引言

在地基土以黏性土、砂土、淤泥和淤泥質土為主的我國沿海一帶，廣泛采用濕作業成孔灌注樁。但是在施工過程中會產生大量的泥漿，若不及時消納，將會嚴重污染周邊土壤和環境，降低現場文明施工程度，甚至會造成工程建設進度停滯及工程質量受損等，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，與生態文明建設的矛盾日益加劇。隨著建筑科技和施工技術的發展應用，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，經過發展與實踐，其在樁基工程的泥漿固化領域也得到了一定的應用。本文在總結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。該工法是將經過調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，清水經藥劑處理達標后就近排放至市政管網的一種方法，可以有效解決困擾施工企業多年的泥漿運輸消納問題。

1 工程概況溫州市甌海區仙巖街道鳳池村城中村改造安置房建設項目，地下室開挖深度4 m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46 958 m3。

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，設備結構簡單、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場固化處理，減少運輸過程的污染，節約固化時間。

2）相對泥漿外運，泥餅外運處理成本較低，環境污染小。如溫州城區泥漿，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，節約土地資源，減少生態環境污染。

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，并進一步調整配方，改善養護條件，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，從而實現變廢為寶。

4）排出的清水用于循環打樁和洗車，節約工程用水，有利于環境保護。

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，按照施工現場實際泥漿日產量、泥漿日處理消耗量等要求，確定添置設備的規模。

樁基施工過程產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、其他固態物和清水。泥土等固化物堆積整理外運，清水可循環用于樁基鉆孔施工。最終達到節約用水、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、相關規范等文件。

2）編制泥漿固化的專項施工方案，經項目部審核、批準，報監理、業主批準實施。

3）設備進場前，提供詳細參數、質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倍計算，再乘以充盈系數，通常溫州地區取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試，保證運行正常。

4.2 泥漿生成及循環使用在施工過程中泥土與水混合產生泥漿，通過泥漿循環，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，項目部根據場地環境及施工部署要求，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150 mm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，經集水池輸送至壓濾機進行壓榨，產生的清水經引流槽排至清水池。清水池再通過清水泵排放至樁機處循環施工或用于現場噴灑除塵、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池循環使用，直至滿足固化要求后，再輸送至集水池。

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

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，經止推板上的進料口進入各濾室，并借進料泵產生的壓力進行過濾。由于濾布的作用，固體留在濾室內形成濾餅，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，清水從濾板側邊水嘴流向設置好的水槽，水槽再外排至清水池。

2）經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，濾室容積為8 m3，每臺設備有濾板125塊，一次循環可固化處理22.5 m3泥漿，用時1 h，產生7.5 m3泥餅，卸泥時間需要15 min，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，以滿足現場施工要求，也可用于資源繼續加工再利用。

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

3）另外，因黏土中堿的質量分數高達2.5%～2.7%，砂巖中堿的質量分數為0.1%～0.3%，在樁基鉆進施工過程，過濾水如長期循環使用，會增加水中堿的質量分數，且在樁基混凝土澆搗過程中，因水泥本身含有K O H、NaOH等堿活性骨料，堿的質量分數過高會影響樁基混凝土的施工質量，使混凝土產生較大的內應力，導致結構破壞，產生裂縫，影響耐久性。參照JGJ 63—2006《混凝土用水標準》，工程用水水質要求堿質量濃度≤1 500 mg/L，堿質量濃度檢測應符合GB/T 176—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。水質取樣不少于5 L，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。如檢測水堿質量分數過高，達不到繼續循環使用要求，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）節能環保。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施工，節約了工程用水，很好地保護了環境。

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

5.2 經濟效益

現以溫州市甌海區仙巖街道鳳池村城中村改造安置房項目為例，將廂式壓濾機泥漿固化后的土方外運效益與傳統的泥漿外運效益進行對比。經過成本對比分析，溫州市甌海區仙巖街道鳳池村城中村改造安置房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，節約了相關費用支出共計109 571元。可見，廂式壓濾機泥漿固化施工工法具有可觀的經濟效益，有很好的推廣前景。

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