專利名稱：一種適用于季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿的制作方法
技術領域：
本發明屬于旋挖法鉆孔灌注樁技術領域，具體涉及一種適用于季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿。
背景技術：
我國凍土面積約占國土面積的75%左右。賀蘭山至哀牢山一線以西的廣大地區，以及此線以東，秦嶺至淮河一線以北的地區主要為季節性凍土，約占國土面積的52.6%。中國西部的廣大地區主要為季節性凍土覆蓋的地區，冬季初期，地表溫度下降到0°C以下，表土開始凍結，溫度繼續降低，凍層向下加厚。到了春天，溫度逐漸升到0°C以上，凍土層從上下兩面逐漸融化，最后全部解凍。其地層主要為粉質粘土、粘質粉土、淤泥質粉質粘土、淤泥質粘土，部分區域還有砂層、卵礫石層和基巖等。
鉆孔灌注樁技術于20世紀40年代首先在美國出現，目前已在世界各地得到廣泛應用。旋挖鉆進技術是一種利用旋挖鉆機設備及其配套設備在各種地層上開挖成孔的技術，隨著國內旋挖鉆機設備的研制成功和該技術在青藏鐵路旱橋結構樁基施工中的大量采用，旋挖成孔工藝在中國得到了蓬勃發展。旋挖成孔工藝與地層的物理性質息息相關，對粘聚力強的地層可使用干成孔工藝，否則須使用泥漿的靜水壓力平衡地層開挖產生的土壓力，從而盡可能避免孔壁發生塌落和頸縮。泥漿除靜水壓力作用外，還具有在孔壁上形成泥皮產生隔水效應的特定，因而泥漿的性能在一定程度上決定了孔壁的穩定性。目前，已有文獻和發明主要針對松撒砂石層開展泥漿配比研究，但還缺乏適合于西部季節性凍土地帶淤泥質粉土、淤泥、粉質粘土、粉土和粉質粘土土層特性的旋挖鉆孔灌注樁成孔施工所需泥漿。

發明內容
本發明的目的解決在季節性凍土地帶鉆孔灌注樁旋挖施工時孔壁塌落和頸縮的問題，提供一種利于孔壁穩定的適用于季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿。本發明實現上述目的所采用的技術方案如下
一種適用于季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿，該施工泥漿由水、膨潤土、羥丙基甲基纖維素、粘土和純堿組成；其中，膨潤土 羥丙基甲基纖維素粘土 純堿的質量比為(100 105) :0. 0075: (95 100) :0. 7，所述施工泥漿的相對密度為I. 12 I. 2。所述施工泥漿的制備方法，包括如下步驟
(1)將羥丙基甲基纖維素溶解于水中，配制成質量百分比濃度為I.5%的羥丙基甲基纖維素溶液；
(2)將純堿溶解于水中，配制成質量百分比濃度為20%的純堿溶液；
(3)將膨潤土、羥丙基甲基纖維素溶液、粘土和純堿溶液依次加入水中，攪拌均勻，使泥漿相對密度達到I. 12 I. 2，即得到所述施工泥漿。所述施工泥漿適用季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁。
所述季節性凍土地帶地層從上到下依次為淤泥質粉土、淤泥、粉質粘土、粉土和粉質粘土。本發明的施工泥漿在鉆孔灌注樁施工中的主要作用如下
1、平衡旋挖土層孔壁承受的土壓力
未施工時地層在自重作用下處于平衡狀態，當鉆孔灌注樁旋挖成孔時，由于部分土體被挖出，土層應力在孔壁位置被釋放，周圍土體對孔壁形成擠壓力，當該力大于土層承受的極限應力時就會造成孔壁土體的塌落。泥漿溶液具有靜水壓力，該壓力可抵消周圍土體對孔壁的壓力。本發明泥漿的密度在I. 12 I. 2，可有效平衡旋挖土層孔壁承受的土壓力；
2、泥皮水封固壁作用
泥漿中的細小粒子顆粒向孔壁周圍土層滲透，填充到孔壁周圍O 2米范圍內，由于膠 體顆粒的滲透使得這部分土體的粘聚力有所增加，起到了固壁的作用。泥漿中固體顆粒附著在孔壁上形成一層泥皮，阻礙泥漿和土體中水分子的遷移，起到隔水膜的作用；
3、懸浮和攜帶鉆渣
旋挖過程中鉆渣不可避免，泥漿具有一定的粘度和凝膠強度，可以懸浮一定大小的鉆渣而不沉底，因而可以利用泥漿清孔，且制備容易，成本低廉。在旋挖鉆進過程中，應根據泥漿的性能和地層情況，適量補充水和粘土，并每隔2小時對泥漿主要性能指標進行檢測。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步詳細說明。實施例I
將羥丙基甲基纖維素和水按照質量比1:65. 6配制成質量百分比濃度為I. 5%的羥丙基甲基纖維素溶液。將純堿和水按照質量比1:4配制成質量百分比濃度為20%的純堿溶液。再依次將IOOkg膨潤土、O. 5kg羥丙基甲基纖維素溶液、95kg粘土和3. 5kg純堿溶液加入I噸水中，充分攪拌I小時，至均勻，所得泥漿漿液在常溫下放置24小時后，進行性能指標檢測，與水的相對密度為I. 12、粘度每秒18滴。實施例2
將羥丙基甲基纖維素和水按照質量比1:65. 6配制成質量百分比濃度為I. 5%的羥丙基甲基纖維素溶液。將純堿和水按照質量比1:4配制成質量百分比濃度為20%的純堿溶液。再依次將105kg膨潤土、O. 5kg輕丙基甲基纖維素溶液、IOOkg粘土和3. 5kg純堿溶液加入I噸水中，充分攪拌I小時，至均勻，所得泥漿漿液在常溫下放置24小時后，進行性能指標檢測，與水的相對密度為I. 14、粘度每秒21滴。實施例3
將羥丙基甲基纖維素和水按照質量比1:65. 6配制成質量百分比濃度為I. 5%的羥丙基甲基纖維素溶液。將純堿和水按照質量比1:4配制成質量百分比濃度為20%的純堿溶液。再依次將105kg膨潤土、O. 5kg輕丙基甲基纖維素溶液、IOOkg粘土和3. 5kg純堿溶液加入950Kg水中，充分攪拌I小時，至均勻，所得泥漿漿液在常溫下放置24小時后，進行性能指標檢測，與水的相對密度為I. 2、粘度每秒23滴。本發明施工泥漿的主要性能指標如下
權利要求
1.一種適用于季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿，其特征在于所述施工泥漿由水、膨潤土、羥丙基甲基纖維素、粘土和純堿組成；其中，膨潤土 羥丙基甲基纖維素粘土 純堿的質量比為(100 105) :0. 0075: (95 100) :0. 7，所述施工泥漿的相對密度為I. 12 I. 2。
2.權利要求I所述施工泥漿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)將羥丙基甲基纖維素溶解于水中，配制成質量百分比濃度為I.5%的羥丙基甲基纖維素溶液； (2)將純堿溶解于水中，配制成質量百分比濃度為20%的純堿溶液； (3)將膨潤土、羥丙基甲基纖維素溶液、粘土和純堿溶液依次加入水中，攪拌均勻，使泥漿相對密度達到I. 12 I. 2，即得到所述施工泥漿。
3.權利要求I所述施工泥漿的應用，其特征在于所述施工泥漿用于季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁。
4.根據權利要求3所述施工泥漿的應用，其特征在于所述季節性凍土地帶地層從上到下依次為淤泥質粉土、淤泥、粉質粘土、粉土和粉質粘土。
全文摘要
本發明公開了一種適用于季節性凍土地帶旋挖法鉆孔灌注樁的施工泥漿，該施工泥漿由水、膨潤土、羥丙基甲基纖維素、粘土和純堿組成；其中，膨潤土:羥丙基甲基纖維素:粘土:純堿的質量比為(100～105):0.0075:(95～100):0.7，所述施工泥漿的相對密度為1.12～1.2。本發明泥漿在孔壁上形成的泥皮薄、隔水效果好，泥漿靜水壓力可有效平衡旋挖土層孔壁承受的土壓力，滿足孔壁穩定需求，該泥漿還能懸浮和攜帶鉆渣，可用于清孔，且制備容易，成本低廉。
文檔編號C04B26/28GK102898073SQ20121039199
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者吳亞平, 段志東, 嚴培武 申請人:蘭州交通大學