第３２卷第４期 Ｖｏ１．３２ ＮＯ．４ 建筑施工 ＢＵＩＬＤＩＮＧ Ｃ０ＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ 泥浆性能指标对槽壁稳定的影响 Ｉｍｐａｃｔ ０ｆ Ｍｕｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｉｎｄｅｘ ｕｐｏｎ Ｓｌｕｒｒｙ Ｗａ¨Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ 口 袁振 （上海市基础工程有限公司 ２００００２） 【摘要】以上海中心地下连续墙泥浆测试数据为基础，描述了成槽、冼槽及清基工况中护壁泥浆的性能情况，同时从理论 上阐述了泥浆在维持槽壁稳定中所发挥的作用，上海中心地下连续墙施工的成功应用，说明本工程的泥浆性能可以满足上海地 ＩＸ￣－Ｆ连续墙槽壁稳定的要求，对类似工程有参考作用。 【关键词】槽壁稳定 泥浆地下连续墙 【＝ｋ ｉｌ１分类号］ＴＵ７５３．８ ／文献标识码 Ｂ 【文章编号】１００４—１ｏｏ１（２０１０）０４—０３２８—０２ １ 地下连续墙泥浆性质测试 仪器：ＤＨ试纸 １．１．６泥浆胶体率和稳定性： 本项目的地下连续墙工程位于上海陆家嘴金融贸易区， ①仪器：量筒、比重计 该工程的地下连续墙均采用了抓冼结合的施工方法：其为设 计深度为５０ ｍ，其中成槽深度为３０ ｍ，冼槽深度为２Ｏ ｍ。 ②测试方法： 对不同槽段的护壁泥浆分成槽、冼槽及清基三种工况进 ａ胶体率 行测试，主要测试了比重、粘度、含砂率、失水量、泥皮厚度及 １００ ｍｌ＿量筒量取１００ ｍＬ泥浆，用玻璃片盖上静置２４ ｈ 后，观察量筒上部澄清液的体积Ｖ１。 ＰＨ值等指标。 １．１测试指标 胶体率＝ ×ｌＤ０％ １．１．１泥浆比重 ｂ稳定性 仪器：泥浆比重计 １００ ｍＬ量筒量取１００ ｍＬ泥浆，用玻璃片盖上静置ｌｈ １．１．２泥浆粘度 后，取其上部１／３及下部１／３泥浆进行比重测试，进行比较。 仪器：漏斗粘度计 １．２泥浆性质测试 １．１．３泥浆失水量及泥皮厚度： ①仪器：泥浆失水量测定器 滤纸 ②测试方法 ａ泥浆失水量 泥浆水量测试是在一定体积泥浆在规定气压下，流出 的虑液量即为失水量。 ｂ泥皮厚度 图１各ｆｆ－￣）Ｌ泥浆比重曲线 泥皮厚度测试一起进行，在失水量测定器下部加设滤 纸，在３０ ｍｉｎ后，取出滤纸，测其上泥皮厚度。 １．１４泥浆合砂量： ①仪器：泥浆含砂量测定器 ②测试方法：取一定量泥浆，测试其不能通过２００号 筛孔（直径０．０７４ ｍｍ）的砂子所占泥浆体积的百分数。 １．１．５泥浆ｐＨ值： 【作者简介】袁振（１９８１一），男，硕士研究生，工程师。联系地 址：上海市民星路２３１号科技楼２楼（２００４３３）。 由图１－３可以看出，各个工况中泥浆比重差别不大，大 【收稿日期】２０１０—０３—２３ 部分位于１．１至１．３之间，但沉槽阶段的泥浆粘度及含砂率 ・３２８・ ４／２０１０ 袁振：泥浆性能指标对槽壁稳定的影响 第４期 明显高于冼槽及清基工况，成槽工况泥浆的粘度最高达 ４０ ｓ，含砂率最高达１６％，其原因应该是成槽机施工时泥浆 循环系统工作量不如冼槽阶段大造成的，沉渣未被循环泥浆 充分置换，故测试出的泥浆指标偏大。 ２ 泥浆对槽壁稳定性的影响分析 ２．１泥浆在开挖中的主要作用 （１）护壁 这是最重要的一个作用，其表现在以下几个方面： ①泥浆的静水压力可抵抗作用在槽壁上的土压力和 水压力，并防止地下水的渗入； ②泥浆在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静 水压力有效地作用在槽壁上，同时防止槽壁的剥落： ③泥浆从槽壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘 附在土颗粒上，即泥浆的凝胶作用，泥浆侵入土中孔隙成为 静止的凝胶，凝胶化的泥浆固定了土颗粒的相对位置，在槽 壁附近形成稳定的土层，这样可使槽壁减少坍塌性和透水 性。 （２）悬渣和携渣 由于泥浆具有较高的粘性，故能在开挖过程中将土渣悬 浮起来，用泥泵不断地抽取携渣泥浆同时灌入新鲜的泥浆。 如果土渣不能迅速排出，就会降低挖槽机械的功能，而且泥 浆中土渣量的增多，也会是泥浆循环的阻力增大，进一步降 低挖槽的效率，但这也会提高泥浆的容重，从而提高地下连 续墙的稳定性。 （３）抗混凝土和地下水污染 泥浆有良好地抗混凝土和地下水污染的能力可以长时 间保持流动状态，在浇注过程中能被混凝土顺利地置换到槽 壁外，如果泥浆的容重较大则会使得置换产生困难并影响施 工的质量。 （４）润滑与冷却 泥浆对挖槽机具（尤其是钻挖机具）具有冷却和润滑的 作用可减轻机具的损耗，可以提高挖槽机具的效率和延长机 具的使用时间。 ２．２泥浆的必要性能 为了能起到上述泥浆在槽壁稳定中所发挥的作用，泥浆 必需满足一些性质，即泥浆的必要性能： （１）物理稳定性 泥浆即使静置相当一段时间，其性质也没有变化，这就 说明稳定性高。泥浆长时间处于静置状态，在重力作用下， 其固体颗粒发生离析沉淀；在特殊情况下，泥浆的上部成为 普通的清水。清水或者接近于清水的泥浆是没有维护槽壁 稳定功能的。 （２）化学稳定性 若泥浆被反复使用，水泥、地下水（海水）以及地基土中 的阳离子等会逐渐使泥浆的性质发生变化。这就是说泥浆 将要从悬浮分散状态向凝聚状态转化。当泥浆出现凝聚时， 呈悬浮胶体状态的颗粒就要增大，失去形成良好泥皮的能 力，这时如果让泥浆静止不动，凝聚态的膨润土颗粒等就开 始与水分离而沉降下来。这就要求工程泥浆要有足够的抗 污染能力。 （３）适当的比重 ①泥浆和地下水之间的压力差可抵抗土压力和水压 力，以维护槽壁的稳定。若泥浆的比重较大，就会增大压力 差，提高槽壁的稳定性。 ②若比重增加，就会提高对土渣的浮托力，有助于把 土渣携出地面。可是，如果比重过大，就会产生泵的能力不 足或妨碍泥浆与混凝土的置换。 （４）良好的触（流）变性 这是衡量泥浆性能的一项重要的指标。也就是，泥浆在 流动时只有很小的阻力，从而可以提高钻井效率，便于泵送 泥浆：而当停止钻井时能迅速转为凝胶状态，静切应力大为 增加，避免其中的砂粒迅速沉淀；而渗入周围地层中的泥浆， 也因不受扰动而快速固结，从而提高槽壁的稳定性。 （５）良好的泥皮形成性 即在槽壁表面形成一层薄而韧、不透水的泥皮，并在槽 壁表而附近的地基土内，由于泥浆的渗透而形成浸透沉积 层。而被泥浆携带到地面上来的地层颗粒应能容易地从沉 淀池、振动筛或旋流器中被分离出来。 从上可以看出，各方面对泥浆性能要求往往不一致。比 如要使泥浆满足护壁和携砂的功能，就必须提高它的粘度和 静切力 而要使泥浆容易流动，容易分离，就必须降低泥浆粘 度，增加它的流动性。所以在选择泥浆的配比是很重要的。 ３结论 通过对上海中心地下连续墙泥浆指标的测试，可以发现 在成槽阶段的泥浆性质和冼槽及清基阶段有较大差别，粘度 及含砂率均明显大于后两个阶段，但各个工况的泥浆比重基 本相同，位于１．１～１．３之间，为了使泥浆达到应有的护壁功 能，泥浆必需具备物理、化学稳定性等性质，不同的性能指标 使得泥浆具有侧重面不同的功能，比如护壁、携砂、流动等。 本工程中的泥浆性能可以满足上海地区５０ ｍ深度地下连续 墙的槽壁稳定性要求。 ・３２９・
