氣舉反循環(huán)清孔

1、氣舉反循環(huán)清孔.、八、-刖言氣舉反循環(huán)是我國20世紀(jì)90年代引進(jìn)推廣的新技術(shù)，主要應(yīng)用于成孔鉆進(jìn)和樁基清孔。 清孔是鉆孔灌注樁施工工藝中至關(guān)重要的一環(huán)，尤其對嵌巖樁而言，它直接影響端承力的發(fā)揮,在施工規(guī)范中也嚴(yán)格規(guī)定端承樁沉渣不得超過 50mm有些工程甚至要求零沉渣控制。鉆 孔灌注樁清孔的傳統(tǒng)方法主要有旋挖鉆機(jī)回鉆清孔、正循環(huán)清孔、泵吸反循環(huán)清孔。鉆機(jī) 回鉆清孔速度快但清渣不徹底，不能滿足沉渣要求；正循環(huán)清孔效率低，清渣不徹底；泵 吸反循環(huán)清孔受泵的揚(yáng)程限制，效率低。當(dāng)樁長長，孔徑大，沉渣指標(biāo)嚴(yán)格時(shí)，傳統(tǒng)方法 不能滿足施工要求，而氣舉反循環(huán)清孔則彌補(bǔ)了傳統(tǒng)清孔方法的不足之處，以影響深度深、清孔

2、速度快、清渣徹底能滿足沉渣要求，得到了很快的推廣和應(yīng)用。本文主要針對氣舉反循環(huán)在鉆孔灌注樁施工中清渣的應(yīng)用展開討論。氣舉反循環(huán)清孔的原理如圖1所示,空氣壓縮機(jī)將壓縮空氣輸進(jìn)風(fēng)接空壓機(jī)管,空氣經(jīng)風(fēng)管底部排出和泥漿形成氣液混合物。孔底沉渣在噴出氣體的沖擊作用下懸浮起來，由于管內(nèi)、外液體的密度差，孔內(nèi)泥漿、空氣、沉渣的三相流沿導(dǎo)管向上運(yùn)行，被排出孔口，進(jìn)入接渣籃。過濾出泥漿中的沉渣后，過濾后的泥漿又重新進(jìn)入孔內(nèi)，反復(fù)循環(huán)直至孔底沉渣厚度達(dá)到規(guī)范要求。參見圖1,風(fēng)管底部到孔內(nèi)泥漿頂面深度為hi ,從孔內(nèi)泥漿頂面到導(dǎo)管內(nèi)泥漿頂面高度差為 h2 ,工作平臺-W/ / / / / /I孔壁r鋼護(hù)簡氣舉反循環(huán)

3、清孔示意圖圖1導(dǎo)管內(nèi)三相流密度為p n ,導(dǎo)管外液體密度為p w,則作用于風(fēng)管底部液面上內(nèi)外液體柱壓力差為 P = p w * h 1 - p n ( h 1 + h 2 ) = ( p w -p n) hp n * h 2 ,并克服循環(huán)過程中的各種正是這個(gè)壓力差，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)管內(nèi)風(fēng)管底口以上的三相流沿導(dǎo)管上升 阻力,形成反循環(huán)?？紤]到供氣管道的壓力損失，故空氣壓力應(yīng)按下式計(jì)算P = p n * h 1/ 102 + Ps式中：Ps供氣管道壓力損失,一般取0.050.1 MPa由式可以看出，管外泥漿密度p w和hi、h2相對穩(wěn)定的情況下，降低三相流的密度 p n(通過增大壓氣量實(shí)現(xiàn))將提高驅(qū)動(dòng)氣舉反

4、循環(huán)的壓力差，因此送往孔內(nèi)的空氣流量和 壓力是影響氣舉反循環(huán)排渣能力的重要參數(shù)；hi越大，h2越小則壓力差越大，所以當(dāng)孔內(nèi)缺 漿時(shí)不能形成反循環(huán)，應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面達(dá)到合適高度從而增大 hi減小h2； p w為三相流密 度，當(dāng)孔內(nèi)泥漿固相所占比例較大時(shí)也不能形成反循環(huán)，只有在 p w相對小的情況下，增大 p w與 p n的差值才能提高清孔效率。由式可以看出，空壓機(jī)的選擇應(yīng)有P確定，主要受hi和p n控制。當(dāng)孔較深，泥漿比重較大時(shí)所需的壓力較大。因此要根據(jù)工程的實(shí)際樁長計(jì)算P確定空壓機(jī)型號；盡最大的可能減小Ps，應(yīng)經(jīng)常檢查風(fēng)管是否漏氣，接頭處是否嚴(yán)密使壓力損失減到最小。三.氣舉反循環(huán)施工工藝2.1

5、施工設(shè)備表1氣舉反循環(huán)清孔主要設(shè)備設(shè)備名稱型號備注吊車QY16型以具體樁長樁徑確定水泵3PNL泥漿泵配有適量的泥漿管空壓機(jī)8m3空壓機(jī)最大壓力為0.8MP灌注導(dǎo)管250mm鋼制導(dǎo)管雙密圭寸圈、絲扣連接方式風(fēng)管25mm塑料風(fēng)壓管長度根據(jù)孔深確定接渣籃自制周邊用鋼筋加固，四周用4mr篩網(wǎng)扎緊2.2施工工藝清孔前準(zhǔn)備工作：測量并記錄孔深，和終孔深度相 對比，計(jì)算沉渣厚度；檢查導(dǎo)管、塑料風(fēng)壓管、空壓 機(jī)組、水泵等各種設(shè)備是否完好。工藝流程：(1)鋼筋籠下放完畢后,下入灌注導(dǎo)管至孔底10m處。 將風(fēng)管從灌注導(dǎo)管內(nèi)下放至導(dǎo)管底口 200mr處。1備工作17策導(dǎo)管肢按洽鈿侃內(nèi)r淸孔M* ink不舲言求(3)

6、 并將風(fēng)壓管的另一端從中引出與空壓機(jī)組連接。(4) 將接渣籃放在出渣口下，并保證孔內(nèi)泥漿高度， 以防塌孔。(5) 開動(dòng)空壓機(jī)清孔，風(fēng)量、風(fēng)壓由小到大，正常風(fēng)3量為 8m/h,風(fēng)壓為 0.4-0.7MPa。圖(6) 測量孔內(nèi)沉渣厚度和泥漿比重，確認(rèn)達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后,先關(guān)空壓機(jī)，卸下導(dǎo)管帽，拔出風(fēng)壓管，進(jìn)行正常灌注。 說明：1、氣舉反循環(huán)主要適用于二次清孔。2、風(fēng)管一般采用水管，在底部im故成漿氣混合器。2氣舉反循環(huán)清孔工藝流程圖在in范圍內(nèi)打6排孔、每排4個(gè)8mr孔僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.