钻孔灌注桩反循环工艺探讨
作者:亿博体育app下载 发布时间:2021-07-10 13:18
本文摘要:钻孔灌注桩因孔底沉渣和孔壁泥皮过薄往往造成承载力折减,构成上述质量通病的原因是该工艺采行了高浓度、高密度泥浆介质(冲洗液)施工的结果。为解决问题这个难题工程技术人员经过总结、探寻,大力研究推展钻孔反循环制桩工艺。泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸起到,在钻杆内腔构成负压,在孔内液柱和大气压的起到下,孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底,将钻头工件下来的钻渣带入钻杆内腔,再行经过砂石泵排至地面沉淀池内;溶解钻渣后,冲洗液流向孔内,构成反循环。

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钻孔灌注桩因孔底沉渣和孔壁泥皮过薄往往造成承载力折减,构成上述质量通病的原因是该工艺采行了高浓度、高密度泥浆介质(冲洗液)施工的结果。为解决问题这个难题工程技术人员经过总结、探寻,大力研究推展钻孔反循环制桩工艺。泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸起到,在钻杆内腔构成负压,在孔内液柱和大气压的起到下,孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底,将钻头工件下来的钻渣带入钻杆内腔,再行经过砂石泵排至地面沉淀池内;溶解钻渣后,冲洗液流向孔内,构成反循环。反循环与于是以循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速不存在极大差异,反循环冲洗液装载钻渣后很快转入过水断面较小的钻杆内腔,可以取得比正循环高达数十倍的上返速度。

根据钻井水力学原理,冲洗液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍,即Va=(1.2-1.3)Vs。反循环钻入钻渣在钻杆内运动,是形态各异的钻渣群在受限的空间不作漂浮运动,钻渣颗粒要占有一定液体断面,在这种特定条件下可以使用长春地质学院在利延哥尔公式基础上展开实验得出的公式计算出来颗粒漂浮速度Vs计算公式为:Vs=3.1k1(ds(rs-ra)/(k2r2))的1/2次方Vs-钻渣颗粒群漂浮速度(m/s)ds-颗粒群仅次于颗粒粒径(m)rs-钻渣颗粒的密度(kg/dm3)ra-冲洗液的密度(kg/dm3)k1-岩屑浓度系数;k1=0.9-1.1,浓度越大,k1就越小;k2-岩屑颗粒系数,k2=1-1.1,球形颗粒为1,就越点状,k2的值越大。

目前,泵吸反循环钻杆内径大多数为150mm,用上述公式计算出来由此可知,块状为120mm,rs为2.1kg/dm3,ra为1.05kg/dm3,漂浮速度为1.02m/s,按照Va=(1.2-1.3)Vs计算出来,Va超过1.33m/s就可以把几何尺寸大于钻杆内径的钻渣回避。目前常用8BS砂石泵额定排量为180m3/h,满负荷时冲洗液上抵流速可以超过2.83m/s,可以显现出该速度远大于钻渣上返所须要流速1.33m/s的拒绝,因此转入钻杆内的钻渣需要被有效地的抽吸上来。而于是以循环钻入冲洗液装载钻渣后转入钻杆与孔壁构成的环闭空间后上抵速度是很低的。

中举计算出来89mm钻杆与0.8m钻孔的环闭空间,折断面积为0.495m2,当使用两台600型水泵并联送水,剩排量时冲洗液的上返速度仅有超过0.04m/s,根据上述公式可见于是以循环钻入只有依赖高浓度高密度泥浆来漂浮钻渣。综上所述,反循环本身所具备的特点,给提升成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带给一系列的益处。

1、钻入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成下来的岩土屑,立刻需要从孔底道出并送往地面,这样可以增加二次破碎,会减少效率以及钻头的磨损。冲洗液装载钻渣的能力正比例于介质的密度和其运动速度的平方,所以影响有效地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牢固、颗粒差异又较小的土层,因此钻入速度的强弱主要各不相同排渣的速度。于是以、反循环两种钻入速度的差异,随着钻孔直径以及土层颗粒的减小而减小,一般来说对于地层和技术拒绝完全相同的情况,反循环施工速度为于是以循环的2倍左右。

反循环钻入过程就是清孔过程,不但节省了时间同时又可信地确保孔底沉渣符合要求。机械钻入速度的提升和清孔时间的延长增进施工效率的提升、成桩周期延长,有效地提升了劳动生产率。2、孔壁平稳、成孔质量好反循环钻孔桩孔壁的平稳,主要是利用静水压力来均衡地层压力保持孔壁的平稳。

根据土力学计算出来以及大量实践证明,只要维持孔壁任何深度处压力不大于0.2Mpa,即使是在粘聚力较好的流沙层,用于经过处置的泥浆(冲洗液)也可以维持钻孔不塌陷、不缩颈、不扩颈;反循环钻孔根据焊混凝土记录时焊深度与混凝土用量关系,很更容易反算孔径。计算出来结果表明由于孔壁平稳,从上到下孔壁的直径都是在有效地掌控范围之内。这样就可以有效地的避免缩颈、扩颈不良现象经常出现并防止混凝土的浪费。

3、混凝土焊质量获得有效地确保灌入混凝土是确保成桩质量的关键工序,断桩、夹泥、堵管等少见的灌入质量事故都与孔内混凝土上部压力过大有一定关系。孔内压力值与冲洗液的浓度、密度、粘度有必要的关系。于是以循环为了有效地的排渣,搭配的泥浆(冲洗液)密度低、浓度大,不致导致孔内压力大,这样混凝土人导管排泄的阻力减小,焊艰难;另外于是以循环钻孔过程中因冲洗液浓度低、密度大所构成的过厚泥皮与孔底沉渣,很难从孔中几乎清理,所以其中一部分在焊过程中接踵而来冲洗液中更为大混凝土下沉的阻力,这种阻力在灌入邻近完结时更为显著(笔者仔细观察此时孔内排泄的泥浆密度、浓度显著增大,流过较慢),若处理不当,很更容易使邻近桩覆以10m左右混凝土质量劣、强度较低,而该部分又是桩受力的关键方位。反循环成孔由于泥浆(冲洗液)密度、浓度、粘度都较低,构成泥皮较薄和钻渣清扫更为完全,因此灌入更为流畅,桩覆以泥浆较少,桩身混凝土质量明显提高。

4、提升单桩承载力,减少工程造价单桩承载力的大小,各不相同桩周土的摩阻力与桩底端承力,反循环钻孔过程中构成的泥皮较薄从而使摩阻力减小,桩底沉渣清理更为完全,无懦弱层从而提升端承力。根据对比试验,一般反循环比正循环提升承载力10%-20%,因此单位承载力耗资必定减少。5、非运废浆量减少,施工成本减少根据定额,废浆分列运费大约占到工程成本8%-10%。反循环钻头工件的粘土土层成块状,旋即被吸入钻杆内腔,也就是说钻渣马上水化就被排泄孔外,废浆量不致增加;另液、渣分离出来较为简单,这样施工成本必定减少。

6、适应性甚广反循环排渣的特点,使这种工艺方法对地层适应性甚广,可成功钻入各种粘土、砂土、卵砾石层以及基岩层,对于直径500-1800mm钻孔桩施工都很适应环境。因反循环工艺对班组操作者工人拒绝较高,实行一起有一定的可玩性,笔者建议强化班组操作者工人的培训,加以推展。当然反循环钻入也有自身的缺点如水泵故障多、显钻入时间较于是以循环较短、超径卵石层钻入艰难以及循环系统简单等,但这些问题不会随着研究和应用于的了解逐步解决问题。.。


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