桩基础施工新技术：正循环钻成孔灌注桩(组图)

正循环钻成孔灌注桩基本原理

正循环钻成孔施工法是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，钻进时用泥浆护壁、排渣；泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出、带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升到孔口溢进沉淀池后返回泥浆池中净化、再供使用。这样，泥浆在泥浆泵、钻杆、钻孔和泥浆池之间反复循环运行。

桩基础施工

优缺点

优点

①钻机小、质量轻，狭窄工地也能使用。②设备简单，在不少场合，可直接或稍加改进地借用地质岩心钻探设备或水文水井钻探设备。③设备故障相对较少，工艺技术成熟，操作简单，易于掌握。④噪声低，振动小。⑤工程费用较低。⑥能有效地使用于托换基础工程。⑦有的正循环钻机(如日本利根THS-70型钻机)可打倾角10°的斜桩。

缺点

由于桩孔直径大，正循环回转钻进时，其钻杆与孔壁之间的环状断面积大，泥浆上返速度低，挟带泥砂颗粒直径较小，排除钻渣能力差，岩土重复破碎现象严重。

适用范围

正循环钻进成孔适用于填土层、淤泥层、黏土层、粉土层、砂土层，也可在卵砾石含量不大于15%、粒径小于10 mm的部分砂卵砾石层和软质基岩、较硬基岩中使用。桩孔直径一般不宜大于1 000 mm，钻孔深度一般约以40 m为限，在某些情况下，钻孔深度可达100 m以上。

正循环钻进与反循环钻进分析对比

从使用效果看，正循环钻进劣于反循环钻进。从本讲座(十二)可知，反循环钻进时，冲洗液是从钻杆与孔壁间的环状空间中流入孔底，并携带钻渣，经由钻杆内腔返回地面。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，故冲洗液在钻杆内腔能获得较大的上返速度。而正循环钻进时，泥浆运行方向是从泥浆泵输进钻杆内腔，再带动钻渣沿钻杆与孔壁间的环状空间上升到泥浆池的，故冲洗液的上返速度低。一般情况下，反循环冲洗液的上返速度比正循环快40倍以上。

在孔底沉渣消除方面，反循环较之正循环有利，但当使用普通泥浆从维护孔壁的稳定来看，正循环成孔较之反循环成孔有利。因为从孔壁维护原理来分析，正循环在成孔过程中孔内泥浆柱具有一定的压力(与泥浆相对密度和深度有关)，而孔壁的地层又具有一定的渗透性，一般情况下泥浆柱的压力大于孔壁地层压力，在压力差的作用下泥浆中的自由水向孔壁渗透；而固体颗粒则粘附在孔壁上形成泥皮起到护壁作用，当二次清孔后虽然泥浆柱的压力减小，但由于孔壁泥皮的作用，不会引起地层压力大于泥浆柱压力而发生径缩现象。而反循环成孔，是向孔内灌入清水或稀泥浆为主，在孔壁周围很难形成泥皮，主要靠孔内的泥浆柱压力来平衡孔壁地层的压力。但是上海、宁波及绍兴等地区的地下水位很高，一般在地面下1.0 m左右，仅靠这点静水压力，再提高1.0 m水位很难维护孔壁的稳定，因而可能产生径缩现象。

因此，在类似上海、宁波及绍兴等地区一些特定的地层条件下，采用正循环成孔、反循环清渣还是比较合适的方法。

采用优质泥浆，选择合理的钻进工艺与合适的钻具及加大冲洗液泵量等措施，正循环钻成孔工艺也可以完成100 m以上的深孔施工，如黄河三角洲地区钻孔灌注桩，桩径有1.50 m和2.00 m，桩长110～120 m的案例；山东东菅市利津黄河大桥钻孔灌注桩，其桩径为1.50 m，桩长115 m；上海、宁波及绍兴地区正循环钻成孔灌注桩的桩长在70~90 m的例子不计其数。

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