气举反循环清孔在嵌岩桩中的应用

气举反循环清孔在嵌岩桩中的应用一．前言气举反循环是我国20世纪90年代引进推广的新技术，主要应用于成孔钻进和桩基清孔。清孔是钻孔灌注桩施工工艺中至关重要的一环,尤其对嵌岩桩而言,它直接影响端承力的发挥,在施工规范中也严格规定端承桩沉渣不得超过50mm,有些工程甚至要求零沉渣控制。钻孔灌注桩清孔的传统方法主要有旋挖钻机回钻清孔、正循环清孔、泵吸反循环清孔。钻机回钻清孔速度快但清渣不彻底，不能满足沉渣要求；正循环清孔效率低，清渣不彻底；泵吸反循环清孔受泵的扬程限制，效率低。当桩长长，孔径大，沉渣指标严格时，传统方法不能满足施工要求，而气举反循环清孔则弥补了传统清孔方法的不足之处，以影响深度深、清孔速度快、清渣彻底能满足沉渣要求，得到了很快的推广和应用。本文主要针对气举反循环在钻孔灌注桩施工中清渣的应用展开讨论。二．气举反循环清孔的原理如图1所示,空气压缩机将压缩空气输进风管,空气经风管底部排出和泥浆形成气液混合物。孔底沉渣在喷出气体的冲击作用下悬浮起来,由于管内、外液体的密度差,孔内泥浆、空气、沉渣的三相流沿导管向上运行,被排出孔口,进入接渣篮。过滤出泥浆中的沉渣后,过滤后的泥浆又重新进入孔内，反复循环直至孔底沉渣厚度达到规范要求。图1气举反循环清孔示意图参见图1,风管底部到孔内泥浆顶面深度为h1,从孔内泥浆顶面到导管内泥浆顶面高度差为h2,导管内三相流密度为ρn,导管外液体密度为ρw,则作用于风管底部液面上内外液体柱压力差为:图1气举反循环清孔示意图ΔP=ρw*h1-ρn(h1+h2)=(ρw-ρn)h1-ρn*h2……①正是这个压力差,驱动导管内风管底口以上的三相流沿导管上升,并克服循环过程中的各种阻力,形成反循环。考虑到供气管道的压力损失,故空气压力应按下式计算:P=ρn*h1/102+Ps……②式中:Ps供气管道压力损失,一般取0.05～0.1MPa。由①式可以看出,管外泥浆密度ρw和h1、h2相对稳定的情况下,降低三相流的密度ρn(通过增大压气量实现)将提高驱动气举反循环的压力差,因此送往孔内的空气流量和压力是影响气举反循环排渣能力的重要参数；h1越大，h2越小则压力差越大，所以当孔内缺浆时不能形成反循环，应保持孔内泥浆面达到合适高度从而增大h1减小h2；ρw为三相流密度，当孔内泥浆固相所占比例较大时也不能形成反循环，只有在ρw相对小的情况下，增大ρw与ρn的差值才能提高清孔效率。由②式可以看出，空压机的选择应有P确定，主要受h1和ρn控制。当孔较深，泥浆比重较大时所需的压力较大。因此要根据工程的实际桩长计算P确定空压机型号；尽最大的可能减小Ps，应经常检查风管是否漏气，接头处是否严密使压力损失减到最小。三．气举反循环施工工艺2.1施工设备表1气举反循环清孔主要设备角设备名孙称亭滩居型查知泻号社爹辛馅备穿馆萌注可吊催型车职兰聋QY1瓶6昏型腐嘴光以具体桩农长桩径确帖定犯水炉今泵绳则落3PN刷L萄泥浆拢泵轮奴钟配有适量乘的泥浆管浓空压束机莫魄8m介3猜空压取机甚扶晓狮最大压力叫为潮0.8M升P校灌注导布管奇罪25践0m把m盖钢制导裙管币挎双密封圈互、丝扣连介接方式禾风原秩管预肯游25m振m犯塑料风压线管坛秒裁长度根据鲁孔深确定睬接渣读篮观偶崇自婆往制舌电堤周边用钢米筋加固，挡四周锦用断4m封m芬筛网扎紧2.2施工工艺清孔前准备工作:测量并记录孔深，和终孔深度相对比，计算沉渣厚度；检查导管、塑料风压管、空压其机组、水跑泵等各种涂设备是否辰完好。剪工艺流饿程访:昏钢筋笼下焦放完毕骆后社,殃下入灌注诚导管至孔某底归10m沟m王处。心将风管从握灌注导管血内下放至足导管底悟口带200m枯m次处。陡并将风压妻管的另一腿端从中引产出与空压岗机组连接励。报将接渣篮鸽放在出渣从口下，并胆保证孔内率泥浆高度摄，喊以防塌孔雪。请开动空压呆机清孔，侧风量、风赚压由小到万大壁,先正常风图2气举反循环清孔工艺流程图狂量扎为缸8m燥3裙/h吼,滑风压玻为愚0.4-乐0.7M膏P互a醒。图2气举反循环清孔工艺流程图雄测量孔内拥沉渣厚度涉和泥浆比鸦重张,爸确认达到著质量标准逐后愤,吹先关空压墨机，卸下验导管柴帽首,察拔出风压朴管给,金进行正常影灌注。晶四男．坟皂工程实践饱及效果与炮质量评价峡广东河源队电厂建设沉的灾2肉×封600M听W油超超临界锤燃煤发电熊机组，钻或孔灌注桩期桩径从为炮Φ宣800伶、备1000晕、迅110启0军、恭1250性m皆m英，奉约任231菌6蜂根，单根复桩长平爽均祥7讲米到棵25浊米；全部斗为嵌岩桩并，要求入追岩深度印为棒2之D藏，孔底沉烤渣厚隔度壁≤路50m录m裁。本工程窗采用了气姓举反循环好清孔。通束过预埋声订测管，做诸超声波检钟测，孔底也沉渣均能边满足设计哄要求。去通过广东驻河源电厂饼的施工实语践证议明敌,岁气举反循既环进行嵌悬岩桩清孔洲效果较为股理想，主显要技术优常势如下：急(1蜡)尼与传统清秋孔工艺相根比大大缩您短了二次晴清孔的时间。得(2政)削清孔质量积好，清渣谜彻底，二披次清孔宝后望,土全部击达锅到御50m钥m令以尚下刘,气满足了设伤计要求。鲁(3苏)熄桩基的桩遭端承载力兔提高，最崭终沉降量控减小。咱(4祖)钓配置设备问少悄,肆只需添置炮一台空压秩机策,勉因而施工图3气举反循环清孔实景丑成本增加艘不多。图3气举反循环清孔实景餐(5目)板工艺简剑单播,愈经过简单略培训施工归人员便能斥掌握辜。办技五刷．姓葱施工中需源要注意的妨问题派(1贺)暖灌注导管伙要密封不郊漏气。将届导管下至竹距孔婚底劳100m左m脏处清孔效鸡果最佳，割这样能保艰证沉渣顺钢利的进入鸽导管。当糟沉渣过多历时捷（留≥顾1.灶0深米）可以绳先拆除一阀节导管，秤确保导管锈口在沉渣税面以摇上追100m督m摧。当沉渣摊减少再将跑导管长度呀按孔深配俊置。上下米活动导管喂，可以提兄高清孔效执率。删(2践)辛塑料风管退不能插入墨过深，也筝不宜插入己过浅。如树果风管超稀过导管口户，压缩空城气会在导耻管口外冒羡出不会形当成反循环互；如果插列入过浅对森孔底的沉呢渣扰动较狂小，清孔养效果不好烟。一般在挑导管口叉上喇200m坑m良为宜。伍(3僵)灭保证孔内扁泥浆在护亿筒底口以签上，以防波泥浆循环迟时将孔壁悼冲塌。清讲孔时间不像宜过长，忠在沉渣满走足要求以念后立即进烫行灌注成匆桩。阶(4园)市将泥浆比苹重调整到肚合适的范乐围。如果帝泥浆比重侄小确于和1.0着5摩，泥浆的牙含渣的能烛力较差。映在遇到沙山层时细沙愚循环在孔券内沉淀。申可以调整全泥浆比重忙达蛋到厦1.1扎0咽左右，并涌在接渣篮勾下挖一大肤坑使细沙余在坑中沉分淀；如果娇泥浆比重全大炼于京1.3窗0吵，则导管刷内外的压同力差相对催较小，不碎能形成反险循环。特肌别对于成抗孔后放置弯时间较长屑的孔，底茅部泥浆比偿重更大，宣可以先用怕正循环将些泥浆混合刺均匀，再懒用反循环挽清孔，边膀清渣边加叫清水，直仁至沉渣和种泥浆指标美都符合要虾求。搅(5宗)条注意空压贱机的正确惠启动，送肺气时风量避、风压应厘由少到脸大兼,填防止导管予的瞬时上卸浮和风压区管的破裂叼。并注意启空压机的姑日常维护注，特别注闹意润滑油萝的添加。蜻(6耽)嘴正确判断剧清渣的质搭量。沉渣俩测定可用绕沉渣测厚穿仪。在工蜡程中用测帆绳检测最朋为常见，影首先要测槐量孔深，酱当锤击孔体底时，感灯觉有反弹姑，声音较骆清脆时说帜明清渣效农果较好。俱(7)骨粱清渣完毕米后立即灌鸽注成桩。匙清孔时不陷可能将形测成沉渣的向颗粒物全许部清除干内净，有一时些必定悬燃浮在泥浆愉中，如果坡等待时间上过长必定削还会沉