反循环工艺在穿越粉砂层钻孔灌注桩中的应用
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反循环钻孔灌注桩施工在建筑工程领域,反循环钻孔灌注桩施工是一项被广泛应用且极为重要的基础施工技术。
它具有承载力高、适应性强等优点,能够为建筑物提供坚实可靠的基础支撑。
反循环钻孔灌注桩施工的原理并不复杂。
它主要是通过钻杆内的泥浆上升,将钻孔内的渣土带出孔外,从而实现钻孔的目的。
在施工前,需要进行一系列的准备工作。
首先,要根据工程地质勘察报告和设计要求,确定桩位和桩径。
然后,对施工现场进行平整和清理,确保施工场地具备良好的作业条件。
同时,还需要准备好施工所需的机械设备,如反循环钻机、泥浆泵、电焊机等,并对其进行检查和调试,保证设备在施工过程中能够正常运行。
施工过程中,第一步是埋设护筒。
护筒的作用是固定桩位、保护孔口、防止孔壁坍塌等。
护筒一般由钢板制成,其内径应大于钻头直径,埋设深度应根据地质情况确定,通常在 1 2 米之间。
护筒埋设好后,要对其中心位置和垂直度进行检查,确保符合要求。
接下来就是钻机就位。
将反循环钻机移动到指定的桩位处,调整钻机的水平度和垂直度,使其钻头对准桩位中心。
在钻进过程中,要根据地质情况控制钻进速度和泥浆比重。
当遇到软弱土层时,应适当减慢钻进速度,增加泥浆比重,以防止孔壁坍塌;当遇到坚硬岩层时,则应加快钻进速度,减小泥浆比重。
在钻孔过程中,泥浆的作用至关重要。
泥浆不仅可以起到护壁的作用,还可以将钻孔内的渣土携带出孔外。
因此,要严格控制泥浆的性能指标,如比重、粘度、含砂率等。
一般来说,泥浆比重应控制在 105 12 之间,粘度应控制在 18 22s 之间,含砂率应小于 8%。
当钻孔达到设计深度后,要进行清孔。
清孔的目的是清除孔底的沉渣,保证灌注桩的承载力。
清孔的方法有抽浆法、换浆法和掏渣法等。
其中,抽浆法是利用泥浆泵将孔底的泥浆抽出,同时注入新的泥浆,以达到清孔的目的;换浆法是将孔内的泥浆全部更换为新的泥浆,从而清除孔底的沉渣;掏渣法是用专门的工具将孔底的沉渣掏出。
清孔完成后,要进行钢筋笼的制作和安装。
钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法一、前言钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法是一种将正循环和反循环相结合的新型施工方法。
它采用钢筋混凝土桩和水泥浆灌注桩相结合的方式,具有施工速度快、质量高、适应范围广等特点。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法以正循环施工作为主,通过控制桩底水位、泥浆技术和管浆等措施来保证施工质量。
并通过在钻孔灌注桩成孔的同时循环注浆,填满钻孔内的土层和砂层缝隙,保证桩身的整体性。
而在遇到单桩承载力不够的情况下,采用反循环施工,通过循环抽出旧浆水泥浆,将新的水泥浆注入到孔中,形成灌注桩,提高承载力。
这种施工工法不仅可以提高桩身质量,还可以缩短施工周期,提高施工效率。
三、适应范围该工法适用于不同地质条件下的多种工程项目,包括建筑物基础、桥梁、水电站、堤坝、高速公路等。
无论是岩石、固结土层、砂质土层还是软土层,都可以采用该工法进行施工。
四、工艺原理钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法的工艺原理主要有两个方面:一是通过正循环施工注浆填充孔隙,加固桩体,提高承载力;二是通过反循环施工抽浆注浆,形成灌注桩,提高承载力。
正循环施工过程中,通过调节注浆速度、控制桩底水位和泥浆性能等,保证注浆的质量和包围土体的稳定性。
反循环施工过程中,通过控制抽浆泥浆的浓度和抽浆速度,达到抽浆干燥堆积体,并注入新的泥浆,提高桩基的承载力。
五、施工工艺该工法的施工工艺包括预备工作、钻孔、注浆、灌注桩、抽浆、灌浆等阶段。
在每个阶段中,都有相应的工艺要求和技术措施,并有严格的操作规程和质量控制要求。
六、劳动组织在钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法中,需要合理组织施工人员,并负责组织和指导施工过程中的各项工作。
劳动组织应充分考虑施工环境、工艺要求、安全因素等多方面因素,保证施工过程的顺利进行。
阐述反循环钻成孔技术的应用一、反循环钻成孔技术的简单论述反循环钻成孔技术普遍应用在桥梁桩基工程中。
反循环钻成孔是在静水压力下进行钻孔工作的,它与有很多优点,如钻孔直径比较多大,利于灌注,它对泥浆质量要求也不高,能较为准确鉴定孔底岩性,钻进速度与成桩效率有大幅度提升,孔壁稳定,成孔质量较好,混凝土浇注质量可以得到有效保证,提高单桩承载力,降低造价和施工成本等。
反循环钻成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土、砂砾等地层,对地层适应性非常广泛,它也适用于当采用圆锥式钻头等可进入的软岩及采用滚轮式钻头可进入的硬岩。
但是它不适宜用于自重湿陷性黄土层,也不宜用于无地下水的地层,对于粒径较大的卵砾石层、抛石层和大孤石层反循环钻进效率很低,甚至无法进尺。
反循环钻成孔技术作为桥梁桩基工程中的重要技术,有着其他技术无法比拟的优势。
在钻机施工时,通过旋转盘带动钻杆顶部的钻头切削破碎岩石,钻进冲洗液从钻杆与孔壁之间的环状空间中流入孔底,冷却钻头,并携带岩土钻渣,混合液在负压作用下从钻杆内部上升到底面溢进沉淀池后返回泥浆池中净化,净化后的冲洗液又返回孔内形成循环,这样形成的反循环系统,不仅可以加快桥梁桩基础工程的施工进度,还可以提高施工质量。
二、反循环钻成孔技术具体在桥梁桩基工程中的应用1、反循环钻成孔的施工工艺钻孔灌注桩钻孔的主要施工程序为:测量定位—埋设护筒—钻进就位—泥浆制备—钻进—检控—制作安装钢筋骨架—清孔—检查验收等。
反循環钻成孔技术的施工工艺以及质量控制流程图如下:2、反循环钻成孔的施工特点反循环钻孔中最为重要的就是护筒埋设。
在反循环钻孔灌注桩过程中,护筒起到很多作用,如:定位,钻孔导向,保护孔口以防底面石块调入孔内,隔离孔内空外表层水份,保持泥浆水位压力防止坍孔,桩顶标高控制依据之一,防止钻孔过程中的沉渣回流,保护孔内水位高出施工水位以稳定孔壁等。
埋设护筒是钻孔灌注桩的必须施工过程,包括挖土、放护筒、周边回填。
灌注桩正循环钻孔与反循环钻孔区别及适用范围标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]正循环钻孔与反循环钻孔区别及适用范围正循环钻孔是把造浆池制作好的泥浆通过泵压注入孔内,进行置换,排除孔内的浮渣,并且根据地质情况(如软土层)和钻孔深度不断调整泥浆比重,以确保孔压,防止坍孔,“二清”时同时满足规范要求的1:的泥浆比重和孔底沉渣厚度。
所区别的是反循环钻孔一般采用“气举法”清孔,达到同时满足规范要求的1:的泥浆比重和孔底沉渣厚度。
反循环清孔操作不当容易造成坍孔,在软土地区谨慎使用。
正循环是用水泵压送冲洗液由钻杆柱中心进入孔底并经钻头水口返出,经钻杆与孔壁环状间隙上返至孔口,通过地面循环槽流入泥浆池,不需要孔口密封器等附加装置,适用于各种钻进方法。
喷射式反循环,冲洗液由钻杆柱中心下去,从喷反接头处流出,在管内形成负压抽吸力,从而形成孔底局部反循环。
泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用,在钻杆内腔形成负压,在孔内液柱和大气压的作用下,孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底,将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔,再经过砂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。
反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异,反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔,可以获得比正循环高出数十倍的上返速度。
?根据钻探水力学原理,冲洗液在钻孔内的上返速度Va的倍,即Va=()Vs。
反循环钻进钻渣在钻杆内运动,是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动,钻渣颗粒要占据一定液体断面,在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为:?Vs=×k1×(ds×(rs-ra)/(k2×r2))的1/2次方?Vs-钻渣颗粒群悬浮速度(m/s)?ds-颗粒群最大颗粒粒径(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=,浓度越大,k1越小;?k2-岩屑颗粒系数,k2=,球形颗粒为1,越不规则,k2的值越大。
反循环钻孔灌注桩的施工应用刍议摘要:反循环钻孔灌注桩施工技术管理非常困难,不仅需要考虑诸多外界因素,同时还需要管理者踏实稳定的工作,不能忽视任何一个环节,不能抱有侥幸心态,需要以工程进度和施工现场情况为基础,及时调整施工战略,做好一切准备工作和施工问题应对策略。
本文简要介绍了反循环钻孔灌注桩的施工工艺及其质量控制措施等方面的内容。
关键词: 反循环钻孔灌注桩;施工技术;质量控制一、引言现代反循环钻孔灌注桩的施工技术管理相对复杂,涉及层面较多,涵盖了工程质量、工程安全和工程进度三方面的管理,贯穿于项目全过程。
在反循环钻孔灌注桩的施工建设过程中,及时有效的施工技术管理最为关键,是确保工程项目平稳连续运行的唯一途径。
为了确保反循环钻孔灌注桩施工的顺利运行,必须创造新的项目管理手段,引入新的管理技术,并将其应用于具体的工程项目中。
简要介绍了反循环钻孔灌注桩的施工工艺及其质量控制措施等方面的内容。
二、钻孔及渣样的控制开钻时钻头应该距离孔底大概20公分左右,一旦泥浆流动畅通了就可以开始钻孔。
钻孔的时候要注意开低档缓慢钻孔,钻到互筒下面1米左右的时候再换成正常的钻孔速度。
钻孔的速度要跟泥浆的排量一致,如果需要在容易坍塌的土质下进行钻孔,要用低速度轻轻钻孔,与此同时,要增加钻孔时的水量以增加泥浆防止坍塌。
钻孔过程中要每隔0.5m左右就捞取一次渣样,对地层的变更要非常敏感,地层变化的地方也要进行渣样的捞取,将不同的地质类型记录到记录表里面,在跟设计方面给出的地质剖面图做出对比。
捞出来的渣样,应该对它们进行编号然后保存起来,方便以后进行分析检查。
对泥浆的各方面指标都要密切关注。
进行钻孔的时候,要注意进尺的控制,保证最开始的孔呈现出竖直、圆顺的外观,避免发生孔位偏离中心、孔口坍塌的现象。
如果已钻到预期要求的深度,那么就可以检查孔的深度、直径、方位以及形状等各方面情况,如果这些数据都与设计预期相符合,那么就要马上填写好终孔检查证,通过了监理工程师的同意之后,就能对孔底进行清理并且准备灌注水下混凝土了。
钻孔灌注桩反循环的施工工艺引言钻孔灌注桩作为一种常用的地基处理技术,在建筑工程中扮演着重要的角色。
然而,在一些特定的地质条件下,传统的施工工艺可能会面临一些困难。
为了解决这些问题,钻孔灌注桩反循环技术逐渐被应用于实际施工中。
本文将介绍钻孔灌注桩反循环的施工工艺及其关键控制因素。
一、钻孔灌注桩概述钻孔灌注桩是一种通过在地下钻孔位置灌注混凝土来增强地基的技术。
它在承载力和抗侧力能力方面具有很高的性能,适用于各种地质条件下的基础处理。
传统的施工工艺通常包括钻孔、清理孔内泥浆、灌注混凝土和安装钢筋等步骤。
二、钻孔灌注桩反循环技术简介钻孔灌注桩反循环技术是一种在钻孔渗水条件下施工的方法。
传统的施工工艺中,当遇到钻孔渗水时,需要使用泥浆来封堵孔口,以避免泥浆流失。
然而,在一些地质条件下,地下水的压力可能较高,导致泥浆无法有效封堵孔口。
这时,钻孔灌注桩反循环技术可以通过逆泵法来解决这个问题。
三、钻孔灌注桩反循环施工工艺钻孔灌注桩反循环施工工艺主要包括以下几个步骤:1. 钻孔:根据设计要求确定钻孔位置和孔径,并使用钻机进行钻孔作业。
钻孔深度需要根据实际地质条件和设计要求进行调整。
2. 清理孔内泥浆:在钻孔过程中,由于地下水的渗入,孔内可能会产生泥浆。
在传统的施工工艺中,通常使用泥浆封堵孔口,但在反循环技术中,泥浆需要通过逆泵法循环使用。
3. 反循环:当钻孔遇到渗水情况时,可以通过逆泵法将泥浆抽出钻孔,再将泥浆重新灌入孔内,形成一个循环系统。
这样可以有效减小地下水的影响,并保持孔内的稳定。
需要注意的是,在逆泵过程中,应根据实际情况调整逆泵的速度和压力。
4. 灌注混凝土:当达到设计孔深后,需要停止逆泵,将泥浆抽出,并开始灌注混凝土。
混凝土应根据设计要求进行配比,并通过抽套管的方式进行渗透充填。
5. 安装钢筋:灌注混凝土后,需要在桩内安装钢筋。
钢筋的数量和布置应根据设计要求确定,以增加桩的承载力和抗震性能。
6. 后续处理:在完成灌注混凝土和安装钢筋后,可以根据需要对桩顶进行进一步处理,如修整、打钢丝网等。
反循环钻孔灌注桩施工技术在工程中的应用通过对某高层结构基础中353根桩采用反循环钻孔灌注桩进行施工。
总结了在非自重失陷性黄土地质条件下的采用反循环作业的方法对钻孔灌注桩的施工工法和作业难点。
为失陷性黄土地基条件下高层建筑结构的桩基础施工提供一定的建议。
标签:反循环作业;钻孔灌注桩;桩基础;高层建筑随着国家基本建设投入的增大以及高层建筑的发展,钻孔灌注桩现在被广泛应用于高层建筑、公路桥梁等桩基础的施工。
冲(钻)孔灌注桩以其承载力高,沉降量小,经济,施工方便,且适用范围广,能穿越地下水位上下的各类复杂地层,形成较大的单桩承载力,适应各种地质条件和不同规模的建筑物等优点被广泛应用。
但由于冲(钻)孔灌注桩是一种桩孔和桩身均不可见的桩基形式且由于目前施工单位的素质参差不齐,对施工中的关键环节控制不严,在施工中常发生桩孔倾斜、塌孔与缩径、梅花孔、钢筋笼上浮、桩底沉渣过厚或桩底混浆等等质量问题,导致质量达不到设计要求。
发生质量事故后,加固处理难度大,不仅影响工程质量和工期,且处理成本较高,造成投资浪费。
因此,有必要对冲(钻)孔灌注桩施工中出现的问题进行分析,探讨其成因并提出预防措施及处理方法[1-7]。
1 钻孔灌注桩反循环工艺的基本原理泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用,在钻杆内腔形成负压,在孔内液柱和大气压的作用下.孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底,将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔,再经过砂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。
反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异,反循环冲洗液拚带钻渣后迅速进人过水断面较小的钻杆内腔,可以获得比正循环高出数十倍的上返速度[6-7]。
根据钻探水力学原理,冲洗液在钻孔内的上返速度Va为钻渣颗粒悬浮速度的Vs的1.2-1.5倍左右,当反循环钻进钻渣在钻杆内运动时,形态各异的钻渣群在有限的空间悬浮运动。
在这种条件下采用利延哥尔公式计算颗粒悬浮的速度Vs为:(1)其中为钻渣颗粒悬浮速度,单位m/S; 为颗粒群最大粒径,m;为钻渣颗粒的密度,;为冲洗液密度,;为岩屑浓度系数,取0.9-1.1;浓度越大,越小。
施工技术CONSTRUCTION TECHNOLOGY2021年3月上第50卷第5期94DOI:10.7672/sgjs2021050094正循环钻进反循环清孔工艺在钻孔灌注桩穿越超厚砂层施工中的应用张海宝,喻涛,毛晓晴,钟斌,郑生机(中建三局基础设施建设投资有限公司,湖北武汉430065)[摘要]武汉东四环线钻孔灌注桩需穿越超厚砂层施工,针对本工程地质条件特点,通过对成孔工艺、清孔工艺进行比选组合和试桩试验,最终确定采用正循环回旋钻机钻进,终孔后采用空压机反循环清孔的工艺,保证了钻孔灌注桩施工的质量和进度。
同时,针对性提岀了该工艺的关键控制技术,积累了穿越超厚砂层钻孔灌注桩施工的经验。
[关键词]桥梁工程;超厚砂层;钻孔灌注桩;正循环钻进;反循环清孔;施工技术[中图分类号]U445.55+1[文献标识码]A[文章编号]1002-8498(2021)05-0094-04Application of Normal Circulation Drilling and Reverse CirculationHole Cleaning Technology in Construction of Bored Pile PassingThrough Super Thick Sand LayerZHANG Haibao,YU Tao,MAO Xiaoqing,ZHONG Bin,ZHENG Shengji(CCTEB Infrastructure Construction Investment Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei430065,China)Abstract:The bored pile of Wuhan East Fourth Ring Road needs to pass through the super thick sand layer for construction.According to the characteristics of geological conditions of the project,through the comparison and combination of hole forming technology and hole cleaning technology and pile test,it is finally determined that the normal circulation rotary drilling machine is used for drilling,and the air compressor reverse circulation hole cleaning technology is used after the final hole,so as to ensure the quality and progress of bored pile construction.At the same time,the key control technology of the process is put forward,and the construction experience of bored pile through super thick sand layer is accumulated.Keywords:bridges;super thick sand layers;bored piles;normal circulation drilling;reverse circulation in hole cleaning;construction钻孔灌注桩作为桩基础具有适用性强、承载力高、施工便捷的特点,正被应用于越来越多的项目建设中。
建筑钻孔灌注桩反循环工艺探讨建筑钻孔灌注桩(简称钻孔桩)是目前常用的桩基中的一种,它通过在地下进行钻孔,将孔内土壤清空后注入钢筋混凝土制成的灌注料来构成桩身。
在钻孔灌注的过程中,往往会遇到反循环的问题,对桩的稳定性和质量会产生不良影响。
本文将介绍反循环的现象、原因和相应解决措施,以及通过反循环工艺提高钻孔灌注桩质量的方法。
一、反循环的现象及原因当进行钻孔灌注桩施工过程中,出现孔内或孔外土层泥水大量漂浮,漂浮液体降低往下压实的土层,增加钻孔难度,影响桩的质量和施工效率,同时还可能对周边环境造成污染,这就是反循环现象。
引起反循环现象的原因比较复杂。
首先,钻孔过程中,孔壁与岩土之间所形成孔隙水流通会改变孔隙水的压力分布,造成高压和低压水体通过砂粒缝隙向孔壁渗透,降低了孔壁稳定性,导致孔壁上松下紧、崩坍裂隙等问题。
同时,孔内颗粒浮力影响,浮力过大使钻孔压力无法到达孔底,造成孔底无法达到设计深度,从而导致穿底或桩端沉降不足等质量问题。
此外,孔内或孔下土层有软黏土等可能加大了反循环的风险。
二、反循环的解决措施针对反循环现象,我们可以采取不同的措施进行解决,主要有以下三种方法。
1.设置钻具封堵这是现在最为常用的方式,采用特殊的密闭钻具对孔口进行封堵,形成负压环境,控制孔内和孔外水的流动,避免反循环的发生。
2.加压干砂法该方法是在孔内加压注入干粒细沙,利用其在孔底形成临时地基支撑层,避免灌注料浸入孔底地基引起的反循环现象。
干粒细沙可以提高孔内浮力,加速孔内液体排出,令孔内泥水快速排入孔周土层防止液压效应,从而保障钻孔质量。
3.灌注土法即在钻孔过程中,利用高压泵注入压缩空气,将周围土层顶起,使钻孔回压达到孔壁稳定需要的压力,从而达到控制反循环的效果。
这种方法可以有效削弱孔内、孔周水压和土层浮力,提高桩基质量和施工速度。
三、反循环工艺提高钻孔灌注桩质量的方法除了上述的反循环解决措施,还可以通过反循环工艺提高钻孔灌注桩质量。
浅谈气举反循环在钻孔灌注桩中的应用一.前言气举反循环是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、清孔速度快、清渣彻底能满足沉渣要求,得到了很快的推广和应用。
以下主要是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ρn ,导管外液体密度为ρw,则作用于风管底部液面上内外液体柱压力差为:ΔP =ρw * h1 - ρn ( h1 + h2 ) =(ρw - ρn) h1 - ρn * h2 ……①图1 气举反循环清孔示意图正是这个压力差,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:P =ρn * h1/ 102 + Ps……②式中: Ps 供气管道压力损失,一般取0.05~0.1 MPa。
由①式可以看出,管外泥浆密度ρw 和 h1 、h2 相对稳定的情况下,降低三相流的密度ρn (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;ρw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ρw相对小的情况下,增大ρw与ρn的差值才能提高清孔效率。