钻孔灌注桩废弃泥浆处理及再生利用研究

摘要：在当今世界，中国基建水平已稳居世界前茅，被世界公认为“基建狂魔”。一个好的建筑离不开稳固的基础，近几年，随着科技的发展，钻孔灌注桩因其施工优点突出被人们广泛应用，但由于其施工产生大量泥浆，导致施工现场环境恶劣，严重影响施工进度，目前通过聚丙烯酰胺（阴离子）与生石灰分别加入泥浆水，可加速泥浆沉淀，促进土颗粒与水分离，将水与沉降土循环利用，以此保护施工现场环境，提高施工效率。

关键词：钻孔灌注桩，聚丙烯酰胺，循环利用 1、引言

近几年，随着“港珠澳大桥”、“上海中心大厦”、“洋山港”等超级工程的修建，中国已当之无愧成为“基建狂魔”，目前国内建筑理念已趋向安全、新颖、美观、高难度等多元化发展。一座好的建筑离不开稳固的基础，所以基础的施工质量直接影响模型的安全性与使用寿命。目前常用的的基础种类有“筏基础”、“桩基础”、“箱型基础”等，其施工环境各不相同，在大量深基础和软弱地基处理等地基基础施工中，桩基础由于其抗地震性能好、沉降量小和承载力高、可以解决特殊地基土的承载力等优点在施工中得以广泛应用，但纵观大量钻孔灌注桩施工现场，其土体表面均积有大量的泥浆，泥浆的大量积累对施工安全和进度产生严重影响。 2、灌注桩施工流程

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。

钻孔灌注桩是通过机械钻孔，通过灌入泥浆将钻头顶端土屑带出以此进行桩孔的掘进。目前在众多施工现场中，为了跟进施工进度，均采用多辆钻孔机同时作业，同时为了保证桩孔的挖掘质量以及掘进速度，在施工中需灌入大量泥浆[1]，泥浆的过度使用严重破坏了施工现场环境，造成了一定的生态影响。 3、泥浆处理 3.1处理方法

目前国内外对于废弃泥浆的处理方法主要有：化学固化法、土地耕作法、化学絮凝固液分离处理法等。其中采用化学絮凝剂（聚丙烯酰胺）使泥浆发生固液分离的方法，可以有效处理废弃泥浆，具有泥水分离速度快，后续处理效果好，可有效减少环境污染，节约施工处理成本的特点[3]。

施工所用泥浆大多由黏土或膨润土加化学处理剂调配而成，是直径小于20 μm的超细颗粒与水组成的胶体分散体系，具有一定的稳定性，仅靠自然沉降需要大量时间，并且很难做到彻底分离。固液分离处理的方法是通过向泥浆中加入絮凝剂[2]（絮凝剂主要是增加混凝固体的碰撞，使其水解产物附聚、架桥絮凝形成可沉降的或可过滤的絮凝物），破坏泥浆体系的化学稳定性使水与固相颗粒分离，如图1所示，使废弃泥浆减量化、分离。

a：初期反应 b：后期反应 图1 絮凝结合示意图

3.2最佳絮凝剂选定

目前絮凝剂种类繁多如氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM阴离子）、生石灰、硫酸钡、氯化钙、明矾等，通过实验发现，如图2所示，絮凝试剂选择聚丙烯酰胺（阴离子）可以大大缩短沉降时间，且沉降效果略好于其他试剂[3]。

图2废弃泥浆絮凝剂处理效果 3.3处理效果及后续分析

在泥浆中加入絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM阴离子）可快速促进泥浆分层，将泥土和水分离，即解决了泥浆流动性强、量多的问题，同时还可以节约资源将水重新利用。但通过实际施工发现，在经絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM阴离子）处理后的泥浆其含水率依然很高，如图5所示，由于土颗粒间存有较大空隙，同时由于土颗粒与水分子间存在一定作用力，致使土体依然保持流动性高、稳定性差等特点，若对土浆进行晾晒，由于其具有较好的保水性，同时由于土浆表面土体水分增发板结，致使其内部水分蒸发缓慢、晾晒时间过长。

为了更快更好的对土浆进行再生利用，保证施工场地环境，就必须对其进行再处理。目前常用处理方法是采用石灰搅拌法，通过向土浆加入适量的石灰进行搅拌，致使土浆与石灰发生如下反应：CaO+H2O=Ca（OH）2。在土浆中加入石灰经搅拌反应后，经短时间晾晒，土浆的结构和颗粒组成被改变，塑性减少，膨胀率和含水率降低，增加土的强度和耐久性。 4、废弃泥浆的再生利用

钻孔灌注桩废弃泥浆在经絮凝剂沉淀、石灰搅拌、自然晾晒后，其结构稳定性以及含水率已与天然土体各项性能相接近。由于土体取自桩孔装 下转第390页