钻孔灌注桩反循环.doc

钻孔灌注桩反循环清孔工法编制单位:中国铁建大桥工程局集团有限公司福平铁路 FPZQ-4 标项目经理部二分部编制时间: 2014 年12月 1 钻孔灌注桩反循环清孔工法 , 根据以往工程对桩基超声波检测结果分析, 在桩基混凝土灌注正常情况下, 桩基混凝土边缘部位有缺陷, 多数是混凝土内局部有夹块造成的。经分析认为: 夹块由两部分组成, 即泥浆中的砂砾沉淀物以及钢筋笼下放过程从井壁上刮落的粘泥块过厚, 在灌注桩时, 沉淀物随着混凝土上升, 因有钢筋笼或井壁阻隔, 使沉淀物停滞在局部范围内, 并最终造成成桩中局部缺陷。从提钻到灌注砼,对于百米深桩来说通常需要 12 个小时以上, 在这个过程中, 由于泥浆静置时间过长, 会产生一部分的沉淀, 钢筋笼下放过程中也会从井壁上挂落部分泥块, 这些就构成沉渣, 可能会超过设计要求,如果不采取措施就灌注,容易引发各种质量事故。因此,需要在灌注前二次清孔。 2. 工法特点 清孔彻底:能满足孔底沉淀厚度≤ 5cm 的要求; 清孔速度快: 一般采用气举反循环清孔50 分钟左右就可以达到要求; 转换迅速: 可以在 10 分钟内, 由清孔状态转换到混凝土灌注状态; 经济便捷: 本工法需用的机械设备少,材料用量少,制作简单,方便灵活; 3. 适用范围 3 .1、本工法适用范围: 孔深 150m 以内的对沉渣厚度要求较高, 水上(陆地)钻孔灌注桩的施工。 3 .2、适用地层: 粘土层、砂层、砾石层、卵石层、岩层等地层。 4. 施工工艺 清孔的意义钻孔深度达到设计要求并符合终孔条件后, 应进行清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣, 而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部 2 的沉渣, 使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态, 再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔, 最终将桩孔内的沉渣清干净,这就是泥浆的排渣和清孔作用。钻孔灌注桩灌注前,由于从提钻到导管陈放完毕这个过程很长, 对于钻孔灌注桩来说, 必然会使第一次清孔后的沉渣增加, 如果不采取措施,沉渣过多,容易引起灌注事故,直接影响桩基的承载力,危及结构安全。因此,必须高度重视灌注前的二次清孔工作。 清孔方式选择的理论依据沉淀物主要由泥块和沉淀砂砾组成。泥块主要是由钢筋笼下放刮落的井壁泥皮造成的;而砂砾沉淀物主要由泥浆中的悬浮颗粒造成的。确定沉渣颗粒在泥浆处于悬浮状态的临界沉降速度 v0 的思路是:假定颗粒为球形,其重力为 G, 颗粒在液体中的浮力为 P ,球形颗粒在液体中的沉降阻力为 R 。当 G>P 时,岩屑下降,速度逐渐增大,R 值也随之增大。当R 值达到足以使作用在岩屑上的三种力保持平衡时,即 R=G-P 时,岩屑将以恒速 v0 下降。通过推导可得出沉降速度(即雷廷格尔公式)为式中:δ-- 球形颗粒的直径,m;ρs—颗粒的密度, kg/m3 ; ρ—泥浆的密度, kg/m3 ; k—颗粒的形状系数, 圆形颗粒 k为4~ , 不规则形状的颗粒 k为 ~4。泥质孔的颗粒的最大尺寸与钻具和地质条件有关。根据最大颗粒直径可求出 v0 ,从而求得泥浆流量。假设球形颗粒的直径δ= m; 颗