市政工程樁基泥漿固化處理技術(shù)研究

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【摘要】海口市海秀快速路（二期）工程項(xiàng)目為海南省、市重點(diǎn)市政工程項(xiàng)目。在該項(xiàng)目的橋梁樁基施工過程中，產(chǎn)生了大量廢棄泥漿，廢棄泥漿的處理成為一大難題。論文主要介紹了廢棄泥漿固化處理在該項(xiàng)目樁基施工中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】樁基；泥漿；固化處理

1工程概況

1.1工程簡介

海秀快速路（二期）工程高架橋長度約3.653km，標(biāo)準(zhǔn)橋面寬度為25.5m，雙向6車道，設(shè)計(jì)車速80km/h，橋梁上部結(jié)構(gòu)形式為單箱多室現(xiàn)澆箱梁，全橋共41聯(lián)112跨。本項(xiàng)目樁基共有1503根，設(shè)計(jì)均為摩擦樁，采用沖擊鉆成孔，水下灌注方式，樁基混凝土總方量約5.3萬m3。

1.2水文條件

地表水：主要分布在K3+887-K4+396段既有路基兩側(cè)為水塘，無其他流動(dòng)性地表水。地下水：在勘探深度范圍內(nèi)橋址區(qū)域內(nèi)地下含水層主要為兩層。第一層屬于空隙-裂隙型潛水，其補(bǔ)給來源主要是側(cè)向徑流和層間越流補(bǔ)給，排泄途徑主要是人工開采和側(cè)向徑流；第二層地下水屬于微承壓水，補(bǔ)給來源主要是側(cè)向徑流和層間越流補(bǔ)給，排泄途徑主要是側(cè)向徑流。地下水受季節(jié)性影響較大，雨季和旱季差別較大。

2樁基廢棄泥漿固化處理的難點(diǎn)分析及方案比選

2.1難點(diǎn)分析

按常規(guī)方法對廢棄泥漿處理，會(huì)存在如下問題：①樁基數(shù)量多，施工工期緊，每日排漿量達(dá)到600m3；②本工程為市政項(xiàng)目，無法在施工場地附近尋找到合適的場地堆放；③最近堆放點(diǎn)離施工場地約40km，運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，成本高，無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)輸，不能滿足現(xiàn)場施工要求；④棄泥漿自然風(fēng)干速度慢，泥漿數(shù)量大，難以尋求大面積場地堆放；⑤泥漿外運(yùn)過程中難免出現(xiàn)泥漿遺漏現(xiàn)象，影響市容。同時(shí)，在市區(qū)運(yùn)輸還需要輸相關(guān)手續(xù)，程序復(fù)雜。

2.2方案比選

針對以上難點(diǎn)問題，對以下方案進(jìn)行比較：方案1：泥漿外運(yùn)。優(yōu)點(diǎn)：不占用施工場地。缺點(diǎn)：運(yùn)費(fèi)高，堆放場地尋找難度大，不利于環(huán)保。方案2：帶式輥壓泥水分離機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備成本低，可進(jìn)行泥水分離，對環(huán)境污染小。缺點(diǎn)：泥餅含水量高，處理效率低。方案3：泥漿固化干排壓濾設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)：泥餅含水率低，處理效果強(qiáng)，零污染。缺點(diǎn)：設(shè)備成本較高。通過以上分析，綜合施工周期、可靠性、成本投入等方面考慮，決定采用泥漿固化干排壓濾設(shè)備進(jìn)行廢棄泥漿處理。

3施工工藝

3.1設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)

本項(xiàng)目采用了GXA400泥漿固化干排壓濾設(shè)備。其主要由送漿系統(tǒng)、泥漿調(diào)理系統(tǒng)、預(yù)篩分系統(tǒng)、高壓泵送及二次壓榨系統(tǒng)、隔膜板框壓濾系統(tǒng)、PLC電器控制系統(tǒng)、機(jī)架平臺(tái)組件等組成。GXA400型壓濾機(jī)濾室容積為8m3，壓榨完成出泥餅約為7m3，單循環(huán)處理泥漿約25m3，此壓濾機(jī)單機(jī)循環(huán)工作時(shí)間約1.5h，每天工作24h，每天可以工作16個(gè)循環(huán)，可以處理比重1.2～1.3的泥漿約400m3。

3.2設(shè)備安裝

安裝順序?yàn)椋簣龅卣接不?、安裝臺(tái)座、安裝平臺(tái)組件、安裝調(diào)漿箱、安裝輸送管、配電系統(tǒng)安裝。設(shè)備進(jìn)行簡單調(diào)試后即可進(jìn)行泥漿處理。

3.3工藝流程

3.3.1一級凈化樁基施工產(chǎn)生的泥漿由泥漿運(yùn)輸車通過場內(nèi)運(yùn)輸至儲(chǔ)漿池，將儲(chǔ)漿池中的泥漿通過泥漿管道輸送至振動(dòng)篩，除去泥漿中漂浮物、垃圾以及大顆粒等漂浮雜物。處理后的泥漿進(jìn)入調(diào)漿箱，同時(shí)加入添加劑，并由螺旋攪拌均勻。

3.3.2調(diào)漿系統(tǒng)三個(gè)攪拌電機(jī)將加入外加劑的泥漿攪拌均勻，并在泥漿箱內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，調(diào)和泥漿，為壓濾做好準(zhǔn)備。

3.3.3二級輸送（壓濾喂料）利用高壓泵高壓，將已經(jīng)調(diào)和的泥漿注入廂式壓濾機(jī)進(jìn)行一次壓榨。

3.3.4廂式壓榨泥水分離泥漿在高壓的作用下被擠壓至廂式壓濾機(jī)的濾室內(nèi)，由于受濾網(wǎng)的阻擋，泥漿的固體顆粒大部分被擋在濾室中，水透過濾布和隔膜板內(nèi)部的管線流出壓濾機(jī)，達(dá)到泥水分離的目的[1]。隔膜廂式壓濾機(jī)通過隔膜板還可對泥餅進(jìn)行二次壓榨，以達(dá)到最好的泥水分離效果。

3.3.5濾液處理壓濾機(jī)產(chǎn)生的尾水一部分注入尾水池循環(huán)利用，一部分排入三級沉淀池用于噴淋降溫、結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)、綠化灌溉等。

3.3.6固化物處理分離出的泥餅暫時(shí)堆放在料渣區(qū)，根據(jù)后期制磚或成為回填土的最終處置方向運(yùn)送至相應(yīng)的處置場地利用。

4經(jīng)濟(jì)效益

4.1外運(yùn)至場外指定場地處理

在?？诘貐^(qū)，經(jīng)過調(diào)查詢價(jià)，根據(jù)運(yùn)距計(jì)算，廢棄泥漿平均外運(yùn)的費(fèi)用為140元/m3（含處理費(fèi)用），合計(jì)產(chǎn)生泥漿處理費(fèi)用：140×5.3=742萬元（1）

4.2泥漿設(shè)備固化處理

廢棄泥漿固化處理主要包括外加劑及施工作業(yè)成本。

4.2.1外加劑成本泥漿固化外加劑采用生石灰CaO，1m3泥漿需要5kg生石灰。生石灰單價(jià)0.6元/kg，故處理1m3泥漿用費(fèi)為：5×0.6=3元（2）

4.2.2施工成本①人員成本。操作工5名，鏟車司機(jī)1名，一個(gè)工作日可以處理泥漿200m3，操作工300元/天•人，司機(jī)400元/天•人，則每處理1m3泥漿需人工費(fèi)：(300×5+400×1)÷200=9.5元（3）②用電費(fèi)用成本。泥漿處理設(shè)備單個(gè)循環(huán)處理泥漿約25m3，工作時(shí)間約1.5h（上料20min，壓榨50min，卸料20min），電費(fèi)1.5元/kW•h，處理1m3泥漿費(fèi)用為：92.4×1.5÷25×1.5≈8.5元（4）③機(jī)械設(shè)備成本。泥漿固化設(shè)備：設(shè)備成本為100萬元，處理泥漿約5.3萬m3。故處理1m3泥漿設(shè)備成本為：100÷5.3≈19元（5）裝載機(jī)：一臺(tái)裝載機(jī)租賃費(fèi)為30000元/月，每日可處理泥漿400m3，故處理1m3泥漿機(jī)械成本為：30000÷30÷400=2.5元（6）④泥漿處理中心場地成本。場地建設(shè)費(fèi)為102萬元，故處理1m3泥漿場地成本費(fèi)用為：102÷5.3≈19.2元（7）⑤泥漿運(yùn)輸成本。廢棄泥漿場內(nèi)運(yùn)輸費(fèi)用為27元/m3；場外運(yùn)輸費(fèi)用為18元/m3，故運(yùn)輸費(fèi)用合計(jì)45元/m3。綜上所述，每固化處理1m3泥漿的成本為：3+9.5+8.5+21.5+19.2+45=106.7元（8）總成本為：106.7×5.3≈566萬元（9）泥漿固化較外運(yùn)可節(jié)約成本為：742-566=176萬元（10）綜上所述，泥漿固化處理的成本為106.7元/m3遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于泥漿外運(yùn)的成本140元/m3，泥漿固化處理成本低，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

5結(jié)語

本文以?？诤Ｐ憧焖俾罚ǘ冢┕こ虡痘鶑U棄泥漿處理為實(shí)例，研究了泥漿固化處理施工技術(shù)，為泥漿處理提供了新的工藝參考，填補(bǔ)了市政工程泥漿處理的空白。處理后的資源可回收再利用，符合綠色可持續(xù)發(fā)展理念。無論從生產(chǎn)和使用方面都有良好的生態(tài)環(huán)境效益，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

【參考文獻(xiàn)】

【1】丁飛鵬.鉆孔灌注樁泥漿的固化處理及其在路基填筑中的工程應(yīng)用[J].城市道橋與防洪,2018(5):75-79.

作者：楊軍 單位：中交一公局廈門工程有限公司