1、气举反循环清孔一前言气举反循环是我国20世纪90年代引进推广的新技术，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
2、能满足沉渣要求，得到了很快的推广和应用。本文主要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h 1 ,从孔内泥浆顶面到导管内泥浆顶面高度差为h 2 , 导管内三相流密度为n ,导管外液体密度为w,则作用于风管底部液面上内外液
3、体柱压力差为:P =w * h 1 - n ( h 1 + h2 ) = (w - n) h 1 - n * h 2 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:图 1 气举反循环清孔示意图P =n * h 1/ 102 + Ps式中: Ps 供气管道压力损失,一般取0.050.1 MPa。由式可以看出,管外泥浆密度 w 和 h 1 、h 2 相对稳定的情况下 ,降低三相流的密度n (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
4、要参数；h 1越大，h 2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h 1减小h 2；w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w相对小的情况下，增大w与n的差值才能提高清孔效率。由式可以看出，空压机的选择应有P确定，主要受h 1和n控制。当孔较深，泥浆比重较大时所需的压力较大。因此要根据工程的实际桩长计算P确定空压机型号；尽最大的可能减小Ps，应经常检查风管是否漏气，接头处是否严密使压力损失减到最小。三 气举反循环施工工艺2.1 施工设备表1 气举反循环清孔主要设备设备名称 型 号 备 注吊 车 QY16型 以具体桩长桩径
5、确定水 泵 3PNL泥浆泵 配有适量的泥浆管空压机 8m 3空压机 最大压力为0.8MP灌注导管 250mm钢制导管 双密封圈、丝扣连接方式风 管 25mm塑料风压管 长度根据孔深确定接渣篮 自 制 周边用钢筋加固，四周用4mm筛网扎紧2.2 施工工艺清孔前准备工作:测量并记录孔深，和终孔深度相对比，计算沉渣厚度；检查导管、塑料风压管、空压机组、水泵等各种设备是否完好。工艺流程:(1)钢筋笼下放完毕后,下入灌注导管至孔底10mm处。(2)将风管从灌注导管内下放至导管底口200mm处。(3)并将风压管的另一端从中引出与空压机组连接。(4)将接渣篮放在出渣口下，并保证孔内泥浆高度，以防塌孔。(5)开动空压机清孔，风量、风压由小到大,正常风量为8m 3/h,风压为0.4-0.7MPa。(6) 测量孔内沉渣厚度和泥浆比重,确认达到质量标准后,先关空压机，卸下导管帽,拔出风压管,进行正常灌注。说明：1、气举反循环主要适用于二次清孔。2、风管一般采用水管，在底部1m做成浆气混合器。在1m范围内打6排孔、每排4个8mm孔图 2 气举反循环清孔工艺流程图
