簡(jiǎn)介

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(huì)產(chǎn)生大量的泥漿，若不及時(shí)消納，將會(huì)嚴(yán)重污染周 邊土壤和環(huán)境，降低現(xiàn)場(chǎng)文明施工程度，甚至?xí)斐晒こ?建設(shè)進(jìn)度停滯及工程質(zhì)量受損等，因此，非常有必要對(duì)廢 棄泥漿的處理工藝進(jìn)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(fēng)干，局部少量摻外加劑固化，所需時(shí)間長(zhǎng)， 消納場(chǎng)地占用面積大的問題日益突出，與生態(tài)文明建設(shè)的 矛盾日益加劇。隨著建筑科技和施工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用， 泥漿脫水固化工藝、快速無害化處理等新技術(shù)日漸成 熟。其中，壓濾機(jī)是在化工、制藥領(lǐng)域被用于固液分離的 一種常見設(shè)備，經(jīng)過發(fā)展與實(shí)踐，其在樁基工程的泥漿固 化領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用。 本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，借鑒相關(guān)工藝技 術(shù)，提出了一種廂式壓濾機(jī)泥漿固化施工工法。該工法是將經(jīng)過調(diào)和的泥漿送入filter press濾板進(jìn)行封閉加壓，濾布過濾，將固體和液體分離，固體泥餅外運(yùn)消納，清水經(jīng)藥劑 處理達(dá)標(biāo)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(yùn)輸消納問題。

工程概況

=城中村改造安置房建設(shè) 項(xiàng)目，地下室開挖深度4m左右，采用樁基礎(chǔ)(鉆孔灌注 樁)，鉆孔灌注樁共需旋工691根。本工程地層復(fù)雜、樁基 數(shù)量較大。為了保證如期完成施工任務(wù)，投入14臺(tái)GPS.15 型以上鉆機(jī)進(jìn)行樁基施工。本工程擬采用廂式壓濾機(jī)泥漿 固化工法施工，固化泥漿約46 958／n3。

?工法特點(diǎn)及適用范圍

1)本工法采用廂式壓濾機(jī)進(jìn)行泥漿過濾脫水固化， 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、機(jī)械化程度高，易操作，所分離出的泥餅含水率低，且運(yùn)行速度快。具有較好的脫水效 果，具備場(chǎng)地條件的項(xiàng)目能大量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固化處理，減少 運(yùn)輸過程的污染，節(jié)約固化時(shí)問。

2)相對(duì)泥漿外運(yùn)，泥餅外運(yùn)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(yùn)及水運(yùn)方式運(yùn)輸至 集中消納地點(diǎn)處理，路程較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本較高。采用本工 法則大大減少了外運(yùn)的泥漿數(shù)量，道路沿途的滴、灑、漏 污染及部門管控投入費(fèi)用也相應(yīng)減少。同時(shí)，基本不用在 消納場(chǎng)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(jìn)行無害化處理后，還可深化加工 利用。通過一系列技術(shù)改良措施，使廢棄的土方轉(zhuǎn)化為具有 一定強(qiáng)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(jìn)一步調(diào) 整配方，改善養(yǎng)護(hù)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(shí)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(hù)。

5)本工法是工程建設(shè)中將廢棄泥漿通過專用機(jī)械設(shè)備 深度脫水的工藝，適用于建筑工程泥漿護(hù)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。

工藝原理

在泥漿護(hù)壁灌注樁樁基施工過程中，安排適合的場(chǎng)地 設(shè)置廂式泥漿壓濾機(jī)(圖1)，并配套泥餅堆積外運(yùn)場(chǎng)地， 按照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際泥漿日產(chǎn)量、泥漿日處理消耗量等要求， 確定添置設(shè)備的規(guī)模。 樁基施工過程產(chǎn)生的泥漿集中收集至儲(chǔ)漿池，儲(chǔ)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(jī)進(jìn)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(yùn)，清 水可循環(huán)用于樁基鉆孔施工。最終達(dá)到節(jié)約用水、泥漿固化 外運(yùn)、降低成本的目的。

施工準(zhǔn)備

1)了解工地地勘資料、設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)規(guī)范等文件。

2)編制泥漿固化的專項(xiàng)施工方案，經(jīng)項(xiàng)目部審核、批準(zhǔn)，報(bào)監(jiān)理、業(yè)主批準(zhǔn)實(shí)施。

3)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前，提供詳細(xì)參數(shù)、質(zhì)保資料及人員備案 資料等。

4)計(jì)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1 d完成的樁基成孔體積的 3倍計(jì)算，再乘以充盈系數(shù)，本文取1.15(按地區(qū)區(qū))。依照此 標(biāo)準(zhǔn)可再適當(dāng)放大容量，以便在泥漿排出不及時(shí)的情況下 可增加泥漿存儲(chǔ)量，保證施工進(jìn)度。

5)安排泥漿固化設(shè)備設(shè)置場(chǎng)地，進(jìn)行場(chǎng)地平整，設(shè) 備基礎(chǔ)按專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙施工，待基礎(chǔ)達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度 后，設(shè)備方可進(jìn)場(chǎng)安裝。

6)廂式壓濾機(jī)安裝完成后進(jìn)行調(diào)試，保證運(yùn)行正常。

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(dá)到一定的黏度、密度、含砂率，以滿足樁身護(hù)壁、攜 渣、冷卻鉆具、潤(rùn)滑等施工要求。在滿足現(xiàn)場(chǎng)鉆孔施工所需 護(hù)壁泥漿量的基礎(chǔ)上，多余泥漿進(jìn)行固化處理。

泥漿固化管線布置及匯集

在樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)施工前，項(xiàng)目部根據(jù)場(chǎng)地環(huán)境及施工部署 要求，按照施工方案科學(xué)合理地設(shè)置泥漿固化管線。 樁機(jī)在施工過程中產(chǎn)生的泥漿匯，放至總泥漿池， 可增設(shè)沉淀池用以沉淀沉渣。在總泥漿池架設(shè)泥漿泵，通 過直徑至少為150 him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(jì)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(jī)進(jìn)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(jī)處循環(huán)施工或用于現(xiàn)場(chǎng)噴灑除塵、車輛沖洗等。

集水池混合攪拌

泥漿與生石灰混合攪拌，在集水池中進(jìn)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(yīng)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(chǎng)采用30t容積的生石灰罐，每天可固化泥 漿61 8 m3。經(jīng)流量表測(cè)得每天消耗生石灰3．75 t，每立方米 泥漿消耗生石灰6 kg，生石灰與泥漿充分?jǐn)嚢枞诤?，?jīng)過 化學(xué)反應(yīng)，可起到吸水板結(jié)的作用。

廂式壓濾機(jī)泥漿壓榨

進(jìn)料壓榨

Chamber Filter Press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(dú)立的過濾單元—濾室。過濾開始時(shí)，料漿在 進(jìn)料泵的推動(dòng)下，經(jīng)止推板上的進(jìn)料口進(jìn)入各濾室，并借 進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)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(jìn)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。

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(shè)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 5 s的速度松板卸泥，本工程采用1500型程控液壓廂式壓濾 機(jī)，濾室容積為8 m3，每臺(tái)設(shè)備有濾板125塊，一次循環(huán)可 固化處理22．5 m3泥漿，用時(shí)l h，產(chǎn)生7．5 m3泥餅，卸泥時(shí)間 需要15 min，泥餅落入下方的泥餅堆放場(chǎng)地，定時(shí)清運(yùn)。

泥餅及清水處理

1)每日通過現(xiàn)場(chǎng)配備的挖機(jī)收集泥餅并集中堆放，定 期通過渣土車清運(yùn)至外場(chǎng)指定地點(diǎn)消納，以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工 要求，也可用于資源繼續(xù)加工再利用。

2)經(jīng)過6級(jí)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(chǎng)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(cè)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?jǐn)?shù)高達(dá)2．5％～2．7％， 砂巖中堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．1％～0．3％，在樁基鉆進(jìn)施工過 程，過濾水如長(zhǎng)期循環(huán)使用，會(huì)增加水中堿的質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)過高會(huì)影響樁基混凝 土的旋工質(zhì)量，使混凝土產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破 壞，產(chǎn)生裂縫，影響耐久性。參照J(rèn)GJ 63–2006《混凝土 用水標(biāo)準(zhǔn)》，工程用水水質(zhì)要求堿質(zhì)量濃度≤l 500 mg／L， 堿質(zhì)量濃度檢測(cè)應(yīng)符合GB／T 176—2017《水泥化學(xué)分析方 法》中關(guān)于KOH、NaOH測(cè)定的火焰光度計(jì)法的要求。水 質(zhì)取樣不少于5 L，再生水應(yīng)在取水管(出水口)終端接 取，送至實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，每個(gè)月做1次檢測(cè)。如檢測(cè)水堿質(zhì)量 分?jǐn)?shù)過高，達(dá)不到繼續(xù)循環(huán)使用要求，可加水稀釋，達(dá)到 要求后方可投入使用。

?效益分析

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(jìn)行再循環(huán)施工，節(jié)約了 工程用水，很好地保護(hù)了環(huán)境。

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

economic benefit

現(xiàn)以城中村改造安置房 項(xiàng)目為例，將廂式壓濾機(jī)泥漿固化后的土方外運(yùn)效益與傳 統(tǒng)的泥漿外運(yùn)效益進(jìn)行對(duì)比。 經(jīng)過成本對(duì)比分析，城中村改造安置房工程采用了廂式壓濾機(jī)泥漿固化施工工法，與普通泥漿外運(yùn)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(yùn)的前提下，省去了 泥漿外運(yùn)處理，節(jié)約了相關(guān)費(fèi)用支出共計(jì)109571元?？梢?，廂式壓濾機(jī)泥漿固化施工工法具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益， 有很好的推廣前景。

concluding remarks

城中村改造安置房工 程，采用泥漿固化施工工法后，在一定程度上緩解了泥漿 外排的壓力，固化后的多余土方可堆放在場(chǎng)地內(nèi)，進(jìn)行覆 蓋后臨時(shí)堆放，節(jié)約了成本，保證了施工進(jìn)度，取得了良 好的應(yīng)用效果。 在文明施工要求日益趨于嚴(yán)格的當(dāng)下，廂式壓濾機(jī)泥 漿固化施工工法為類似有樁基工程的旋工項(xiàng)目提供了一種 可借鑒的廢棄泥漿處理方法。