地下连续墙地成槽泥浆.docx

1、地下连续墙地成槽泥浆地下连续墙的成槽泥浆章履远地下连续墙的成槽泥浆在地下连续墙成槽中，起着非常关键的作 用。在许多工程中，由于不重视成槽泥浆重要性，往往使工程出现局 部坍陷、墙身大面积露筋、接缝夹泥夹碴、接缝漏水、墙身混凝土局 部疏松，甚至墙身穿孔造成基坑开挖漏水涌砂等严重影响工程质量的 缺陷。修复这些缺陷，造成大量人力、物力浪费，化费精力，使工程 成本增加。效果差，影响差。有的工程，在施工中，不管成槽地质的不同，统一采用同一配比的 泥浆；工程施工中，配置的泥浆得不到有效处理，好的泥浆变成劣质 泥浆，从而造成墙身的各种缺陷产生。本文就泥浆的重要性着手，从 原理、性能、功能谈起，涉及设计、计算、

2、管理、调整，有技术、有 管理，以求比较全面叙述，以引起各职能人员，重新认识泥浆、重视 泥浆。从而为使地下连续墙施工质量有所提高做些有益的工作。一、 成槽泥浆的功能防止土壁坍塌一一抑止地下水压力、抵挡土压力；减少槽壁透水性，使槽壁形成泥皮（保护膜）；悬浮细颗粒，减少槽底沉碴，提高混凝土浇捣质量。二、 成槽泥浆的原理在泥浆液面静水压力（泥浆面高于地下水面）条件下，泥浆中水份 会向槽壁土颗粒中渗透，而膨润土颗粒会沉积在槽壁表面，使槽壁形 成泥皮，保护了槽壁。在静水压力条件下，克服槽内的水压力和土压 力，使槽壁保持稳定不坍塌。为了说明这一过程，有人用清水和泥浆， 做了对比试验（见下图）能充分说明泥浆护

3、壁原理。三、成槽泥浆的性能 泥浆的性能指泥浆的比重、粘度、含砂率、静切力、触变性、失水 量和泥皮厚稳定性、胶体率、PH值等九个主要性能，以下分别叙述。1、 泥浆的比重：同体积的泥浆重量与同体积的清水（4 C）的重量 比。2、 泥浆的粘度： 泥浆流动时，由于土颗粒存在，各层面之间产生 摩擦力。 土和土之间、 土水之间。 泥浆浓度大， 阻力也大， 粘度就大， 泥浆搅拌时间长，土颗粒分散度好，水化作用好，粘度就大。3、 泥浆的含砂率：0.02mm不溶于的砂子和颗粒，其所占泥浆 体积百分比。4、 泥浆的静切力：含有粘土颗粒和CMC勺泥浆，称作塑性流型液 体。此种液体受力较小时不流动，当受力到一定量值时

4、开始流动。在 极限静切力以下时，泥浆接近固体特性，切力大于极限静切力时，泥 浆显示液体特性。泥浆中粘土颗粒水化充分， 颗粒间由于静电作用相互粘结而形成蜂 窝状海棉体有一定机械强度的网状结构，使泥浆整体变成胶凝体。静切力是测定泥浆触变性和网状结构强度的指标。取 1 分钟和 10 分钟的切力值，作为形成结构能力大小，其二者差值，说明泥浆在 10分钟内结构加强了多少，即触变性大小。网状结构很重要，能使泥浆包裹小粉粒，使不沉淀，减小泥浆流动 性。有裂缝地层，泥浆也不会流失。5、 泥浆的触变性： 当泥浆静止时，泥浆中膨润土片状颗粒，其表 面带负电， 片状颗粒的二端带正电， 颗粒间电键使薄片状膨润土颗粒

5、形成纸牌房子式网状结构，使泥浆形成胶凝体。在受到外力作用时， 纸牌房子式的网状结构破坏解体， 泥浆又恢复流动性， 再静止时又恢 复网状结构。可无止境重复，这就是泥浆的触变性。泥浆的触变性对 成槽施工具有重要意义。 可以悬浮细小颗粒， 减少沉淀。泥浆呈“豆 腐脑”状态；当泥浆渗流进土体孔隙时，使土颗粒相互粘连起来，从而增加土的内聚力，起到加强护壁作用。静切力大的泥浆， 其触变性亦大， 用普通粘土调制成的泥浆由于粘 土颗粒为圆形，不可能有触变性，这应该有严格的区分。6 、泥浆的失水量和泥膜 ：泥浆液柱与地层间水位存在压力差，使 泥浆中水份向槽壁内渗入，这叫泥浆的失水。失水时，粘土颗粒粘附 在槽壁上

6、，形成泥皮。称为“造壁” 。失水量小的泥浆能形成薄的泥膜、细、微密、坚韧，厚 12mm失水量大的泥浆能形成厚的泥膜、粗、疏松，易脱落，造壁能力差。7、泥浆的稳定性： 泥浆中，膨润土颗粒保持悬浮状态的性能，膨润土质量好坏，可用稳定性试验来判别。不发生沉淀为稳定性良好。 土的质量好。8 、泥浆的胶体率： 是指泥浆中粘土颗粒沉淀的程度， 泥浆静止时， 颗粒大的，水化不好的，对水分子吸收力小的颗粒易下沉，从泥浆中 析出。失水量增大，引起槽壁坍塌，胶体率差，也说明稳定性不好。9、 泥浆的PH值：膨润土泥浆要在碱性范围内较为稳定。一般取值 以 8-9 为好。10、 泥浆的性能要求：适当比重：比重过大，说明

7、泥浆中粘粒浓度高，粘度增大，稳定 性、造壁性劣化； 比重过小，是由于雨水和地下水侵入， 稳定性劣化， 引起离析，上部泥浆比重减小。适当粘度：粘度大，容易携带土粒，土粒不容易沉淀，泥浆不容 易侵入土壁，这是有利一面。其不利一面，泥浆中分离土粒困难，粘 度越挖越大，挖掘效率降低。因此我们强调不同地质不同粘度，即适 当粘度。适当的极限静切力：静切力大，土粒保持不沉淀，土粒也不易分 离。泥浆的流动性变差。浇灌混凝土时，接头处往往防水能力差。能形成良好的泥皮：我们强调的是薄而韧的泥皮，失水量小。厚 而脆的泥皮在成槽和下钢筋笼时常会掉落， 引起槽壁坍塌，同时泥浆液面会很快下降，尤其是砂性土地层，极易引起槽

8、壁坍塌。四、泥浆的材料泥浆由水与膨润土、分散剂、增粘剂和其他材料组成。1、膨润土（ Betonite ）:是以蒙脱土（ montmovillonitic clay ） 为主的粘土矿物。一般经过：开矿挖掘一一加热干燥一一粉碎一一筛 分后再包装出售。化学式为：（MgCa Oal2Q5SiQ NHO,微观上为：nH 2O成分中：SiO2 （68%以上）ALO （13%以上）CaO , MgO为 1.5 %, FqO为 2.5 %。硅铝率：SQ2/AI 2O+ FqO4称为膨润土。否则称为高岭土。高岭 土可以冒充膨润土，也有一定膨胀性，但性能要比膨润土差许多。a、 膨润土具有强大的吸水膨胀性，能使膨胀

9、土颗粒充满在水溶液中，膨润土的膨胀倍数一般达 2030倍。b、 膨润土具有良好的分散性。膨润土悬浊液在静止24小时后，观察其性状如下表区分：浓度沉淀状态质量取舍v 8%无沉淀优良可使用8%无沉淀优可使用 8%v 10%在8%时有沉淀 在10%时无沉淀良使用时要注意 10%v 12%在10%时有沉淀在12%时无沉淀稍差使用时严加注意 12%有沉淀不良不可用2、分散剂：NaCo （纯碱）钙质膨润土：吸水量少，吸水速度快，膨胀率小（一般几倍到十多 倍），由于分散不好，容易发生沉淀。钠质膨润土：吸水量多，吸水速度慢，膨胀率大（2030倍以上）， 薄片铅硅酸盐叠层片是钙质膨润土悬浮液的 1520倍。能使

10、泥浆形 成网状结构，而成为优质膨润土泥浆。并且在混凝土浇灌时，能抵抗 水泥中钙质污染。泥浆中加入NaCo （碱）就是利用一价的Na*离子来置换二价Ca + 离子，使土颗粒外离子扩散层增厚，从而达到土颗粒分散性好，我们 称，Na*为分散剂，Ca+为凝结剂。土颗粒分散愈好，其稳定性愈好，触变性也好。所以泥浆中必须加 入分散剂，才能有稳定的泥浆，好的泥浆。3、增粘剂：羧甲基仟维素纳（CMC和工业用淀粉。 增粘剂的作用就是增加泥浆粘度，减少失水量，使泥皮韧性提高， 使泥浆静切力提高，稳定性增强，防止沉淀。但 CMC也有对钢筋与混 凝土握固力产生不好影响。4 、其他材料： 加重剂与分解剂重晶石： 比重为

11、 4，加入泥浆中能提高泥浆比重， 起到护壁作用好。 分解剂：硝基腐植酸钠（煤碱剂） 铬铁木质素磺胺酸钠盐（ FCL） 为钙侵时的处理剂和减稠剂。当泥浆受到混凝土污染、 质量变差时使用。 使泥浆恢复改善到可使 用。（注意：用分解剂前一定先用分散剂，使二价离子析出成一价离 子，才能起作用。分解剂使用比较复杂，要看泥浆污染性质来决定， 可先实验室试验后再临场应用。 ）五、泥浆制备泥浆制备流程如下：地基施工条件选定泥浆材料决定泥浆粘度 （按最易坍塌地层）一一决定配合比一一制备和修正一计算供浆量。六、泥浆的基本配合比土质膨润土（）CMC(%)Na2CO3 (%)粘性土6-80.00 0.0200.5砂6

12、-80.00 0.0500.5砂砾8-120.05 0.100.5注：具体含量应由试验室试配决定七、泥浆制备方法：见下列框图机拌八、泥浆容量的设计1、整个工程所需泥浆量计算V = X/Y + X/Y (1 K) (Y 1) + XK22、泥浆池容量设计（单台成槽机）九、泥浆性能指标1、新配制泥浆性能指标项目指标控制范围试验方法粘土砂土粘度II22 24II25 30500/700ml 漏斗计比重g/cm31.04 1.051.06 1.07泥浆比重计含砂率5678洗砂器静切力mg/cn3V 10 10静切力仪泥饼厚mmV 1 1失水量仪失水量ml/30分V 10 10失水量仪稳定性g/cm3V

13、 0.005 0.005稳定仪胶体率1001001000ml量筒PH值89910酸度计膨润土重量89102、成槽时，槽内泥浆控制范围项目指标控制范围粘土砂土粘度（秒）25 3030 40比重g/cm3 1.15 1.20失水量ml/30分 15 20含砂率71010 15PH值V 7 或10V 7 或103、泥浆指标超过上述指标时管理调整使达到下列范围项 目指标控制范围调整办法粘土砂土粘度（秒）V 25V 30加水比重g/cm31.09 1.151.15 1.20加水失水量ml/30分10 151520加土、加CMC含砂率V 7V 10加水PH值8108104、在调整某些指标，会引起其他指标连

14、动，来实现泥浆管理管理调整处理方法对其他性能的影响粘度增加加膨润土力卩CMC力卩碱失水量减少，稳定性、静切力和比重增加失水量减少，稳定性、切力增加，比重不变失水量减少，稳定性、切力增加、 PH增加、比重不变减少力卩水失水量增加，比重减小，切力减小比重增加加重晶石+硅酸钠 加重晶石+膨润土粘度不增加，稳定性减小 粘度增加，稳定性增加减少力卩水粘度减小，失水量增加，稳定性减小静切力增加加土和CMC加水玻璃粘度增加，稳定性增加，失水量减小 粘度增加，稳定性增加，失水量减小减少力卩水比重、粘度减少，失水量增加失水量减少加土和CMC粘度增加，稳定性增加稳定性增加加土和CMC粘度增加，失水量减少十、泥浆的

15、调整方法1、调整比重a、 提高比重：使用加重剂b、 降低比重：加水，但要注意其他指标恶化。宜再适当加入其他 材料。2、粘度调整a 、提高粘度：加膨润土，加少量纯碱，再加 CMC。b 、降低粘度：加水。用好的新浆更换拈度高的旧浆。用硝基腐植酸钠盐或FCL处理。3、失水量调整a、降低失水量：加分散剂NaCo,若不起作用，再用硝基腐植酸 钠盐处理。加 CMC。4、调整静切力a、提高静切力：加膨润土法，加NaCI（10%倍溶液）或加入0.1 0.6 %浓度，为1015%, NaOH溶液，加水玻璃。B 、降低静切力：加水,加硝基腐植酸钠盐,加纯碱。十一、泥浆的管理1、成槽时,必须使泥浆液面高度高出地下水

16、位 1 米以上。要经常 注意泥浆流失,及时补浆。尤其是晚间休息时要加满泥浆。2、泥浆要经常量测做好记录,量测时间为：成槽开始,开始供浆,在供浆池量测；每成槽10m深时在槽内量测一次（10m深、20m深、 30m深）,成槽结束量测一次（包括槽的上部、中部、槽底）；清 底结束，泥浆置换后，在浇灌混凝土前再测定。随时掌握泥浆的实际 情况，以便及时作出对策。3、浇灌混凝土时，应回收泥浆，要求泥浆泵吸浆口最低位置要离 导墙面1.0m以内，以保证混凝土浇灌时，槽内泥浆压力。4、回收泥浆时，应先送入沉淀池，再进行及时处理。第一级振动 筛初滤，筛弃杂物、粗颗粒、泥团。第二级旋流器除砂。第三级离心 器除沙（在锥

17、形离心容器内装二层滤布，一层 260 目尼龙网，一层锦 伦布）。泵入旋流器的泥浆泵压力要求达到 0.10.3Mpa。排砂口直 经可进行调节。5、再生处理过泥浆不得直接送入供浆池。应与新伴制泥浆混合后 再使用。6、底部 3.0m 清底置换泥浆和上部 4.0m 与混凝土浇灌接触泥浆原 则上都应废弃（PH值14时），可直接泵入废浆池。（若底部3.0m泥 浆仅是比重大，含砂率高，其他指标尚好时，也可处理后再用。 ）7、每天的泥浆使用量、泥浆回收量、泥浆处理量、废弃劣化泥浆 量，新拌制泥浆量，都应作好记录。8、测试泥浆指标内容为：粘度、比重、失水量、泥饼厚、含砂量、稳定性、胶体率、 PH值等，按不同要求

18、，选择测定做好记录。十二、特制泥浆1、槽壁坍塌：加重泥浆比重，提高泥浆粘度，提高槽内泥浆液面 高度。2、泥浆流失：泥浆中加入 15水玻璃，使泥浆稠化；也可在泥 浆中加入石灰乳（ 75水， 25石灰），可使粘度达到 60 120秒。3、 泥浆发生水侵时，加土提高静切力，加 CM（提高粘度。4、 在钙侵地段，成槽时有石膏地层（CaSO或水泥浆流入槽内造 成Ca+侵入。可加入NqCq使Na*离子与Ca+离子交换，改善泥浆性 质。总之泥浆是一门学问，熟悉它，应用它，能得到满意的结果。不熟 悉、不重视，随意处置，想当然，就不会有好的工程质量。请各位从 事泥浆工作的工程技术人员切记为要。二OO三年八月。2010-12-27重新整理