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1、 气举反循环在钻孔灌注桩二次清孔中的应用 摘要：钻孔灌注桩沉渣的清理是控制桩身质量的关键，传统的钻孔灌注桩施工为正循环钻进、正或反循环清孔成孔工艺钻孔灌注桩气举反循环清孔工艺，其清孔效果远好于一般清孔工艺。本文就此介绍气举反循环清孔工艺的运用，并比较对工质量以及经济效益带来的影响。 关键词：钻孔灌注桩 气举反循环 二次清孔 一、钻孔灌注桩工艺： 钻孔灌注桩多采用回旋钻机成孔。钻机就位后开始钻孔，钻孔时电机带动钻杆、钻杆根部钻头旋转，破坏土层结构，形成钻渣。钻孔应采用泥浆护壁措施，防止塌孔。泥浆通过泥浆泵吸入钻杆，从钻杆底部排出，带动钻渣向上从桩孔中溢出，再排入沉淀池。 钻孔施工至设计标高时，即
2、进行第一次清孔。第一次清孔时，一般采用循环换浆法，让钻头在原位继续转动，反复用泥浆循环清孔。孔中土颗粒、岩石屑等钻渣随浆液溢出孔外，以达到第一次清理沉渣目的。清渣完成后，提钻并下放钢筋笼，在浇筑砼前再进行最重要的第二次清孔。 第一次清孔属于正循环清孔方法，本文主要探讨第二次清孔工艺。 二、正、反循环清孔工艺介绍： 1、正循环清孔工艺 第二次正循环清孔采用循环换浆法，通过导管注入泥浆，并加入清水，使沉渣排出桩孔外，以达到沉渣清理和调节泥浆比重的效果。 2、反循环清孔工艺 反循环清孔的定义就是沉渣从导管内排出的清渣工艺。反循环清孔工艺有多种，一般有泵吸法、空气吸泥机法等种。本文主要介绍气举反循环法
3、，相对而言更为简单，清孔效果明显，推广较快。 气举反循环清孔是利用空压机的压缩空气，通过安装在导管内的风管送至桩孔内，高压气与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物，浆气混合物因其比重小而上升，在导管内混合器底端形成负压，下面的泥浆在负压的作用下上升，并在气压动量的联合作用下，不断补浆，上升至混合器的泥浆与气体形成气浆混合物后继续上升，从而形成流动，因为导管的内断面积小于导管外壁与桩壁间的环状断面积，便形成了流速、流量极大的反循环，携带沉渣从导管内反出，排出导管以外。 3、气举反循环清孔工艺设备 空压机一台、风管一套，导管上部增加三通一套。 三、气举反循环清孔工艺操作要领 1、导管
4、下放深度以出浆管底距沉淤面300400mm为宜，风管下放深度一般为孔深的23。 2、主要参数：空压机的风量69m3/min，导管出水管直径200mm，送风管直径（水管）25mm，浆气混合器用25mm水管制作，在1m左右长度范围内打6排孔、每排4个8mm孔即可。 3、导管下放完毕后先使用正循环，清孔15分钟左右。 4、孔口放置沉渣篮，将沉渣排入此处，泥浆流入孔内,防止沉渣又留回孔内。 5、清孔过程中，特别要注意补浆量，严防因补浆不足（水头损失）而造成塌孔。 6、当孔底沉渣较厚、块度较大，或沉淀板结时，可适当提升导管，并上下摇动，以利排渣。 7、随着沉渣的排出，孔底沉淤厚度较小，导管应同步跟进，以
5、保持管底口与沉淤面的距离。 8、清孔后，孔内泥浆比重应小于1.20，粘度1820s，孔底沉渣厚度5cm。 四、气举反循环清孔速度 气举反循环与正循环在沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异。气举反循环冲携带钻渣后迅速进入导管，可以获得比正循环高出数倍的上返速度。 根据钻探水力学原理，泥浆在钻孔内的上返速度是钻渣颗粒群悬浮速度的1.2-1.3倍，即Va=（1.2-1.3）Vs。反循环清孔至钻渣在导管内运动，使形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，上升速度较快。由于返浆速度较大，以内径200mm的导管为例，粒径约100-150mm的石块也能清运出来。 而正循环清孔，冲洗液携带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的
6、环形空间上返，由于冲洗液上返断面面积大，上返速度较慢，因此可能部分比重较大渣层颗粒会回落，须反复循环清孔，耽搁时间。在选用基岩作持力层时，这种情况显得尤为明显。 本单位施工的华成大厦桩基施工验证了上述观点。该工程设计为直径600钻孔灌注桩，孔深58米左右，穿越两层卵石层共计15米，持力层为基岩，桩基入岩深度1000，前期试桩未使用反循环清孔，清孔时间为3小时，且需要人工不停的清理泥浆池，自从安装风管后，20分钟内，清理出石渣200kg，30分钟内清理完成，对比效果明显。 五、气举反循环清孔质量 通过上述试验已表明，气举反循环清孔由于返浆速度快，清渣效果较好，沉渣层较薄，而沉渣层厚度大小与单桩承
7、载力高低密切相关。泥浆调节好，利于灌浆，不容易上浮钢筋笼，更使桩头质量好。六、经济效果分析 表面上看，气举反循环工艺增加了设备，增加了工程成本，其实不然，下面从几个方面分析经济效果。 1、沉渣厚度减小，提高单桩承载力，优化桩径，降低工程造价。 单桩承载力的大小，取决于桩的摩阻力与桩底端承力，气举反循环清孔过程中形成的泥皮较薄从而使摩阻力增大，桩底沉渣清除较为彻底，无软弱层从而提高桩的端承力。 2、清渣速度快，缩短工期，降低施工成本。 钻孔灌注桩桩基采用气举反循环法清孔施工时，每根桩清孔约减少3个小时，提高了劳动生产率，加快设备周转周期，直接降低了工程施工成本。七、总结 通过以上分析，从工期、质量、环保、经济等多角度分析，钻孔灌注桩气举反循环二次清孔施工工艺值得推广，其在桩基持力层为基岩、孔径在500-800mm钻孔灌注桩施工中的优越性更是其他工艺无法比拟的。
