PHP在泥浆中作用,浅析PHP膨润土泥浆在钻孔灌注桩的实际应用

科技信息 2012 年第 7 期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 0 引言钻孔灌注桩基础是将桥梁巨大的上部荷载传递给地基岩土体，因此而言承载力是控制工程安全的决定性因素。由于施工条件的限制，施工过程中的成孔工艺是决定桩基承载力的最重要因素之一。影响钻孔灌注桩成孔工艺是的因素很多，其中泥浆是诸多因素中最重要的一个，其他因素依赖于泥浆体系。可以说，泥浆质量的好坏及其体系的效率直接决定了钻孔灌注桩基础的质量。 1 PHP 泥浆技术自 20 世纪 60 年代钻孔灌注桩在我国出现以来，钻孔泥浆发展经历了自然造浆、细分散、粗分散、不分散等四个阶段。在不分散阶段，通过在泥浆中加入高效有机掺合剂使钻屑、粘土成为絮凝状态而最终清除。 PHP 泥浆就是该阶段涌现出的优质泥浆。泥浆中掺入的聚丙烯酰胺(PHP)虽然量小，但所起的作用却很大，因此又称为 PHP 泥浆。 PHP 泥浆具有不分散、低密度、低固相、高粘度的性能。在反循环钻孔过程中,其性能指标见表 1。表 1 反循环钻孔泥浆性能指标表 PHP 泥浆又称聚丙烯酰胺不分散低固相泥浆，是通过在采用膨润土作为原料的基浆中加入 PHP 胶体制成的。该泥浆具有如下特点：(1) 触变性好。配制成功的 PHP 泥浆粘度大，在静止状态下呈凝胶状。其流动到静止的过程是一个粘度恢复的过程。 (2)比重轻，低固相。该泥浆一膨润土为原料，含砂量较低，造浆率高。由于比重较轻，相对钻头旋转的阻力较小，因此能够提高钻进速度，PHP 泥浆的密度可降到1.03～1.10，密度小对钻头所产生的阻力小，结果使钻速上升，机械效率可提高 40％，成孔速度提高 20％,减小钻机磨损。(3)粘度高。该泥浆制作过程中使用 PHP 增粘剂，粘度高相应胶体率大。泥浆胶体在粉细砂、粗砂砾石土体中形成一层化学膜，封闭孔壁，保持孔壁稳定。 (4)成孔后泥皮薄。PHP 泥浆孔壁泥皮厚度小于 1㎜。 (5)失水量小、不分散。该性能使钻孔后泥浆发生絮凝作用，从而使泥浆中的淤泥类细颗粒钻屑进一步变成较大颗粒沉渣，进而易被机械除砂装置清除。 (6)保证孔径顺直。使用 PHP 泥浆钻孔由于它固相含量低，泥浆渗漏小，有利孔壁的稳定，使孔壁顺直，扩孔率小。 (7)有效地防漏和堵漏。由于 PHP 泥浆低失水、高矿化、泥浆触性较强，所以在钻孔过程中遇有渗漏性地层亦能充分发挥防漏、堵漏的作用。 (8)降低钻孔成本。 PHP 泥浆用化学絮凝计量仅为泥浆液 0.0003％，钻孔速度快，安全高效，加上泥浆循环净化能重复使用，其回收率高达 60％，故可大幅度地降低钻孔的总成本。(9)利于环保。PHP 泥浆废料 pH=8，无毒、无害，可将对环境的污染降到最低。 2 PHP 泥浆的制作 2.1 制作原料 PHP 泥浆的制作原料主要为膨润土、聚丙烯酰胺 (PAM)、纯碱(Na2CO3)和 NaOH。膨润土是泥浆胶体质的主要来源，分为钠质和钙质两类。钠质膨润土泥皮薄、稳定性好、造浆率高(1t 膨润土可造 12～16m3 泥浆)。钙质膨润土较钠质膨润土性能较差，但其价格相对低廉，选择适当的配比也能较好的满足工程需要。 Na2CO3 的主要作用是增大泥浆的 pH 值，通常纯碱的加入可将泥浆 pH 值提高到 10 以上，有利于添加 PHP 时泥浆粘度的提高。此外，添加纯碱可以将粘土颗粒进行分散，并增加泥浆表面负电荷，以吸附带正电荷钻屑，使泥浆悬浮钻屑效能提高。在泥浆制作过程中纯碱掺量为泥浆体积的 0.3％～0.5％。 PAM 的突出功能

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