CN104671635A - 用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法 - Google Patents

用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，包括：对含水率高于一阈值的废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离，得到分离后的水和沉淀泥浆；将分离后的水直接排放或再利用；对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良；将改良后的沉淀泥浆外运丢弃或再利用。本发明首先对含水率高于50％的废弃泥浆添加絮凝剂，将废弃泥浆进行泥、水的分离，将分离后的水直接排放或工程再利用之后，对分离后的沉淀泥浆添加改良剂，经改良后的沉淀泥浆可直接通过土方车(土方车运输费用低于槽罐车)外运，或直接作为工程路基、回填土等再利用。经本发明处理后的废弃泥浆，其体积大大减小，降低了施工外运成本，并且将废弃泥浆转化为工程再利用资源。

Description

用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法
技术领域
本发明涉及一种钻孔灌注桩施工领域，尤其涉及一种用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法。
背景技术
在建设领域的一些市政公用、公路、隧道、桥梁、建筑等工程中，凡涉及到钻孔灌注桩施工，均会产生大量的废弃泥浆。目前废弃泥浆主要通过泥浆灌车进行外运丢弃；或在施工现场配置大型脱水设备，将泥浆采用物理机械作用脱水处理后外运丢弃。
但是，采用泥浆罐车进行外运丢弃存在以下缺点：
1.未对废弃土、泥浆、淤泥进行资源化再利用；
2.施工成本高；
在施工现场配置大型脱水设备，将泥浆采用物理机械作用脱水处理后外运丢弃也存在以下缺点：
1.未对废弃土、泥浆、淤泥进行资源化再利用；
2.施工成本高；
3.采用改良处理的施工效率不高；
4.占用大量施工场地；
5.施工现场噪音大。
因此，无论是采用通过泥浆灌车进行外运丢弃的方式、或是采用在施工现场配置大型脱水设备，将泥浆采用物理机械作用脱水处理后外运丢弃的方式来处理地下工程产生的废弃土、泥浆及软弱地基的淤泥，都会造成：一方面废弃泥浆的外运处理成本较高，另一方面废弃泥浆的排放对环境造成不良影响的后果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低施工外运成本、将废弃泥浆转化为工程再利用资源的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法。
为实现上述技术效果，本发明公开了一种用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，包括：
对含水率高于一阈值的废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离，得到分离后的水和沉淀泥浆；
将分离后的水直接排放或工程再利用；
对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良；
将改良后的沉淀泥浆外运丢弃或工程再利用。
本发明进一步的改进在于，对含水率高于50％的废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离。
本发明进一步的改进在于，对废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离前还包括：
测试得到废弃泥浆的指标；
根据测试得到的废弃泥浆的指标、絮凝剂的指标、以及经絮凝剂改良后的废弃泥浆的指标确定絮凝剂与废弃泥浆的掺入比。
本发明进一步的改进在于，对废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离包括：
确定废弃泥浆体积，对所述废弃泥浆进行稀释；
于所述稀释后的废弃泥浆中加入1#絮凝剂，进行搅拌，所述1#絮凝剂的组分包含聚丙烯酰胺；
于经所述1#絮凝剂处理后的废弃泥浆中加入2#絮凝剂，进行搅拌，所述2#絮凝剂的组分包含聚合氯化铝。
本发明进一步的改进在于，于所述稀释后的废弃泥浆中加入1#絮凝剂包括：
将1#絮凝剂原装粉剂稀释至1‰浓度；
按6％掺入比将稀释后的1#絮凝剂加入稀释后的废弃泥浆中。
本发明进一步的改进在于，于经所述1#絮凝剂处理后的废弃泥浆中加入2#絮凝剂包括：
将2#絮凝剂原装粉剂稀释至3％浓度；
按3％掺入比将稀释后的2#絮凝剂加入经1#絮凝剂处理后的废弃泥浆中。
本发明进一步的改进在于，对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良包括：
将改良剂覆盖于沉淀泥浆表面；
对改良剂覆盖区域内的沉淀泥浆进行搅拌。
本发明进一步的改进在于，采用分层搅拌的方式对改良剂覆盖区域内的沉淀泥浆进行搅拌，搅拌结束后，取适量改良后的沉淀泥浆进行含水量、流动性指标测定。
本发明进一步的改进在于，所述改良剂与所述沉淀泥浆的掺入比为15.8％。
本发明进一步的改进在于，所述改良剂的组分包含二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、硫酸钙、氧化镁。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
1、本发明利用装配了搅拌式挖斗的挖机对废弃泥浆进行改良处理施工，使用的设备比较少，场地占用面积较小，便于施工；
2、本发明通过对含水率高于一阈值的废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离，能够快速地改变废弃泥浆的原状泥水的形态，使泥水从液态或半液态，转变为一种可塑状态或者固态；
3、使用本发明处理后的最终土方排放量小于废弃泥水的排放量，有节能减排、循环利用的功效；
4、现场改良后形成的干土，可以在场内需要用土的地方，就地利用，或者在场外很多需要干土的地方加以利用，例如：建材制砖厂可生产用于市政工程中的砌筑窨井施工、人行道路、建筑大楼周边道路等地表面铺设彩砖，用于坑洞回填、路基材料、江河湖堤的围岩筑坝工程，经过再次专业处理，甚至可以用于园林绿化改造用土的场合等；
5、环保意义：废弃土重新改良再应用，在国际发达国家已经成为一种社会常态体系在运作，是响应政府节能减排的有效措施和手段，其普及和应用是国际化施工企业的重要特征；
6、经济价值：在运输成本不变的情况下，节约了泥水废弃、外运的费用，转而投入废弃泥水改良、再利用工序的环节中，并产生一定的效益，从经济学角度分析，单个项目的经济收效不明显，而如果能集群统筹多个建筑工程项目，合理调配供需，经济收效显著。
附图说明
图1是本发明用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法的流程图。
图2是本发明用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法的一较佳实施例的施工流程图。
图3是本发明对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良的施工流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
目前钻孔灌注桩施工废弃泥浆均是通过槽灌车进行外运排放处理，一方面废弃泥浆的外运处理成本较高，另一方面废弃泥浆的排放对环境造成了不良影响。
参阅图1所示，本发明的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法主要通过两道工序，首先对含水率高于50％的废弃泥浆添加絮凝剂，将废弃泥浆进行泥、水的分离，得到分离后的水和沉淀泥浆，将分离后的水直接排放或工程再利用之后，对分离后的沉淀泥浆添加改良剂，经改良后的沉淀泥浆可直接通过土方车(土方车运输费用低于槽罐车)外运，或直接作为工程路基、回填土等再利用。
经本发明处理后的废弃泥浆，其体积大大减小，降低了施工外运成本，并且将废弃泥浆转化为工程再利用资源。
配合图2所示，根据施工实际情况及工况特点，采用本发明的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法对某工程钻孔灌注桩施工废弃泥浆进行处理再利用的整体工艺流程进行制定规划，主要包括如下步骤：
1、废弃泥浆分离处理场地及体积的确定，以10m3、70％含水率的废弃泥浆为例。
同时，预先测试现场废弃泥浆的指标；
并根据测试得到的废弃泥浆的指标、絮凝剂的指标、以及经絮凝剂改良后的废弃泥浆的指标确定絮凝剂与废弃泥浆的掺入比。
2、加水稀释废弃泥浆，因为废弃泥浆较“厚”、较粘稠，进行一定比例的稀释能够提高絮凝剂的絮凝效果，通常废弃泥浆要稀释到含水率80％左右，稀释方法可以采用抽取地下水、河流水或工业自来水等10m3，加入10m3废弃泥浆中，利用挖机进行搅拌均匀，混合后废弃泥浆体积变为20m3；
3、根据上述预先确定的絮凝剂与废弃泥浆的掺入比与稀释后废弃泥浆的体积(20m3)确定絮凝剂的掺入量，而后根据该掺入量依次采用1#絮凝剂与2#絮凝剂对稀释后的废弃泥浆进行泥、水分离，具体包括：
将1#絮凝剂原装粉剂加工业自来水稀释至1‰浓度的1#絮凝剂，按6％掺入比将1#絮凝剂加入稀释后的废弃泥浆，利用挖机充分搅拌后静置10min，其中，1#絮凝剂原状粉剂参数指标如下表1所示：
表1 1#絮凝剂原状粉剂参数指标
将2#絮凝剂原状粉剂加工业自来水稀释至3％浓度的2#絮凝剂，按3％掺入比将2#絮凝剂加入经1#絮凝剂处理后的废弃泥浆，利用挖机充分搅拌后静置10min，其中，2#絮凝剂原状粉剂参数指标如下表2所示：
表2 2#絮凝剂原状粉剂参数指标
4、采用小型潜水泵抽完经处理后废弃泥浆的上层清水，直接排放至城市污水管道，或排至工程施工水池，可循环利用，而留下的沉淀泥浆待下一步处理。
5、利用装配了搅拌式挖斗的挖机对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良处理施工，该改良剂为DF剂，DF剂为水泥系固化材料，化学组分为：二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3)、硫酸钙(CaSO4)、氧化镁(MgO)，该改良剂参数指标如下表3所示：
表3 改良剂参数指标
结合图3所示，对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良处理的具体实施步骤如下：
1)将改良剂悬挂于挖机挖斗上；
2)利用挖机将改良剂悬吊至待改良沉淀泥浆上方；
3)操作人员将改良剂的包装袋下封口撕开；
4)挖机将改良剂悬吊至沉淀泥浆的改良区域，反复抖动挖机挖斗，将改良剂均匀散落至改良区域，覆盖于沉淀泥浆表面，改良剂掺入比为15.8％；
5)卸下挖机挖斗上的改良剂包装袋(避免混入改良土中)；
6)利用搅拌式挖斗将改良剂散落区域内沉淀泥浆反复充分搅拌
7)搅拌结束后，取适量改良后的沉淀泥浆进行含水量、流动性指标测定；
8)若沉淀泥浆堆积层较厚，则采用分层搅拌，重复上述1)～7)操作。
本发明采用的搅拌式挖斗由挖斗、挖斗内部搅拌装置、挖斗侧向链条传动装置及料斗上部液压马达等组成；它可直接安装在HITACHI EX200型挖掘机上，利用挖机上的液压系统，将液压系统中的两根液压油管与搅拌式挖斗油马达相连，操作挖机上的液压控制手柄，使挖斗内部油马达运转，通过链条传动装置使挖斗内部搅拌装置工作；通过搅拌叶的回转使挖斗内的废弃土、泥浆、淤泥等与添加剂材料混合搅拌后对土体进行改良。
工作参数：根据HITACHI EX200挖掘机的构造及使用参数，确定了本发明的搅拌式挖掘斗的外形安装尺寸及主要技术参数，如下：
1)全高：1561mm
2)全宽：900mm
3)全长：1196mm
4)油泵额定压力：20MPa
5)油泵最高压力：31.5MPa
6)液压马达型号：1QJM32-1.0
7)液压马达排量：1.06L/rev
8)液压马达转速范围：2－250r/min(最大使用流量265L/min)
9)液压马达额定扭矩：3138N.m
10)链轮传动比：2.47
11)搅拌叶片直径：700mm
12)搅拌叶片转速：由控制挖掘斗的液压泵的流量确定，本挖掘机的流量为120L/min，则，120÷1.06÷2.47＝45.8r/min
13)搅拌叶片额定扭矩：3138N.m×2.47＝7751N.m
14)经验系数：2.2
15)挖掘斗容量：0.5m3
16)总重量：1250Kg
本发明的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法利用装配了搅拌式挖斗的挖机对废弃泥浆进行改良处理施工，使用的设备比较少，场地占用面积较小，便于施工，并且适用于对含水率高于50％以上的钻孔灌注桩施工的废弃泥浆的处理；通过对废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离，能够快速地改变废弃泥浆的原状泥水的形态，使泥水从液态或半液态，转变为一种可塑状态或者固态；使用本发明处理后的最终土方排放量小于废弃泥水的排放量，有节能减排、循环利用的功效。
现场改良后形成的干土，可以在场内需要用土的地方，就地利用，或者在场外很多需要干土的地方加以利用，例如：建材制砖厂可生产用于市政工程中的砌筑窨井施工、人行道路、建筑大楼周边道路等地表面铺设彩砖，用于坑洞回填、路基材料、江河湖堤的围岩筑坝工程，经过再次专业处理，甚至可以用于园林绿化改造用土的场合等；
环保意义：废弃土重新改良再应用，在国际发达国家已经成为一种社会常态体系在运作，是响应政府节能减排的有效措施和手段，其普及和应用是国际化施工企业的重要特征；
经济价值：在运输成本不变的情况下，节约了泥水废弃、外运的费用，转而投入废弃泥水改良、再利用工序的环节中，并产生一定的效益，从经济学角度分析，单个项目的经济收效不明显，而如果能集群统筹多个建筑工程项目，合理调配供需，经济收效显著。

Claims (10)

1.一种用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于，包括：
对含水率高于一阈值的废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离，得到分离后的水和沉淀泥浆；
将分离后的水直接排放或工程再利用；
对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良；
将改良后的沉淀泥浆外运丢弃或工程再利用。
2.如权利要求1所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于，对含水率高于50％的废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离。
3.如权利要求2所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于，对废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离前还包括：
测试得到废弃泥浆的指标；
根据测试得到的废弃泥浆的指标、絮凝剂的指标、以及经絮凝剂改良后的废弃泥浆的指标确定絮凝剂与废弃泥浆的掺入比。
4.如权利要求3所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于，对废弃泥浆添加絮凝剂进行泥、水分离包括：
确定废弃泥浆体积，对所述废弃泥浆进行稀释；
于所述稀释后的废弃泥浆中加入1#絮凝剂，进行搅拌，所述1#絮凝剂的组分包含聚丙烯酰胺；
于经所述1#絮凝剂处理后的废弃泥浆中加入2#絮凝剂，进行搅拌，所述2#絮凝剂的组分包含聚合氯化铝。
5.如权利要求4所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于，于所述稀释后的废弃泥浆中加入1#絮凝剂包括：
将1#絮凝剂原装粉剂稀释至1‰浓度；
按6％掺入比将稀释后的1#絮凝剂加入稀释后的废弃泥浆中。
6.如权利要求5所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于，于经所述1#絮凝剂处理后的废弃泥浆中加入2#絮凝剂包括：
将2#絮凝剂原装粉剂稀释至3％浓度；
按3％掺入比将稀释后的2#絮凝剂加入经1#絮凝剂处理后的废弃泥浆中。
7.如权利要求1～6中任一项所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于，对分离后的沉淀泥浆添加改良剂进行改良包括：
将改良剂覆盖于沉淀泥浆表面；
对改良剂覆盖区域内的沉淀泥浆进行搅拌。
8.如权利要求7所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于：采用分层搅拌的方式对改良剂覆盖区域内的沉淀泥浆进行搅拌，搅拌结束后，取适量改良后的沉淀泥浆进行含水量、流动性指标测定。
9.如权利要求8所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于：所述改良剂与所述沉淀泥浆的掺入比为15.8％。
10.如权利要求9所述的用于处理钻孔灌注桩施工废弃泥浆的施工方法，其特征在于：所述改良剂的组分包含二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、硫酸钙、氧化镁。
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