
在城市基础设施建设中,深基坑工程作为地下空间开发的重要环节,其施工安全与稳定性备受关注。特别是在广州这样的沿海城市,地质条件复杂,地下水位高,软土层分布广泛,对基坑支护结构提出了更高的技术要求。拉森钢板桩作为一种常见的临时支护形式,因其施工便捷、止水性能良好、可重复利用等优点,在广州地区的深基坑工程中得到了广泛应用。然而,在实际施工过程中,尤其是在采用膨润土泥浆进行护壁和润滑作业时,合理的泥浆配比参数直接关系到成桩质量、施工效率以及周边环境的安全。
膨润土泥浆在拉森钢板桩施工中的主要作用包括:形成稳定的泥皮以防止孔壁坍塌、降低打桩过程中的摩擦阻力、携带钻渣、冷却钻具以及平衡地下水压力。因此,科学配置膨润土泥浆的性能参数,是确保施工顺利进行的关键技术环节之一。
在广州地区,典型的地质条件多为淤泥质土、粉质黏土及砂层交互分布,地下水丰富且渗透性强。针对此类地层特点,膨润土泥浆的配比需兼顾悬浮性、黏度、失水量和滤失控制能力。一般推荐使用的膨润土为钠基膨润土,因其具有较高的膨胀倍数和胶体率,能够有效提升泥浆的稳定性和护壁效果。
在实际配制过程中,常用的初始配比为每立方米水中加入80~100kg优质钠基膨润土。这一比例可在保证泥浆基本性能的同时避免过度稠化导致泵送困难。搅拌时间应不少于20分钟,确保膨润土充分水化分散,形成均匀稳定的胶体溶液。必要时可添加适量纯碱(碳酸钠)进行预处理,用量通常为膨润土重量的3%~5%,以提高pH值至9~10,促进膨润土颗粒的钠化反应,增强其造浆能力和电离稳定性。
除基础成分外,根据现场地质变化和施工需求,还可适当掺入增黏剂(如CMC)、降滤失剂或防塌剂等外加剂。例如,在穿越砂层或强透水层时,建议将泥浆的漏斗黏度控制在22~30秒(马氏漏斗法),表观黏度维持在18~25mPa·s,塑性黏度不超过20mPa·s,动切力保持在8~15Pa之间。同时,API滤失量应控制在15mL/30min以内,以减少对周围土体的扰动和水分流失。
泥浆的密度也是一个关键控制指标。对于广州地区的软土地层,泥浆密度宜控制在1.05~1.15g/cm³之间。过高的密度会增加对孔壁的压力,可能导致局部失稳;而密度过低则难以有效支撑孔壁,尤其在地下水活跃区域易引发渗流破坏。因此,施工过程中应配备泥浆性能检测设备,定期测量密度、黏度、含砂率(应低于2%)和pH值,并根据检测结果动态调整配比。
此外,泥浆的循环系统管理同样重要。施工现场应设置沉淀池和振动筛等净化装置,及时清除泥浆中的钻渣和杂质,避免因泥浆劣化影响护壁效果。特别是在连续作业条件下,必须建立泥浆再生机制,通过补充新鲜膨润土和调节剂来恢复其工作性能。
值得注意的是,尽管标准化配比提供了良好的参考依据,但具体工程仍需结合勘察资料、地下水动态及施工工艺进行个性化优化。例如,在邻近既有建筑物或地铁线路的敏感区域,应适当提高泥浆的黏弹性和封堵能力,以最大限度减少沉降风险。
综上所述,广州地区深基坑拉森钢板桩施工中,膨润土泥浆的合理配比不仅是保障成桩质量和施工安全的技术基础,更是应对复杂地质环境的有效手段。通过精确控制膨润土含量、外加剂种类与剂量、泥浆流变参数及现场管理措施,可以显著提升支护体系的整体可靠性。未来随着智能化监测技术和绿色建材的发展,泥浆配比将朝着更加精准化、环保化的方向演进,为城市地下工程建设提供更强有力的技术支撑。
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