，借鉴污水处理中的 污泥脱水原理，在桩基施工废弃泥浆中加入高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺)凝聚与沉淀泥浆颗粒，并利用水土分离专用机械设备(离心机)，对废弃泥浆进行脱水与干化处理，实现泥 浆分离水的回收利用，与干化后泥浆的科学处理。 本工程所应用的高分子絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺； 根据施工现场日常生的废弃泥浆数量，选择泥浆固化处理能 力在13～38m3／ll的离心机进行实践操作；部分废弃泥浆利用槽 罐车向外输送处理。

桩基施工泥浆固化处理新技术在工程中应用

桩基施工泥浆固化处理新技术工艺流程

由桩基施工泥浆固化处理新技术原理可知，本工程项目 中所构建的泥浆固化处理系统主要由泥浆泵送系统、泥水分 离系统、泥浆处理添加剂配置与输送系统、渣土处理系统、 泥浆废水处理与收回利用系统等共同组成。

桩基施工泥浆固化各系统工艺流程

泥浆泵送系统工艺流程 在桩基施工泥浆固化处理过程中，需根据泥水分离系统 实际需求，科学设计与选配泥浆泵送系统。本工程泥浆泵送 系统中为满足泥浆流量需求，必将泥浆流量过大或过小对整 个系统产生不利影响(如系统堵塞、泥浆泵损耗严重等)，通 过配置“三通”回流阀门，用以科学调整泥浆流量，使泥浆 在压力作用下，输送到泥水分离系统中。

泥水分离系统工艺流程

泥水分离系统是桩基施工泥浆固化处理过程中的重要组成部分，主要由泥浆水土分离专用设备与配套电控装置共同 组成。其中水土分离专用设备主要选用性能相对较好的离心 机进行泥浆“固液分离”。 系统在运行过程中，离心机在双电机双变频管控下，其 转鼓、螺旋式推料装置进行高速站东，并在差速装置的调节下， 形成5~30r／min的转速差，产生离心力。 泥浆在离心力的作用下，实现固相颗粒与水之间的有效 分离，其中固相颗粒沉积在转鼓内侧的器壁上，并在螺旋片 叶的作用下挂落，并经由排渣口排除。而从泥浆中分离出的 水则经由排水口排出。 此外，经由成槽排出的泥浆进入到处理装置中，进行泥 浆净化。在此过程汇总，当成槽排出的泥浆含砂率满足泥浆 性能指标要求时，可直接进行到沉淀池进行沉淀；当成槽排 出的泥浆含砂率不满足泥浆性能指标要求时，则需要通过加 药系统进行加药处理，直到泥浆满足性能指标需求后，排入 沉淀槽进行沉淀。 与此同时，将加药处理后产生的渣土，利用运输车排放 到制订地点。值得注意的是，在泥浆溢流沉淀过程中国，需 对泥浆量进行科学控制，当泥浆量超出废弃泥浆池容量时， 需将多余的泥浆利用密封槽罐车运输到指定废弃泥浆处理场 进行处理；当泥浆量无法满足实际需求时，则可进行人工造 浆进行补浆处理。

泥浆处理添加剂配置与输送系统工艺流程

(1)泥浆处理添加剂配置与输送系统运行过程中，应保 证泥浆处理添加剂为国家认证且符合环境保护要求的无害添 加剂。

(2)在添加剂应用之前，需对添加剂特征具有全面、系统、 准确的掌握，如本工程所选用的阴离子聚丙烯酰胺为白色颗 粒状，具有水溶性，通常情况下当溶解搅拌时间达到0.5～l h时， 可实现泥浆颗粒凝聚与沉淀作用的发挥。通常情况下，阴离 子聚丙烯酰胺的掺量需控制在l‰~2‰，而在本工程实践操作 中发现，当利用回收的泥浆分离水进行添加剂配制时，可有 效降低阴离子聚丙烯酰胺的掺量(约20％)。与此同时，为提 升处理质量与效果，配置2套并联装置，实现泥浆处理添加剂 配置与输送系统的交替使用。

渣土处理系统工艺流程

渣土处理系统主要功能在于实现处理后泥浆土体的排出、 输送、处理。通常情况下，水土分离后排出的渣土可经由传 送带直接传送到制订堆积位置，或指定空白处，并利用挖掘机、 铲车、运输车等设备，将渣土进行外运处理。

泥浆废水收回利用系统工艺流程

泥浆废水回收利用系统侧重于对水土分离后经由排水口 溢流出水进行处理与利用，即利用蓄水箱进行分离水回收，基 于水性质检验，根据检验情况进行分离水再处里。在此过程中， 当分离水符合回收利用标准时，可直接利用；当分离水中尚 残留阴离子聚丙烯酰胺成分时，可应用回收水拌制添加剂进 行处理，降低阴离子聚丙烯酰胺掺量。从而实现桩基施工过 程中水资源的有效节约。

桩基施工泥浆固化处理新技术应用效果

桩基施工泥浆固化处理新技术的应用，可有效提升地下 连续墙施工泥浆利用率，减少连续墙50％的泥浆与桩基施工10％的泥浆。与此同时，经过处理后的钻进泥浆，其质量得 到大幅度提升，泥浆性能达到指标要求，促进钻孔桩施工质 量的提升。 此外，桩基施工泥浆固化处理新技术的应用相对于传统 泥浆固化处理而言，其经济效益相对明显。例如，依据传统 泥浆处理方案，进行预算，其费用约为320万，而应用桩基施 工泥浆固化处理新技术，泥浆处理实际费用为278万，明显小于320万，预算费用降低14％左右。 同时，桩基施工泥浆固化处理新技术中的泥浆再生与净 化处理，可有效降低桩基工程施工中，钻孔泥浆使用费用， 实现桩基工程施工中材料与水资源的节约，实现工程项目建 设施工经济效益与社会效益的协同发展。

结论

总而言之，桩基施工废弃泥浆的不科学处理，不仅对施 工现场及其周边环境造成污染，也会在一定程度上影响施工 进度与施工安全。 因此，在当前注重建筑施工质量、安全、经济、品质一 体化发展，提倡建筑绿色发展的背景下，有必要加强工程项 目桩基施工废弃泥浆处理与管理力度，实现桩基施工泥浆固化处理新技术的开发，从而营造良好建设环境，促进我国建 筑事业健康优化发展。