“气举法”在桩基施工中(清孔)的应用

“气举法”在桩基施工中(清孔)的应用
刷架摘要:此次结合工程实例,首先从“气举法”基本原理、技术参数等方面着手,对桩基施工清孔的重要意义做了简单概述,然后分析了工程概况,最后探讨了“气举法”施工应用,希望以此提高桩基施工清孔质量。
关键词:“气举法”;桩基施工;清孔;应用
在桩基施工过程中,清孔是桩基施工中的一个主要环节,清孔质量的好坏和孔内沉渣厚度,对桩基质量影响较大。正常的桩基施工一般需要开展二次清孔作业。首次清孔是于成孔以后借助施工机具开展,清理大颗粒沉渣和调节泥浆循环;二次清孔是于钢筋笼以后与浇筑混凝土以前,借助灌注混凝土导管进行,旨在清理孔内沉渣,替换泥浆,促使泥浆比重和沉渣厚度满足工程设计要求。此次依据项目工程清孔,使用“气举法”开展施工作业,以此避免桩内残渣过厚,调整泥浆性能,提高桩基施工质量。
一、相关概念分析
(一)基本原理
“气举法”就是一种清孔工艺,可以提高清孔效率,在多种复杂地层桩基施工阶段运用甚广。其原理就是把压缩空气经过用风管往导管排出,也就是排渣管灌注空气,气液混淆在一起,于导管内下部空气和化学泥浆构成气液混合物,该密度与泥浆密度相比较而言更小一些。根本原因在于气体持续输入,上部缓缓构成负压区,经过内外压差的作用,孔里面的泥浆连带着孔内的沉淀物伴随导管上升,进入负压区,把混合物根据导管排在孔的外部。与此同时,为了避免孔内泥浆水头太小,实时采用泥浆泵把含砂率较少的泥浆填充于孔内,同时构成循环系统,实现清孔的目标。
(二)技术参数
化学泥浆
按照相关技术资料与经验数据信息,“气举法”核心技术参数就是风压、风量以及风管放置深度。在实际施工过程中空压机型号,可以按照工地适配的空压机和孔深等各项因素进行决定,此时不进行详细赘述。现场设置压力表的空压机压力大小需要使用公式进行计算,即P=H×ρ×10-2+△P,在这个式子中,P代表的是空压机压力,MPa;而H代表的是风管放置距离孔口的深度m;ρ代表的是泥浆密度,g/cm3;△P代表的是地面送风管道内压力损失,通常是△P=0.04̴0.10MPa;其中,公式的参数取值会于后续试验中加以验证。
(三)专用设备
“气举法”钻井需要使用的专用设备,按照钻具形式的差异性分成如下几种:
莴笋削皮机第一,悬挂风管式。在钻进施工环节,于钻杆内放置于进气管,同时下入到一定深度,借助进管灌注压缩空气,把压缩空气和钻杆里面的钻井液加以混淆,形成钻杆内外压力差,以此实现“气举法”清孔的目标。
第二,同心式。这种钻具也被人们叫做双壁钻具,即空压器把压缩空气输入水龙头,同时经过双壁钻杆运输到气水混合器里面,压缩空气和钻井液彼此混合,继而构成气泡,气泡因为上升时围压降低而出现膨胀的现象,钻具内外构成压差,于压差下,钻井液根据井眼的环状间隙进入钻具通道里面,钻具钻进过程中,钻井液把携带岩屑围绕钻具中的通道往上运动,以此排出混合物。于沉淀池内岩屑出现沉淀的清孔,钻井液围绕井眼间隙自流到井内,做好冲洗钻头和携带岩屑工作,构成反循环效应。
第三,并列式。并列式钻杆输气管设置于钻杆外壁两边,通过空压机将压缩空气输出,以压缩空气经过水龙头流进钻杆外壁两边输气管里面,然后以输气管通过气水混合器至钻杆,和钻井液混合构成流体,导致钻杆内外压强差,继而达到钻井液排渣的目的。
二、清孔的重要意义
在桩基施工中清孔的目的在于将孔内的沉渣清理出去,孔内沉渣是阻碍灌注桩承载能力的一大重要因素。清孔,简言之,即经过泥浆流动产生的动能冲击孔内沉渣,用泥浆粘结力让沉渣经过泥浆循环流动带到孔外,清理干净孔内存在着的沉渣,此为泥浆排渣与清孔的重要作用。对于钻孔灌注桩而言,会让首次清孔以后的沉渣持续增加,假设不使用科学有效的举措,沉渣量增加,必然会造成灌注事故,从而影响到桩基承载能力,危害到建筑结构安全。故而,需要相关工作人员增加对桩基清孔施工作业的关注力度,提高桩基施工质量,避免施工阶段发生其他不良问题。
三、工程概况
此次以某酒店桩基施工工程现场处在某城市新区主要地段,为三角形地块。酒店是以a#、b#塔楼和地下室构成的,在这之中,a#塔楼总计有54层,高度是286m;b#塔楼总计有25层,高度是115m;地下室总共有2层,局部是3层。采取工程钻探和室内土工试验等,查明;潜水位埋深是0.8到1.7m左右,高程就是1.7到4.1m之间,地下水位年变幅度是1m。现场中2层以上地质层属于黏性土,浅部是软黏土,性质不佳;1层以下主要是可塑性黏性土,
数据线接头多数性质佳;2`层、3层、9层是碎石土,有着非常好的工程性质;1层以下是风化岩,性质甚佳。可是该软土层分布较广,厚度大,所以根据勘察单位建议,这一建筑基础使用钻孔灌注桩。建筑地下室桩身直径是0.6m,b#塔楼桩身直径是0.8m,在这种子红,a#塔楼使用直径是1m的大直径嵌岩桩,同时运用C50混凝土加以浇筑施工。本次工程整体桩数位1350根,直径达,为了缩减桩端沉渣厚度,确保桩基施工清孔质量,同时考虑到施工期限、工程经济等多种因素以后,项目部决定使用“气举法”进行桩基清孔施工。
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四、施工应用
通常而言,在进行泥浆配制的过程中,第一步需要在护筒之中使用清水进行钻孔,与此同时清渣一直到护筒底部1到2m左右,然后进行提钻,并且在钻孔内部添加水与黏土等造浆材料,接着使用钻机进行钻进施工。最后,需要实时检测泥浆每一项指标,比如,钻进过程相对密度位1到1.08,黏度就是18到22之间,含砂率小于等于0.5%,pH值是8到9,胶体率大于等于97%,半小时失水量位12到18mL;清孔以后的相对密度相对减少,黏度、含砂率、失水量均如此。
(一)施工设备
在桩基清孔施工过程中运用“气举法”,需要使用到的施工设备就是风管和空压器。在二次清孔的时候,需要把风管放置于导管内部,故而,必须要相关工作人员在导管上进行阀门衔接,避免出现漏气的情况。桩端沉渣需要从导管底部流出,于导管上部设定三通一套,继而把沉渣排出到渣篮内。
(二)施工工艺流程
1.通常而言,“气举法”运用过程中,气举反循环导管下放深度是出浆管底距离沉渣面以上300mm左右,送风管下放深度是孔的深度的三分之二。
2.相关工作人员把导管下放至指定标高的过程中,第一步需要使用正循环施工工艺开展清孔工作,持续时间十五分钟左右,而且还需要准备妥当送风管。
3.相关工作人员需要在钻孔四周设置沉渣篮,同时把沉渣排到沉渣篮里面,成液体状态的泥浆就会流到孔内。
4.在运用“气举法”进行清孔施工的时候,需要有关工作人员关注到泥浆的各项指标,避免因为泥浆稠度不够导致塌孔的情况发生。
5.对桩端沉渣很厚的钻孔灌注桩桩基,清孔的过程中需要将导管的高度加以提高,并左右上下摇动风管,这样才能促使排渣顺利进行。如果有必要,需要使用榔头进行敲击,以此大大减少堵塞问题产生的几率。
6.钻孔灌注桩桩端沉渣厚度伴随反循环施工过程而不断减小,这个时候需要做的事情就是同步提高导管,以此确保管底和沉渣面间距。
(三)严格把控清孔速度
于清孔施工环节,钻孔灌注桩气举法和以往的正循环清孔施工工艺比较有一定的差异性。在清孔施工阶段,反循环清孔速度为正循环的好几倍。
按照流体学基本原理,泥浆于孔内上返速度和沉渣颗粒悬浮速度通常是以Va=(1.2̴1.3)Vs,其中,Va代表了泥浆上返速度;而Vs代表的是沉渣颗粒悬浮速度。
于“气举法”反循环清孔施工阶段,沉渣于导管底部有限空间内呈现出悬浮的状态,速度块,根据以上公式可以了解到,泥浆上返速度也随之加速,就连直径是10到30cm的块石均可以清除到孔外。
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(四)质量控制
和以往的正反循环清孔施工工艺作比较,“气举法”反循环于清孔速度方面可以增加很多倍,清孔效果也有着更大的优势,可是在施工供需方面要求比较严格,如有不慎,很可能会造成施工工艺实施不成功。为了提升“气举法”清孔施工成功的概率,充分发挥出清孔优势,在实际施工过程中应当关注到各个方面。众所周知,“气举法”清孔施工有着各种各样的特征,比如桩端部位沉渣清理效果佳、上返速度迅速等。通过“气举法”反循环清孔施工以后,沉渣从原本的厚度变得越来越薄,桩端沉渣厚度会为灌注桩承载力造成很大的影响。在导管架设结束以后,需要有关工作人员对灌注桩开展清孔作业,其完成标准就是,泥浆相对密度是1到1.2之间,黏度控制在18到22Pa.s,含砂率控制在4%以内,孔内沉渣厚度避免高出50cm。于泥浆性能和沉渣都验收达标以后,在半小时内快速进行混凝土灌注施工,从而有效预防重新验收,甚而发生重新清孔的现象。在钻孔到指定标高以后,理应及时检查钻孔的直径和垂直度等各项指标,查验均满足相关标准以后才能开展下一步施工工序。再者,需要设置二级沉淀池,由于泥浆排出和回流快速,假设只设置一个沉淀池,那么泥浆里面的沉渣就无法及时沉淀,如此便会流入孔内,这样就不能顺利实施清孔作业,清孔效果也不佳。最后,沉淀池里面的钢丝网格栅需要随时更换和冲洗,避免造成堵塞。
(五)结果分析
通过在桩基施工清孔中运用“气举法”施工,可以发现反循环清孔施工工艺在工程施工过程中的效果表明,沉渣厚度都把控于设计要求内,排渣清孔时间较短,且效果不错。其具备良好的特征:

本文发布于:2024-09-23 08:27:42,感谢您对本站的认可!

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