维普资讯 http://www.cqvip.com 科 建ｌ筑ｌ工．１程 浅析钻孔灌注桩反循环施 工艺 孙鹏 袁忠文 （１、龙建路桥股份有限公司，黑龙江哈尔滨１，５ｏｏｏｏ ２、黑龙江省建筑职业技术学院，黑龙江哈尔滨ｌ５ｏｏ０ｏ） 头切 下 的钻渣带进钻杆内腔，再经过痧石泵排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液流向孔内，形成反循环。反循环本身所具有的特点，给提高 成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带来一系列的好处。 关键词：钻孔灌注桩；反循环；施工工艺 摘要：泵吸反 环是通过砂石泵的抽吸作用，在钻杆内腔形摩负压，在孔内液柱扣大气压的作用下，孔壁与环状空『日１ 冲洗圣流皇 底， 竺 而该部分又是桩受力的关键位置。反循环成孔 钻孔灌注桩承载力折减往往因孔底沉渣和 提高成孔效率 成桩质量和综合经济效益等方 由于泥浆（冲洗液）密度、浓度、粘度都较 孔壁泥皮过厚导致，形成上述质量通病的主要 面带来一系列的好处。低，形成泥皮较薄和钻渣清理较为彻底，因此 ｌ钻进速度与成桩效率有大幅度提高 原因是该工艺采取了高浓度、高密度泥浆介质 钻头在工作时的最有利条件是被切割下来 灌注较为顺畅，桩顶泥浆少，桩身混凝土质量 （冲洗液）施工的结果。 明显提高。泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用 在 的岩土屑，立即能够从孔底带出并送到地面，钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作 这样可以减少二次破碎，不会降低效率以及钻 用下，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将 头的磨损。冲洗液携带钻渣的能力正比例于介 ４提高单桩承载力，降低工程造价 单桩承载力的大小，取决于桩周土的摩阻 钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过砂 质的密度和其运动速度的平方，所以影响有效 力与桩底端承力，反循环钻孔过程中形成的泥 石泵排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液 排渣的因素是冲洗液的上返速度。由于钻孔桩 皮较薄从而使摩阻力增大，桩底沉渣清除较为 流向孔内，形成反循环。反循环与 循环的本 施工的土层多为松散、颗粒差异又较大的土 彻底，无软弱层从而提高端承力。根据对比试 质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差 层，因此钻进速度的高低主要取决于排渣的速 验，一般反循环比正循环提高承载力ｌ０％一 ２０％。因此单位承载力造价必然降低。 异。反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断 度。 ５非运废浆量减少，施工成本降低 正、ｌ反循环两种钻进速度的差异，随着钻 面较小的钻杆内腔，可以获得比正循环高出效 根据定额，废浆排运费约占工程成本８％ 十倍的上返速度。 ‘ 孔直径以及土层颗粒的增大而增大，一般来说 根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的 对于地层和技术要求相同的情况，反循环施工 １０％。反循环钻头切削的粘土土层成块状，随即被吸人钻杆内腔，也就是说钻渣来不及水 上返速度Ｖａ的１．２－１．３倍，即Ｖａ＝（１．２－１．３） 速度为正循环的２倍左右。反循环钻进过程就是清孔过程，不但节省 化就被排出孔外，废浆量势必减少；另液、渣 Ｖｓ。反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态 分离较为简单，这样施工成本必然降低。 各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动， 钻渣 了时间同时又可靠地保证孔底沉渣符合要求。一颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下 机械钻进速度的提高和清孔时问的缩短促进施 可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上 工效率的提高、成桩周期缩短，有效地提高了 进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Ｖｓ计 劳动生产率。２孔壁稳定、成孔质量好 算公式为： Ｖｓ＝３．１ｘｋｌ×（ｄｓｘ（ｒｓ—ｒａ）／（ｋ２×Ｉ２））的 １／２次方 ６适应性广 反循环排渣的特点，使这种工艺方法对地 层适应性广，可顺利钻进各种粘土、砂土、卵 砾石层以及基岩层，对于直径５Ｏ １８００ｒａｍ钻 反循环钻孔桩孔壁的稳定，主要是利用静 孔桩施工都很适应。 因反循环工艺对班组操作工人要求较高， 水压力来平衡地层压力维持孔壁的稳定。根据 土力学计算以及大量实践证明，只要保持孔壁 实施起来有一定的难度，笔者建议加强班组操 任何深度处压力不小于０．２Ｍｐａ，即使是在粘 作工人的培训，加以推广。当然反循环钻进也 ｒｓ一钻渣颗粒的密度（（ｋｇ／ｄｍ’） 聚力较差的流沙层。使用经过处理的泥浆（冲 有自身的缺点如水泵故障多、纯钻进时问较正 １＂８一冲洗液的密度（ｋｓ／ｄｉｎ’） 洗液）也可以保持钻孔不坍塌、不缩颈、不扩 循环短、超径卵石层钻进困难以及循环系统复 ｋｌ一岩屑浓度系数；ｋｌ：Ｏ．９－１．１，浓度越 颈；反循环钻孔根据浇注混凝土记录时浇注深 杂等，但这些问题会随着研究和应用的深入逐 大。ｋ１越小； 度与混凝士用量关系，很容易反算孔径。计算 步解决。 ｋ２一岩屑颗粒系数，ｋ２＝ｌ－Ｉ．１，球形颗粒为 结果表明由于孔壁稳定，从上到下孔壁的直径 １．越不规则，ｋ２的值越大。 都是在有效控制范围之内。这样就可以有效的 责任编辑：杨帆 防止缩颈、扩颈不良现象出现并避免混凝土的 目前，泵吸反循环钻杆内径大多数为 １５０ｒａｍ，用上述公式计算可知，块状为 浪费。（上接１８７页）北主次出人口、人口商业休闲 １２０ｍｍ，ｒｓ为２．１ｋ ｇ／ｄｍ’，ｍ为１．０５ｋｇ／ｄｍ’， ３混凝士浇注质量得到有效保证 广场、中心休闲广场的有序串连、渲染打造楼盘 悬浮速度为１．０２ｍ／ｓ，按照Ｖａ＝（１．２一ｌ＿３）Ｖｓ计 灌注混凝土是保ｉ正成桩质量的关键工序， 主体环境的标志性形象。 算，Ｖａ达到ｌ、３３ｍ／ｓ就可以把几何尺寸小于 “断桩”、“夹泥”、 堵管”等常见的灌注质 全方位：站在户户有景的角度，满足住户环 钻杆内径的钻渣排除。目前常用８ＢＳ砂石泵 量事故都与孔内混凝土上部压力过大有一定关 境的均好性。力求各个住宅组团的中心绿化自 额定排量为１８０ｍＶｈ，满负荷时冲洗液上返流 系。孔内压力值与冲洗液的浓度、密度、粘度 然、精细。根据住宅的围合或丰富多彩或曲径通 速可以达到２．ｇ３ｍ／ｓ，可以看出该速度远大于 有直接的关系。正循环为了有效的排渣，选用 幽展示不同情调。 钻渣上返所需流速１．３３ｍ／ｓ的要求，因此进入 的泥浆（冲洗液）密度高、浓度大，势必造成 多层次：水主轴与住宅组团的绿化环境，形 钻杆内的钻渣能够被有效的抽吸上来。 孔内压力大，这样混凝土人导管排出的阻力增 成不同层次和返差。前者通过出入口、广场作有 而正循环钻进冲洗液携带钻渣后进入钻扦 大，浇注困难；另外正循环钻孔过程中因冲洗 序列的布局，后者则超于无序、天然。前者作为 与孔壁形成的环闭空间后上返速度是很低的。 液浓度高、密度大所形成的过厚泥皮与孔底沉 主要景观绿化处理，后者作为休闲绿化处理。 试计算‘Ｐ８９ｒａｍ钻杆与‘Ｐｏ．８ｍ钻孔的环闭空 渣，很难从孔中完全清除。所以其中一部分在 主题公园由不同形状、图案、色彩、质感的 间，断面积为Ｏ．４９５，ｎ２，当采用两台６００型水 浇注过程中卷入冲洗液中更加大混凝土抬升的 硬质铺地构成。水体、水景不同变化，有动态的 泵并联送水，满排量时冲洗液的上返速度仅达 阻力，这种阻力在灌注临近结束时更加明显 叠水水景、静态的游泳池、水池水面、不同形状、 到０．０４ｍ／ｓ，根据上述公式可见正循环钻进只 （笔者观察此时孔内排出的泥浆密度、浓度明 形态各异，予居住区不同情调、趣味盎然、休闲 有依靠高浓度高密度泥浆来悬浮钻渣。 显加大，流淌缓慢），若处理不当，很容易使 怡人的气氛。 综上所述，反循环本身所具有的特点，给 临近桩顶１０ｍ左右混凝土质量差、强度低， 责任编辑：程囊 Ｖｓ－钻渣颗粒群悬浮速度（ｍ／ｓ） ｄｓ一颗粒群最大颗粒粒径（ｍ，