CN109796185B - 用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉 - Google Patents

用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉 Download PDF

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本发明公开用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成,所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1:0.5‑1:0.2‑0.5:0.1‑0.3:0.5‑1;适用于风化泥质砂岩且夹有沙层地质条件下旋挖钻孔施工,可以有效地减少孔底沉渣,能够起到护壁、防渗漏及团聚钻屑的作用。

Description

用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉
技术领域
本发明涉及公路施工技术领域。具体地说是用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉。
背景技术
内蒙古自治区省道311线杨树坝至明登段公路是包头市境内一条一级公路,全线大中小桥桩基设计为钻孔灌注桩,桩基类型为摩擦桩。全线桩基直径为1.2、1.5米,地质情况多为风化泥质砂岩且夹有沙层,不易固定,给钻孔灌注桩的护壁施工带来巨大困难。现有技术中常采用红黏土或膨润土进行护壁,但是红黏土或膨润土粘度差,固沙、护壁及团聚钻屑能力弱,成孔后以及下钢筋笼和下导管后,都需要对孔底残渣进行二次清孔,延长了工期,提高了成本。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于风化泥质砂岩且夹有沙层地质条件下旋挖钻孔施工的用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成,所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1:0.5-1:0.2-0.5:0.1-0.3:0.5-1。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH2CH2O)n-SO3Na,n=2或3,R是碳原子数为12-15烷基。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,所述固沙剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中,然后加入十二烷基苯磺酸钠,50-80℃加热搅拌;再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵,50-80℃加热搅拌;最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯,50-80℃加热搅拌至干,粉碎、过200目筛即得。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5-0.8:0.2-0.4:0.3-0.5:0.5-1:0.05-0.15:0.02-0.04。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,所述护壁剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠加入到密闭反应釜内,在80-90℃反应3-5小时,反应结束后将反应产物倒入到0-10℃的水中,过滤、干燥、粉碎,过200目筛即得。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸的质量比为1:1-2:0.5-1.5:5-10。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH2CH2O)n-H,n=5,R是碳原子数为7-9烷基。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1-1.5组成的混合物,磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,在公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中:将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池,用烧碱调节pH为8-10,即得可配制成可利尔泥浆,然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内;或者将可利尔泥浆粉、烧碱溶液与清水一起注入旋挖钻孔内,直接在旋挖钻孔内配制成pH为8-10的可利尔泥浆。
上述用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的地质条件为:风化泥质砂岩且夹有沙层;可利尔泥浆粉与水的质量比为40-60:1000。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果:
1.适用于风化泥质砂岩且夹有沙层地质条件下旋挖钻孔施工,旋挖钻孔成孔之后,孔底沉渣厚度不超过10cm,无须二次清孔即可下钢筋笼及灌注混凝土。
2.可沿旋挖钻孔的孔壁径向渗透10cm以上,从而对钻孔周围地层进行固化护壁,在风化泥质砂岩且夹有沙层地质条件下旋挖钻孔施工,无需进行全护筒保护或者对沙层进行护筒保护即可进行施工,施工试验过程中旋挖钻孔没有坍塌现象发生。
3.能够有效防止浆液顺着岩缝渗漏,节约浆液用量。
4.能够迅速与钻屑结合形成沉淀,利于旋挖钻机将钻屑携带至地面,降低孔底沉渣厚度。
5.浆液粘度适中,既能对旋挖钻头起到良好的润滑作用,又不会因粘度过大而导致钻杆损坏。
具体实施方式
试验背景条件:内蒙古自治区省道311线杨树坝至明登段公路工程钻孔灌注桩施工,该段公路的地质情况多为风化泥质砂岩且夹有沙层。
实施例1
用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成,所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1:0.6:0.4:0.2:0.5。
所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH2CH2O)2-SO3Na,R是十二烷基。
所述固沙剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中,然后加入十二烷基苯磺酸钠,65℃加热搅拌;再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵,65℃加热搅拌;最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯,65℃加热搅拌至干,粉碎、过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5:0.3:0.5:1:0.07:0.03。
所述护壁剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠加入到密闭反应釜内,在85℃反应3小时,反应结束后将反应产物倒入到0℃的水中,过滤、干燥、粉碎,过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸的质量比为1:1:1:10。
所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH2CH2O)5-H,R是正壬基。
所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1组成的混合物,磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。
在地质条件为风化泥质砂岩且夹有沙层的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中:将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池,用烧碱调节pH为8,即得可配制成可利尔泥浆,然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内,可利尔泥浆粉与水的质量比为50:1000。
旋挖20个钻孔,其中:
10个钻孔直径为1.2米、深度为25米,旋挖钻孔施工结束后静置1小时,孔底沉渣平均厚度为9cm,浆液自孔壁径向平均渗透12cm,孔内泥浆平均含砂率为1.8%,成孔率100%;旋挖过程中没有发生钻杆损坏,钻孔浆液平均消耗量在±8%内,没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。
10个钻孔直径为1.5米、深度为20米,旋挖钻孔施工结束后静置1小时,孔底沉渣平均厚度为10cm,浆液自孔壁径向平均渗透12cm,孔内泥浆平均含砂率为1.9%,成孔率100%;旋挖过程中没有发生钻杆损坏,钻孔浆液平均消耗量在±7%内,没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。。
实施例2
用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成,所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1:0.8:0.3:0.3:0.6。
所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH2CH2O)3-SO3Na,R是十五烷基。
所述固沙剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中,然后加入十二烷基苯磺酸钠,70℃加热搅拌;再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵,70℃加热搅拌;最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯,70℃加热搅拌至干,粉碎、过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.8:0.4:0.5:1:0.15:0.04。
所述护壁剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠加入到密闭反应釜内,在80℃反应5小时,反应结束后将反应产物倒入到4℃的水中,过滤、干燥、粉碎,过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸的质量比为1:1.5:1:8。
所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH2CH2O)5-H,R是庚基。
所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1.5组成的混合物,磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。
在地质条件为风化泥质砂岩且夹有沙层的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中:将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池,用烧碱调节pH为9,即得可配制成可利尔泥浆,然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内,可利尔泥浆粉与水的质量比为50:1000。
旋挖20个钻孔,其中:
10个钻孔直径为1.2米、深度为25米,旋挖钻孔施工结束后静置1小时,孔底沉渣平均厚度为7cm,浆液自孔壁径向平均渗透13cm,孔内泥浆平均含砂率为1.5%,成孔率100%;旋挖过程中没有发生钻杆损坏,钻孔浆液平均消耗量在±5%内,没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。
10个钻孔直径为1.5米、深度为20米,旋挖钻孔施工结束后静置1小时,孔底沉渣平均厚度为8cm,浆液自孔壁径向平均渗透13cm,孔内泥浆平均含砂率为1.6%,成孔率100%;旋挖过程中没有发生钻杆损坏,钻孔浆液平均消耗量在±5%内,没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。
实施例3
用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成,所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1:0.5:0.5:0.15:0.8。
所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH2CH2O)2-SO3Na,R是正十四烷基。
所述固沙剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中,然后加入十二烷基苯磺酸钠,60℃加热搅拌;再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵,60℃加热搅拌;最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯,60℃加热搅拌至干,粉碎、过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5:0.4:0.5:1:0.1:0.03。
所述护壁剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠加入到密闭反应釜内,在90℃反应3小时,反应结束后将反应产物倒入到0℃的水中,过滤、干燥、粉碎,过200目筛即得。羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸的质量比为1:1.5:0.7:10。
所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH2CH2O)5-H,R是辛基。
所述防漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1组成的混合物,磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。
在地质条件为风化泥质砂岩且夹有沙层的公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中:将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池,用烧碱调节pH为10,即得可配制成可利尔泥浆,然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内,可利尔泥浆粉与水的质量比为60:1000。
旋挖20个钻孔,其中:
10个钻孔直径为1.2米、深度为25米,旋挖钻孔施工结束后静置1小时,孔底沉渣平均厚度为3cm,浆液自孔壁径向平均渗透17cm,孔内泥浆平均含砂率为1.1%,成孔率100%;旋挖过程中没有发生钻杆损坏,钻孔浆液平均消耗量在±3%内,没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。
10个钻孔直径为1.5米、深度为20米,旋挖钻孔施工结束后静置1小时,孔底沉渣平均厚度为2cm,浆液自孔壁径向平均渗透17cm,孔内泥浆平均含砂率为1.0%,成孔率100%;旋挖过程中没有发生钻杆损坏,钻孔浆液平均消耗量在±3%内,没有明显发生浆液渗漏而导致浆液浪费。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (3)

1.用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,其特征在于,由钻屑吸附剂、固沙剂、护壁剂、渗透剂和堵漏剂组成,所述钻屑吸附剂、所述固沙剂、所述护壁剂、所述渗透剂和所述堵漏剂的质量之比为1:0.5-1:0.2-0.5:0.1-0.3:0.5-1;
所述钻屑吸附剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠RO-(CH2CH2O)n-SO3Na,n=2或3,R是碳原子数为12-15烷基;
所述固沙剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素和淀粉分散于水中,然后加入十二烷基苯磺酸钠,50-80℃加热搅拌;再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵,50-80℃加热搅拌;最后加入丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯,50-80℃加热搅拌至干,粉碎、过200目筛即得;羟丙基甲基纤维素、淀粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、十二烷基苯磺酸钠和过硫酸铵的质量比为1:0.5-0.8:0.2-0.4:0.3-0.5:0.5-1:0.05-0.15:0.02-0.04;
所述护壁剂的制备方法如下:将羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸钠和醋酸加入到密闭反应釜内,在80-90℃反应3-5小时,反应结束后将反应产物倒入到0-10℃的水中,过滤、干燥、粉碎,过200目筛即得;羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸酐、醋酸和醋酸钠的质量比为1:1-2:0.5-1.5:5-10;
所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚RO-(CH2CH2O)n-H,n=5,R是碳原子数为7-9烷基;所述堵漏剂为磺化沥青粉和荞麦壳粉按照质量比1:1-1.5组成的混合物,磺化沥青粉和荞麦壳粉均过200目筛。
2.根据权利要求1所述的用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,其特征在于,在公路工程桥梁钻孔灌注桩施工中:将可利尔泥浆粉直接加入到泥浆池,用烧碱调节pH为8-10,即得可配制成可利尔泥浆,然后将可利尔泥浆注入旋挖钻孔内;或者将可利尔泥浆粉、烧碱溶液与清水一起注入旋挖钻孔内,直接在旋挖钻孔内配制成pH为8-10的可利尔泥浆。
3.根据权利要求2所述的用于公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的可利尔泥浆粉,其特征在于,公路工程桥梁钻孔灌注桩施工的地质条件为:风化泥质砂岩且夹有沙层;可利尔泥浆粉与水的质量比为40-60:1000。
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