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打桩过程中膨润土具有多方面的重要作用,具体如下:
护壁作用
- 膨润土遇水膨胀,形成的泥浆具有较高的粘度和良好的胶体性能。在桩孔内,泥浆会在孔壁表面形成一层致密的泥皮,这层泥皮可以有效隔离孔壁与外界的水、空气等,防止孔壁岩石或土层中的水分被吸收而导致强度降低,同时也能阻止外界的水渗入孔壁,避免因水的浸泡使孔壁土体软化、坍塌。
- 泥浆柱本身具有一定的静水压力,能够平衡孔壁周围的土压力和水压力,减少孔壁所受的侧向压力,从而增强孔壁的稳定性。特别是在一些松散、易坍塌的地层,如砂土、粉土等,膨润土泥浆的护壁作用更为关键。
携渣作用
- 钻进过程中,钻头破碎岩土产生的岩屑、土渣等需要及时排出孔外,以保证钻进工作的顺利进行。膨润土泥浆具有良好的悬浮性能,能够将岩屑、土渣等均匀地悬浮在泥浆中。
- 随着泥浆的循环流动,携带岩屑和土渣的泥浆会被带到地面,经过沉淀、过滤等处理后,泥浆可以重复使用,而岩屑和土渣则被分离出来。这样可以保持桩孔内的清洁,避免岩屑和土渣在孔底堆积,影响桩的成孔质量和后续的钢筋笼下放及混凝土浇筑等工序。
润滑作用
- 膨润土泥浆可以在钻头和孔壁之间形成一层润滑膜,大大降低两者之间的摩擦系数。这不仅可以减少钻头的磨损,延长钻头的使用寿命,降低施工成本,还能使钻头在钻进过程中更加顺畅,减少卡钻、憋钻等事故的发生。
- 同时,润滑作用也有助于提高钻进效率,使钻进过程更加平稳,减少对孔壁的扰动,有利于保持孔壁的稳定性。
冷却作用
- 打桩时,钻头与岩土之间的剧烈摩擦会产生大量的热量,这些热量如果不能及时散发,会使钻头温度急剧升高,导致钻头的硬度和强度下降,加速钻头的磨损,甚至可能使钻头损坏。
- 膨润土泥浆能够吸收和带走钻头产生的热量,起到冷却钻头的作用,使钻头保持在适宜的工作温度范围内,从而保证钻头的性能和使用寿命。此外,冷却作用还可以减少因温度变化对孔壁土体的影响,避免因热胀冷缩导致孔壁出现裂缝或松动。
改善混凝土性能(在一些情况下)
- 在灌注桩施工中,如果桩孔内的膨润土泥浆清理不彻底,残留的泥浆可能会与混凝土接触。适量的膨润土可以改善混凝土的和易性,增加混凝土的流动性和保水性,使混凝土在浇筑过程中更容易振捣密实,提高混凝土的浇筑质量。
- 同时,膨润土还可以在一定程度上提高混凝土的抗渗性和抗裂性,增强混凝土的耐久性。不过,如果泥浆残留过多,也会对混凝土的性能产生不利影响,因此在混凝土浇筑前,需要对桩孔进行严格的清孔处理,控制泥浆的残留量。
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