下沉式泥漿儲(chǔ)備處理系統(tǒng)在樁基工程中的應(yīng)用

高丙山，王樹(shù)松，張艷淋，代文龍

（中國(guó)建筑第八工程局有限公司華北分公司，天津 300452）

隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多超高層建筑出現(xiàn)，鉆孔灌注樁技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中普遍采用泥漿護(hù)壁技術(shù)，通過(guò)泥漿對(duì)槽壁的靜壓力和在槽壁形成的泥皮可以有效地防止槽、孔壁坍塌，從而達(dá)到樁基施工要求［1］。在天津富水軟土地區(qū)工程建設(shè)中無(wú)論是樁基施工還是圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，受地質(zhì)條件及工藝限制，采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工用水量大、泥漿排放多（2）。隨著城市化進(jìn)程的加快，用地越來(lái)越緊張，在高樓林立的城市中心，工程地下室外墻非常接近工程用地紅線，施工過(guò)程中可利用的場(chǎng)地非常有限，而樁基及圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工期間，采用泥漿護(hù)壁工藝樁成孔及圍護(hù)結(jié)構(gòu)成槽，受泥漿循環(huán)處理限制必須在場(chǎng)地上設(shè)置較大容量的泥漿池或泥漿箱儲(chǔ)存泥漿（5）。在狹小場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置大容量泥漿池或泥漿箱，占用樁位、圍護(hù)結(jié)構(gòu)位置，影響樁基設(shè)備布置；同時(shí)，隨著工程推進(jìn)，泥漿池或泥漿箱需進(jìn)行場(chǎng)地轉(zhuǎn)換，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。本文以實(shí)際工程為例，提出利用基樁間隙設(shè)置下沉式泥漿池，增加泥漿現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備，減少場(chǎng)地占用的下沉式泥漿儲(chǔ)備處理系統(tǒng)。

1 工程概況

某工程地下4層、地上34層；框架核心筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒為鋼板剪力墻、外筒框架為鋼管混凝土柱；樁基為鋼筋混凝土灌注樁，樁徑900、700 mm，有效樁長(zhǎng)35 m，最大成孔深度79 m，共計(jì)447根。工程場(chǎng)地面積9 259.8㎡，基坑面積約4 511㎡，北側(cè)基坑距圍墻1.5～2.0 m，東側(cè)基坑距圍墻3.1～4 m，南側(cè)基坑距圍墻2.5 m；西側(cè)為私人庭院，基坑距圍墻2.0～2.6 m，施工平面規(guī)劃可利用場(chǎng)地非常有限。

工程位于天津市河西區(qū)核心地帶，周邊道路限制比較多，東側(cè)為天津市主要迎賓大道，全天禁止工程車輛通行；南側(cè)為單行道且道路兩側(cè)停靠大量私家車，不具備大型車輛通行條件；北側(cè)道路早晚高峰期工程車輛限行，大型運(yùn)輸車只能在22：00—6：00通行，嚴(yán)重影響材料進(jìn)場(chǎng)及樁基施工階段廢泥漿外運(yùn)。

2 泥漿儲(chǔ)存處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)樁基施工產(chǎn)生的廢漿需考慮以下因素。

1）現(xiàn)場(chǎng)泥漿儲(chǔ)存量。受泥漿外運(yùn)限制影響，現(xiàn)場(chǎng)泥漿儲(chǔ)存、循環(huán)池容量需滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

2）泥漿外運(yùn)。工程每天產(chǎn)生廢漿量約800 m3，留給外運(yùn)時(shí)間只有6 h，每小時(shí)需外運(yùn)133 m3泥漿，需泥漿運(yùn)輸罐車4輛（40 m3/輛），泥漿外運(yùn)將是制約現(xiàn)場(chǎng)施工主要因素，在施工時(shí)需加大泥漿循環(huán)利用率，減少泥漿外運(yùn)量。

2.1 泥漿儲(chǔ)存處理方案

樁基施工時(shí)多采用小型泥漿池或泥漿箱來(lái)儲(chǔ)存泥漿，本工程如采用普通泥漿池或泥漿箱會(huì)占用大量的施工區(qū)域，使本來(lái)狹小的場(chǎng)地更為緊張。另外施工過(guò)程中泥漿池或泥漿箱位置轉(zhuǎn)換將直接影響現(xiàn)場(chǎng)施工，對(duì)工程進(jìn)度安排極為不利。

針對(duì)泥漿儲(chǔ)存及處理實(shí)際情況，結(jié)合工程樁布置，采用了一種下沉式泥漿儲(chǔ)存處理系統(tǒng)。在基樁間隙施打拉森鋼板樁形成圍護(hù)空間，圍護(hù)空間的形狀可以根據(jù)工程樁分布隨機(jī)調(diào)整，利用工程樁間隙作為泥漿儲(chǔ)存空間，通過(guò)除砂、外摻添加劑等措施加大泥漿循環(huán)利用率，解決現(xiàn)場(chǎng)泥漿儲(chǔ)存、循環(huán)利用問(wèn)題。

本工程下沉式泥漿儲(chǔ)存處理系統(tǒng)選在核心筒位置，基樁間距4.61 m，在空間內(nèi)形成能4 m×30 m×4.5 m儲(chǔ)存空間，通過(guò)功能分割設(shè)置可分成清水池、循環(huán)池、沉淀池等。見(jiàn)圖1。

圖1 下沉式泥漿儲(chǔ)存處理系統(tǒng)的位置

2.2 下沉式泥漿儲(chǔ)存處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)包括下沉式泥漿儲(chǔ)備系統(tǒng)、泥漿攪拌系統(tǒng)、泥漿處理系統(tǒng)、漂浮排漿系統(tǒng)。見(jiàn)圖2。

圖2 下沉式泥漿儲(chǔ)存處理系統(tǒng)

下沉式泥漿儲(chǔ)備系統(tǒng)由拉森鋼板樁和鋼圍檁、鋼對(duì)撐組成，將拉森鋼板樁打入地下形成封閉圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼圍檁由H300 mm×300 mm×10 mm×15 mm型鋼制作，設(shè)置在拉森鋼板頂端，與拉森鋼板樁焊接；鋼對(duì)撐由H300 mm×300 mm×10 mm×15 mm型鋼制作，沿圍檁每4～5 m設(shè)置一道；在圍護(hù)系統(tǒng)內(nèi)土體挖除后形成支撐，保證拉森鋼板樁穩(wěn)定，拉森鋼板樁所圍空間用于泥漿儲(chǔ)備。

泥漿處理系統(tǒng)包括除砂器、泥水分離系統(tǒng)。除砂器用于廢漿的一級(jí)處理，經(jīng)過(guò)除砂器將3 mm以上的顆粒分離出來(lái)，泥漿進(jìn)入儲(chǔ)漿池；經(jīng)初級(jí)處理，調(diào)整參數(shù)進(jìn)入循環(huán)池用于循環(huán)，分離土經(jīng)晾曬運(yùn)至場(chǎng)外。

3 施工要點(diǎn)

3.1 定位放線

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)平面布置，利用全站儀在樁基礎(chǔ)間隙內(nèi)測(cè)量布設(shè)下沉式泥漿池的位置，泥漿池邊距工程基樁邊500 mm。泥漿池平面尺寸由泥漿池容量確定，根據(jù)樁基礎(chǔ)分布可以設(shè)置成方形、矩形、異形等。泥漿池定位以不影響樁基施工為原則。

3.2 板樁施工

圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用拉森鋼板樁，樁長(zhǎng)12 m，按照提前測(cè)放的位置，采用屏風(fēng)式打入法施工，用打樁機(jī)將鋼板樁放至插樁位置，插樁時(shí)鎖口對(duì)準(zhǔn)。每一流水段落的第一根鋼板樁作為定位樁，沿鋼板樁的行進(jìn)方向反向傾斜8°左右開(kāi)動(dòng)振動(dòng)錘，利用振動(dòng)力把樁頂沉至離地面1 m左右停止；然后第二根、第三根逐根插打。為保證鋼板樁之間咬合緊密，施工時(shí)嚴(yán)格控制鋼板樁垂直度，在插打過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量監(jiān)控每根樁的斜度不超過(guò)2%，若傾斜或鎖口結(jié)合部有空隙，可用軸線修正法修正。當(dāng)偏斜過(guò)大不能用拉齊方法調(diào)正時(shí)，拔出重打。頂部鋼板樁樁位允許偏差：垂直圍檁中心線，允許偏差100 mm，樁頂標(biāo)高高出地面200 mm（4）。

3.3 腰梁和對(duì)撐安裝

腰梁和對(duì)撐設(shè)置在鋼板樁頂端，腰梁與鋼板樁焊接。沿腰梁每4 m設(shè)置一道對(duì)撐，對(duì)撐支撐在腰梁上。腰梁與鋼板樁及對(duì)撐與腰梁焊接牢固，焊縫飽滿（5）。

施工前先將鋼板樁內(nèi)土開(kāi)挖500 mm，然后吊車將腰梁吊裝就位，用點(diǎn)焊固定，臨時(shí)固定后將腰梁與鋼板樁焊接牢固。對(duì)撐施工與腰梁施工同時(shí)進(jìn)行，腰梁施工至對(duì)撐位置及時(shí)進(jìn)行對(duì)撐施工，對(duì)鋼板樁形成支頂。

3.4 泥漿池內(nèi)土方開(kāi)挖

泥漿池土方開(kāi)挖深度為4.5 m，開(kāi)挖施工隨腰梁對(duì)撐穿插進(jìn)行，開(kāi)挖過(guò)程中注意支撐、鋼板樁變形，如產(chǎn)生過(guò)大變形，及時(shí)采取增設(shè)對(duì)撐等加固措施。

3.5 安裝除砂器和泥漿攪拌系統(tǒng)

土方開(kāi)挖完成后安裝泥漿攪拌系統(tǒng)，采用氣動(dòng)或水泵攪拌，首先安裝攪拌主管，再安裝連接豎管、攪拌噴嘴，主管與空壓機(jī)或高壓泵連接。攪拌噴嘴每1 m設(shè)置一個(gè)，便于泥漿池中的泥漿能夠充分?jǐn)嚢琛?/p>

在泥漿循環(huán)端部安裝一個(gè)3 mm除砂器，經(jīng)除砂的泥漿排到泥漿池中。除砂器可設(shè)置在循環(huán)下沉式泥漿的上部。

3.6 循環(huán)回路安裝

設(shè)置循環(huán)管路一端與成樁、成槽系統(tǒng)連接，另一端與下沉式泥漿池漂浮排漿泵連接，成孔時(shí)啟動(dòng)排漿泵，使泥漿循環(huán)。排漿泵采用立式泥漿泵，在泥漿泵上安裝浮筒，可使泥漿泵隨泥漿面上下浮動(dòng)。

4 結(jié)論

1）利用鋼板樁在基樁空間內(nèi)形成圍護(hù)結(jié)構(gòu)，土方開(kāi)挖后形成地下泥漿儲(chǔ)備池，可以根據(jù)基樁分布隨意設(shè)置，適用性比較強(qiáng)，能夠保證各種制約條件下樁基正常施工；較傳統(tǒng)泥漿池或泥漿箱占地面積小、泥漿儲(chǔ)存量大，提高場(chǎng)地利用率。

2）泥漿儲(chǔ)備池可根據(jù)工程基樁分布隨意設(shè)置，加大泥漿儲(chǔ)備量，解決了受環(huán)境、交通限制等因素工程施工大量泥漿儲(chǔ)備問(wèn)題。

3）泥漿位于地下，在泥漿池上部設(shè)置泥漿處理系統(tǒng)或鋪設(shè)鋼板，不影響樁基施工；減少以往施工過(guò)程中泥漿系統(tǒng)場(chǎng)地轉(zhuǎn)換影響工程正常施工，節(jié)約工期。

4）經(jīng)過(guò)處理的泥漿繼續(xù)循環(huán)利用，加大泥漿循環(huán)利用率；同時(shí)經(jīng)處理產(chǎn)生的泥沙用于樁孔回填，降低泥漿排放量，綠色環(huán)保有利于環(huán)境保護(hù)。

5）通過(guò)設(shè)置下沉式泥漿儲(chǔ)備處理系統(tǒng)，減少泥漿排放，避免因泥漿不能排放導(dǎo)致停工的影響，減少泥漿場(chǎng)地轉(zhuǎn)換，有利于工期整體成本節(jié)約?！酢?/p>