钻孔灌注桩反循环工艺探讨.doc

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1、钻孔灌注桩反循环工艺探讨摘要：随着国家基本建设投入的增大以及高层建筑的发展，钻孔灌注桩现在被广泛地应用丁高层建筑、公路桥梁等工程的基础工程。但日前钻孔灌注桩仍大量使用较为落后正循环钻进、正循坏清孔成孔工艺，本文的主旨是介绍反循环成孔工艺的运用对于工程质量以及经济效率带來的影响。关键词：钻孔灌注桩；桩基础施工工艺中图分类号：U443文献标识码：A钻孔灌注桩因孔底沉渣和孔壁泥皮过厚往往导致承载力折减，形成上述质量通病的原因是该工艺采取了高浓度、高密度泥浆介质（冲洗液）施工的结果。为解决这个难题工程技术人员经过总结、探索，积极研究推广钻孔反循环制桩工艺。一

2、、反循环冲洗分析泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用，在钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过砂石泵排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后,冲洗液流向孔内，形成反循环。反循环与正循环的木质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异，反循坏冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断血较小的钻杆内腔，可以获得比止循环高出数十倍的上返速度。根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍,即Va二(1.2-1.3)Vso反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动

3、，钻渣颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为：Vs=3.lXklX(dsX(rs-ra)/(k2Xr2))的1/2次方Vs-钻渣颗粒群悬浮速度(m/s)ds-颗粒群最大颗粒粒径(m)rs-钻渣颗粒的密度(kg/dm3)心-冲洗液的密度(kg/dm3)kl-岩屑浓度系数;kl=0.9-1.1,浓度越大,kl越小;k2-岩屑颗粒系数，k2二1-1.1,球形颗粒为1,越不规则，k2的值越大。冃前，泵吸反循环钻杆内径大多数为150nini,用上述公式计算可知，块状为12

4、0mm,rs为2.Ikg/dm3,ra为1.05kg/dm3,悬浮速度为1.02m/s,按照Va=(l.2-1.3)Vs计算,Va达到1.33m/s就可以把几何尺寸小于钻杆内径的钻渣排除。目前常用8BS砂石泵额定排量为180m3/h,满负荷时冲洗液上返流速可以达到2.83m/s,可以看出该速度远大于钻渣上返所需流速1.33m/s的要求，因此进入钻杆内的钻渣能够被有效的抽吸上来。而正循环钻进冲洗液携带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的环闭空间后上返速度是很低的。试计算4)89mm钻杆与4)0.8m钻孔的环闭空间，断面积为0.495m2,当采用两台600型水泵并

5、联送水，满排量时冲洗液的上返速度仅达到0.04m/s,根据上述公式可见正循环钻进只有依靠高浓度高密度泥浆来悬浮钻渣。综上所述，反循环本身所具有的特点，给提高成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带来一系列的好处。二、钻进速度与成桩效率有大幅度提高钻头在工作时的最有利条件是被切割下来的岩土屑，立即能够从孔底带出并送到地面，这样可以减少二次破碎，不会降低效率以及钻头的磨损。冲洗液携带钻渣的能力止比例于介质的密度和其运动速度的平方，所以影响有效排渣的因素是冲洗液的上返速度。由于钻孔桩施工的土层多为松散、颗粒差异又较大的土层，因此钻进速度的高低主要取决于排渣

6、的速度。正、反循环两种钻进速度的差异，随着钻孔直径以及土层颗粒的增人而增大，一般来说对于地层和技术要求相同的情况，反循环施工速度为正循环的2倍左右。反循环钻进过程就是清孔过程，不但节省了时间同时又可靠地保证孔底沉渣符合要求。机械钻进速度的提高和清孔时间的缩短促进施工效率的提高、成桩周期缩短，有效地提高了劳动生产率。三、钻孔灌注桩各工序质量控制方法场地平整：场地的耐力满足设备行走施工条件，场地标高高于设计桩顶标高0.6m以上，使用水准仪测量控制。孔位放样：轴线偏差小于lcm,桩位偏差小于2cm,并在场区内沿轴线方向设置控制网，使用全站仪和钢尺测量控制。

7、护筒埋设：埋设深度大于60cin,埋设要牢固，护筒顶高于地M20cm,护筒壁距离桩位相同，使用钢尺测量控制。钻机就位：钻机应牢稳，锤头起落钢丝绳正对孔位偏差不得大于lcm,使用钢尺测量控制。孔位检查：轴线偏差小于1cm,桩位偏差小于2cm使用全站仪和钢尺测量控制。钻孔：须达到勘察报告入持力层深度，入岩后每钻进20cm冲捞出的岩粉持续1.0米与前期勘察时岩样相符，有效桩长使用标尺绳和钢尺控制测量。成孔检查：成孔时孔位中心偏差不得大于10cm,使用钢尺测量控制。清孔：孔底沉渣清除干净，泥浆含砂量小于4%,使用检测仪器或捞砂斗测量控制。清孔检查：测锤入孔底

8、时无粘稠感，与孔底岩石撞击感觉明显，使用测锤控制，检查人员要熟练准确。下钢筋笼：控制钢筋笼的桩顶标高，高出设