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1、气举反循环清孔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
2、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。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 n , 导管外液体密度
3、为 w,则作用于风管底部液面上内外液体柱压力差为: P =w * h1 - n ( h1 + h2 ) = (w - n) h1 - n * h2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 : 图 1 气举反循环清孔示意图P =n * h1/ 102 + Ps式中: Ps 供气管道压力损失 , 一般取 0.05 0.1 MPa。由式可以看出 , 管外泥浆密度w 和 h1、h2相对稳定的情况下 , 降低三相流的密度n ( 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
4、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；w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w相对小的情况下，增大w 与n的差值才能提高清孔效率。由式可以看出，空压机的选择应有P确定，主要受 h1和n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设备名称型号
5、备注吊 车 QY16型以具体桩长桩径确定水 泵 3PNL泥浆泵配有适量的泥浆管空压机 8m3空压机最大压力为 0.8MP 灌注导管 250mm钢制导管双密封圈、丝扣连接方式风 管 25mm塑料风压管长度根据孔深确定接渣篮自 制周边用钢筋加固， 四周用 4mm 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、空压机组、水泵等各种设备是否完好。工艺流程 : (1) 钢筋笼下放完毕后 , 下入灌注导管至孔底 10mm 处。(2) 将风管从灌注导管内下放至导管底口200mm 处。(3) 并将风压管的另一端从中引出与空压机组连接。(4) 将接渣篮放在出渣口下，并保证孔内泥浆高度，以防塌孔。(5) 开动空压机清孔，风量、风压由小到大, 正常风量为8m3/h, 风压为 0.4-0.7MPa。(6) 测量孔内沉渣厚度和泥浆比重, 确认达到质量标准后, 先关空压机，卸下导管帽, 拔出风压管 , 进行正常灌注。说明：1、气举反循环主要适用于二次清孔。2、风管一般采用水管，在底部1m 做成浆气混合器。在1m 范围内打 6排孔、每排 4个8mm 孔图 2 气举反循环清孔工艺流程图
