章履远
地下连续墙的成槽泥浆在地下连续墙成槽中，起着非常关键的作 用。在许多工程中，由于不重视成槽泥浆重要性，往往使工程出现局 部坍陷、墙身大面积露筋、接缝夹泥夹碴、接缝漏水、墙身混凝土局 部疏松，甚至墙身穿孔造成基坑开挖漏水涌砂等严重影响工程质量的 缺陷。修复这些缺陷，造成大量人力、物力浪费，化费精力，使工程 成本增加。效果差，影响差。
有的工程，在施工中，不管成槽地质的不同，统一采用同一配比的 泥浆；工程施工中，配置的泥浆得不到有效处理，好的泥浆变成劣质 泥浆，从而造成墙身的各种缺陷产生。本文就泥浆的重要性着手，从 原理、性能、功能谈起，涉及设计、计算、管理、调整，有技术、有 管理，以求比较全面叙述，以引起各职能人员，重新认识泥浆、重视 泥浆。从而为使地下连续墙施工质量有所提高做些有益的工作。 一、成槽泥浆的功能 防止土壁坍塌——抑止地下水压力、抵挡土压
力； 减少槽壁透水性，使槽壁形成泥皮（保护膜） ； 悬浮细颗粒，减少槽底沉碴，提高混凝土浇捣质量。
二、成槽泥浆的原理 在泥浆液面静水压力（泥浆面高于地下水面）条件下，泥浆中水份 会向槽壁土颗粒中渗透， 而膨润土颗粒会沉积在槽壁表面， 使槽壁形 成泥皮，保护了槽壁。在静水压力条件下，克服槽内的水压力和土压 力，使槽壁保持稳定不坍塌。 为了说明这一过程， 有人用清水和泥浆， 做了对比试验（见下图）能充分说明泥浆护壁原理。
三、成槽泥浆的性能 泥浆的性能指泥浆的比重、粘度、含砂率、静
切力、触变性、失水 量和泥皮厚稳定性、 胶体率、PH值等九个主要性能， 以下分别叙述。
1 、泥浆的比重： 同体积的泥浆重量与同体积的清水（ 4 C）的
Ｏ
重 量比。
2 、泥浆的粘度： 泥浆流动时，由于土颗粒存在，各层面之间产生
摩擦力。土和土之间、 土水之间。泥浆浓度大， 阻力也大，粘度就大， 泥浆搅拌时间长，土颗粒分散度好，水化作用好，粘度就大。
3 、泥浆的含砂率： >0.02mm ，不溶于的砂子和颗粒，其所占泥
浆体积百分比。
4 、泥浆的静切力： 含有粘土颗粒和 CMC 的泥浆，称作塑性流型
液体。此种液体受力较小时不流动，当受力到一定量值时开始流动。 在极限静切力以下时，泥浆接近固体特性，切力大于极限静切力时， 泥浆显示液体特性。
泥浆中粘土颗粒水化充分， 颗粒间由于静电作用相互粘结而形成蜂 窝状海棉体有一定机械强度的网状结构，使泥浆整体变成胶凝体。 静切力是测定泥浆触变性和网状结构强度的指标。取 1 分钟和 10 分钟的切力值，作为形成结构能力大小，其二者差值，说明泥浆在 10 分钟内结构加强了多少，即触变性大小。
网状结构很重要，能使泥浆包裹小粉粒，使不沉淀，减小泥浆流动 性。有裂缝地层，泥浆也不会流失。
5 、泥浆的触变性： 当泥浆静止时，泥浆中膨润土片状颗粒，其表
面带负电， 片状颗粒的二端带正电， 颗粒间电键使薄片状膨润土颗粒 形成纸牌房子式网状结构，使泥浆形成胶凝体。在受到外力作用时， 纸牌房子式的网状结构破坏解体， 泥浆又恢复流动性， 再静止时又恢 复网状结构。可无止境重复，这就是泥浆的触变性。泥浆的触变性对 成槽施工具有重要意义。 ①可以悬浮细小颗粒， 减少沉淀。泥浆呈“豆
腐脑”状态；②当泥浆渗流进土体孔隙时，使土颗粒相互粘连起来， 从而增加土的内聚力，起到加强护壁作用。
静切力大的泥浆， 其触变性亦大， 用普通粘土调制成的泥浆由于粘 土颗粒为圆形，不可能有触变性，这应该有严格的区分。
6 、泥浆的失水量和泥膜 ：泥浆液柱与地层间水位存在压力差，使
泥浆中水份向槽壁内渗入，这叫泥浆的失水。失水时，粘土颗粒粘附 在槽壁上，形成泥皮。称为“造壁” 。
失水量小的泥浆能形成薄的泥膜、细、微密、坚韧，厚 1 ～2mm ， 失水量大的泥浆能形成厚的泥膜、粗、疏松，易脱落，造壁能力差。
7 、泥浆的稳定性： 泥浆中，膨润土颗粒保持悬浮状态的性能，膨
润土质量好坏，可用稳定性试验来判别。不发生沉淀为稳定性良好。 土的质量好。
8 、泥浆的胶体率： 是指泥浆中粘土颗粒沉淀的程度， 泥浆静止
时， 颗粒大的，水化不好的，对水分子吸收力小的颗粒易下沉，从泥浆中 析出。失水量增大，引起槽壁坍塌，胶体率差，也说明稳定性不好。
9、泥浆的 PH 值： 膨润土泥浆要在碱性范围内较为稳定。一般取
值以 8-9 为好。
10 、泥浆的性能要求：
△适当比重：比重过大，说明泥浆中粘粒浓度高，粘度增大，稳定 性、造壁性劣化； 比重过小，是由于雨水和地下水侵入， 稳定性劣化， 引起离析，上部泥浆比重减小。
△适当粘度：粘度大，容易携带土粒，土粒不容易沉淀，泥浆不容 易侵入土壁，这是有利一面。其不利一面，泥浆中分离土粒困难，粘 度越挖越大，挖掘效率降低。因此我们强调不同地质不同粘度，即适 当粘度。
△适当的极限静切力：静切力大，土粒保持不沉淀，土粒也不易分
离。泥浆的流动性变差。浇灌混凝土时，接头处往往防水能力差。 △能形成良好的泥皮：我们强调的是薄而韧的泥皮，失水量小。厚 而脆的泥皮在成槽和下钢筋笼时常会掉落， 引起槽壁坍塌， 同时泥浆 液面会很快下降，尤其是砂性土地层，极易引起槽壁坍塌。 四、泥浆的材料
泥浆由水与膨润土、分散剂、增粘剂和其他材料组成。
1 、膨润土（ Betonite ）：是以蒙脱土（ montmovillonitic clay ） 为主的粘土矿物。一般经过：开矿挖掘——加热干燥——粉
碎—— 筛分后再包装出售。化学式为： （MgCa ）Oal2O35SiO2·NH
2
O，微 观上为： nH2O
成分中： SiO2（68％以上） Al2O3（13％以上） CaO，MgO 为
1.5 ％， Fe2O3为 2.5％。
硅铝率： SiO2/Al 2O3＋Fe2O3≥4 称为膨润土。否则称为高岭土。 高岭土可以冒充膨润土， 也有一定膨胀性， 但性能要比膨润土差许多
a、膨润土具有强大的吸水膨胀性，能使膨胀土颗粒充满在水溶液
中，膨润土的膨胀倍数一般达 20 ～30 倍。 b、膨润土具有良好的分散性。
膨润土悬浊液在静止 24 小时后，观察其性状如下表区分：
浓度 <8％ 沉淀状态 无沉淀 无沉淀 在 8 ％时有沉淀 在 质量 优良 优 良 取舍 可使用 可使用 使用时要注意 8％ >8％ <10％ >10％ <12％ 10 ％时无沉淀 在 10 ％时有沉淀 在 12 ％时无沉淀 稍差 使用时严加注意 >12％ 有沉淀 不良 不可用 2、分散剂： Na 2Co3（纯碱）
钙质膨润土：吸水量少，吸水速度快，膨胀率小（一般几倍到十多 倍），由于分散不好，容易发生沉淀。
钠质膨润土： 吸水量多，吸水速度慢， 膨胀率大（20～30 倍以上）， 薄片铅硅酸盐叠层片是钙质膨润土悬浮液的 15 ～20 倍。能使泥浆形 成网状结构，而成为优质膨润土泥浆。并且在混凝土浇灌时，能抵抗 水泥中钙质污染。
泥浆中加入 Na 2Co3（碱）就是利用一价的 Na 离子来置换二价
＋
Ca 离子，使土颗粒外离子扩散层增厚， 从而达到土颗粒分散性好，
＋＋
我们称， Na 为分散剂， Ca
＋
＋＋
为凝结剂。
土颗粒分散愈好，其稳定性愈好，触变性也好。所以泥浆中必须加 入分散剂，才能有稳定的泥浆，好的泥浆。
3、增粘剂： 羧甲基仟维素纳（ CMC ）和工业用淀粉。 增粘剂的
作用就是增加泥浆粘度，减少失水量，使泥皮韧性提高， 使泥浆静切力提高，稳定性增强，防止沉淀。但 CMC 也有对钢筋与 混凝土握固力产生不好影响。
4 、其他材料： 加重剂与分解剂
重晶石：比重为 4，加入泥浆中能提高泥浆比重， 起到护壁作用好。 分解剂：硝基腐植酸钠（煤碱剂）
铬铁木质素磺胺酸钠盐（ FCL） 为钙侵时的处理剂和减稠剂。
当泥浆受到混凝土污染、 质量变差时使用。 使泥浆恢复改善到可使 用。（注意：用分解剂前一定先用分散剂，使二价离子析出成一价离 子，才能起作用。分解剂使用比较复杂，要看泥浆污染性质来决定， 可先实验室试验后再临场应用。 ） 五、泥浆制备
泥浆制备流程如下：
地基施工条件——选定泥浆材料——决定泥浆粘度（按最易坍塌 地层）——决定配合比——制备和修正—计算供浆量。 六、泥浆的基本配合比
土质 粘性土 砂
膨润土（％） CMC（％） 0.00 ～0.02 0.00 ～ 0.05 0.05 ～0.1 Na 2Co3（％） 0～0.5 0～0.5 0～0.5 6-8 6-8 8-12 砂砾 注：具体含量应由试验室试配决定 七、泥浆制备方法： 见下列框图
机拌
八、泥浆容量的设计
1、整个工程所需泥浆量计算
V ＝ X/Y X/Y （1 －K1） （Y－1 ） ＋ XK2
2、泥浆池容量设计（单台成槽机）
九、泥浆性能指标
1、新配制泥浆性能指标
项目 指标控制范围 粘土 粘度 3试验方法 砂土 22～24 ＂25～30 ＂500/700ml 漏斗 计 泥浆比重计 洗砂器 静切力仪 失水量仪 失水量仪 稳定仪 比重 g/cm 含砂率％ 静切力 mg/cm 泥饼厚 mm 31.04 ～1.05 5～6 <10 <1 <10 <0.005 1.06 ～1.07 7～8 >10 >1 >10 >0.005 失水量 ml/30 分 稳定性 g/cm 胶体率％ 3100 8～9 8 100 9～10 1000ml 量筒 酸度计 PH 值
膨润土重量 9～10 2、成槽时，槽内泥浆控制范围
项目 粘度（秒） 3比重 g/cm 失水量 ml/30 分 含砂率％ PH 值 指标控制范围 粘土 25 ～30 ≯1.15 ≯15 7～10 <7 或> 10 砂土 30～40 ≯1.20 ≯20 10～15 <7 或> 10
3、泥浆指标超过上述指标时管理调整使达到下列范围
项目 指标控制范围 粘土 粘度（秒） 比重 g/cm 含砂率％
调整办法 砂土 <30 加水 加水 加土、加 CMC 加水 3<25 1.09 ～1.15 失水量 ml/30 分 10 ～15 <7 1.15 ～1.20 15～20 <10 PH 值 8～10 8～10 4、在调整某些指标，会引起其他指标连动，来实现泥浆管理
管理调整 处理方法 对其他性能的影响 失水量减少，稳定性、静切力和比重增加 粘度 增加 加膨润土 加 CMC 失水量减少，稳定性、切力增加，比重不变 加碱 减少 加水 加重晶石＋膨润土 减少 加水 失水量减少，稳定性、切力增加、 PH 增加、比重不变 失水量增加，比重减小，切力减小 稳定性增加 粘度减小，失水量增加，稳定性减小 粘度增加，稳定性增加，失水量减小 粘度增加，稳定性增加，失水量减小 比重、粘度减少，失水量增加 粘度增加，稳定性增加 粘度增加，失水量减少 增加 加重晶石＋硅酸钠 粘度不增加，稳定性减小 粘度增加，比重 增加 加土和 CMC 加水玻璃 静切力 减少 失水量 减少 稳定性 增加 加水 加土和 CMC 加土和 CMC 十、泥浆的调整方法
1、调整比重
a、提高比重：使用加重剂
b、降低比重：加水，但要注意其他指标恶化。宜再适当加入其他
材料。
2、粘度调整
a、提高粘度：加膨润土，加少量纯碱，再加 CMC 。
b、降低粘度：加水。用好的新浆更换拈度高的旧浆。用硝基腐植
酸钠盐或 FCL 处理。
3、失水量调整
a、降低失水量：加分散剂 Na 2 Co 3，若不起作用，再用硝基腐植
酸钠盐处理。加 CMC 。
4、调整静切力
a、提高静切力：加膨润土法，加 NaCl（10％倍溶液）或加入 0.1～ 0.6％浓度，为 10～15 ％，NaOH 溶液，加水玻璃。 B、降低静切力：加水，加硝基腐植酸钠盐，加纯碱。 十一、泥浆
的管理
1、成槽时，必须使泥浆液面高度高出地下水位 1 米以上。要经常
注意泥浆流失，及时补浆。尤其是晚间休息时要加满泥浆。
2、泥浆要经常量测做好记录，量测时间为：成槽开始，开始供浆，
在供浆池量测；每成槽 10m 深时在槽内量测一次（ 10m 深、 20m
深、30m 深⋯⋯），成槽结束量测一次 （包括槽的上部、 中部、槽底）； 清底结束，泥浆置换后，在浇灌混凝土前再测定。随时掌握泥浆的实 际情况，以便及时作出对策。
3、浇灌混凝土时，应回收泥浆，要求泥浆泵吸浆口最低位置要离
导墙面 1.0m 以内，以保证混凝土浇灌时，槽内泥浆压力。
4、回收泥浆时，应先送入沉淀池，再进行及时处理。第一级振动
筛初滤，筛弃杂物、粗颗粒、泥团。第二级旋流器除砂。第三级离心 器除沙（在锥形离心容器内装二层滤布，一层 260 目尼龙网，一层 锦伦布）。泵入旋流器的泥浆泵压力要求达到 0.1 ～0.3Mpa 。排砂口 直经可进行调节。
5、再生处理过泥浆不得直接送入供浆池。应与新伴制泥浆混合后
再使用。
6、底部 3.0m 清底置换泥浆和上部 4.0m 与混凝土浇灌接触泥浆
原则上都应废弃 （PH 值≥14 时），可直接泵入废浆池。（若底部
3.0m 泥浆仅是比重大，含砂率高，其他指标尚好时，也可处理后再
用。 ）
7、每天的泥浆使用量、泥浆回收量、泥浆处理量、废弃劣化泥浆
量，新拌制泥浆量，都应作好记录。
8、测试泥浆指标内容为： 粘度、比重、失水量、泥饼厚、含砂
量、稳定性、胶体率、 PH 值 等，按不同要求，选择测定做好记录。 十二、特制泥浆
1、槽壁坍塌：加重泥浆比重，提高泥浆粘度，提高槽内泥浆液面 2 、泥浆流失：泥浆中加入 1 ～5 ％水玻璃，使泥浆稠化；也可在
泥 浆中加入石灰乳（ 75％水， 25％石灰），可使粘度达到 60 ～
120 秒
3、泥浆发生水侵时，加土提高静切力，加 CMC 提高粘度。 4、在钙侵地段，成槽时有石膏地层（ CaSO 4）或水泥浆流入槽内
造成 Ca
＋＋
侵入。可加入 Na2Co3使 Na 离子与 Ca
＋
＋＋
离子交换，改 善
泥浆性质。
总之泥浆是一门学问，熟悉它，应用它，能得到满意的结果。不熟 悉、不重视，随意处置，想当然，就不会有好的工程质量。请各位从 事泥浆工作的工程技术人员切记为要。
二○○三年八月。2010-12-27 重新整理
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