泥浆制作作业指导书

中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第页共页1.目的：指导钻孔灌注桩护壁泥浆的制作2.适用范围：适用于海上长大钻孔桩施工用的淡水拌制的泥浆。3.泥浆制作3.1人员从事泥浆制作的人员的必须持有试验工考试合格证，才能上岗操作。3.2.泥浆制作机具与材料3.2.1泥浆制作及循环净化机具每个钻孔平台泥浆制备机具采用两台ZL800泥浆搅拌机和两个45m3的泥浆池，泥浆循环净化系统由半圆形泥浆循环槽、ZX-250型泥浆净化装置（两台）及泥浆沉淀处理器等组成。半圆形泥浆循环槽连接钢护筒之间用于泥浆循环。ZL800泥浆搅拌机置于泥浆池的上面，用于制拌泥浆。ZX-250型泥浆净化装置用于分离处理泥浆中大颗砂粒，净化泥浆。ZX-250型泥浆净化装置性能表3.2.2泥浆制作材料泥浆制作材料如下：①膨润土：采用钠质膨润土，用量为水的8%，即8kg膨润土可掺100kg的水，在进入粘土时可适当降低到4%。处理能力（m3/h）250分离粒度等级（㎜）＞0.074除砂效率(%)＞90总功率(kw)48重量(kg)3700外形尺寸(m)3.45×2.25×2.8中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第2页共3页②CMC：全名羧甲基纤维素，为增粘剂，具有使地基土表面形成薄膜而使之强化和降低失水率的作用。掺入量为膨润土的0.05%～0.1%。③碳酸钠：又称纯碱，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水率；掺入量为泥浆的0.1%～0.4%。④FCI：又称铁铬木质素磺酸盐，为分散剂。可改善混杂有土、粉砂、混凝土等而使稳定液变质的性能，可使钻渣颗粒聚集而加速沉淀，掺入量为泥浆的0.1%～0.3%。⑤PHP：即聚丙烯酰胺絮凝剂。它的作用是使泥浆中的钻渣成为不分散的絮凝状态，从而使泥浆保持不分散的低固相、低相对密度、低粘度的优良性能。掺用量为泥浆液的0.003%。⑥加重剂：用以增加泥浆的相对密度。主要成分是重晶石、方铅矿、珍珠岩、石灰石等，其掺加量由试验确定。泥浆材料各项性能指标经过试验满足施工要求，报监理工程师审批后方可使用。3.3泥浆配合比膨润土造浆的配合比如下表：膨润土造浆配合比单位：kg原料名称淡水膨润土CMC纯碱FCIPHP加重剂配合比1008～40.004～0.0080.12～0.480.12～0.360.0036试验确定中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第2页共3页以上各种掺加剂的用量，施工前先作试配，试验其配合液的各项性能指标是否符合要求。各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期加入，并及时测定泥浆指标，防止掺加剂过量。3.4泥浆调制3.4.1第一次制作泥浆时，泥浆在搅拌机中搅拌，搅拌时，先将定量的清水加入搅拌机，然后按慢慢地加进膨润土，再加增粘剂，最后加分散剂。由于增粘剂可能会影响膨润土的溶胀，所以要在膨润土之后放入。并开动机械搅拌，成浆后，打开出浆门将泥浆流入泥浆池内的储浆池中。泥浆的搅拌方法对膨润土的溶胀程度影响很大。搅拌不够充分，泥浆的粘度和失水量都会受到影响。泥浆搅拌完全均匀所需的时间根据搅拌机的搅拌能力、膨润土的质量以及加料方式不同而差异，原则上要根据搅拌试验的结果在现场决定搅拌时间。3.4.2以后调制泥浆时根据现场实际情况，利用既有钻孔桩的钢护筒作搅拌池进行泥浆拌制，按以上顺序加入泥浆原材料，开机搅拌均匀后取样进行泥浆检测，检测合格后，将拌制完成的成品泥浆注入泥浆池中贮存。3.4.3泥浆的性能指标泥浆的性能指标如下表。施工时对相对密度、粘度和胶体率定时进行试验，其它指标根据监理工程师要求，予以抽检。中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第3页共3页泥浆的性能指标要求表钻孔方法泥浆的性能指标相对密度粘度（s）含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(pa)酸碱度PH正循环1.20～1.4519～28≤4≥96≤15≤23～59～11反循环1.06～1.1018～28≤4≥95≤20≤31～2.59～11不同地质情况下泥浆性能指标见下表泥浆指标选择参考数据表地层编号地质情况泥浆指标相对密度（g/cm3）粘度（s）胶体率（%）失水率（ml/30min）含砂率（%）泥皮厚（mm/30min）静切力（Pa）酸碱度（pH）②亚砂土1.20～1.4519～28≥96≤15≤4≤23～59～11③淤泥质亚粘土1.20～1.3519～28≥96≤15≤4≤23～59～11④1粘土1.06～1.1018～28≥95≤20≤4≤31～2.59～11④2亚粘土1.06～1.1018～28≥95≤20≤4≤31～2.59～11⑤3细砂1.20～1.4518～28≥95≤20≤4≤31～2.59～11⑧2粘土、亚粘土1.06～1.1018～28≥95≤20≤4≤31～2.59～11泥浆的主要性能指标及测定方法①相对密度泥浆的相对密度是泥浆与4。C时同体积水的质量之比。泥浆的相对密度增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越趋稳定，悬浮携带钻渣的能力也越大。然而，相对密度过大的泥浆，其失水量亦加大，孔壁上中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第2页共3页的泥皮也增厚，这就增加了泥浆原料的消耗，而且也给清孔和灌注混凝土造成困难。另外，泥浆相对密度的加大，意味着泥浆中固体颗粒含量加大，对钻具产生较大的磨损，降低了钻进速度。泥浆相对密度采用泥浆相对密度计测定：将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡位于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。②粘度粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的内磨擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂、阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻渣的能力强，对正循环回转钻进有利。但粘度过大，则易“糊钻“，影响泥泵的正常工作和钻进速度。粘度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。泥浆粘度采用工地标准漏斗计测定：用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。③胶体率胶体率是泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻渣的能力高，否则反之，故正循环钻进的泥浆需要较高的胶体率。泥浆胶体率测定方法可将100ml泥浆倒入100ml的量杯中，用玻璃片盖中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第2页共3页上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5ml，则胶体率为100-5=95，即95%。④含砂率含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀。含砂率测定方法采用含砂率计测定：量测时把调好的泥浆50ml倒进含砂率计，然后再倒进清水，使总体积为500ml，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀的体积（由仪器刻度上读出）乘2就是含砂率。⑤静切力静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力。它表示泥浆结构的强度，以1㎝2面积上的泥浆颗粒结构所需的力表示。泥浆的静切力要适当：太大则流动阻力大，泥浆中钻渣不易沉淀，影响净化速度，使泥浆相对密度过大；太小则悬浮携带钻渣效果不好，钻进速度也会降低。泥浆静切力采用空心不绣钢泥浆切力计测定：量测时，先将1500ml泥浆搅拌匀后，倒入泥浆筒中。将两根圆棒平行置于泥浆筒顶面中间，两棒间距约2㎝，再将切力计慢慢竖直插于两棒之间沉放入泥浆中，待其下放稳定后，从切力计上读出沉入泥浆深度h；用相对密度计测出泥浆重度，代入静切力公式θ=（α－Fhγ）/Sh+F，即可计算出该泥浆的初切力。取出切力计，擦净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆，静止10min，再用切力计测算出的切力为终中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第2页共3页切力。⑥失水率失水率又叫失水量或渗透量，是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用在一定时间渗入地层的水量，泥浆的失水率越小，则它的胶体率越大。失水率小的泥浆有利于巩固孔壁和保护基岩；失水率过大的泥浆，形成孔壁泥皮过厚而使钻孔直径缩小。故泥浆的失水率越小越好。失水率的测定方法用滤纸法测定，用一张12㎝×12㎝的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3㎝的圆，将2ml的泥浆滴入圆圈内，30min后测量湿圆圈的平均半径（㎜），减去泥浆坍平后泥皮的平均半径，即失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度，即为泥皮厚度。⑦酸碱度酸碱度以PH值表示，PH值一般为8～10适当，相当于增加了泥浆中的固相成分，使失水率小，能较快形成薄而坚韧的泥皮，固壁性能好。酸碱度PH值测量方法工地用比色法：取一条PH试纸放在泥浆面上，0.5s后拿出来与标准颜色对比，即可读出PH值。3.4.4泥浆的贮存泥浆要在充分水化膨润之后再使用。储存24h以上，待使用前再加入增粘剂，这样土粒能充分膨化。膨润土与水混合之后3h就有很大的溶胀，经过1d时间之后，可以达到完中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第2页共3页全的溶胀。泥浆贮存池采用壁厚6mm的钢板加工制作而成。尺寸为5×3×3m，完成一根钻孔桩每个泥浆存贮池周转一次。3.4.5泥浆的质量控制泥浆质量控制的目的就是要制备和使用适合地质条件和施工条件的泥浆，而且通过质量控制，使泥浆在施工过程上保持其稳定性。①稳定性胶体率和稳定性试验可检验泥浆的稳定性。在胶体率试验中，当有水析出，且泥浆和析出水之间的分界面较明显时，可能是由于某种阳离子造成凝集，原因可能为是水质不好或分散剂起凝集剂的作用。若泥浆和析出水之间的分界限不太明显，且越是上面清水越多时，原因可能是膨润土量较少或分散剂的掺加量较多。如果在泥浆的稳定性试验中出现比重差别较大，就要增加膨润土的掺加量。②泥皮形成性能同失水量和泥皮厚度检验，并观察泥皮的强度。泥浆30min的失水量应在20ml以内，同时泥皮厚度应小于3mm。失水量较多时，需增加PAC的掺加量；泥皮较厚且软弱时，需增加分散剂和PAC的掺加量。③泥浆流动性分散剂和增粘剂会改变泥浆的流变性能。用泥浆漏斗粘度试验和静切力中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第2页共3页试验，检验泥浆是否达到了保持地基稳定所必须的粘度值。④泥浆比重拌制钠基膨润土泥浆的比重通常在1.1g/cm3左右，满足杭州湾大桥工程的施工。泥浆配合比确定并开始拌制后，若发现与当初预料的条件不同，应重新对泥浆配合比进行修正。3.4.6对不同使用状态泥浆的控制在钻孔桩的施工中，泥浆的使用状态可分新鲜泥浆、供给泥浆、桩内泥浆、循环泥浆、混凝土置换出来的泥浆等五种，对于各种状态的泥浆要分别注意质量控制。搅拌好的新鲜泥浆的性能必须适合于地基条件和施工条件，并定期对其进行质量控制试验。泥浆池内的泥浆是供使用的已经调制好的泥浆，它作为在钻孔桩过程中浇灌混凝土时判断泥浆性质变化的标准，所以在向钻孔桩供浆之前必须进行各种性能的检验。有了供给良好的泥浆和良好的泥浆循环，钻孔桩的稳定性就得到了保障。对钻孔桩内的泥浆，在钻孔过程中，泥浆质量控制重点在于是否能保持泥浆所必须的性能，是否能保持孔壁稳定所需要的预定泥浆液面。成孔后泥浆静置期间，必须向孔内补充新鲜的泥浆并定期进行质量调整。从桩内循环出来的泥浆含有大量的土渣必须对其进行净化。由于循环泥浆中膨润土和其它外加剂成分已被部分消耗，泥浆的性能会发生变化，这时中铁四局杭州湾经理部二分部文件编号版号标题：泥浆制作作业指导书页码第3页共3页要根据泥浆质量控制试验结果，调整膨润土、分散剂的掺量，使之重新成为性能良好的泥浆。混凝土置换出来的泥浆要进行严格的质量控制。在混凝土浇筑面以上的2～3m范围内泥浆性能差不再使用。根据这个范围可对置换出来的泥浆进行质量检验。可以