地下连续墙泥浆护壁施工工艺

地下连续墙泥浆护壁施工工艺我干基础工程施工快二十年，见过太多深基坑项目因为地下连续墙泥浆护壁没做好，出了塌槽、沉渣超标、墙体渗漏这些问题，轻则耽误一两个月工期，花几十万清槽整改，重则影响整个基坑的安全，说泥浆护壁是地下连续墙的“生命线”一点都不夸张。现在城市里超高层、轨道交通越来越多，深基坑的深度和规模越来越大，地下连续墙作为围护或者主体结构的应用越来越广，而泥浆护壁就是保证成槽质量、稳定槽壁的核心工艺。本文我就结合这些年现场的实际经验，从原理、准备、施工、问题处理到质量管控，把这套工艺说透，既有书本上的专业要求，也有我们现场摸爬滚打出来的实用经验。1泥浆护壁工艺的作用与基本原理要做好这个工艺，首先得明白它到底起什么作用，为什么能稳住槽壁，不能上来就闷头干。1.1泥浆护壁的核心作用地下连续墙的第一步就是在地下挖出一段一段的长条槽段，本来天然的土体被挖开之后，失去了原有支撑，再加上地下水的压力，很容易发生坍塌。泥浆护壁最核心的作用就是平衡槽壁受到的土压力和水压力，防止槽壁坍塌，给后续成槽、下钢筋笼、浇筑混凝土创造稳定的作业空间。除了挡塌，泥浆还有三个很重要的作用：第一是携渣，成槽钻进的时候，泥浆能够把钻头切削下来的土渣带出来，避免土渣沉在槽底增加清槽的工作量；第二是冷却润滑钻头，长时间成槽钻进钻头会发热磨损，泥浆能降温，还能减少钻头和槽壁的摩擦，延长设备寿命；第三是渗透形成防渗层，后续墙体做完之后，泥皮也能辅助减少墙体的渗水量。我早年在江边一个项目上，30多米深的地下连续墙，穿过十几米厚的粉细砂层，一开始图省钱用了比重不够的泥浆，结果挖了15米的时候半幅槽直接塌了，光清渣就清了五天，还把成槽机的钻头埋进去过，从那之后我就记住了，泥浆这一块真的省不得。1.2泥浆护壁的基本原理说通俗点，泥浆就是比水重的黏性液体，它的比重比地下水大，所以注入槽段之后，泥浆产生的静压力要大于槽壁外侧的土压力和地下水压力，相当于从槽内部给槽壁一个向外撑的力，平衡掉外侧的压力。同时，泥浆里的细小黏土颗粒会在压力作用下，往槽壁的土体缝隙里渗透，慢慢在槽壁表面形成一层致密、不透水的泥皮，这层泥皮就像给槽壁贴了一层结实的防水膜，既挡住了外面的地下水往槽里渗，也固定住了槽壁的土体，不让土体掉下来，只要泥浆性能合格、液面稳定，槽壁就能一直保持稳定，不会轻易坍塌。说了这么多原理和作用，其实干现场都知道，工艺好不好，准备工作先占一半，很多出问题的项目，其实不是施工的时候错了，是开工前准备就没做到位，接下来我就说说泥浆护壁施工前期的准备工作，每一项都不能少。2泥浆护壁施工前期准备工作2.1材料准备现在现场主流用的是膨润土泥浆，原材料主要包括膨润土、纯碱、羧甲基纤维素钠（也就是我们常说的CMC），特殊地质会额外加一些重晶石或者聚丙烯酰胺来调整性能。膨润土一般选改性钙基膨润土就够了，要注意杂质含量不能太高，最好选正规厂家的产品，进场之后一定要抽样做性能检测，不能拉来就直接用。纯碱的作用是分散膨润土，让膨润土更好地水化膨胀，提高泥浆的黏性；CMC是用来增粘降失水的，让泥浆不容易往土里渗太多，保持性能稳定。我之前碰到过一批劣质膨润土，里面一半都是砂石杂质，造出来的浆含砂率居高不下，怎么滤都降不下来，最后只能全部拉走退货，亏了不少运费，所以材料进场这道关一定要把紧。2.2设备与检测工具准备造浆需要专用的高速搅拌机，不能用普通的低速搅拌机，不然膨润土搅不开，水化不充分，泥浆性能出不来。还要准备泥浆循环系统的泵、管道、泥浆分离器，以及检测用的比重计、粘度计、含砂率测定仪、失水量测定仪这些工具，所有检测工具一定要提前校准，不然测出来的比重、粘度不准，你以为性能合格了，其实根本达不到要求，很容易出问题。2.3泥浆配合比设计与试配泥浆的配合比不是固定的，完全要根据项目的地质条件来定，不能拿着别的项目的配合比直接用。比如普通的软黏土地基，泥浆比重只需要控制在1.05-1.10就够了，要是穿过粉砂、细砂层或者透水层，比重就要提高到1.10-1.20，要是地下水位特别高，甚至还要更高。正式开工前，一定要取项目现场的原土和地下水，提前做试配，测试配制好的泥浆的比重、粘度、含砂率、失水量、泥皮厚度这些指标，符合规范和设计要求之后，才能确定最终的配合比。我一般试配的时候都会留一点富余量，比如设计要求比重不低于1.10，我就把配合比做到1.12，防止泥浆循环几次之后性能下降，不够用。2.4场地与循环系统准备泥浆是可以循环利用的，所以要提前在现场挖设制浆池、储浆沉淀池，三个池子一般连通布置，总容积要能满足至少一个槽段施工用浆量的1.5倍，留足富余量，防止发生漏浆或者需要补浆的时候不够用。池子的底部和四周都要做防渗处理，不然泥浆漏到地下，不仅污染环境，还会造成浆量不够，池子周围一定要做好防护，防止人员坠落。前期准备都落实到位之后，就进入正式的施工环节了，泥浆护壁贯穿了地下连续墙成槽到浇筑的整个过程，每个环节的管控要点都不一样，接下来就一步步说清楚。3泥浆护壁核心施工工艺操作要点3.1泥浆制备制备泥浆要按顺序投料，不能乱加。一般先往搅拌机里加入预定量的水，开动搅拌之后先加入膨润土，高速搅拌至少20分钟，然后加入纯碱，再搅拌10分钟左右，最后加入提前溶解好的CMC溶液，CMC不能直接干投进去，不然会结团，搅不开，影响泥浆性能。全部加完之后再搅拌15分钟左右，搅好的泥浆要放到储浆池里静置水化3-4小时才能使用，很多新手刚干的时候不知道，刚搅好就直接抽到槽里用，这时候膨润土还没充分泡开，粘度根本达不到要求，很容易出问题，我刚参加工作的时候就犯过这个错，现在一直记着这个教训。3.2成槽过程中的泥浆管控成槽之前，就要先往挖好的导槽里注泥浆，不能等挖开了再补。泥浆的液面要一直保持在地下水位以上0.5-1米，同时不能超过导墙的顶面，防止溢浆。挖槽过程中，随着槽深增加，要随时补浆，液面不能降，一旦液面降了，压力不够，马上就可能塌槽。挖槽过程中，一般每2-3小时就要测一次泥浆的性能，要是在砂层里钻进，我要求工人每1小时就测一次，要是发现泥浆粘度降了、含砂率升了，就要及时补充新浆，或者把循环回来的泥浆重新处理，过滤掉砂之后再用。3.3成槽完成后的清槽换浆一个槽段挖完之后，大量土渣沉在槽底，泥浆的含砂率也会升高，这时候必须做清槽换浆。一般先用成槽机抓斗初步清理槽底沉渣，然后再用导管接入泥浆泵，顺着槽段深度吸泥，把底部含渣多的旧泥浆抽出来，同时补充合格的新泥浆，直到槽底的沉渣厚度和泥浆性能都符合要求。如果是做主体结构的地下连续墙，要求沉渣厚度不超过5厘米，泥浆含砂率要降到4%以下，比重降到1.15以下，这个指标一定要卡死，不合格绝对不能下钢筋笼，不然沉渣留在槽底，墙体后期沉降大，还容易漏水，后期再处理就太麻烦了。3.4钢筋笼吊装与混凝土浇筑阶段的泥浆处理清槽合格之后下钢筋笼，下的时候一定要慢，不要让钢筋笼碰撞槽壁，不然把槽壁的泥皮碰掉，很容易导致局部掉土塌槽。钢筋笼下到位之后，浇筑混凝土的时候，混凝土比重比泥浆大很多，会顺着导管往下灌，把槽里的泥浆慢慢挤出来，这时候要提前把挤出来的泥浆接到泥浆池里，合格的泥浆过滤之后可以留到下一个槽段用，废弃的泥浆要单独存放，之后拉去处理。浇筑过程中也要保持液面稳定，不能让液面下降太快，防止槽壁失稳。就算前期准备和过程管控都做足了，现场地质千变万化，偶尔还是会出一些小问题，这时候及时处理就能避免大事故，我把这些年现场常见的问题和对应的处理办法整理出来，都是踩坑踩出来的经验。4泥浆护壁常见问题及处理措施4.1槽壁坍塌这是最常见也是最危险的问题，一般发生的原因无非就是泥浆比重不够、液面太低、地下水位突然升高或者成槽速度太快。如果是局部小范围坍塌，只是掉了少量土，那只需要加大泥浆比重，放慢成槽速度，挖完之后多清理几次沉渣就可以；如果是大面积坍塌，槽壁已经塌了一大块，这时候一定不能硬挖，要赶紧把槽用黏土填实，等土体稳定几天之后，调整好泥浆性能再重新开挖，硬挖只会让塌的范围越来越大，最后更难收拾。4.2泥浆性能不达标常见的就是粘度不够、比重不对、含砂率太高。如果粘度太低，一般就是膨润土或者CMC加少了，只需要补充适量的膨润土和CMC重新搅拌调整就行；如果粘度太高，就加适量的水稀释；比重太高就补充新浆调和；含砂率太高就多过两遍泥浆分离器，把砂石滤出来，实在不行就把这批浆废弃，重新制浆，不能凑合用。4.3槽底沉渣超标清槽之后检测沉渣厚度超标，一般都是换浆不彻底，或者清槽之后放的时间太长，泥浆里的砂又沉下去了。这时候只需要重新清槽，再换一次浆，要是下完钢筋笼之后发现沉渣超标，就用导管二次清槽，别怕麻烦，一次性弄好比留下隐患强太多。整个工艺下来，要想一直稳定不出事，还要做好全过程的质量安全管控，这也是保证工艺效果的关键。5泥浆护壁施工的质量安全管控要点5.1过程质量检测管控每个槽段从成槽到清槽，都要按要求检测泥浆性能，所有检测数据都要如实记录，不能嫌麻烦不测或者瞎编数据，毕竟地下施工看不见摸不着，全靠这些数据反映情况。日常还要控制泥皮厚度，一般1-3毫米是最合适的，泥皮太厚会影响墙体和周边土体的结合，太薄起不到防渗稳定的作用。5.2安全与环保管控现在环保要求越来越严，废弃泥浆绝对不能乱排，要拉到指定的处置场地处理，不能图省钱偷偷排掉，最后挨罚款还影响项目信誉。现场的泥浆池周边一定要做好防护栏杆，挂好警示牌，晚上还要有照明，每天完工之后都要检查，临时不作业的池子要盖好盖板，防止人员坠落出安全事故。总结总的来说，地下连续墙泥浆护壁工艺说起来原理不复杂，也没有什么特别高精尖的技术，核心就是拼细节，拼责任心，每一个环节都按要求来，不能偷工减料，不能存侥幸心理。我干了这么多年最深的体会就是，地下施工看不见，你对它用心，它就给你省心，你偷一点懒，省一点材料，后面大概率会出大问题，反而一步步踏踏