地下连续墙的成槽是不开挖成槽,为了保证土壁稳定就必须采用护壁泥浆。
(1)泥浆的组成及功用。地下连续墙所用的护壁泥浆是由水、黏土、化学处理剂及一些惰性物质组成。它在钻孔成槽过程中起的作用是多方面的,如护壁、携碴、冷却、润滑等。
(2)泥浆材料的选择。地下连续墙施工所用的护壁泥浆,要求比重小、黏度适当、稳定性好、过滤水量小、泥皮形成时间短、泥皮薄而又有韧性;从管理上说,还希望操作方便,成本低。
其一,膨润土。膨润土是制备泥浆的主要原料,因它对掺入物的要求低,重复使用次数多,且泥皮薄、韧性大、防渗性好、槽壁稳定、浇筑混凝土质量好、挖槽效率高。使用前应进行泥浆配合比试验。
如采用其他黏土时,应进行物理、化学和矿物鉴定:其黏粒含量宜大于50%,塑性指数大于20,含砂量小于5%,二氧化硅和三氧化二铝含量的比值宜为3~4。
其二,分散剂。常用的是纯碱(Na2CO3)。它能使土粒充分水化,充分膨胀,增强泥浆的吸附能力。同时,它能置换钙离子,把钙质土变为钠质土,加速黏土的分散,提高黏土的造浆率。
其三,增黏剂。常用的是钠羧甲基纤维素(CMC),即化学糨糊。它可以提高泥浆黏度,降低过滤水量,改善泥皮性能,使泥浆具有良好的稳定性,并降低泥浆的胶凝作用,增强泥浆的护壁效果。
其四,硝基腐植酸碱剂,简称硝腐碱。硝基腐植酸碱剂系由硝基腐植酸铵、烧碱和水组成。硝腐碱在泥浆中有稀释、降失水、抗盐和钙等污染的作用,用硝腐碱处理的泥浆、泥饼薄而坚韧,失水小,应用范围广。
其五,铁铬木质素璜酸盐(FCLS),简称铁铬盐。铁铬盐为稀释剂,其抗盐、抗钙和抗温等的能力,比一般稀释剂强得多,因此其应用范围较广。
其六,水。一般清洁水,pH值为5.4左右。
(3)泥浆性能指标。泥浆拌制和使用时必须检验泥浆性能指标。选择地下连续墙护壁泥浆的性能指标,应考虑地质条件及挖槽方法。泥浆的性能指标应通过试验确定。
(4)泥浆的制造。泥浆制造中应设有一条泥浆拌和系统联运线,其中应包括泥浆拌和机、螺旋输送机(输送膨润土或黏土用)、储料斗(储存各种原材料的桶或斗)、水箱等。在经过试验确定好泥浆的配合比后可进行泥浆搅拌。
首先加水至搅拌筒1/3后,开动搅拌机。在定量水箱不断加水的同时,加入膨润土、纯碱液,搅拌3分钟左右再加入其他掺和物,搅拌时间控制在5分钟以内;如果泥浆搅拌后直接使用,搅拌时间应再延长2~3分钟。现场搅拌泥浆应控制黏度和比重。一般情况下泥浆搅拌后应放置24小时以上或加分散剂,使膨润土或黏土充分水化后方可使用。
(5)泥浆处理装置。通过沟槽循环或混凝土置换而排出的泥浆,由于膨润土和增黏剂等主要成分的消耗以及土渣和电解质离子的混入,其质量降低失去了原有的性质,因此必须净化处理后才能继续循环使用。
泥浆处理方法可采用沉淀池沉淀和机械处理两种方法,一般在工程中均采用上溢式重力沉淀池及机械振动综合处理法。泥浆施工流程如图11所示。
其一,振动筛。一般泥浆每小时需循环一次,沟槽循环排出的泥浆中含有石渣、泥块,必须首先用振动筛将大颗粒料除去。
其二,泥浆池。泥浆池一般由沉淀池、储浆池及循环池三部分组成。泥浆池的尺寸大小及容积应根据施工时泥浆的需求量进行设计。为加强泥浆沉淀效果,泥浆在沉淀池循环路线呈“S”形变向前进。
其三,水力旋流器。水力旋流器是泥浆施工中必不可少的处理装置。它的作用原理是,在一定压力下利用圆锥体上的离心力起到除砂的作用。
泥浆的配合比,不是一次设计即可一成不变地使用,由于成槽过程混入泥屑及离子交换等原因引起泥浆分化,因此,须根据回收泥浆的抽样检验结果与控制指标作比较,不断调整,以提高泥浆的重复使用率。