摘要：厄瓜多尔国巴巴奥约河大桥进行桩基施工时，遇到大量的粉土、砂质层，在缺乏造浆材料的情况下，泥浆含砂率随着钻孔深度而增加，因此泥浆质量极差，排渣困难，严重影响施工进度和质量。通过分析和摸索，针对以上的实际情况采用了泥浆净化措施，提高排渣效果，改善泥浆的质量，确保钻孔质量和施工进度。这些处理措施对粉土、砂质层桩基钻孔施工具有一定的参考价值。
关键词：粉土、砂质层钻孔桩泥浆净化设备应用
1、工程概况
巴巴奥约河大桥工程位于厄瓜多尔瓜亚斯省杜兰市，桥位离太平洋入海口约80km，河面开阔，河水受海水潮汐变化影响，每日河水最高潮位与最低潮位相差约3m，河床冲淤变化较频繁，断面有冲有淤。
该桥水位不深，不通航。桥梁部分长2185米,其中主桥长1975米,引桥长210米，上部构造为3×30+50+25×75+50+4×30，其中引桥下构为桩柱式基础，上构为预应力混凝土T梁；主桥上构为装配式预应力连续箱梁。全桥共有桩基166根,设计为摩擦桩，桥台桩基直径0.8m，共12根，引桥桩基直径1.0m，共30根，过渡墩桩基直径1.2m,共20根，大桥主墩桩基直径为2.5m，共104根。最大设计桩长在主桥处,为62.7m。桩基础混凝土标号为f′c=35MPa，水中桩基钻孔全部采用回旋钻机施工。
根据初步地质勘探资料揭示，岸上桥位处地质剖面自上而下依次为密实砂质砾石回填、黄褐色粘土、带淤泥的细砂、硬粘土、灰绿色砂质粘土和硬粘土结合层、砂质粘土、粗砂层及非常密实的砂砾及细砂层；水中桥位处地质剖面自上而下依次为带淤泥的细砂、灰绿色砂质粘土和硬粘土结合层、硬粘土、有机土、砂质粘土、带淤泥的细砂、粗砂层及非常密实的砂砾及细砂层，各层在全桥不连续，间断相错分布。以14#桩基位置地质钻探孔作为参考，从地质柱状图资料可以看到，粘土层总厚度较小，在地层中间隔出现，粉土和砂质层较厚。
2、施工现状
该桥进行桩基施工时，由于桩孔内粘性土层厚度很小，依靠桩孔内粘性土造浆极为困难，而且项目无法在当地购买到合适的造浆材料，周边地区可开采的粘性土也极少，在缺乏造浆材料的情况下，泥浆质量无法满足项目桩基施工需要。自从桩基开钻以来，经常遇到泥浆含砂量大，钻头磨损大，钻进困难，桩基底部细砂沉渣层超厚的现象。特别是水中2.5m直径桩基，桩基成孔后沉渣层严重超厚，耗费的排渣时间长，清孔困难，甚至经历数次清孔仍难以满足施工规范要求，严重影响桩基施工进度和质量。另外，桩孔长时间清渣也会造成扩孔系数大，甚至塌孔等现象。
为改善泥浆质量，提高排渣效果，保证桩基施工质量，项目部通过加入部分膨润土和纤维素来适当调节泥浆指标，但实际效果并不明显，随着钻进深度的增加，泥浆质量也很快下降，所以整个钻进过程需要不断检测和调节，费时费力，投入成本较大。
3、原因分析和处理措施
由于泥浆含砂率高和桩基排渣问题长时间不能解决，项目不得不重新分析并考虑制定新的对策，以确保排渣效果达到预期目的。针对目前采用的施工方法，确定桩基排渣困难的主要原因有以下几点(对比表)：
从以上分析可以看出，泥浆质量是决定性因素，在每一个工序环节都能体现出来。因此，彻底解决泥浆质量问题才是根本，在每次泥浆质量的检测中，泥浆含砂率一直居高不下，这正是排渣效率不高，导致沉渣厚度大的直接体现。既然沉渣成分主要是细砂沉淀的情况，那么最有效有段应该是排出这些悬浮在泥浆中的细砂，一来可以减少沉渣，二来可以改善泥浆质量。若依靠泥浆自身循环来沉淀，不但需要的排渣时间长，效果不佳，而且容易出现二次沉渣。因此，最好的方法就是以强制性方式排渣，这样既可以达到排渣和改善泥浆质量目的，又可加快施工速度，而强制性方式最直接就是采用机械设备。针对以上分析，项目选择了湖北宜昌黑旋风2X-200(250)泥浆净化装置，该设备主要特点有以下几点：
1、整机处理污浆能力大，达到200m3/h(250m3/h)，净化除砂效率高，分离粒度d50=0.006mm；
2、操作简单的振动筛故障率低，安装、使用及维护方便，运转噪管低、能耗低、节能效果显著，有利于改善工作环境；其直线振动方式使筛分出来的碴料具有很好的脱水效果；可调节的振动筛激振力、筛面角度及筛孔尺寸使其在各种地层均能保待良好的筛分效果，可适应于各种钻机在不同地层的造孔进尺。
3、耐磨蚀的离心式渣浆泵具有结构先进、通用化程度高、运转可靠及装拆维修方便等
特点；较厚的承磨件及配重型托架使其适于长期输送强磨蚀、高浓度的渣浆口
5、水力旋流器具有极佳的泥砂分选指标。材质耐磨、耐腐蚀、重量轻．因此具有操作调整方便、耐用经济的特点，适于在恶劣工作条件下长期免维护使用；
6、液位自动平衡装置不但能保持储浆槽液而稳定，还能实现泥浆重复处理，进一步提高净化质量。
为检验泥浆净化装置的工作效果，我们选择了P13-2桩基清孔阶段的泥浆质量进行对比，泥浆净化前后检测数据如下表：
泥浆含砂率及沉淀层检测表
样品来源: P13-2
在采用泥浆净化装置前，每个桩孔次清孔时间不少于6个小时，甚至一个桩孔多次清孔后沉渣厚度仍不能满足施工规范要求。使用2X-200(250)泥浆净化装置后，排渣效果显著，泥浆含砂率明显降低，泥浆质量指标良好，清孔时间大大缩短，清孔后的二次沉淀极少，清孔质量得到保证，同时泥浆的回收利用率也大大提高。
2X-200(250)泥浆净化装置工作状态
后续的桩孔施工在钻进过程中均使用2X-200(250)泥浆净化装置处理，每一根桩孔用泥浆净化装置处理2~4次，每次持续1~2小时左右，即可保证排渣效果。通过泥浆净化装置使困扰多时的泥浆净化和排渣问题得到很好解决。
4、总结
实践证明，对粉土、细砂地质层的桩基钻孔施工，使用泥浆净化装置处理含砂率高的泥浆，其效果显著，不但提高了钻桩过程的进尺速度，减少钻头的磨损，改善泥浆质量，提高泥浆回收率，降低扩孔率和塌孔风险，也能大大提高清孔效率，减少桩底沉渣，保证桩基施工的质量。同时，也节省造浆材料和造浆时间，降低能耗，降低施工成本。
尽管使用泥浆净化装置能改善泥浆质量，但是在桩基钻进施工过程中仍需要加强泥浆质量检测，及时补充好的泥浆或加入调节泥浆的外掺材料，使泥浆的比重、稠度和PH值等指标始终保持一个比较稳定的水平。
参考文献
《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
公路施工手册《桥涵》人民交通出版社
《桥梁施工工程师手册》人民交通出版社杨文渊编
