泥浆护壁
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《建筑工程施工实用技术手册》第640页（3972字）
(一)泥浆的作用
地下连续墙施工中所用的护壁泥浆，由水、黏土、化学处理剂及一些惰性物质混合组成。泥浆是地下连续墙施工中不可缺少的重要材料，在钻孔成槽过程中起的作用是多方面，主要作用有护壁、携渣、冷却和润滑等，其中最主要的作用是护壁。
泥浆在成槽过程中能起到很好的护壁作用，这是因为泥浆液柱的压力作用在井壁上，除平衡地压及地下水压力外，还给井壁一种向外的作用力，这样有助于井壁的稳定。同时泥浆在槽内受压差的作用，一部分渗入地层中，在地层表面形成一层固体颗粒的胶结物——薄层泥饼。性能良好的泥浆，失水量小，泥饼薄而韧密，具有较高的黏结力，对保护槽壁起到决定性的作用。
在槽段钻进的过程中，泥浆又起到运渣介质的作用。钻头切削下来的沉渣，碎屑随着泥浆循环把它们从槽孔底部携带出来，以保证钻头不断顺利钻进。
在槽段钻进的过程中，钻头与槽孔底、钻具与井壁之间，都会因切削旋转摩擦而发热，泥浆可对钻头及钻具起到冷却和润滑作用，能减少摩擦力和降低温度，从而保证钻头和钻具经常保持一定温度和在槽孔内顺利起落。
(二)泥浆的组成
用于槽段开挖施工的泥浆，主要由黏土、纯碱、羧甲基纤维素、硝基腐殖酸碱剂、铁铬木质素磺酸盐和水，按一定比例配制而成，以上组分在泥浆中分别起着不同的作用，并应符合以下要求：
1．黏土
黏土是配制泥浆最主要的材料，一般应采用酸性陶土粉，其有淡粉红色、浅白色或暗灰色三种，其相对密度为2．28g／cm3。
2．纯碱
在泥浆中加入纯碱的目的，是为了除去黏土中的部分钙离子，将钙质土改变成为钠质土，使土颗粒的水化作用加强，从而加速黏土的分散，提高黏土的造浆率。
3．羧甲基纤维素
羧甲基纤维素(CMC)系大分子化合物，在处理泥浆中主要是作为降失水剂和增黏剂。由于CMC的大分子作用，使泥浆变得致密而坚韧，同时因CMC溶于水中能增加泥浆的黏度，从而也促使泥浆的失水量下降。
4．硝基腐殖酸碱剂
硝基腐殖酸碱剂(简称硝腐酸)系由硝基腐殖酸铵、烧碱和水组成。硝基腐殖酸碱剂在泥浆中具有稀释、降失水、抗盐、抗钙等作用，特别显着的是用硝基腐殖酸碱剂处理的泥浆，泥饼薄而坚韧、失水小、应用范围广。
5．铁铬木质素磺酸盐
铁铬木质素磺酸盐(简称铁铬盐)在泥浆中主要作为稀释剂，具有抗盐、抗钙的能力，应用范围比较广泛。
6．水
用于泥浆的水要求不高，一般饮用清洁水均可，pH值接近中性者为好。对于自来水以外的水，在使用前均应检测其有关指标，并符合国家对水质的规定。不允许采用盐水或海水拌制泥浆。
(三)泥浆的性能
用于地下连续墙槽段的泥浆，应具有一定的造膜性、理化稳定性、流动性和适当的相对密度。泥浆的性能指标见表11－3。
表11－3 泥浆的性能指标
注：表中上限为新配制泥浆，下限为循环泥浆。
泥浆拌制和使用时，必须对其性能指标进行检验。在选择泥浆的性能指标时，应考虑到地质条件和挖槽方法，在建筑工程中常用的泥浆配合比见表11－4。
表11－4 建筑工程上常用泥浆参考配合比(以质量计)
注：1．CMC应配制成1．5%的溶液使用。
2．分散剂常用的有碳酸钠或三(聚)磷酸钠。
(四)泥浆的拌制
泥浆的拌制质量关系到地下连续墙的施工速度和工程质量，在拌制过程中必须按照以下要求和方法进行。
(1)泥浆的拌制设备，主要包括陶土粉储料斗、螺旋输送机、陶土粉称量斗、磅秤、定量水箱、泥浆搅拌机、轻轴搅拌器、药剂贮液桶等，这些设备应按要求布置在施工现场的棚房内，其具体组成如图11－9所示。
图11－9 泥浆搅拌系统组成示意图
1－泥浆搅拌机；2－螺旋输送机；3－称料斗；4－电控量秤；5－水箱；6－硝基腐殖酸碱剂桶；7－CMC贮液桶；8－纯碱贮液桶；9－陶土粉；10－手提式拌合器
(2)膨润土泥浆应搅拌均匀，泥浆拌制好以后，在贮浆池内一般应静止24h以上，使用紧急时也不得少于3h，这样可使膨润土颗粒充分水化、膨胀，确保泥浆的质量。
(3)采用膨润土的泥浆，新泥浆的相对密度控制在1．04～1．05；循环过程中的泥浆的相对密度，应控制在1．25～1．30之间。当遇到松散地层时，泥浆的相对密度可适当增大；在灌注混凝土之前，槽内泥浆的相对密度应控制在1．15～1．20之间。
(4)在成槽过程中，要根据情况不断向槽内补充新泥浆，使泥浆充满整个槽段，并保持相应的高程。在一般情况下，泥浆顶面应保持高出地下水位500mm以上，也不应低于导墙顶面300mm。
(5)在整个施工过程中，要加强对泥浆的管理，经常测试泥浆的性能和调整泥浆配合比，保证顺利施工。对新泥浆拌制后，待静止24h后测一次全项目。在成槽过程中，每进尺3～5m或每小时测定一次泥浆的相对密度和黏度。在清槽前后，各测一次泥浆的相对密度和黏度，在灌注混凝土前测一次相对密度，取样应分别在槽段的底部、中部或上口。
(五)泥浆的循环
在地下连续墙施工中，根据泥浆护壁的使用方法不同，泥浆的循环方式可分为正循环和反循环两种，如图11－10所示。
图11－10 泥浆循环的方式
1．正循环方式
正循环方式是指在成槽(或钻孔)的过程中，掘削机钻头使泥浆与钻屑混合以循环方式排出地表的循环方式。它通过中空钻杆及钻头输送泥浆，从钻头的底端喷射出来，使泥浆与钻屑混合液由槽孔内溢流至地面。
2．反循环方式
反循环方式是指在成槽(或钻孔)的过程中，从地表槽孔流入的泥浆，由钻头底口吸入钻屑，通过钻杆或胶管送到地面的循环方式。
(六)泥浆的处理
通过沟槽循环或灌注混凝土置换而排出的泥浆，由膨润土和增黏剂等主要成分的消耗，以及土渣和电解质离子的混入，其将失去原有的性质和降低质量，因此，排出的泥浆必须加以净化处理后才能继续循环使用。
泥浆中土渣的分离，一般在化学处理之后进行，可采用沉淀池沉淀和机械处理的方法，在工程中通常是采用溢式重力沉淀池及机械振动综合处理方法。泥浆的处理加工工艺流程，如图11－11所示。
图11－11 泥浆处理加工工艺流程
(七)清槽工作
清槽的目的是置换槽孔中的稠泥浆，清除孔内的钻屑和槽底的沉淀物，以保证墙体结构的受力要求。
1．清槽的操作程序
当槽段钻到设计深度后，应停止钻进，并使钻头空转4～6min，且不使钻头进尺，这样可将槽底的残留泥块打碎成细小的颗粒，然后用吸力泵或砂石泵采取反循环抽浆10～15min，将槽底的钻屑清理干净，使泥浆的相对密度控制在1．1～1．2范围内。
2．清槽的质量要求
清槽工作结束1h后，应对清槽进行质量检查。经测定，以槽底沉淀物的淤积厚度不大于200mm，槽底200mm处的泥浆相对密度不大于1．2为合格。