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反循环钻成孔施工法是在桩顶处设置护筒(护简直径应比桩径大15%左右),护筒内的水位要高出自然地下水位2m以上,保持孔壁的静水压力在0.02MPa以上,以保护孔壁不坍塌,省去切削套管。钻机工作时,旋转盘带动钻杆端部的钻头切削破碎岩土;钻进冲洗液(又称循环液,指水或泥浆)从钻杆与孔壁间的环状空间中流入孔底,冷却钻头,并携带岩土钻渣,混合液在负压作用下从钻杆内腔上升到地面溢进沉淀池后返回泥浆池中净化,净化后的冲洗液又返回孔内形成循环,这种钻进方法称为反循环钻进。
反循环钻成孔施工法具有振动小,噪声低,可施工直径超大等特征,但很难在比钻头吸渣口径大的卵石层或漂石中钻进。土层中有压力较高的承压水或地下水流时,成孔较困难。反循环钻成孔适用于填土、淤泥、黏土、粉土、砂土、砂砾等地层。采用圆锥式钻头等可进入软岩;采用滚轮式(又称牙轮式)钻头等可进入硬山石。
泵吸反循环钻机是由主机(动力头、砂石泵、真空泵或注水泵、回转装置、钻塔、升降装置、行走机构等)、钻具(水笼头、钻杆、加压装置、配重、钻挺、接续装置、稳定器及钻头等)、钻渣分离设备、液压系统和电气系统等组成。钻头钻头是联系钻机和钻进工艺的主要纽带。
反循环钻成孔施工程序为:设置护筒-安装反循环钻机-钻进-第一次处理孔底虚土(沉渣)-移走反循环钻机-测定孔壁一将钢筋笼放入孔中-插入导管-第二次处理孔底虚土(沉渣)-水下灌注混凝土,拔出导管-拔出护筒,成桩。
最后具体分析了超百米深泵吸反循环钻成孔灌注桩施工案例,工程实践表明,当地基上部为软弱土层或较因此扩底桩广泛应用于各类工程基础中。扩底的成软弱土层,而在不深处(一般20m以内)有一层物理力学性能较好的桩端持力层的地质条件下,如果采用扩底桩,就能有效地发挥扩底支承效能,可获得较高的单桩承载力和较好的技术经济效益。