鉆孔灌注樁反循環(huán)工藝

1、工作行為規(guī)范系列鉆孔灌注樁反循環(huán)工藝（標(biāo)準(zhǔn)、完整、實(shí)用、可修改）GL實(shí)用范本 | DOCUMENT TEMPLATE編號：FS-QG-89588鉆孔灌注樁反循環(huán)工藝Reversecirculationprocessofboredpile說明：為規(guī)范化、制度化和統(tǒng)一化作業(yè)行為，使人員管理工作有章可循，提高工作效率和責(zé)任感、歸屬感，特此編寫。隨著國家基本建設(shè)投入的增大以及高層建筑的發(fā)展，鉆孔灌注樁現(xiàn)在被廣泛地應(yīng)用于高層建筑、公路橋梁等工程的基礎(chǔ)工程。但目前鉆孔灌注樁仍大量使用較為落后正循環(huán)鉆進(jìn)、正循環(huán)清孔成孔工藝，本文的主旨是介紹反循環(huán)成孔工藝的運(yùn)用對于工程質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效率帶來的影響。鉆孔灌注樁因

2、孔底沉渣和孔壁泥皮過厚往往導(dǎo)致承載力折減，形成上述質(zhì)量通病的原因是該工藝采取了高濃度、高密度泥漿介質(zhì)（沖洗液）施工的結(jié)果。為解決這個(gè)難題工程技術(shù)人員經(jīng)過總結(jié)、探索，積極研究推廣鉆孔反循環(huán)制樁工乙O泵吸反循環(huán)是通過砂石泵的抽吸作用，在鉆桿內(nèi)腔形成負(fù)壓，在孔內(nèi)液柱和大氣壓的作用下，孔壁與環(huán)狀空間的沖洗液流向孔底，將鉆頭切削下來的鉆渣帶進(jìn)鉆桿內(nèi)腔，再經(jīng)過砂石泵排至地面沉淀池內(nèi)；沉淀鉆渣后，沖洗液流向孔內(nèi)，形成反循環(huán)。反循環(huán)與正循環(huán)的本質(zhì)區(qū)別在于沉渣的沖洗、上返流速存在巨大差異，反循環(huán)沖洗液攜帶鉆渣后迅速進(jìn)入過水?dāng)嗝孑^小的鉆桿內(nèi)腔，可以獲得比正循環(huán)高由數(shù)十倍的上返速度。根據(jù)鉆探水力學(xué)原理，沖洗液在鉆孔

3、內(nèi)的上返速度Va的1.2-1.3倍，即Va=(1.2-1.3)Vs。反循環(huán)鉆進(jìn)鉆渣在鉆桿內(nèi)運(yùn)動(dòng)，是形態(tài)各異的鉆渣群在有限的空間作懸浮運(yùn)動(dòng)，鉆渣顆粒要占據(jù)一定液體斷面，在這種特定條件下可以采用長春地質(zhì)學(xué)院在利延哥爾公式基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)給由的公式計(jì)算顆粒懸浮速度Vs計(jì)算公式為：Vs=3.1xklX(dsx(rs-ra)/(k2xr2)的1/2次方Vs-鉆渣顆粒群懸浮速度(m/s)ds-顆粒群最大顆粒粒徑(m)rs-鉆渣顆粒的密度(kg/dm3)ra-沖洗液的密度(kg/dm3)k1-巖屑濃度系數(shù)；k1=0.9-1.1,濃度越大，k1越??；k2-巖屑顆粒系數(shù)，k2=1-1.1，球形顆粒為1,越不規(guī)則，

4、k2的值越大。目前，泵吸反循環(huán)鉆桿內(nèi)徑大多數(shù)為150mm用上述公式計(jì)算可知，塊狀為120mrn)rs為2.1kg/dm3,ra為1.05kg/dm3,懸浮速度為1.02m/s,按照Va=(1.2-1.3)Vs計(jì)算，Va達(dá)到1.33m/s就可以把幾何尺寸小于鉆桿內(nèi)徑的鉆渣排除。目前常用8BS砂石泵額定排量為180m3/h,滿負(fù)荷時(shí)沖洗液上返流速可以達(dá)到2.83m/s,可以看由該速度遠(yuǎn)大于鉆渣上返所需流速1.33m/s的要求，因此進(jìn)入鉆桿內(nèi)的鉆渣能夠被有效的抽吸上來。而正循環(huán)鉆進(jìn)沖洗液攜帶鉆渣后進(jìn)入鉆桿與孔壁形成的環(huán)閉空間后上返速度是很低的。試計(jì)算巾89mm鉆桿與巾0.8m鉆孔的環(huán)閉空間，斷面積為

5、0.495m2,當(dāng)采用兩臺600型水泵并聯(lián)送水，滿排量時(shí)沖洗液的上返速度僅達(dá)到0.04m/s,根據(jù)上述公式可見正循環(huán)鉆進(jìn)只有依靠高濃度高密度泥漿來懸浮鉆渣。綜上所述，反循環(huán)本身所具有的特點(diǎn)，給提高成孔效率、成樁質(zhì)量和綜合經(jīng)濟(jì)效益等方面帶來一系列的好處。1鉆進(jìn)速度與成樁效率有大幅度提高鉆頭在工作時(shí)的最有利條件是被切割下來的巖土屑，立即能夠從孔底帶由并送到地面，這樣可以減少二次破碎，不會(huì)降低效率以及鉆頭的磨損。沖洗液攜帶鉆渣的能力正比例于介質(zhì)的密度和其運(yùn)動(dòng)速度的平方，所以影響有效排渣的因素是沖洗液的上返速度。由于鉆孔樁施工的土層多為松散、顆粒差異又較大的土層，因此鉆進(jìn)速度的高低主要取決于排渣的速度

6、。正、反循環(huán)兩種鉆進(jìn)速度的差異，隨著鉆孔直徑以及土層顆粒的增大而增大，一般來說對于地層和技術(shù)要求相同的情況，反循環(huán)施工速度為正循環(huán)的2倍左右。反循環(huán)鉆進(jìn)過程就是清孔過程，不但節(jié)省了時(shí)間同時(shí)又可靠地保證孔底沉渣符合要求。機(jī)械鉆進(jìn)速度的提高和清孔時(shí)間的縮短促進(jìn)施工效率的提高、成樁周期縮短，有效地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。2孔壁穩(wěn)定、成孔質(zhì)量好反循環(huán)鉆孔樁孔壁的穩(wěn)定，主要是利用靜水壓力來平衡地層壓力維持孔壁的穩(wěn)定。根據(jù)土力學(xué)計(jì)算以及大量實(shí)踐證明，只要保持孔壁任何深度處壓力不小于0.2Mpa,即使是在粘聚力較差的流沙層，使用經(jīng)過處理的泥漿（沖洗液）也可以保持鉆孔不坍塌、不縮頸、不擴(kuò)頸；反循環(huán)鉆孔根據(jù)澆注混凝土記錄時(shí)澆注深度與混凝土用量關(guān)系，很容易反算孔徑。計(jì)算結(jié)果表明由于孔壁穩(wěn)定，從上到下孔壁的直徑都是在有效控制范圍之內(nèi)。這樣就可以有效的防止縮頸、擴(kuò)頸不良現(xiàn)象由現(xiàn)并避免混凝土的浪費(fèi)。3混凝土澆注質(zhì)量得到有效保證灌注混凝土是保證成樁質(zhì)量的關(guān)鍵工序，“斷樁”、“夾泥”、“堵管”等常見的灌注質(zhì)量事故都與孔內(nèi)混凝土上部壓力過大有一定關(guān)系?？變?nèi)壓力值與沖洗液的濃度、密度、粘度有直接的關(guān)系。正循環(huán)為了有效的排渣，選用的泥漿（沖洗液）密度高、濃度大，勢必造成孔內(nèi)壓力大，這樣混凝土人導(dǎo)管排生的阻力增大，澆注困難；另外正循環(huán)鉆孔過程中因沖洗液濃度高、密度大所