浅谈滤沙器在钻孔灌注桩中的应用..doc

浅谈滤沙器在钻孔灌注桩中的应用贾耀东中交一公局第五工程有限公司摘要：随着计划经济向市场经济转变，工程市场竞争愈趋激烈究其实质是工程质量的竞争。因此，在降低成本同时保证和提高工程质量是施工企业永恒的主题，也是企业的生命线。就桥梁工程而言。其桩基础质量要求越来越高,如何提高钻孔灌注桩基的质量，其中改进桩基清孔技术是关键。清孔效果理想是保证桩基质量的前提。关键词：钻孔灌注桩 清孔 滤沙器1 引言 清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣则是影响钻孔灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔的方法一般采用换浆法，是利用泥浆在流动时所具有动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、沙粒等处于悬浮状态,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,最终再用滤沙器将桩孔内的细小的沉渣清除干净,这就是滤沙器的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔灌注桩施工中的清孔作用,我们可以看出滤沙器的清渣是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。钻孔灌注桩成孔至设计孔底标高,应充分利用滤沙器进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续1.10-1.20,测得孔底沉渣厚度小于50,即抓紧吊放钢筋笼沉放混凝土导管。2 滤沙器结构及清沙原理简介滤沙器是一种利用离心沉降原理将非均相混合物物中具有不同密度的相分离开来的机械设备。滤沙器的基本构造为一个分离腔、一个入口和两个出口,分离腔为柱锥形。入口采用切向入口,出口为轴向出口,分布在滤沙器的两端,靠近进浆端的为溢流口,远离进浆口的为底流口(排渣口)。底流口还有一小球阀专门控制排渣的速度及流量.排渣的速度及流量太大的话泥浆的利用不充分, 排渣的速度及流量太小的话起不到除渣的效果。泥浆通过泥浆泵从切向入口注入滤沙器,并在滤沙器腔内高速旋转,产生几千倍于重力场的离心力场, 在离心力、向心力、浮力和流体曳力的共同作用下，密度大的固相被甩向四周并顺着壁面向下运动,作为底流由底流口排出,密度小的被带到中间并向上运动,最后作为溢流口由溢流口流出,这样反复持续用滤沙器就达到了清孔目的。 3 内部泥浆流态及二次除沙能力通过率沙原理可知,泥浆在滤沙器分离腔内做螺旋运动。在自身结构的影响下,其向下运动的过程中逐渐改变运动方向,最终形成围绕中心线向上旋升的内旋流体,从溢出口排出。因此,在滤沙器锥形腔内存在两股反向螺旋流,一股是靠近旋流器壁向下旋流的外旋流,另一股是位于锥体中心向上旋流的内旋流,这两股旋流流向相反,使其交界处产生了循环流,循环流把其外侧(靠近锥体内壁)附近的泥浆流卷进来,在其内侧以上盖流的形式把它们推入内旋流,卷入内旋流的泥浆一部分随着内旋流体排出溢出口,另一部分以下盖流的形式通过循环流进入外旋流。实际上,循环流在外旋流和内旋流之间起着中介交流场的作用,在这种交互过程中,内旋流在旋升中不断地把更细小的沙粒抛向外层的下盖浆流中,继续完成滤沙功能,直到进入出浆口排出。因此,内旋流起到二次滤沙作用。4 滤沙器工作中遇到的问题及处理4.1堵塞通常情况下，泥浆中含有的固相杂质具有一定的粘附能力，这可能是钻屑等杂质的本性所决定的，也有可能是由泥浆中的粘土成分以及添加剂所引起，这种粘附特性给滤沙器的工作带来了极大的不确定性。（1）具有粘附能力的钻屑可以粘附在底流口附近腔体内壁上，从而减小下底流口的过流断面，最终可能会导致底流口的堵塞。（2）固相杂质的相互粘结以及部分泥浆液强絮凝特性，都可能引起杂质体积过度膨胀，以致接近或者大于底流断面尺寸，堵塞底流口。4.2处理方法（1）优化滤沙器的结构参数，增强滤沙器中内旋流的滤沙能力。（2）随时控制底流口处的小球阀，让小球阀状态处于半开闭状态，这样整个腔体内保持一定的压强促使渣石以喷射的方式冲出底流口。5 滤沙器的特点1.结构简单、操作简便、使用安全可靠、几乎不需维护, 工作状态稳定等优点。2.与转盘、缓冲箱等除砂设备相比，具有体积小、处理能力大，节省现场空间等优点。 3.可在不间断换浆过程中清除钻孔中的沉渣和砂粒。 4.避免了其他除砂方式存在水质二次污染的现象，除砂效率高。5.耗能低、环水保,起到了节能减排的效果。6 结束语 桩基是整个桥梁的命脉所在，是桥梁施工的关键环节，钻孔灌注桩的施工工艺复杂，干扰因素多，因此清孔这一环节更不能忽视,再者从工期、质量、环保、经济等多角度分析，滤沙器在钻孔灌注桩清孔施工应运值得推广，其在桩基持力层为基岩钻孔灌注桩施工中的优越性更是其他工艺无法比拟的。参考文献【1】 刑军.几种气液旋流分离器的现场分析【J】.地质与勘探,2006.(10)【2】 交通部第