浅谈钻孔灌注桩沉渣的形成及处理的方法

摘要：文中主要阐述了钻孔灌注桩沉渣，清孔处理的内容和主要工作，并分析了相互的关系，为建筑企业质量控制研究提供参考。

关键词：钻孔灌注桩，沉渣，清孔

中图分类号：C29 文献标识码：A 文章编号：

前言：

随着建筑技术的日新月异和向高层建筑发展的趋势。桩基础在工程中地应用也越来越广泛。桩基础 作为建筑工程强制控制内容之一，是建筑工程质量控制的重点。沉渣厚度控制更是控制成孔质量的重中之重。

一.端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部，它支承在坚固的岩石上，不难得出桩的承载力取决于桩身强度，与地基承载力。当桩强度›地基承载力，桩的承载力取决于桩身强度，此公式在孔底无沉渣情况下成立，沉渣量过大，桩受荷时发生大量沉降，桩将失效。

二.沉渣的形成：沉渣由两部分组成，泥浆中的砂砾沉淀物以及钢筋笼下放过程从井壁上刮落的粘泥块。泥浆中的砂砾沉淀物主要是在成孔过程中的土砂未及时排出，待停止成孔后沉至孔底，此类沉渣中有相当部分颗粒直径较大，一旦沉淀就不能用简单的方法轻易排出。浮在泥浆中的微细颗粒，待成孔结束，经过一段时间之后慢慢沉入孔底。因此在处理方法上可采取针对以粗粒为对象的一次清孔和以微细粒土为对象的二次清孔。

三.清孔原理：钻孔深度达到设计要求并符合终孔条件后，应进行清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载力的主要因素之一，清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒，砂粒等处于悬浮状态 再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，终将孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。确定沉渣颗粒在泥浆的临界沉降速度0的思路是：假定颗粒为球形其重力为k,颗粒在液体中的浮力为p,球形颗粒在液体中的沉降阻力为L.当k>p时，岩硝下降，速度逐渐增大，L值也随之增大，当L值达到足以使作用在岩硝上的三种力保持平衡时，即L=K-P时，岩硝将以恒速0下降。

四.正循环清孔法：正循环清孔法是泥浆由钻杆或导管注入孔底，带动沉淀物上浮，在重力作用下泥浆中砂砾等沉淀物有下沉的趋势，如果泥浆泵流量偏小，将出现大颗粒砂砾悬浮在一定高度以下，如果想把大的沉渣颗粒排出孔外，一方面是加大泥浆的循环速度，另一方面是加大泥浆的密度，但是，受现有泥浆泵排量的限制，泥浆的循环速度不可能提高很多，加大泥浆比重的方法也不可行，另外因为井壁处泥浆比井中心部位流速慢，造成泥浆含砂率不均匀，最终不能将泥浆中大颗粒完全置换到井外去。如果用正循环清孔，直径⒉0M的孔的断面积为⒊14平方，常用6PNL沙石泵额定排量为280立方/h ，假定采用2台并联送水，泥浆挈带钻渣后进入钻杆与孔壁形成的环闭空间后上返速度是很低的，满排量时浆液的上返速仅达到0.05M/s，根据上述公式可见正循环钻进只有依靠高难度高密度泥浆耒悬浮钻渣，最终端沉渣厚度不能保证符合设计要求，从而容易引发质量隐患。

五.反循环清孔：反循环清孔通常采用两种方式，一种是泵吸反循环，另一种是气举反循环，泵吸反循环是通过砂石泵的抽吸作用，在钻杆内腔形成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的泥浆流向孔底，将沉渣带进钻杆内腔，再经过砂石泵排至地面沉淀池内，沉淀钻渣后，泥浆流向孔内，形成反循环采用泵吸反循环法进行二次清孔，目前常用8BS砂石泵额定排量为400立方/h,假定采用直径0.3m的导管进行清孔，满负荷时泥浆上返流速可以达到1.58M/s,可以看出该速度远大于钻渣上返所需流速可以达到1.58M/S,可以看出该速度远大于钻渣上返所需流速0.29/S的要求，因此进入导管内的钻渣能够被有效的抽吸上来。气举反循环的原理：压缩空气经过风管向导管内送风，风管内的空气与泥浆混合物密度,约为0.6小于导管排渣管内泥浆密度约为1.1，形成负压区在大气压的作用下，汽水混合物排出管外：孔底泥浆及沉淀物的混合物沿着导管上升，补充到负压区；为防止孔中泥浆水头过小，及时用泥浆泵将优质泥浆补充到孔内，并形成循环系统。

六.质量标准及质量控制:清孔完成后，孔底沉渣应严格控制在端承桩5cm,摩擦桩10cm以内，泥浆指标合格，泥浆相对密度1.03-1.10；粘度：17-20s；含沙率：小于2％，应立即灌注水下混凝土，以免渣土重新沉淀，造成沉渣过厚，而影响桩的承载力。七.混凝土初灌直接影响到成桩质量及竖向承载力，是混凝土灌注的重要环节。灌注前，首先要保证混凝土具有良好的和易性，同时要选择合适的隔水栓，在初灌量保证的前提下，混凝土联续下落，到达孔底后，能达到持续出浆的效果。对于即使因时间过长而产生的沉渣，也能起到冲击并翻起的效果，剪断隔水栓时，要使导管离孔底不大于0.4CM,使混凝土具备一定的冲击力，同时导管要上下不断的提升，让孔底没有翻起的沉渣或石硝均匀的和混凝土搅拌，混合到混凝土中去，导管不断的提升同时也起到了使混凝土挤压密实，提高强度的作用。结束语：综上所述，要想保证桩的成孔效率，成桩质量:造孔，泥浆密度，放笼，一次清孔，二次清孔，初灌，每个环节缺一不可，只有步步把关，才能更好的处理沉渣.参考文献

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