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【雷斌创新工作室技术大讲堂】第一讲:泥浆护壁灌注桩清孔技术综述

2022-03-22 15:14:37

       3月5日,雷斌创新工作室技术大讲堂首讲以线上直播的形式正式开讲!本次主题为《泥浆护壁灌注桩清孔技术综述》,由工勘集团副董事长、创新工作室领衔人雷斌主讲,集团各事业部及同行单位技术人员共计2369人观看了直播。

       雷总从两个部分对泥浆护壁灌注桩清孔技术进行讲解。第一部分为灌注桩清孔基本知识,分为自然常识,灌注桩施工主要工序流程,二次清孔的原理、概念、工艺,泥浆等6个部分,先从浅显易懂的基础要点切入,帮助大家更快地掌握入门知识。第二部分对10项泥浆护壁灌注桩清孔新技术做分节介绍,由浅入深,系统性地针对灌注桩泥浆护壁进行综合阐述。

       讲堂开始,雷总以水流和泥石流两种自然现象引入,并将泥浆与泥石流与之做类比,从而引出灌注桩二次清孔的概念。雷总介绍,根据替换孔内循环泥浆方式的不同,二次清孔主要分为正循环清孔和反循环清孔,其中反循环清孔又可细分为泵吸反循环和气举反循环。

       在第一部分的最后,雷总简单讲解了泥浆的相关知识,包括泥浆的指标和《建筑桩基技术规范》中关于泥浆指标的要求,以及泥浆的制备与使用,并通过视频直观地展示了泥浆的比重、粘度及含砂率测试。

       了解了二次清孔、泥浆的基本概念后,在第二部分中,雷总详细介绍了10项泥浆护壁灌注桩清孔新技术——

       1、灌注桩旋流器正循环二次清孔技术

       在泥浆循环系统中接入泥浆旋流器装置,通过离心沉降原理,粗颗粒形成外旋流并由底流口排出,成为沉沙;细小颗粒及大部分浆液形成内旋流自顶部溢流口排出,并继续排入孔内进行清孔,从而实现浆渣分离,减少沉渣重复循环进入孔底,改善泥浆性能,提升清孔效果。

       2、“潜水电泵+泥浆净化器”泵吸反循环二次清孔技术

       潜水电泵以反循环方式抽吸孔底污浆,通过总进浆管粗筛分离出大颗粒渣料,泥浆则存于储浆槽再由渣浆泵抽出,经过水力旋流器分离出细碴料,处理后的泥浆进入中储箱,然后沿总出浆管输送回孔内形成泥浆循环闭路,大大减少重复排渣量,缩短清孔时间。

       3、“潜水电泵+泥浆旋流器”反循环二次清孔技术

       在第2项技术的基础上做进一步创新改进,采用旋流器代替泥浆净化器,将其安设在二次清孔的循环管路上,潜水电泵抽吸上来的孔底泥浆经过旋流器快速净化并排渣,净化后的泥浆进入泥浆箱进行沉淀处理,再循环进入孔内进行清孔作业。

       4、大直径灌注桩SCS泵吸反循环一次清孔技术

       清孔时通过SCS系统自带的负载检测装置,实时监控潜水泥渣处理端头的荷载,当负荷大于80安培,将端头慢慢提起至小于80安培的深度,之后再缓慢下放,并在80安培时开始清孔,当数值变小后再下放端头,如此反复操作,提升清渣效果。

       5、超深灌注桩强力涡轮渣浆泵反循环二次清孔技术

       将渣浆泵与孔口灌注导管相连,利用离心力对输送浆渣增压,此时浆体在惯性作用下从中心向叶轮边缘流动并高速流出叶轮片,则在叶轮中心处形成低压区,当具有足够真空时,在吸入端大气压强的作用下,浆体从导管底抽吸进入叶轮;由于叶轮连续旋转,浆体经连续的抽吸、排出,经净化器处理后,形成连续循环清孔。

       6、大直径灌注桩二次清孔泥浆缓压减振技术

       循环泥浆胶管一端与孔口气举反循环接头连接,另一端与缓压减振装置进浆口连接,则胶管两端被固定,起到有效的缓压减振作用,确保其稳定性;为便于泥浆回流,装置上设有两个出浆口,高压循环泥浆气液混合物经胶管流入该装置,再由出浆口流出至沉淀池中,解决了二次清孔时泥浆胶管出浆端剧烈甩动、泥浆四溅的问题,提升现场文明施工水平。

       7、气举反循环装配式泥浆箱循环二次清孔技术

       装配式泥浆三级除渣净化循环装置由第一级净化分离仓、第二级沉淀循环箱、第三级沉淀循环箱组成。从桩孔内流出的浆液,经过第一级净化分离仓筛除粗颗粒废渣,然后进入第二级沉淀循环箱,砂体等废渣受重力影响沉积在循环箱底部,再流入第三级沉淀循环箱进行二次沉淀处理,处理后的泥浆重新进入泥浆循环系统。

       8、灌注桩无泥浆循环二次清孔技术

       选用细度模数在220目以上的钠基膨润土进行泥浆制备,其具有含砂率低、胶体率高、不分层不沉淀的特点,二次清孔过程中,加入适量氢氧化纳调粘,有效提高泥浆粘度值,增加泥浆悬浮钻渣的能力,以保持孔底无钻渣沉淀。

       9、全套管全回转灌注桩套管内气举反循环清孔技术

       (1)套管内气举反循环清渣桶一次清孔

清孔时将接有高压风管的清渣桶吊入孔底上方附近,将高压空气送入孔底与泥浆混合,套管内外泥浆产生重度差,在清渣桶底附近形成低压区,当连续充气达到一定压力差后,气液混合体沿清渣桶与套管间的间隙上升流动,并在上返一定高度后失去进一步动能,下降至清渣桶内和孔底,部分沉渣堆积在清渣桶内,这样就形成了套管内气举反循环式清孔方式。

       (2)清渣头灌注导管内气举悬浮沉渣二次清孔

       将接有高压风管的清渣头通过灌注导管下放至孔底附近,启动空压机形成套管内气举反循环[原理同第9(1)项的一次清孔],循环泥浆将沉淀在孔底的沉渣在套管内悬浮,当沉渣完全悬浮彻底后,迅速灌注桩身混凝土成桩。

       雷斌创新工作室作为工勘集团重要的科研活动平台,现已成为集团广大技术工作者的创新舞台,持续不断地为岩土施工技术的进步发挥积极的引领和促进作用。

       今年,雷斌创新工作室将以线上直播的方式,开展不少于6场“技术大讲堂”系列培训活动,每期针对一个主题,进行重点技术培训。讲座将充分把理论与现场实践结合起来,深入浅出地进行要点讲解,让参与讲座的广大技术人员切实学习到技术“干货”,在帮助大家开拓创新思路、增长专业见识的同时,也加强与同行单位之间的技术交流。

雷斌创新工作室公众号

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