第02章高层建筑桩基施工课件(7)

2019-09-01 12:16

掌握卷扬机钢丝绳的松紧度,减少水龙头晃动。加接钻杆时,先将钻头提离孔底,待泥浆循环3~5min后再拆卸加接钻杆。

正循环回转钻进由于需用相对密度大、粘度大的泥浆,加上泥浆上返速度小,排碴能力差,孔底沉碴多,孔壁泥皮厚,为了提高成孔质量,必须认真清孔。

清孔的方法主要采用泥浆正循环清孔和压缩空气清孔。用泥浆正循环清孔时,待钻进结束后将钻头提离孔底200~500mm,同时大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆,维持正循环30min以上,直到清除孔底沉碴和孔壁泥皮,泥浆含砂量小于4%时为止。

用压缩空气清孔时,用压缩空气机将压缩空气经送风管和混合器(图5—18)送至出水管,使出水管内的泥浆形成气液混合体,其重度小于孔内(出水管外)泥浆的重度,产生重度差。在该重度差作用下,管内的气液混合体上升流动,使孔内泥浆经出水管底进入出水管,并顺其流出桩孔将钻碴排出。同时不断向孔内补给含砂量少的泥浆(或清水),形成孔内泥浆流动而达到清孔目的。

调节风压即可获得较好的清孔效果。一般用风量6~9m3/min、风压0.7MPa的压缩空气机。出水管用Ф100~150mm左右的钢管,用法兰盘螺栓连接。混合器一般用Ф18~25mm的水管弯成,穿进出水管壁焊牢。混合器的下入深度,应满足L1/L2≥0.60。

(2)反循环回转钻机成孔。

反循环回转钻进是泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔,来冷却

钻头并携带钻屑由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。由于钻杆内腔断面积比钻杆与孔壁间的环状断面积小得多,因此泥浆的上返速度大,一般达2~3m/s,多是正循环工艺泥浆上返速度的数十倍,因而提高排碴能力,保持孔内清洁,减少钻屑在孔底重复破碎的机会,能大大提高成孔效率。

实践证明,反循环回转钻进成孔工艺是大直径成孔施工的一种有效的、先进的成孔工艺。这种工艺50年代初期当时的联邦德国首先应用于煤田钻井,后引起各国的注意,60年代初传至日本应用于钻孔灌注桩成孔施工,使这一工艺日趋完善。我国于70年代初期就开始试验反循环钻进成孔工艺,后逐渐应用于工程实践。

反循环钻进成孔工艺(图5-19),按钻杆内泥浆上升流动的动力来源、工作方式和工作原理的不同,分为泵吸反循环钻进、气举(压气)反循钻进和喷射(射流)反循环钻进三种。它们各有其特点和量佳孔深。

泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆内泥浆上升而形成反循环。射流反循环是利用射流泵射出的高速液流产生负压,使钻杆内的泥浆上升而形成反循环。气举反循环是将压缩空气通过供气管送至井内的气水混合器,使压缩空气与钻杆内的泥浆混合,形成重度小于1的三相混合液,在钻杆外环空间水柱压力作用下,使钻杆内三相混合液上升涌出地面,将钻碴排出孔外,形成反循环。

泵吸反循环和射流反循环驱动液体的压力一般不大于1个大气压,因此,

它们都是浅孔时效率高,孔深大于80m时效率降低很多(图5-20)。而气举反循环钻杆内三相混合液的上升流速与钻杆内外液柱的重度差有关,因此孔浅时压力不足,三相混合液上升流速低,排碴能力差。当孔深增大后,只要增加供气量和供气压力,钻杆内的三相混合液就能获得理想的上升流速,从而提高钻进效率。因此,孔深在10m以内时气举反循环的钻进效率很差,孔深超过50m后,即能保证较高的钻进效率(图5-20)。

灌注桩施工中多用效率较高的泵吸反循环钻进工艺,因为在一般情况下钻孔深度不会太大,当然个别情况下例外,而且用泵吸反循环钻进工艺时,钻头寿命长、功率消耗少、钻进效率高。泵吸反循环时,泥浆上返速度快、排碴能力强,当钻头切入地层在回转扭力作用下一经松动,就很快被泥浆携带出来,不必重复破碎,因而钻头寿命长,钻进效率高,钻进成本也较低。

此外,泵吸反循环时要求不断向孔内补给泥浆,并始终保持孔内水头压力比孔外地下水的水头压力大2m以上,该压差既可平衡地层压力,又可保持孔壁稳定;同时,由于泥浆下流速度低(一般小于0.3m/s),所以对孔壁的冲刷作用亦小。因此,采用泵吸反循环钻进时,对多数地层,只要能保持2m以上的静水压力,就可用清水钻进。清孔钻进不用专门制备泥浆,孔壁泥皮薄,有利钻碴分离,孔底沉碴少,成孔质量好。

采用反循环钻进工艺时,要注意正确选择下列基本参数: 1)钻杆内径:

钻杆内径取决于钻杆直径,钻杆内径大,能通过的钻碴颗粒直径也大,有利提高钻进效率,减少压力损失和扩大地层的适用范围。但钻杆内径大,要保证泥浆上返速度Va则泵量亦增大。同时在孔径较小时,过大的钻杆内径,会使补给泥浆的下流速度大,易冲刷孔壁,对孔壁稳定不利,故钻杆内径亦不可过大。一般可参考表5-4进行选择,但钻杆内径d不宜小于Ф100mm,钻杆内径过小,稍大的钻碴进不去,或易产生卡堵现象,也不利于提高钻进效率。

2)泥浆上返速度:

在反循环回转钻进中,钻碴是不规则的几何形体在有限的流动空间内运动的。为了分析的方便,先假定钻碴是几何形状规则的球体,当球体在无限大静止流体中自由下沉时,作用在球体上的力有重力W、浮力P和流体阻力R(图5—21)。由于流体阻力R与沉降速度的平方成正比,当沉降速度达到某一数值v0时,使w=P+R,球体即以恒定速度沉降,此恒定速度v0称为球形物体的自由沉降速度。

如果泥浆以小于v0速度向上运动时,则球体将下沉;如果泥浆以大于v0速度向上运动时,则球体将上升;如果泥浆以等于v0速度向上运动时,则球体将既不上升也不下降,在某一水平面上呈摆动状态。此时泥浆的速度称为该球体的自由悬浮速度。悬浮速度与沉降速度数值相等、方向相反。

球体的悬浮速度为:


第02章高层建筑桩基施工课件(7).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:海珠区2017学年第—学期期末调研测试八年级物理试卷 - 图文

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: