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浅谈海水泥浆及其与淡水泥浆的区别 孙晓娜， 李勇萍， 罗 敏 四川工程职业技术学院， 四川 德阳 摘 要： 对于海洋环境的灌注桩钻孔施工， 经常会遇到缺乏淡水以及即使使用淡 水泥浆也不能很好护壁甚至塌孔等诸多问题。本文针对海水泥浆， 论述 了海水泥浆的组成成分、 形成机理、 作用以及性能指标选择， 比较分析了 其与淡水泥浆的区别。 关键词： 钻孔灌注桩 泥浆 海洋环境 施工 区别 引 言 对于海洋环境中的钻孔灌注桩施工， 使用淡水泥浆可能会受到海 水污染， 进而影响泥浆性能， 并且海上施工时， 淡水供应非常困难， 如能 直接采用海水拌制泥浆， 可大大降低工程的难度和成本 。因此， 有 必要对海水泥浆的配制、 性能指标选择以及其与淡水泥浆的区别进行 研究。 泥浆组成成分 泥浆的组成成分主要为土、 水和外加剂。目前工程上使用较多的 是膨润土泥浆， 膨润土泥浆是由水、 粘土（ 或膨润土） 和添加剂组成的 介于胶体和悬浮体之间的的分散体系； 水是泥浆的重要组成部分， 对泥 浆性能的影响很大； 外加剂主要有分散剂和增粘剂， 在泥浆中加入适量 外加剂可调整泥浆的性能指标， 使之更好地满足护壁要求。 泥浆性能指标 泥浆应具有一定的造膜性、 理化稳定性、 流动性和适当的密度。评 价钻探泥浆质量的指标有泥浆的比重、 粘度、 含砂量、 胶体率和稳定性、 失水量、 静切力、 值等。泥浆各种性能不是孤立的而是互相联系的， 彼此互相影响， 因此一个性能的改变也会影响其他各种性能发生变化， 要求泥浆在使用中达到配比合理、 性质稳定， 不得产生离析、 聚沉现象。 泥浆各性能指标的合理调整配合是保证泥浆性能优良的关键。 泥浆比重 泥浆的比重对孔壁稳定、 机械钻速以及成孔质量均有很大影响。 当用海水拌制泥浆时， 海水泥浆的比重一般要比淡水泥浆的比重大一 些， 一般控制在 ， 而淡水泥浆的比重大都在 之 间。泥浆比重增大时， 能够维持钻孔和地层间压力的平衡， 孔壁趋于稳 定， 同时悬浮、 携渣的能力也增大。但若泥浆比重过大， 说明泥浆中无 用固相含量高， 造成粘附在孔壁的泥皮变厚， 泥皮松疏、 韧性降低， 引起 钻孔缩径以及孔壁水化崩塌、 泥皮脱落， 致使孔内得不到净化， 造成清 孔困难。另外， 泥浆中无用固相往往对管材、 钻头、 水泵缸套、 叶轮等磨 损大， 降低了其使用寿命； 而且， 无用固相也会拖曳钻头的进尺， 使得粘 土、 岩屑颗粒重复破碎， 导致机械钻速的下降。反之， 若泥浆比重偏小， 对悬浮、 携带钻渣的能力不够， 对孔壁的侧压力也不足， 钻具上下的泥 浆紊乱而使孔壁表面受到冲刷， 容易发生孔壁坍塌的现象。 泥浆粘度 泥浆的黏度是泥浆分子之间、 固相颗粒之间、 液相与固相之间的内 部摩擦力， 衡量泥浆流动难易程度的指标。如果泥浆内固体成分增加， 就会使固体颗粒之间摩擦增多， 表现在泥浆性能上就是泥浆粘度的升 高。除了泥浆除颗粒间的内摩擦力外， 还有网状结构的形成、 变形和破 坏对泥浆粘度的影响。由于海水泥浆以及桩周介质中均含有大量盐 份， 当 、 、 等离子较多时容易引起泥浆沉聚形成结构， 泥 浆粘度升高， 此种情况往往也伴随着失水量增大， 静切力升高。因此海 水泥浆要严格控制粘度， 一般控制在 之间。 泥浆胶体率和稳定性 泥浆的胶体率可用来衡量泥浆中粘土颗粒的分散、 水化程度， 泥浆 稳定性是指在重力作用下泥浆中的固体颗粒是否容易下沉的特性。泥 浆稳定性与比重和胶体率有关， 随着泥浆比重、 胶体率增大， 泥浆稳定 性越好。一般要求泥浆的胶体率 ， 后的密度差 是合适的。海水泥浆的胶体率一般控制在大于 。泥浆的胶体 率高、 稳定性好， 表明泥浆具有良好的流变性能和保水特性。胶体率高 的泥浆， 粘土颗粒的分散性、 水化性好， 不易聚结沉降， 可长时间维持悬 浮状态， 悬浮钻渣的能力高。 泥浆失水量 在钻孔内循环的泥浆， 因受压力差作用， 泥浆中有一部分水被行之 有效地渗入孔壁中， 这种现象叫泥浆的失水， 失水的多少以失水量表 示。泥浆的失水量大小主要与造浆粘土矿物的类型、 粘土的水化和分 散度、 压差的大小、 泥皮松散或致密程度等因素有关。海水泥浆在施工 中失水量一般在 较为适宜。海水泥浆和淡水泥浆对 “ 泥浆失水量” 这一指标的要求基本相同。 两者的主要差别 海水泥浆和淡水泥浆的不同， 主要是由于二者水质的不同造成的。 淡水是含盐量小于 的水， 其矿物质离子含量少， 密度 ， ， 呈弱碱性。海水是一个复杂多组分的多相体系， 含有很多可溶性盐类物质及固相颗粒， 其离子成分主要有 、 、 、 、 、 、 、 、 （ ） 、 ， 平均盐度为 ， 密度通常在 之间， ， 呈偏碱性， 且海水比淡水的密度大， 含盐量高。 与淡水泥浆相比， 海水泥浆比重大、 胶体率低、 稳定性差， 这是由于 海水中含有大量的盐份及各种金属离子， 泥浆易受到污染， 对膨润土的 造浆性能影响很大。研究表明： 当水中的 浓度达到 以上 时， 膨润土就会凝聚和沉降分离， 当水中的 浓度达到 以 上时， 膨润土的湿胀性就下降极快， 达到近于海水浓度时（ ） 就会产生凝聚。另外， 海水中 离子含量较高， 挤压双电层现象严 重， 电动电位较低， 使粘土颗粒水化膜变薄产生聚结下沉， 致使泥浆粘 度和切力均有所降低， 泥浆失水量加大， 稳定性不好。因此， 在配制泥 浆时， 饮用水可以直接使用， 但使用海水时应做拌和试验， 同时需选用 适宜的泥浆分散剂和增稠剂， 使海水泥浆性能满足实际要求。另外， 钻 孔施工时海水不可避免地会进入到钻孔护筒。当受到海水的污染时， 泥浆产生凝聚和沉淀分离， 上层很快变成清澈的溶液， 发生泥水分离现 象， 使泥浆悬浮携渣、 维持孔壁稳定等性能减弱甚至丧失。 结束语 本文对海水泥浆的组成成分、 形成机理及作用、 泥浆性能指标进行 了论述。若对海水泥浆配制及其性能指标进行合理选择， 可以满足规 范及工程实际要求。 参考文献 高超， 刘可兵， 姚磊华 杭州湾大桥工程中的海水造浆技术 市 政技术 ， （ ） ： 徐飞飞 海水泥浆的配制及工程应用 交通世界 ， 毛志坚， 林海， 高超 超大直径桩海水造浆的工艺研究与应用