CN115383900A - 一种地下连续墙护壁泥浆制备方法及实现其方法的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种地下连续墙护壁泥浆制备方法及其系统，依据地下连续墙地基土的构成，设计相适合的泥浆配合比，称取膨润土、清水、CMC和Na2CO3使用量；全部原来混合搅拌至均匀分散，同时将处理后的泥浆并放入泥浆池存放或放入未开挖的导墙内放24h以上使之充分水化后制得新鲜泥浆；测定泥浆各性能指标，完成泥浆制备。适用这种方法的系统包括新鲜泥浆储存池、再生泥浆储存池、废弃泥浆储存池、泥浆处理器、废弃泥浆处理组件，通过泥浆配比的控制，有效减少后期地下连续墙处理环节；可以减少对周边地下建筑物的安全影响；通过对地下连续墙的使用泥浆进行配制、储存、循环、检测、除砂和处理，能够依据需求适时调节泥浆的配合比。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，尤指一种地下连续墙护壁泥浆制备方法及实现其方法的系统。
背景技术
地下连续墙是指采用各种挖槽机械，在泥浆护壁条件下，开挖出具有一定长度、厚度和深度的沟槽，并在槽内浇注混凝土等材料而筑成一道地下连续墙体，具有抵挡土体、防止渗水和承重压力的作用。地下连续墙技术震动小、噪声低，能很好地防渗，墙体刚度比较大，基本对周围地基没有大的扰动，利于在城市建设中应用，且功效高、工期快；同时具有组成承载力较大的能代替传统基础形式的任意形连续墙体的功能，发展和应用前景十分广泛。
护壁泥浆在地下连续墙成槽过程中起着非常关键的作用。许多工程在成槽过程中，泥浆制备不优质，易导致混凝土中沉渣过厚，进而降低混凝土灌注质量，影响地下连续墙的承载能力。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种地下连续墙护壁泥浆制备方法及系统，通过对不同土层进行不同配比的泥浆制备，同时对符合要求的泥浆进行指标检测，适时调整泥浆的配比，进而提升护壁泥浆的承载力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种地下连续墙护壁泥浆制备方法：
S1：根据地基土的构成设计泥浆配合比，根据泥浆配合比，称取相应膨润土、清水、CMC和Na2CO3的使用量；
S2：将所有原料混合并搅拌至均匀分散；
S3：将经过S2处理后的泥浆并放入泥浆池存放或放入未开挖的导墙内放24h以上使之充分水化后制得新鲜泥浆；
所述新鲜泥浆参数为：比重1.04～1.05、粘度20～25s、pH为7-9、泥皮厚度＜1mm、含砂率＜3％。
进一步，清水∶膨润土∶纯碱∶CMC的质量比为：1000∶110∶4.4∶2.2。
进一步，还包括S4：新鲜泥浆性能测试，所述性能测试包括如下步骤：
T1：选择测试指标，准备实验仪器；
T2：将从泥浆池内取定量泥浆，形成泥浆样本；
T3：选用相应的实验仪器对泥浆样本的各指标进行测试。
进一步，所述T1中，测试指标包括比重、粘度、失水量、pH值、泥皮质量和含砂率中的任意一种或多种，实验仪器包括比重秤、漏斗粘度计、金属滤网、泥浆失水仪、pH试纸、标准比色卡、游标卡尺和含砂量测定仪中的任意一种或多种。
本申请还提供一种实现地下连续墙护壁泥浆制备方法的系统，其特征在于：包括新鲜泥浆储存池、再生泥浆储存池、废弃泥浆储存池、泥浆处理器、废弃泥浆处理组件；其中新鲜泥浆储存池通过第一泥浆泵将新鲜泥浆输送至槽内，槽内的上部泥浆并通过第二泥浆泵输送至再生泥浆储存池，槽内的下部泥浆并通过泥浆处理器处理并通过第三泥浆泵输送至再生泥浆储存池，且所述废弃泥浆储存池通过废弃泥浆处理组件进行废弃泥浆处理。
进一步，存新鲜泥浆储存池和再生泥浆储存池以及废弃泥浆储存池均为钢箱式泥浆池，每个钢箱式泥浆池的容积计算公式为：Qmax＝n×V×k；
其中式中Qmax：泥浆池最大容量，单位为m3；
n：每个泥浆池同时成槽的单元槽段；
V：单元槽段的最大挖土量，单位为m3；
k：泥浆富余系数。
进一步，所述废弃泥浆处理装置包括泥砂分离装置、搅拌机、絮凝池、脱水机、泥浆泵；废弃泥浆处理装置的处理方法是：通过泥砂分离装置将废弃泥浆储存池内的废弃泥浆进行泥浆和泥砂分离，经过处理后的泥浆再进入搅拌机，在搅拌机加入药剂，进行充分搅拌混合；混合后的泥浆进行絮凝、沉淀，等待脱水，最后通过第四泥浆泵将泥浆抽至脱水机，进行泥水分离。
本发明的有益效果在于：根据地下连续墙的地基土的构成，尤其是最易塌方涂层的构成，设计相适合的泥浆配合比，利用CMC和Na2CO3协同作用，配制出具有一定稳定性和粘度的泥浆，具备良好的携砂能力和触变性，避免砂砾的迅速沉淀，使得混凝土灌注顺畅，同时渗入周围土层中的泥浆，因不受扰动而迅速固结，进而提高孔壁的稳定性，增强护壁泥浆的承载力；同时通过泥浆配比的控制，有效减少后期地下连续墙处理环节；在成槽过程中，也能起到控制土体变形的作用，可以减少对周边地下建筑物的安全影响；通过对地下连续墙的使用泥浆进行配制、储存、循环、检测、除砂和处理，能够依据需求适时调节泥浆的配合比，保证工程质量；同时对配制泥浆进行循环利用，降低成本，保护环境。
附图说明
图1是新鲜泥浆、再生泥浆、废弃泥浆制备方法的大概流程图。
图2是劣质泥浆处理流程图。
具体实施方式
请参阅图1-2所示，本发明关于一种地下连续墙护壁泥浆制备方法：
S1：根据地基土的构成设计泥浆配合比，根据泥浆配合比，称取相应膨润土、清水、CMC和Na2CO3的使用量；
S2：将所有原料混合并搅拌至均匀分散；
S3：将经过S2处理后的泥浆并放入泥浆池存放或放入未开挖的导墙内放24h以上使之充分水化后制得新鲜泥浆；
所述新鲜泥浆参数为：比重1.04～1.05、粘度20～25s、pH为7-9、泥皮厚度＜1mm、含砂率＜3％。
进一步，清水∶膨润土∶纯碱∶CMC的质量比为：1000∶110∶4.4∶2.2。
进一步，还包括S4：新鲜泥浆性能测试，所述性能测试包括如下步骤：
T1：选择测试指标，准备实验仪器；
T2：将从泥浆池内取定量泥浆，形成泥浆样本；
T3：选用相应的实验仪器对泥浆样本的各指标进行测试。
进一步，所述T1中，测试指标包括比重、粘度、失水量、pH值、泥皮质量和含砂率中的任意一种或多种，实验仪器包括比重秤、漏斗粘度计、金属滤网、泥浆失水仪、pH试纸、标准比色卡、游标卡尺和含砂量测定仪中的任意一种或多种。
本申请还提供一种用于实现地下连续墙护壁泥浆制备方法的系统，其特征在于：包括新鲜泥浆储存池、再生泥浆储存池、废弃泥浆储存池、泥浆处理器、废弃泥浆处理组件；其中新鲜泥浆储存池通过第一泥浆泵将新鲜泥浆输送至槽内，槽内的上部泥浆并通过第二泥浆泵输送至再生泥浆储存池，槽内的下部泥浆并通过泥浆处理器处理并通过第三泥浆泵输送至再生泥浆储存池，且所述废弃泥浆储存池通过废弃泥浆处理组件进行废弃泥浆处理。
进一步，存新鲜泥浆储存池和再生泥浆储存池以及废弃泥浆储存池均为钢箱式泥浆池，每个钢箱式泥浆池的容积计算公式为：Qmax＝n×V×k；
其中式中Qmax：泥浆池最大容量，单位为m3；
n：每个泥浆池同时成槽的单元槽段；
V：单元槽段的最大挖土量，单位为m3；
k：泥浆富余系数。
进一步，所述废弃泥浆处理装置包括泥砂分离装置、搅拌机、絮凝池、脱水机、泥浆泵；废弃泥浆处理装置的处理方法是：通过泥砂分离装置将废弃泥浆储存池内的废弃泥浆进行泥浆和泥砂分离，经过处理后的泥浆再进入搅拌机，在搅拌机加入药剂，进行充分搅拌混合；混合后的泥浆进行絮凝、沉淀，等待脱水，最后通过第四泥浆泵将泥浆抽至脱水机，进行泥水分离。
在本实施例中，依据泥浆配合比，配制出具有一定稳定性和粘度的泥浆，通过增粘剂和外加剂的协同作用，使得泥浆具备良好的携砂能力和触变性，避免砂砾的迅速沉淀，使得混凝土灌注顺畅，同时渗入周围土层中的泥浆，因不受扰动而迅速固结，进而提高孔壁的稳定性，增强护壁泥浆的承载力。同时羧甲基纤维素(CMC)和纯碱(Na2CO3)，分别起增大泥浆粘度和增多膨润土颗粒表面吸附负电荷的作用。
在本实施例中，各土层的土质和地下水情况不尽相同，对成槽过程中泥浆的性能影响不同，需要依据土层情况，适时调整泥浆性能；通过泥浆配制实验，对泥浆质量进行检测，以确定是否达到各项性能指标的要求，具体包括如下内容：
表一：泥浆配制管理性能指标表
泥浆检查频率：1～2次/班
T1：选择测试指标，确定各性能指标，准备实验仪器；
T2：使用S5中溶胀24小时的泥浆作为检测样本；
T3：使用各性能指标相匹配的检测方法对泥浆样本进行测试。
比重，将泥浆样本装满泥浆杯，移动比重秤上游码，使比重秤保持水平，其刻度数即为泥浆比重；
粘度，将700ml泥浆样本通过金属滤网过滤至漏斗粘度计中，秒表测定500ml泥浆从向漏斗粘度计出口流出相应所需要的时间，即为泥浆粘度指标；
含砂率，在含砂量测定仪中分别加入泥浆和清水至相应的刻度线处，充分摇振混合溶液，利用洗筛网过滤其混合溶液，未过滤掉的混合溶液再和清水利用含砂量测定仪进行摇振混合，反复实验直至含砂量测定仪内清洁，测定洗筛网上的砂子含量即为含砂量；
pH值，利用pH试纸测定经过泥浆失水仪实验后的泥浆滤液，并与标准比色卡对比判断其pH值大小。
①新制备的泥浆、回收重复利用的泥浆、浇筑混凝土之前槽内的泥浆，在成槽时、清孔后均需要进行物理性能指标测定，主要测定泥浆粘度、比重和含砂率(参考表一)。泥浆性能指标要有专门技术人员用泥浆测量仪测量，专人管理。
其中泥浆池采用钢箱，泥浆池由新鲜泥浆储存池、再生泥浆储存池、废弃泥浆储存池组成。泥浆池的位置应根据施工现场实际情况定，结合四周施工便道和钢筋堆放及钢筋加工场地合理布置，使现场布置符合文明施工管理的各相要求。
在本实施例中，通过对地下连续墙的使用泥浆进行配制、存储、检测、除砂和再存储，利用循环装置对配制泥浆进行循环利用，降低成本，保护环境；同时能够依据需求适时调节泥浆的配合比，保证工程质量。
①泥浆的制备存储量按每天两个槽段的施工进度安排和标准槽段230m3的设计用量确定不小于460m3，泥浆制作场地以利于施工方便为原则。泥浆储存采用拼装式泥浆箱。根据现场实际情况，计划设置容量为620m3左右的钢箱式泥浆池。
泥浆池的容积计算：
Qmax＝n×V×k
Qmax：泥浆池最大容量，单位为m3；
n：每个泥浆池同时成槽的单元槽段，数量为1.5；
V：单元槽段的最大挖土量(地墙成槽最大厚度为1m，成槽最大深度40m，幅宽选为6m即首开槽含外放为8m)，最大按V＝240m3。
①新制备的泥浆、回收重复利用的泥浆、浇筑混凝土之前槽内的泥浆，在成槽时、清孔后均需要进行物理性能指标测定，主要测定泥浆粘度、比重和含砂率。泥浆性能指标要有专门技术人员用泥浆测量仪测量，专人管理。
②成槽过程中随着挖槽不断加深要不断补充泥浆，保证泥浆液面始终高于地下水位至少1m，泥浆使用过程中要不断对其性能指标进行检测，一般每个台班检测一次，如发现不符合要求要及时换浆或加外加剂进行调整。
③浇注砼前清除槽内沉渣，用新鲜泥浆置换受污染的循环泥浆，清除槽内沉渣，浇砼时排出的槽内泥浆，上部合格的泥浆，放入沉淀池，下部不合格的泥浆需经泥浆处理器处理合格后方可重复使用。
④对于再生利用的泥浆，因其已受污染性能较差，要适当掺入一定量的CMC和火碱，约为0.10～0.15％左右处理，经检查合格后才能使用。
经过分离处理的泥浆，在储备池内和新鲜泥浆混合加外加剂调配合适后，方可送入槽内使用。在地下墙施工过程中，因为泥浆要与地下水、泥土、砂石、混凝土接触，其中难免会混入细微的泥沙颗粒、水泥成分与有害离子，必然会使泥浆受到污染而变质。泥浆使用一个循环之后，对泥浆进行分离净化，尽可能提高泥浆的重复使用率。提高泥浆技术指标的方法是：
A、通过对净化泥浆的失水量、滤皮厚度、PH值和粘度等性能指标的测试，掌握净化泥浆中主要成分膨润土、纯碱与CMC等消耗的程度。
B、补充泥浆成分的方法是向净化泥浆中补充膨润土、纯碱和CMC等成分，使净化泥浆基本上恢复原有的护壁性能。
C、向净化泥浆中补充膨润土、纯碱和CMC等成分，采用重新投料搅拌的方法，如大量的净化泥浆都要作再生处理，为了跟上施工进度，可采用先配制浓缩新鲜泥浆，再把浓缩新鲜泥浆掺加到净化泥浆中去，用泥浆泵冲拌的做法来调整净化泥浆的性能指标，使泥浆基本上恢复原有的护壁性能。
D、尽管再生泥浆基本上恢复了原有的护壁性能，但总不如新鲜泥浆的性能优越，因此，再生泥浆不能单独使用，应同新鲜泥浆掺合在一起使用。
⑤在施工期间槽内泥浆面需高于地下水位1米，亦不宜低于导墙面0.3米。
⑥地层中松散的砂层较厚，必须加大泥浆比重到1.15～1.20，防止槽壁坍塌。
⑦泥浆用泥浆泵输送，泵送期间必须密切注意管路的情况，一旦发现爆管，马上停泵接管，以防泥浆污染现场。
⑧废浆或多余的采用泥浆处理器进行脱水排放。劣化泥浆首先储存在废浆池中，在动态混合器加入药剂，进行充分搅拌混合。混合后的泥浆进行絮凝、沉淀，等待脱水，最后将泥浆抽至脱水系统，进行泥水分离。而后采用泥水分离系统将泥浆压成泥饼进行渣土外运处理。劣质泥浆处理流程见下图2
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种地下连续墙护壁泥浆制备方法，其特征在于：
S1：根据地基土的构成设计泥浆配合比，根据泥浆配合比，称取相应膨润土、清水、CMC和Na2CO3的使用量；
S2：将所有原料混合并搅拌至均匀分散；
S3：将经过S2处理后的泥浆并放入泥浆池存放或放入未开挖的导墙内放24h以上使之充分水化后制得新鲜泥浆；
所述新鲜泥浆参数为：比重1.04～1.05、粘度20～25s、pH为7-9、泥皮厚度＜1mm、含砂率＜3％。
2.根据权利要求1所述的一种地下连续墙护壁泥浆制备方法，其特征在于：将清水∶膨润土∶纯碱∶CMC的质量比为：1000∶110∶4.4∶2.2。
3.根据权利要求2所述的一种地下连续墙护壁泥浆制备方法，其特征在于：还包括S4：新鲜泥浆性能测试，所述性能测试包括如下步骤：
T1：选择测试指标，准备实验仪器；
T2：将从泥浆池内取定量泥浆，形成泥浆样本；
T3：选用相应的实验仪器对泥浆样本的各指标进行测试。
4.根据权利要求3所述的一种地下连续墙护壁泥浆制备方法，其特征在于：所述T1中，测试指标包括比重、粘度、失水量、pH值、泥皮质量和含砂率中的任意一种或多种，实验仪器包括比重秤、漏斗粘度计、金属滤网、泥浆失水仪、pH试纸、标准比色卡、游标卡尺和含砂量测定仪中的任意一种或多种。
5.一种用于实现地下连续墙护壁泥浆制备方法的系统，其特征在于：包括新鲜泥浆储存池、再生泥浆储存池、废弃泥浆储存池、泥浆处理器、废弃泥浆处理组件；其中新鲜泥浆储存池通过第一泥浆泵将新鲜泥浆输送至槽内，槽内的上部泥浆并通过第二泥浆泵输送至再生泥浆储存池，槽内的下部泥浆并通过泥浆处理器处理并通过第三泥浆泵输送至再生泥浆储存池，且所述废弃泥浆储存池通过废弃泥浆处理组件进行废弃泥浆处理。
6.根据权利要求5所述的一种用于实现地下连续墙护壁泥浆制备方法的系统，其特征在于：存新鲜泥浆储存池和再生泥浆储存池以及废弃泥浆储存池均为钢箱式泥浆池，每个钢箱式泥浆池的容积计算公式为：Qmax＝n×V×k；
其中式中Qmax：泥浆池最大容量，单位为m3；
n：每个泥浆池同时成槽的单元槽段；
V：单元槽段的最大挖土量，单位为m3；
k：泥浆富余系数。
7.根据权利要求6所述的一种用于实现地下连续墙护壁泥浆制备方法的系统，其特征在于：所述废弃泥浆处理装置包括泥砂分离装置、搅拌机、絮凝池、脱水机、泥浆泵；废弃泥浆处理装置的处理方法是：通过泥砂分离装置将废弃泥浆储存池内的废弃泥浆进行泥浆和泥砂分离，经过处理后的泥浆再进入搅拌机，在搅拌机加入药剂，进行充分搅拌混合；混合后的泥浆进行絮凝、沉淀，等待脱水，最后通过第四泥浆泵将泥浆抽至脱水机，进行泥水分离。
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