张雅婧 杨跃军 谷彦霖 黄茂贵 孟建人
中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京 210019
前言：
本工程位于长江漫滩区域内，地质条件复杂，地连墙质量的影响因素有很多，如：导墙的施工质量、成槽机械的选型、钢筋笼下放时长、泥浆的质量等。本文主要研究泥浆性能，通过泥浆性能参数的分析
关键字：含砂率 泥浆比重 粘度 沉渣厚度
引言
本工程位于南京市鼓楼区上元门，占地面积为10167.96m 2，总建筑面积为218822 m 2，地连墙身截面长4至6.77米，墙身宽为1米或1.2米，地连墙成槽深度大多在40至60米之间，有效墙底入中风化白云质灰岩1.5m或强风化泥岩5m深。
长江距离本场地北侧约140米，根据收集到的南京段长江水文资料表明，长江南京下关站最高水位为10.14m（1998年），最大洪峰流量为92600m3/s，近三年最高水位为9.96m（2016年）。
拟建场地属长江漫滩地貌单元，根据勘探揭示的地层结构，勘探深度范围内的地下水可分为孔隙潜水、弱承压水和基岩裂隙水。拟建场地表层为人工填土，其下为第四系全新统新近沉积的粉质粘土、含淤泥质粉质粘土；中部为全新统一般沉积的粉细砂、粉细砂夹粉土；下部为上更新统沉积的砾砂、残积土；底部基岩为中更新统晚期因断裂构造坡积形成的灰岩、白垩系浦口组泥岩、泥质粉砂岩和震旦系灯影组白云质灰岩，地层条件复杂。
地连墙施工的难点在于：导墙的变形控制、 钢筋笼起吊扭曲变形的控制、钢筋笼下放时长的控制以及泥浆质量的控制。泥浆质量的主要影响因素为泥浆的性能参数，因而本文主要分析泥浆参数对地连墙质量的影响。
1、地连墙成槽施工过程中泥浆的功能
①通过泥浆的自身重力，对槽壁产生静水压力抵抗土压力与地下水压力，既可以保持槽壁稳定，又可以防止地下水的向内渗透。
②在泥浆向土层渗透过程中，不能透过槽壁的颗粒就会附着在槽壁表面形成致密而薄的泥膜，减少泥浆中的自由水向槽壁中渗透，使泥浆静压力作用在槽壁，保持槽壁的稳定。
③渗入槽壁起固化槽壁内土颗粒起防透水和防坍塌的作用。
2、泥浆质量控制难点分析：
①由于单幅地连墙的成槽体积大，成槽机会造成泥浆损失，泥浆的置换速度快、消耗量大。
②在成槽结束清槽完成后到混凝土浇筑开始时间段内沉渣厚度较大，能达到1～1.5米。沉渣厚度大会导致地连墙钢筋笼不能完全下放或导致混凝土与沉渣搅和使混凝土强度变差。
3、泥浆的制备与使用控制要点：
在地连墙施工中，泥浆需具备物理稳定性、化学稳定性、合适的流动性、良好的泥皮形成能力和适当的比重。泥浆既要在长时间的静置情况下不产生离析沉淀，又要有良好的触变性。
3.1泥浆配比及制备
3.1.1泥浆各组分作用
1）膨润土：主要作用在于提高体系的塑形粘度、静切力和动切力，以增强对沉渣的悬浮和携带能力，同时降低滤失量。
2）增粘剂CMC：主要作用是增加泥浆的粘度。
3）纯碱：属于分散剂，使土颗粒的水化作用增强，加速黏土分散，提高造浆率。
4）水：采用PH值接近中性的自来水最为溶剂。
3.1.2配合比设计
根据在地层、地下水状态及施工条件和南京地区施工经验进行泥浆配合比设计，本工程计划采用膨润土进行造浆。泥浆配合比及质量指标控制：基坑开挖前首先制备足够的优质泥浆待用。泥浆配合比根据所选用的原料先行试配，再检测各项指标，按检测的情况适当增加外加剂，改善泥浆性能，使之符合要求。粘土使用在工厂已加入纯碱的土粉来制浆，将CMC事先与水搅拌成液体，加入浆液。泥浆在循环使用过程中，配备专人检查和管理泥浆，保证泥浆质量，使各项指标达到规范要求：
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3.1.3制备方法
严格按照规范及方案要求进行泥浆的搅拌和制备，新拌浆液必须静置24h后方能使用。
泥浆配置方法如下图所示。
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将水加至搅拌筒1/3后，启动制浆机。在定量水箱不断加水的同时，加入膨润土粉、碱粉等外加剂，搅拌2min后，加入CMC液继续搅拌1min即可停止搅拌放入新浆池中，待静置膨化24h后使用。
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3.2泥浆的循环
泥浆由后台通过泵吸管路输送至成槽的槽段中。随着成槽深度的增加，泥浆也源源不断的输入，直至成槽结束。在输入过程中，严格控制泥浆的液位，保证泥浆液位在地下水位0.5m以上，并不低于导墙顶面以下0.3m，液位下落时要及时补浆，以防塌方。
为保证前台与后台的呼应关系，整个过程采用对讲机进行联络，做到及时、准确、避免造成供应过多，浆液溢出导墙，或供应过少，浆液不足而造成土体塌落的情况发生。
因废浆的产生，会造成整体浆量的减少，所以后台的浆量补充要及时跟上，避免浆量不足而影响施工进度。新的补充浆量在符合要求后方可使用。
3.3按照如下标准进行泥浆测试，泥浆测试应符合下列规定：
1）循环泥浆应每天至少测试一次；
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2）成槽完成，刷壁及清基后，应取槽段上、中、下三个部位处泥浆进行比重、粘度、含砂率和PH值的测定验收并完成记录。
3）对严重水泥污染及超比重的泥浆作废浆处理，用全封闭运浆车运到指定地点，保证城市环境清洁。
结论
沉渣厚度可以通过缩短钢筋笼下放至混凝土开始浇筑的时间来进行控制，也可以在混凝土浇筑前通过气举反循环法进行二次清槽来减小沉渣厚度，沉渣作为成槽施工与混凝土浇筑施工控制的关键指标之一，也与泥浆的指标与性质具有重要关系。
现场抽测5片地连墙成槽结束后的槽内各项指标，分别在0.5h、1h、1.5h、2h、2h后的沉渣厚度，随着时间的增加沉渣厚度具体变化如表4。
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从表可知，泥浆的比重大，沉渣的厚度相对较大，但并不是沉渣厚度的决定性因素。泥浆比重大，沉渣厚度的稳定时间相对较长；泥浆比重小，沉渣厚度的稳定时间相对较短。粘度也不是沉渣厚度的决定性因素。
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从图可知，沉渣厚度的大小与含砂率的大小有直接关系，含砂率高，沉渣厚度大；泥浆的含砂率低，沉渣厚度小。因此在成槽施工过程中要严格控制泥浆的含砂率以控制沉渣厚度进而控制成槽质量。