灌注樁施工反循環(huán)簡介

回轉(zhuǎn)鉆成孔?；剞D(zhuǎn)鉆成孔是國內(nèi)灌注樁施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔兩種。

反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔由鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)鉆桿和鉆頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土，利用泵吸、氣舉、噴射等措施抽吸循環(huán)護(hù)壁泥漿，挾帶鉆渣從鉆桿內(nèi)腔抽吸出孔外的成孔方法。根據(jù)抽吸原理不同可分為泵吸反循環(huán)氣舉反循環(huán)和噴射（射流）反循環(huán)三種施工工藝，泵吸反循環(huán)是直接利用砂石泵的抽吸作用使鉆桿的水流上升而形成反循環(huán)；噴射反循環(huán)是利用射流泵設(shè)出的高速水流產(chǎn)生負(fù)壓使鉆桿內(nèi)的水流上升而行程反循環(huán)；氣舉反循環(huán)是利用送人壓縮空氣使水循環(huán)，鉆桿內(nèi)水流上升速度與鉆桿內(nèi)外液柱重度差有關(guān)，隨孔深增大效率增加。當(dāng)孔深小于50m時(shí)，宜選用泵吸或射流反循環(huán)；當(dāng)孔深大于50m時(shí)，宜采用氣舉反循環(huán)。

1一鉆頭；2--新泥漿流向；3一沉淀池；4--砂石泵；5一水龍頭；6一鉆桿；7--鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置；8—混合液流向

反循環(huán)鉆探泵吸反循環(huán)鉆探

利用砂石泵（離心泵的一種）的抽吸作用，在鉆桿內(nèi)形成負(fù)壓，在大氣壓力作用下，循環(huán)液從泥漿池流入井口，經(jīng)循環(huán)間隙流向井底，與井底破碎的巖粉混合在一起，被吸入鉆桿內(nèi)腔，上升至地面，經(jīng)排出管、砂石泵進(jìn)入沉淀池，沉淀后的循環(huán)液繼續(xù)進(jìn)入井內(nèi)，形成反循環(huán)鉆進(jìn)。

泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)之前，井內(nèi)水位以上的鉆桿內(nèi)沒有循環(huán)液，因此在啟動(dòng)砂石泵之前，必須設(shè)法使井內(nèi)水位以上的鉆桿、管內(nèi)充滿循環(huán)液。一種方法是在上部管內(nèi)安裝一真空泵，使砂石泵吸水口至井內(nèi)水位以上的鉆桿、管路內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，從而使鉆桿內(nèi)的水位提高，最后使循環(huán)液充滿整個(gè)砂石泵的吸水管路。另一種方法是安裝一臺(tái)注水泵（離心泵），向砂石泵吸水管路注水，吸水管路充滿循環(huán)液后再啟動(dòng)砂石泵。泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)所用循環(huán)液一般為清水，在易坍塌地層亦可用泥漿。為防止井壁坍塌，井內(nèi)液面要高于地下靜水位2m。泵吸反循環(huán)所用的砂石泵，其流量為240~500m³/h,有效吸水壓力為6x10⁴~7x10⁴Pa。

泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)效率隨孔深的增加而下降，在井深50m以內(nèi)，效率較高，稱高效工作區(qū)段。當(dāng)井深超過70m后，雖也能工作，但效率已很低，因此50~70m稱為經(jīng)濟(jì)工作區(qū)段。

泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)中，一個(gè)重要的問題是選擇和確定鉆桿內(nèi)循環(huán)液的上升速度。影響循環(huán)液上升速度的因素主要由以下幾點(diǎn)：循環(huán)液中巖屑的含量，一般推薦循環(huán)液中巖屑含量不超過8%~10%；鉆桿內(nèi)壁表面應(yīng)光滑、平整，不應(yīng)有收縮、臺(tái)階等情況，避免循環(huán)液流動(dòng)過程過大的摩擦損失和渦流損失；井壁與鉆桿之間的環(huán)狀間隙的循環(huán)液下降流速不能過大，以防止循環(huán)液沖垮井壁，推薦循環(huán)液下降流速為0.01~0.03m/s。鉆桿內(nèi)腔斷面與井孔斷面之比推薦1/100。

反循環(huán)鉆探氣舉反循環(huán)鉆探

氣舉反循環(huán)的工作原理是將壓縮空氣通過供氣管路送至井下的氣水混合室，并使壓縮空氣與鉆桿內(nèi)的循環(huán)液混合，從而形成密度比鉆桿外液體密度小的混合液柱?；旌弦涸诠軆?nèi)外壓差的作用下，沿鉆桿內(nèi)腔上升經(jīng)排渣管排至沉淀池，經(jīng)沉淀后的循環(huán)液以自流方式連續(xù)不斷地流入井內(nèi)環(huán)狀間隙，形成反循環(huán)。

當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，可用如下公式：

（L_w H）γ_h=hγ_x L_wγ_xy

其中

H--混合室下入井內(nèi)的深度；

h--混合室至排渣管中心的高度；

L_w--尾管長度；

γ_h--沖洗液重度；

γ_x---雙壁鉆桿內(nèi)腔固、氣、水三相平均重度；

γ_xy--尾管內(nèi)固、液兩相平均重度。

若不考慮各種阻力、慣性力，要使整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，則必須是：

（L_w H）γ_{h >}hγ_x L_wγ_xy。