市政工程樁基泥漿固化處理技術研究

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【摘要】海口市海秀快速路（二期）工程項目為海南省、市重點市政工程項目。在該項目的橋梁樁基施工過程中，產生了大量廢棄泥漿，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目樁基施工中的應用。

【關鍵詞】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，標準橋面寬度為25.5m，雙向6車道，設計車速80km/h，橋梁上部結構形式為單箱多室現澆箱梁，全橋共41聯112跨。本項目樁基共有1503根，設計均為摩擦樁，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段既有路基兩側為水塘，無其他流動性地表水。地下水：在勘探深度范圍內橋址區域內地下含水層主要為兩層。第一層屬于空隙-裂隙型潛水，其補給來源主要是側向徑流和層間越流補給，排泄途徑主要是人工開采和側向徑流；第二層地下水屬于微承壓水，補給來源主要是側向徑流和層間越流補給，排泄途徑主要是側向徑流。地下水受季節性影響較大，雨季和旱季差別較大。

2樁基廢棄泥漿固化處理的難點分析及方案比選

2.1難點分析

按常規方法對廢棄泥漿處理，會存在如下問題：①樁基數量多，施工工期緊，每日排漿量達到600m3；②本工程為市政項目，無法在施工場地附近尋找到合適的場地堆放；③最近堆放點離施工場地約40km，運輸距離遠，成本高，無法實現循環運輸，不能滿足現場施工要求；④棄泥漿自然風干速度慢，泥漿數量大，難以尋求大面積場地堆放；⑤泥漿外運過程中難免出現泥漿遺漏現象，影響市容。同時，在市區運輸還需要輸相關手續，程序復雜。

2.2方案比選

針對以上難點問題，對以下方案進行比較：方案1：泥漿外運。優點：不占用施工場地。缺點：運費高，堆放場地尋找難度大，不利于環保。方案2：帶式輥壓泥水分離機。優點：設備成本低，可進行泥水分離，對環境污染小。缺點：泥餅含水量高，處理效率低。方案3：泥漿固化干排壓濾設備。優點：泥餅含水率低，處理效果強，零污染。缺點：設備成本較高。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備進行廢棄泥漿處理。

3施工工藝

3.1設備結構參數

本項目采用了GXA400泥漿固化干排壓濾設備。其主要由送漿系統、泥漿調理系統、預篩分系統、高壓泵送及二次壓榨系統、隔膜板框壓濾系統、PLC電器控制系統、機架平臺組件等組成。GXA400型壓濾機濾室容積為8m3，壓榨完成出泥餅約為7m3，單循環處理泥漿約25m3，此壓濾機單機循環工作時間約1.5h，每天工作24h，每天可以工作16個循環，可以處理比重1.2～1.3的泥漿約400m3。

3.2設備安裝

安裝順序為：場地整平硬化、安裝臺座、安裝平臺組件、安裝調漿箱、安裝輸送管、配電系統安裝。設備進行簡單調試后即可進行泥漿處理。

3.3工藝流程

3.3.1一級凈化樁基施工產生的泥漿由泥漿運輸車通過場內運輸至儲漿池，將儲漿池中的泥漿通過泥漿管道輸送至振動篩，除去泥漿中漂浮物、垃圾以及大顆粒等漂浮雜物。處理后的泥漿進入調漿箱，同時加入添加劑，并由螺旋攪拌均勻。

3.3.2調漿系統三個攪拌電機將加入外加劑的泥漿攪拌均勻，并在泥漿箱內發生化學反應，調和泥漿，為壓濾做好準備。

3.3.3二級輸送（壓濾喂料）利用高壓泵高壓，將已經調和的泥漿注入廂式壓濾機進行一次壓榨。

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的濾室內，由于受濾網的阻擋，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部的管線流出壓濾機，達到泥水分離的目的[1]。隔膜廂式壓濾機通過隔膜板還可對泥餅進行二次壓榨，以達到最好的泥水分離效果。

3.3.5濾液處理壓濾機產生的尾水一部分注入尾水池循環利用，一部分排入三級沉淀池用于噴淋降溫、結構養護、綠化灌溉等。

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

4經濟效益

4.1外運至場外指定場地處理

在海口地區，經過調查詢價，根據運距計算，廢棄泥漿平均外運的費用為140元/m3（含處理費用），合計產生泥漿處理費用：140×5.3=742萬元（1）

4.2泥漿設備固化處理

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0.6元/kg，故處理1m3泥漿用費為：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1名，一個工作日可以處理泥漿200m3，操作工300元/天•人，司機400元/天•人，則每處理1m3泥漿需人工費：(300×5+400×1)÷200=9.5元（3）②用電費用成本。泥漿處理設備單個循環處理泥漿約25m3，工作時間約1.5h（上料20min，壓榨50min，卸料20min），電費1.5元/kW•h，處理1m3泥漿費用為：92.4×1.5÷25×1.5≈8.5元（4）③機械設備成本。泥漿固化設備：設備成本為100萬元，處理泥漿約5.3萬m3。故處理1m3泥漿設備成本為：100÷5.3≈19元（5）裝載機：一臺裝載機租賃費為30000元/月，每日可處理泥漿400m3，故處理1m3泥漿機械成本為：30000÷30÷400=2.5元（6）④泥漿處理中心場地成本。場地建設費為102萬元，故處理1m3泥漿場地成本費用為：102÷5.3≈19.2元（7）⑤泥漿運輸成本。廢棄泥漿場內運輸費用為27元/m3；場外運輸費用為18元/m3，故運輸費用合計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）泥漿固化較外運可節約成本為：742-566=176萬元（10）綜上所述，泥漿固化處理的成本為106.7元/m3遠遠低于泥漿外運的成本140元/m3，泥漿固化處理成本低，經濟效益十分明顯。

5結語

本文以海口海秀快速路（二期）工程樁基廢棄泥漿處理為實例，研究了泥漿固化處理施工技術，為泥漿處理提供了新的工藝參考，填補了市政工程泥漿處理的空白。處理后的資源可回收再利用，符合綠色可持續發展理念。無論從生產和使用方面都有良好的生態環境效益，具有廣闊的推廣應用前景。

【參考文獻】

【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