PHP泥漿在鉆孔過程中的現場控制

孫偉華

摘要：隨著現代施工技術的發展，在路橋建設中樁基施工已經成為施工中的一項重要技術，樁基施工中，泥漿是不可缺少的重要物質。泥漿的有效應用，能夠起到保護樁基鉆孔孔壁、攜帶鉆屑、提高施工鉆進速度、潤滑鉆頭并延長鉆頭使用壽命、保證鉆孔質量以及密實混凝土等重要作用。本文對PHP泥漿在鉆孔時工作的現場控制進行分析，以此促進鉆孔質量的達到最佳狀態，推動工程質量的提升。

關鍵詞：PHP泥漿;現場控制;鉆孔質量

PHP泥漿是聚丙烯酰胺不分散低固相泥漿的英文縮寫，PHP泥漿在鉆孔施工中能夠保持低固相、不分散、高粘度和低比重等性能。在鉆孔施工中能有效保護鉆孔壁完整、攜帶鉆屑徹底、冷卻潤滑鉆頭、提高鉆進速度、延長鉆機使用壽命、保證鉆孔質量以及密實混凝土等重要作用，已被廣泛應用于路橋樁基施工。PHP泥漿的性能控制及質量優劣，對樁基成孔質量是否優良、混凝土能否正常澆注以及施工工期都具有決定性的影響作用。

1 原材料的質量控制

膨潤土：應選擇塑性指標應大于25，顆粒直徑小于0.074mm，其中的粘粒含量應大于50%的粘質土進行制漿。PHP泥漿所用的膨潤土質量非常重要，其含砂率對鉆孔樁循環泥漿的指標和清孔泥漿指標具有重要影響，直接關系到鉆孔質量的優劣。

聚丙烯酰胺：為高分子聚合物，分子量在1500-1800萬之間，在PHP泥漿配置中作為膨潤土的摻加劑，其目的在于降低泥漿的含沙率，提高泥漿的黏度和性能。

水：水的質量是PHP泥漿性能指標和質量的關鍵，因此水質必須優良并且pH值在8.1-8.5之間。

堿粉：堿粉為工業用碳酸鈉（NaCO），其目的是將pH值增大到10，以增加泥漿水化膜厚度，降低泥漿的失水量，提升泥漿的膠體率和穩定性，提高泥漿的使用性能。

2 PHP泥漿配制中對基漿的控制

2.1 泥漿量的計算

由于膨潤土需要具有一定的水解時間，應在施工前24小時配制好泥漿，泥漿數量的計算公式為：

M=VP=（P-P）/（P-P）-P：

公式中：M——每立方米泥漿所需要原料質量（t）;

V——每立方米泥漿所需要原料體積（m3）;

P——原料密度（t/m3）;

P——配制的泥漿密度（t/m3），P=VP（1-V）P;

P——水的密度，P=1t/m3。

泥漿用量的計算要充分考慮鉆孔、泥漿池占用及擴孔等因素，保證有足夠量的泥漿。

2.2 基漿配制

原漿配料。在護筒中先加入一定數量的水，再按比例將膨潤土加入并充分攪拌30min，再按照比例加入堿粉。每立方米新配制泥漿中，水、膨潤土和堿粉分別為968kg、58kg和3.194kg。

PHP泥漿水解。通常情況下，PHP為非速溶水解型，因此要在施工現場提前做水解處理，水解后2-3天后才能使用。

PHP泥漿的配制。通常情況下，每立方米原漿需加入0.484gPHP并充分攪拌混合，PHP的參量一般為泥漿的0.03‰，在配制過程中可通過觀察泥漿的顏色對PHP參量的正確性作出判斷，適宜的參量使泥漿水土融合不分層、顏色發白呈稠乳狀。

基漿的技術指標。pH值：10-12;比重（濃度）：<1.04;膠體率：100%;黏度：26-35S;泥皮厚度：≤1.0mm;失水量;10ml/30min;含沙率：<0.5%。

3 鉆進過程中泥漿各項性能指標的控制

3.1 相對密度控制

相對密度是泥漿的重要參數，相對密度增大，孔壁的壓力就會增大并增加孔壁的穩定性，攜帶鉆屑的能力也越大。但泥漿的失水量也會加大，孔壁上的泥皮厚度就會增加，泥漿的消耗量也隨之增加，清孔與混凝土灌注的難度也同時增加，也會降低鉆進速度。泥漿的密度應該控制在1.1-1.2之間，如果相對密度過大則需要向鉆孔中加入基漿或實施降砂處理。泥漿的相對密度可采用比重測定儀進行測定，測定前要進行校正。

3.2 黏度控制

泥漿的黏度應控制在24s-28s之間，粘度大有利于降低失水，對孔壁有穩定加固作用，防止孔內事故發生，增強攜帶鉆屑能力，是鉆孔質量得到保證。但黏度過大容易糊鉆而影響鉆進速度和質量;黏度過小則不利于攜帶鉆屑，泥皮薄而不利于滲透。現場可用標準漏斗黏度計測定泥漿黏度，如果測定時間比標準時間超過1s，需對黏度計進行校正。

3.3 pH值控制

pH值控制在8-10，過小會使失水率迅速增加;過大泥漿濾液會滲透到孔壁并使其表面軟化，致黏土顆粒之間的凝聚力降低并造成裂解引起孔壁坍塌，形成孔內事故。測定pH值可采用pH值試紙，pH過低可加入堿粉，少量多次加入并攪拌均勻，直至符合標準。

3.4 含沙率控制

泥漿含砂率過大會降低粘度，使泥漿泵及鉆錐磨損過大，如果突然停鉆則會發生埋鉆事故。泥漿的含沙量最大限度為4%，在施工現場，對泥漿含沙率采用含沙計進行測定，如果超過標準必須進行處理，否則將會造成嚴重損失。

4 鉆進過程中的泥漿控制

嚴禁直接將膨潤土和水倒入鉆孔并使用鉆頭轉動制造泥漿，這樣配制泥漿不僅不合格，而且會使膨潤土沉淀而糊住鉆頭并影響鉆孔質量。

泥漿基漿必須靜置存放24小時后使用，以便使泥漿能夠充分膨化水解，提高鉆進效率和鉆孔質量，延長鉆具使用壽命，降低生產成本。

對不同地層的不同土質，施工現場要對泥漿性能指標有針對性調整，以利于提高鉆進速度和鉆孔質量，防止孔內事故發生。

如果在鉆進過程發生漏漿現象，也需要對泥漿的性能指標進行調整。

5 成孔后對泥漿的控制

鉆進完成清孔后，泥漿的各項性能指標必須滿足技術要求，現場需對泥漿的性能指標進行嚴格控制，否則必須進行二次清孔，如果清孔泥漿的比重和黏度過高，在混凝土灌注時給翻漿造成嚴重影響;如果pH不符合技術要求，極易對孔壁造成損害而導致塌孔事故。鉆孔施工中，鉆進泥漿和終孔泥漿的性能指標有所差異，終孔泥漿的性能指標主要是降低含沙率，如表1。

結語

PHP泥漿的現場配制比較方便，性能穩定，但價格昂貴，可循環利用。但需要注意的是成孔泥漿中最上層5m深度含有大量清水，最下層5m深度與混凝土混合在一起而堿性較高，可以將其廢棄不再循環使用，以保證泥漿的性能指標與鉆孔質量。PHP泥漿的現場控制比較復雜，必須給予足夠重視。

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