引言

在地基土以黏性土、砂土、淤泥和淤泥質(zhì)土為主的我國沿海一帶，廣泛采用濕作業(yè)成孔灌注樁。但是在施工過程中會產(chǎn)生大量的泥漿，若不及時消納，將會嚴重污染周邊土壤和環(huán)境，降低現(xiàn)場文明施工程度，甚至會造成工程建設進度停滯及工程質(zhì)量受損等，因此，非常有必要對廢棄泥漿的處理工藝進行探索與優(yōu)化。目前，泥漿無害化處理方式較為單一，一般采用集中堆放后自然風干，局部少量摻外加劑固化，所需時間長，消納場地占用面積大的問題日益突出，與生態(tài)文明建設的矛盾日益加劇。隨著建筑科技和施工技術的發(fā)展應用，泥漿脫水固化工藝、快速無害化處理等新技術日漸成熟。其中，壓濾機是在化工、制藥領域被用于固液分離的一種常見設備，經(jīng)過發(fā)展與實踐，其在樁基工程的泥漿固化領域也得到了一定的應用[8]。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎上，借鑒相關工藝技術，提出了一種廂式壓濾機泥漿固化施工工法。該工法是將經(jīng)過調(diào)和的泥漿送入壓濾機濾板進行封閉加壓，濾布過濾，將固體和液體分離，固體泥餅外運消納，清水經(jīng)藥劑處理達標后就近排放至市政管網(wǎng)的一種方法，可以有效解決困擾施工企業(yè)多年的泥漿運輸消納問題。

1工程概況

房建項目，地下室開挖深度4m左右，采用樁基礎（鉆孔灌注樁），鉆孔灌注樁共需施工691根。本工程地層復雜、樁基數(shù)量較大。為了保證如期完成施工任務，投入14臺GPS-15型以上鉆機進行樁基施工。本工程擬采用廂式壓濾機泥漿固化工法施工，固化泥漿約46958m3。

2工法特點及適用范圍

1）本工法采用廂式壓濾機進行泥漿過濾脫水固化，設備結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、機械化程度高，易操作，所分離出的泥餅含水率低，且運行速度快。具有較好的脫水效果，具備場地條件的項目能大量進行現(xiàn)場固化處理，減少運輸過程的污染，節(jié)約固化時間。

2）相對泥漿外運，泥餅外運處理成本較低，環(huán)境污染小。如溫州城區(qū)泥漿，往往需通過陸運及水運方式運輸至集中消納地點處理，路程較遠，運輸成本較高。采用本工法則大大減少了外運的泥漿數(shù)量，道路沿途的滴、灑、漏污染及部門管控投入費用也相應減少。同時，基本不用在消納場地再行固化，節(jié)約土地資源，減少生態(tài)環(huán)境污染。

3）分離出的泥土再進行無害化處理后，還可深化加工利用。通過一系列技術改良措施，使廢棄的土方轉(zhuǎn)化為具有一定強度和滲漏性的填方材料；泥餅中的固相物有黏土和石屑，再加入水泥和砂子，配制成黏土水泥砂漿，并進一步調(diào)整配方，改善養(yǎng)護條件，黏土砂漿完全可以滿足一般建筑要求；還有其他各種再利用方法，從而實現(xiàn)變廢為寶。

4）排出的清水用于循環(huán)打樁和洗車，節(jié)約工程用水，有利于環(huán)境保護。

5）本工法是工程建設中將廢棄泥漿通過專用機械設備深度脫水的工藝，適用于建筑工程泥漿護壁灌注樁泥漿處理、橋梁樁基工程泥漿處理、勘察鉆探泥漿處理、鉆井工程廢棄泥漿的無害化處理等。

3工藝原理

在泥漿護壁灌注樁樁基施工過程中，安排適合的場地設置廂式泥漿壓濾機（圖1），并配套泥餅堆積外運場地，按照施工現(xiàn)場實際泥漿日產(chǎn)量、泥漿日處理消耗量等要求，確定添置設備的規(guī)模。樁基施工過程產(chǎn)生的泥漿集中收集至儲漿池，儲漿池再集中將泥漿輸送至泥漿混合箱，通過加入一定比例的生石灰攪拌混合后，再輸送至廂式壓濾機進行脫水固化，分離出泥土、其他固態(tài)物和清水。泥土等固化物堆積整理外運，清水可循環(huán)用于樁基鉆孔施工。最終達到節(jié)約用水、泥漿固化外運、降低成本的目的。

4施工工藝流程及操作廂式壓濾機泥漿固化工法的施工工藝流程如圖2所示。

4.1施工準備

1）了解工地地勘資料、設計圖紙、相關規(guī)范等文件。

2）編制泥漿固化的專項施工方案，經(jīng)項目部審核、批準，報監(jiān)理、業(yè)主批準實施。

3）設備進場前，提供詳細參數(shù)、質(zhì)保資料及人員備案資料等。

4）計算泥漿量，選擇泥漿池、沉淀池、循環(huán)池布置位置并開挖，泥漿池按照樁基工程1d完成的樁基成孔體積的3倍計算，再乘以充盈系數(shù)，通常溫州地區(qū)取1.15。依照此標準可再適當放大容量，以便在泥漿排出不及時的情況下可增加泥漿存儲量，保證施工進度。

5）安排泥漿固化設備設置場地，進行場地平整，設備基礎按專業(yè)設計圖紙施工，待基礎達到混凝土設計強度后，設備方可進場安裝。

6）廂式壓濾機安裝完成后進行調(diào)試，保證運行正常。

4.2泥漿生成及循環(huán)使用在施工過程中泥土與水混合產(chǎn)生泥漿，通過泥漿循環(huán)，將樁身及底部泥漿、沉渣攜帶至沉淀池沉淀凈化，使泥漿達到一定的黏度、密度、含砂率，以滿足樁身護壁、攜渣、冷卻鉆具、潤滑等施工要求。在滿足現(xiàn)場鉆孔施工所需護壁泥漿量的基礎上，多余泥漿進行固化處理。

4.3泥漿固化管線布置及匯集在樁機進場施工前，項目部根據(jù)場地環(huán)境及施工部署要求，按照施工方案科學合理地設置泥漿固化管線。樁機在施工過程中產(chǎn)生的泥漿匯總排放至總泥漿池，可增設沉淀池用以沉淀沉渣。在總泥漿池架設泥漿泵，通過直徑至少為150mm的輸送管連接至泥漿與生石灰匯集池（集水池），采用電磁流量計控制泥漿輸送量。泥漿與生石灰混合攪拌后，經(jīng)集水池輸送至壓濾機進行壓榨，產(chǎn)生的清水經(jīng)引流槽排至清水池。清水池再通過清水泵排放至樁機處循環(huán)施工或用于現(xiàn)場噴灑除塵、車輛沖洗等。

4.4集水池混合攪拌泥漿與生石灰混合攪拌，在集水池中進行融合。

1）泥漿池通過沉淀過濾后，濃度、密度需滿足固化要求。在濃度過低的情況下，應將低濃度泥漿排向循環(huán)池循環(huán)使用，直至滿足固化要求后，再輸送至集水池。

2）工程現(xiàn)場采用30t容積的生石灰罐，每天可固化泥漿618m3。經(jīng)流量表測得每天消耗生石灰3.75t，每立方米泥漿消耗生石灰6kg，生石灰與泥漿充分攪拌融合，經(jīng)過化學反應，可起到吸水板結(jié)的作用。

4.5廂式壓濾機泥漿壓榨

4.5.1進料壓榨廂式壓濾機過濾部分由按一定次序排列在主梁上的濾板、夾在濾板之間的濾布組成，濾板與濾布相間排列，形成了若干獨立的過濾單元——濾室。過濾開始時，料漿在進料泵的推動下，經(jīng)止推板上的進料口進入各濾室，并借進料泵產(chǎn)生的壓力進行過濾。由于濾布的作用，固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液由水嘴（明流）或出液閥（暗流）排出。若需洗滌濾餅，可由止推板上的洗滌口通入洗滌水進行洗滌；若需要較低含水率的濾餅，同樣可從洗滌口通入壓縮空氣，穿過濾餅層，以帶走濾餅中的部分水分。

4.5.2清水過濾及泥餅出料

1）通過泥漿壓榨，清水從濾板側(cè)邊水嘴流向設置好的水槽，水槽再外排至清水池。

2）經(jīng)壓榨固化的泥餅通過人工控制按鈕，以每塊濾板5s的速度松板卸泥，本工程采用1500型程控液壓廂式壓濾機，濾室容積為8m3，每臺設備有濾板125塊，一次循環(huán)可固化處理22.5m3泥漿，用時1h，產(chǎn)生7.5m3泥餅，卸泥時間需要15min，泥餅落入下方的泥餅堆放場地，定時清運。

4.6泥餅及清水處理

1）每日通過現(xiàn)場配備的挖機收集泥餅并集中堆放，定期通過渣土車清運至外場指定地點消納，以滿足現(xiàn)場施工要求，也可用于資源繼續(xù)加工再利用。

2）經(jīng)過6級處理的清水可排放至清水池，繼續(xù)用于樁基工程循環(huán)施工，也可用于現(xiàn)場道路噴灑除塵、洗清等。含有氫氧化鈣的廢水不能直接用于飲用或土壤農(nóng)業(yè)灌溉等，經(jīng)過藥劑中和處理，并檢測合格后可排放至市政管網(wǎng)。

3）另外，因黏土中堿的質(zhì)量分數(shù)高達2.5%～2.7%，砂巖中堿的質(zhì)量分數(shù)為0.1%～0.3%，在樁基鉆進施工過程，過濾水如長期循環(huán)使用，會增加水中堿的質(zhì)量分數(shù)，且在樁基混凝土澆搗過程中，因水泥本身含有KOH、NaOH等堿活性骨料，堿的質(zhì)量分數(shù)過高會影響樁基混凝土的施工質(zhì)量，使混凝土產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，導致結(jié)構(gòu)破壞，產(chǎn)生裂縫，影響耐久性。參照JGJ63—2006《混凝土用水標準》，工程用水水質(zhì)要求堿質(zhì)量濃度≤1500mg/L，堿質(zhì)量濃度檢測應符合GB/T176—2017《水泥化學分析方法》中關于KOH、NaOH測定的火焰光度計法的要求。水質(zhì)取樣不少于5L，再生水應在取水管（出水口）終端接取，送至實驗室測定，每個月做1次檢測。如檢測水堿質(zhì)量分數(shù)過高，達不到繼續(xù)循環(huán)使用要求，可加水稀釋，達到要求后方可投入使用。

5效益分析

5.1社會效益

1）節(jié)能環(huán)保。泥漿固化施工工法減少了泥漿排放量，土方可再生利用，處理后的水可進行再循環(huán)施工，節(jié)約了工程用水，很好地保護了環(huán)境。

2）文明、美觀。泥漿固化施工工法使施工場區(qū)能更好地保持整潔美觀，便于日常場區(qū)清理，避免了以前鉆孔灌注樁樁基施工時場地泥漿外溢、環(huán)境臟亂的現(xiàn)象，更好地響應文明施工的要求。

5.2經(jīng)濟效益現(xiàn)

廂式壓濾機泥漿固化后的土方外運效益與傳統(tǒng)的泥漿外運效益進行對比。經(jīng)過成本對比分析，工程采用了廂式壓濾機泥漿固化施工工法，與普通泥漿外運施工工藝相比，在沒有影響施工效率的前提下，通過施工工藝，在土方外運的前提下，省去了泥漿外運處理，節(jié)約了相關費用支出。可見，廂式壓濾機泥漿固化施工工法具有可觀的經(jīng)濟效益，有很好的推廣前景。

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