旋挖钻孔灌注桩二次清孔技术

旋挖钻孔灌注桩二次清孔技术旋挖钻孔施工过程中应采取适当措施避免沉渣产生，在钢筋笼、灌注导管安放后，对沉渣过厚的桩孔，须选用合适的二次清孔工艺进行沉渣处理。二次清孔是在完成旋挖成孔、下入钢筋笼和灌注导管后，利用灌注导管清除孔底沉渣的关键工序。桩孔二次清孔工艺的合理选择，对清除孔底沉渣，保证桩身工程质量极其重要。泥浆正循环清孔工艺原理泥浆正循环清孔工艺是普遍采用的一种清孔方式，是由泥浆泵泵送的泥浆经过胶管，与孔口的灌注导管连接，并把泥浆送到孔底；送到孔底的泥浆悬浮并携带孔底沉渣，再经过灌注导管与孔壁之间的环状空间返回地面，流入循环沟、沉淀池，然后进入泥浆池循环使用。正循环二次清孔工艺原理见图所示：正循环二次清孔原理示意图清孔操作注意事项泥浆正循环清渣运行时须注意以下事项：（1）选择合适的泥浆泵，泥浆流量过大，对孔壁冲刷大，容易塌孔；泥浆流量小，沉渣上升速度慢，清渣效果差，耗费时间长。实际施工中，流量、扬程作为选择泥浆泵的依据，可根据桩孔直径大小配制功率在12～30KW之间的3PN泥浆泵。（2）减少管道接口，避免管道直径剧烈变化、运行方向剧烈变化，减小泥浆循环系统中的沿程阻力和局部阻力消耗。（3）泥浆循环过程中，泥浆循环系统中含有较多的粗颗粒或岩渣，会反复循环带入孔内，影响清孔效果。应定期对沉淀池、泥浆池废渣进行清理，可加大、加长泥浆循环沟，并派专人沟内捞渣。（4）清孔过程中，根据清渣效果适时上下提放、左右移动导管，加快扰动孔底沉渣，以达到快速清渣的效果。泥浆旋流器正循环清孔工艺原理为减少正循环二次清孔过程中泥浆中粗颗粒含量大，提高泥浆性能指标，缩短清孔时间，提升清孔效果，在泥浆正循环清孔系统中，引进了泥浆旋流器辅助清孔，即：在泥浆泵泵送泥浆入孔底的胶管上，在地面串联泥浆旋流器，在泥浆被泵入孔底前将泥浆中的粗颗粒排出，预先进行浆渣有效分离，保证优质泥浆进入孔底，减少岩渣的重复带入，并有效地提高了泥浆的携渣能力，大大缩短清孔时间，既提高工效，又保证清孔效果。泥浆旋流器二次清孔工艺平面布设见图所示：旋流器二次清孔原理示意图清孔操作注意事项泥浆旋流器正循环二次清孔凭借旋流装置对泥浆进行有效分离，其操作简便、分离效果好，是普通泥浆正循环清孔系统的升级工艺，是我公司拥有的实用新型专利技术，同时被评为2011年度深圳市工程建设市级工法、广东省工程建设省级工法，具有实用性、有效性，为二次清孔提供了新的可靠选择。泥浆旋流器正循环二次清孔时应注意：（1）派专人负责旋流器工作状态，观察排渣口是否堵塞；如出现旋流器进口部分吸入块石、牡蛎壳、水泥块等较大异物时，会使进浆速度降低，应及时清除。（2）如果旋流器进口泥浆中的固相粗颗粒含量过高，或底流口阀门调节过小，会使旋流器过载，会导致底流口堵塞，可通过调节底部阀门，以保持底部排渣通畅。（3）旋流器出渣口设置专门的排渣池，并及时进行清理排渣。（4）旋流器的选择应与泥浆泵量相匹配。泵吸反循环二次清孔工艺原理为保证清孔满足设计和规范要求，对大桩、深桩通常的做法是采用泥浆泵吸反循环工艺。泵吸反循环二次清孔是利用砂石泵的抽吸作用，在灌注导管内腔造成负压状态，在大气压力作用下，处在灌注导管与孔壁之间环状空间中的泥浆流向孔底，被吸入灌注导管内腔，随即上升至地面泥浆循环系统，经泥浆沉淀池沉淀处理后，再由泥浆池、泥浆循环沟流入孔内。泵吸反循环二次清孔工作原理见图所示：砂石泵砂石泵泵吸反循环二次清孔原理示意图清孔操作注意事项采用泵吸反循环二次清孔具有抽吸能力强、清孔时间短、孔底干净的特点，但清孔时需注意：（1）清孔时需增加6BS反循环砂石泵，整体循环系统管路布设较复杂，反循环现场操作专业性较强，真空度的形成具有一定的难度。（2）由于泵吸反循环砂石泵流量可达180m3/h，抽吸能力超强，形成的负压对孔壁稳定有一定的影响，对深厚淤泥、砂层厚的桩孔，应控制反循环流量。（3）清孔时，应注意保持护筒内泥浆面的水头高度，保持回流入孔内的泥浆量与抽吸量平衡一致。泵吸反循环泥浆使用量较大，需控制好泥浆的性能和参数，做好废浆废渣的处理。气举反循环处理方法工艺原理气举反循环清孔是在导管内安插一根长约2/3孔深的镀锌管将高压空气送入导管内2/3孔深处，与导管内泥浆混合，经充气后在导管内产生低压区，连续充气导管内外压差不断增大，当达到一定的压力差后，平衡打破，则迫使泥浆在高压作用下从导管内上返喷出，同时孔底岩渣被高速泥浆携带从导管上返喷出孔口。气举反循环原理如下图所示：气举反循环二次清孔原理示意图清孔操作注意事项气举反循环二次清孔工艺压力差大，流速快，携渣能力强。清渣工艺运行时，除减少阻力、移动导管、分离泥浆中泥砂等，还须注意：（1）气举反循环设备配置较为复杂，在进行实际工作之前必须进行一定的调试和优化，尤其是空压机选型，设置合适的进气管长度直接影响循环清渣效率。（2）气举反循环会引起桩孔底部产生抽吸负压，在不稳定地层使用须防止塌孔。（3）反循环作业过程中，须始终保持护筒内泥浆液面的水头高度，保持回流入孔内的泥浆量与抽吸量平衡一致，防止产生塌孔。“潜水电泵+泥浆净化器”二次清孔系统工艺原理为解决大直径桩、超深桩的二次清孔效果差、泥浆循环复杂、泥浆排放量大等难题，我司研发出“潜水电泵+泥浆净化器”二次清孔系统，即：采用潜水电泵与灌注导管连接，当潜水电泵开动时，直接抽吸孔底沉渣，形成泥浆反循环；潜水电泵用胶管与泥浆净化装置相连，抽吸上来的泥浆进入泥浆净化系统，实现浆渣分离，渣直接排出装车外运，泥浆重新通过泥浆净化器出口流入孔口，以保持孔内泥浆液面高度，维护孔壁稳定，并循环使用，以达到清孔的目的。“潜水电泵+泥浆净化器”二次清孔系统工作原理见图所示：“潜水电泵+泥浆净化器”二次清孔系统原理图“潜水电泵+泥浆净化器”二次清孔现场布设图“潜水电泵+泥浆净化器”清孔工艺特点该项技术拥有如下工艺特点：（1）机具设备简单，使用方便。二次清孔采用单体潜水电泵代替了反循环中的大型泥浆泵、空压机及复杂的循环管道系统，潜水电泵重量轻、装配简单、占用场地小、且无场地条件要求。（2）清孔效果好，孔底沉渣少。清孔系统实际形成泥浆反循环，直接抽吸孔底沉渣，沉渣经过泥浆净化器处理，重新排入孔的泥浆含渣量小，减少重复排渣量，泥浆技术指标好，清孔效果佳。（3）环保、节能，有利于绿色施工。清孔过程中，抽排出的浆渣直接进行分离，减少了现场泥渣量，利于减少环境污染，为文明施工创造条件，并节省了浆渣处理、外运费用，有利于绿色施工。清孔操作注意事项（1）泥浆净化装置型号的选择将根据潜水电泵型号、处理能力等综合考虑，当潜水电泵流量不大于100m3/h时，可选择ZX-100型；当潜水电泵流量大于或等于100m3/h时，可选择ZX-200型，以达到流量和处理能力之间的平衡，满足泥浆净化能力的需求。（2）孔口潜水电泵是二次清孔过程中重要的机具设备，潜水电泵分别与灌注导管和泥浆净化装置相连，形成泥浆反循环二次清孔工艺；为了确保潜水电泵的密封性，一般将潜水电泵沉入到泥浆液面下，防止漏气。（3）清孔系统安装完成后，进行专项检查，包括：灌注导管离孔底高度、各接口的密封性、泥浆净化装置的稳定性、各类电器的安全性等，检查符合要求进行二次清孔。（4）清孔过程中，密切监测孔口泥浆液面的高度，保持潜水电泵抽排泥浆量与回流的泥浆量基本一致，以确保孔内泥浆的水头高度，以保持孔壁稳定。旋挖钻斗清孔（无泥浆循环清孔）工艺原理旋挖钻斗清孔即利用专用的捞渣钻斗清除孔内的沉渣，在钻进成孔过程和灌注混凝土前，不需要使用泥浆正循环或反循环进行孔内清孔的一种清孔方式。这种清孔方式，主要由旋挖钻斗捞取钻孔底沉渣，同时依靠泥浆起到保护孔壁稳定和悬浮沉渣的作用，使孔内泥浆中的粗颗或钻渣在较长时间内处于悬浮状态，在钢筋笼、灌注导管安装后，孔底保持少沉渣或无沉渣。旋挖钻斗无泥浆循环清渣注意事项（1）做好孔口、孔壁的保护。采用旋挖捞渣钻斗清渣，应充分做好孔口护筒埋设，切实维持好护筒内泥浆液面的水头高度，防止钻进过程中孔口垮塌和孔壁坍孔。由于桩径大，每次旋挖钻斗提离孔口前，护筒内泥浆面都会下降1.2m左右，此时需进行及时补浆，维持护筒内液面高度。（2）捞渣钻斗结构合理。钻进至桩孔设计持力层深度后，使用截齿捞砂斗在不加压的情况下空转数圈，使得桩底尽量平坦，便于清渣；岩层钻进清渣导板尽量短小或平底，以便于孔底渣土进入筒体；清渣导板高度越小，清渣效果越理想。清渣钻斗钻底结构必须依据截齿斗底形状进行对应修改，尽量减小导板和中心锥高度。（3）泥浆管理是关键。旋挖钻机应设置专门的泥浆班组，派专人负责泥浆的调制和管理。（4）控制泥浆性能是旋挖钻斗清渣过程中的关键，要想实现无泥浆循环清孔，必须科学合理掌握泥浆的调配，并动