正循環鉆孔與反循環鉆孔區別及適用范圍_第1頁
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文檔簡介

1、I"口IU正循環鉆孔是把造漿池制作好的泥漿通過泵壓注入孔內,進行置換,排除孔內的浮渣,并且根據地質情況(如軟土層)和鉆孔深度不斷調整泥漿比重,以確保孔壓,防止坍孔,“二清”時同時滿足規范要求的1:1.15的泥漿比重和孔底沉渣厚度。所區別的是反循環鉆孔一般采用“氣舉法”清孔,達到同時滿足規范要求的1:1.15的泥漿比重和孔底沉渣厚度。反循環清孔操作不當容易造成坍孔,在軟土地區慎使用。正循環是用水泵壓送沖洗液由鉆桿柱中心進入孔底并經鉆頭水口返出,經鉆桿與孔壁環狀間隙上返至孔口,通過地面循環槽流入泥漿池,不需要孔口密封器等附加裝置,適用于各種鉆進方法。噴射式反循環,沖洗液由鉆桿柱中心下去,

2、從噴反接頭處流出,在管內形成負壓抽吸力,從而形成孔底局部反循環。泵吸反循環是通過砂石泵的抽吸作用,在鉆桿內腔形成負壓,在孔內液柱和大氣壓的作用下,孔壁與環狀空間的沖洗液流向孔底,將鉆頭切削下來的鉆渣帶進鉆桿內腔,再經過砂石泵排至地面沉淀池內;沉淀鉆渣后,沖洗液流向孔內,形成反循環。反循環與正循環的本質區別在于沉渣的沖洗、上返流速存在巨大差異,反循環沖洗液攜帶鉆渣后迅速進入過水斷面較小的鉆桿內腔,可以獲得比正循環高出數十倍的上返速度。根據鉆探水力學原理,沖洗液在鉆孔內的上返速度Va的1.2-1.3倍,即Va=(1.2-1.3)Vs。反循環鉆進鉆渣在鉆桿內運動,是形態各異的鉆渣群在有限的空間作懸浮

3、運動,鉆渣顆粒要占據一定液體斷面,在這種特定條件下可以采用長春地質學院在利延哥爾公式基礎上進行實驗給出的公式計算顆粒懸浮速度Vs計算公式為:Vs=3.1xk1x(dsx(rs-ra)/(k2xr2)的1/2次方Vs-鉆渣顆粒群懸浮速度(m/s)ds-顆粒群最大顆粒粒徑(m)rs-鉆渣顆粒的密度(kg/dm3)ra-沖洗液的密度(kg/dm3)kl-巖屑濃度系數;kl=0.9-l.l,濃度越大,k1越小;k2-巖屑顆粒系數,k2=1-1.1,球形顆粒為1,越不規貝U,k2的值越大。目前,泵吸反循環鉆桿內徑大多數為150mm,用上述公式計算可知,塊狀為120mm,rs為2.1kg/dm3,ra為1

4、.05kg/dm3,懸浮速度為1.02m/s,按照Va=(1.2-1.3)Vs計算,Va達到1.33m/s就可以把幾何尺寸小于鉆桿內徑的鉆渣排除。目前常用8BS砂石泵額定排量為180m3/h,滿負荷時沖洗液上返流速可以達到2.83m/s,可以看出該速度遠大于鉆渣上返所需流速1.33m/s的要求,因此進入鉆桿內的鉆渣能夠被有效的抽吸上來。而正循環鉆進沖洗液攜帶鉆渣后進入鉆桿與孔壁形成的環閉空間后上返速度是很低的。試計算申89mm鉆桿與申0.8m鉆孔的環閉空間,斷面積為0.495m2,當采用兩臺600型水泵并聯送水,滿排量時沖洗液的上返速度僅達到0.04m/s,根據上述公式可見正循環鉆進只有依靠高

5、濃度高密度泥漿來懸浮鉆渣。綜上所述,反循環本身所具有的特點,給提高成孔效率、成樁質量和綜合經濟效益等方面帶來一系列的好處。1、鉆進速度與成樁效率有大幅度提高鉆頭在工作時的最有利條件是被切割下來的巖土屑,立即能夠從孔底帶出并送到地面,這樣可以減少二次破碎,不會降低效率以及鉆頭的磨損。沖洗液攜帶鉆渣的能力正比例于介質的密度和其運動速度的平方,所以影響有效排渣的因素是沖洗液的上返速度。由于鉆孔樁施工的土層多為松散、顆粒差異又較大的土層,因此鉆進速度的高低主要取決于排渣的速度。正、反循環兩種鉆進速度的差異,隨著鉆孔直徑以及土層顆粒的增大而增大,一般來說對于地層和技術要求相同的情況,反循環施工速度為正循環的2倍左右。反循環鉆進過程就是清孔過程,不但節省了時間同時又可靠地保證孔底沉渣符合要求。機械鉆進速度的提高和清孔時間的縮短促進施工效率的提高、成樁周期縮短,有效地提高了勞動生產

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