泵吸式反循環(huán)法在地下連續(xù)墻施工中的應(yīng)用

張 衛(wèi)

（上海遠(yuǎn)方基礎(chǔ)工程有限公司，上海 200436）

0 引言

地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)在地下工程中的應(yīng)用范圍十分廣泛，涉及市政工程、房屋建筑工程、港口碼頭工程及城市軌道交通工程等領(lǐng)域。在地下連續(xù)墻施工中嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)對于保證槽壁穩(wěn)定性和混凝土澆筑質(zhì)量有很重要的意義。泥漿的質(zhì)量達(dá)標(biāo)不僅能夠起到很好的護(hù)壁效果，而且能夠保證混凝土澆筑順利進(jìn)行，提高地下連續(xù)墻墻體混凝土的完整性。所以泥漿指標(biāo)的控制是地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵工序，泥漿指標(biāo)主要涉及含砂率、相對密度、黏度及pH值4方面，在混凝土澆筑前槽底的沉渣厚度也是影響地下連續(xù)墻質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，若槽底的沉渣過厚，不但在混凝土澆筑過程中可能會出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象，在混凝土澆筑后期也會造成翻漿困難，深度測量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致導(dǎo)管拔管失誤，最終出現(xiàn)地下連續(xù)墻墻體斷層。關(guān)于沉渣的控制標(biāo)準(zhǔn)，施工規(guī)范中沉渣的厚度基本均要求控制在10cm以內(nèi)?？刂瞥猎穸鹊姆椒ㄓ泻芏喾N，本文將深入探討泵吸式反循環(huán)法的基本原理及常見問題的處理措施。

1 沉渣產(chǎn)生的原因及應(yīng)對措施

沉渣厚度是指槽段在下放鋼筋籠之前與混凝土澆筑前的實(shí)測深度之差。其形成的主要原因有以下方面。

1）鋼筋籠下放過程中籠子與槽壁之間的摩擦，使一部分槽壁上的土被鋼筋刮掉形成沉淀。

2）成槽過程中形成的土顆粒懸浮在泥漿中，隨著時(shí)間推移土顆粒不斷沉淀。

所以在混凝土澆筑前要進(jìn)行二次清底，不同地下連續(xù)墻深度和地質(zhì)條件不同，二次清底所需換漿方式也有所不同，在淤泥質(zhì)黏土層，如上海地區(qū)的淺墻一般采用正循環(huán)；在砂性土地質(zhì)條件下，如南昌、北京則采用反循環(huán)。從清底換漿效果來看，無論何種地質(zhì)條件反循環(huán)要優(yōu)于正循環(huán)，它不但可保證沉渣厚度而且槽內(nèi)換漿效率也非常高，有利于混凝土澆筑。

常規(guī)反循環(huán)方式有3種:氣舉、泵舉和泵吸。從整個(gè)地下連續(xù)墻的施工工藝上來講泵吸式反循環(huán)法最方便。

2 泵吸式反循環(huán)法原理及工藝

2.1 原理

泵吸式反循環(huán)法是使用大功率吸砂泵與導(dǎo)管相連，將槽底泥漿混合物吸出并經(jīng)過濾砂機(jī)過濾后流入泥漿池，再將泥漿池中經(jīng)過沉淀和調(diào)制的循環(huán)漿泵送至槽底（見圖1）。

圖1 泵吸式反循環(huán)法原理

2.2 設(shè)備及參數(shù)

泵吸反循環(huán)過程中所涉及的設(shè)備主要包括:河砂泵、22kW泥漿泵（排氣泵兼做打灰回漿泵）、250濾砂機(jī)、22kW或15kW送漿泵。

2.3 施工工藝

2.3.1 操作流程

1）開啟22kW排氣泵，將導(dǎo)管內(nèi)和泵里的空氣排出，等待槽段中的泥漿翻氣結(jié)束。

2）啟動濾砂機(jī)，所有從槽底吸上來的泥漿都要經(jīng)過濾砂機(jī)，才能將泥漿中的砂粒和大粒徑土粒與泥漿分離。3）啟動河砂泵，20s后打開河砂泵出漿口閥門。4）待回漿管中的泥漿抽出后，關(guān)閉排氣泵。

5）開啟泥漿池中的送漿泵，使泥漿循環(huán)，送漿泵的供漿效率要與河砂泵的出漿效率相匹配，如果不能匹配可將漿口的閥門關(guān)小1/3～1/2。

2.3.2 循環(huán)效率

河砂泵的電機(jī)功率為30kW，吸漿效率為150m3/h，濾砂機(jī)濾砂效率為250m3/h，22kW泥漿泵的效率為70m3/h。

2.3.3 地下連續(xù)墻施工工藝中的反循環(huán)

根據(jù)槽段泥漿量的多少確定最低反循環(huán)時(shí)間，設(shè)某槽段泥漿量為M，則反循環(huán)的最少時(shí)間為M/150h。

在地下連續(xù)墻施工中一次清底采用成槽機(jī)，清底至設(shè)計(jì)槽深后移車并將鋼筋籠吊起。待導(dǎo)管下放結(jié)束后應(yīng)先啟動反循環(huán)，在循環(huán)過程中下放接頭箱或鎖口管，待具備混凝土澆筑條件后，驗(yàn)槽并停止反循環(huán)。反循環(huán)工序嵌入地下連續(xù)墻施工工藝，具體流程如圖2所示。

圖2 地下連續(xù)墻施工流程

3 施工常見問題及處理措施

泵吸反循環(huán)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)氣密性差、排氣量不足、沉淀砂層較厚、泵流量不足等問題。

3.1 氣密性差

使用過程中必須保證整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的氣密性，主要有以下幾處易漏氣:[1]悶頭的絲扣必須完整且未受損，在加工過程中蓋板須使用稍厚的鋼板，焊接時(shí)用20焊條或氣體保護(hù)焊，否則易形成砂眼漏氣；[2]波紋橡膠管的兩端需用鐵絲扎緊或使用專門的卡環(huán)；[3]盤根是易耗品，河砂泵使用時(shí)間越長盤根磨損越多，因此要定期更換盤根。

3.2 排氣量不足

排氣也一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，排氣時(shí)間長短和排氣泵功率直接影響排氣效果。排氣至槽內(nèi)的泥漿翻氣停止為止，該過程約需15min。如果始終沒有翻氣，可能是由于漏氣或?qū)Ч懿迦氩鄣壮猎袑?dǎo)致。

3.3 沉淀的砂層

在進(jìn)行反循環(huán)之前應(yīng)測量槽段實(shí)際深度，保證導(dǎo)管底部不被沉渣埋住，使得排氣效率較高，并且在吸砂時(shí)能吸出砂水混合物。

3.4 泵流量不足

泵的流量取決于河砂泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和泵殼內(nèi)渦輪的完整性，影響電機(jī)轉(zhuǎn)速的只有控制電箱內(nèi)的調(diào)速器。流量不足時(shí)表現(xiàn)為河砂泵運(yùn)行正常，但濾砂機(jī)出漿口泥漿流速較小，出砂速度較慢，出現(xiàn)這種現(xiàn)象只能在電機(jī)轉(zhuǎn)速和渦輪上找問題。

4 結(jié)論與建議

經(jīng)長時(shí)間實(shí)踐證明，泵吸式反循環(huán)法能很好地保證地下連續(xù)墻施工質(zhì)量，并得出以下結(jié)論。

1）泵吸式反循環(huán)法能很好地控制沉渣厚度，換漿效率較高，可保證混凝土順利澆筑，尤其是在混凝土澆筑后期翻漿壓力很小。

2）泵吸反循環(huán)工序能夠很好地嵌入整個(gè)地下連續(xù)墻施工工藝中，可與其他工序并行，節(jié)約施工時(shí)間。

3）與氣舉反循環(huán)相比，泵吸壓力來源于槽底的泥漿壓力和泵渦輪產(chǎn)生的真空氣壓，其壓力適中，不會造成槽壁塌方。

4）因?yàn)楸梦褂脤?dǎo)管吸漿，反循環(huán)時(shí)鋼筋籠已下放結(jié)束，因此不能在整個(gè)槽段內(nèi)移動，在過程中可根據(jù)需要對每根導(dǎo)管進(jìn)行循環(huán)。

5）泵吸對氣密性要求較高，施工人員初次使用時(shí)難以熟練掌握。

在地下連續(xù)墻施工領(lǐng)域，泵吸式反循環(huán)法使用相對較少，主要是工程人員還不熟悉泵吸反循環(huán)系統(tǒng)和原理，隨著地下連續(xù)墻施工競爭越來越激烈，地下連續(xù)墻的成墻質(zhì)量將成為競爭焦點(diǎn)，因此有必要在行業(yè)推行泵吸反循環(huán)工藝，對于保證地下連續(xù)墻施工質(zhì)量有重要價(jià)值。