灌注桩施工反循环

回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。

反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环气举反循环和喷射（射流）反循环三种施工工艺，泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环；气举反循环是利用送人压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关，随孔深增大效率增加。当孔深小于50m时，宜选用泵吸或射流反循环；当孔深大于50m时，宜采用气举反循环。

1一钻头；2--新泥浆流向；3一沉淀池；4--砂石泵；5一水龙头；6一钻杆；7--钻机回转装置；8—混合液流向

反循环钻探泵吸反循环钻探

利用砂石泵（离心泵的一种）的抽吸作用，在钻杆内形成负压，在大气压力作用下，循环液从泥浆池流入井口，经循环间隙流向井底，与井底破碎的岩粉混合在一起，被吸入钻杆内腔，上升至地面，经排出管、砂石泵进入沉淀池，沉淀后的循环液继续进入井内，形成反循环钻进。

泵吸反循环钻进之前，井内水位以上的钻杆内没有循环液，因此在启动砂石泵之前，必须设法使井内水位以上的钻杆、管内充满循环液。一种方法是在上部管内安装一真空泵，使砂石泵吸水口至井内水位以上的钻杆、管路内产生负压，从而使钻杆内的水位提高，最后使循环液充满整个砂石泵的吸水管路。另一种方法是安装一台注水泵（离心泵），向砂石泵吸水管路注水，吸水管路充满循环液后再启动砂石泵。泵吸反循环钻进所用循环液一般为清水，在易坍塌地层亦可用泥浆。为防止井壁坍塌，井内液面要高于地下静水位2m。泵吸反循环所用的砂石泵，其流量为240~500m³/h,有效吸水压力为6x10⁴~7x10⁴Pa。

泵吸反循环钻进效率随孔深的增加而下降，在井深50m以内，效率较高，称高效工作区段。当井深超过70m后，虽也能工作，但效率已很低，因此50~70m称为经济工作区段。

泵吸反循环钻进中，一个重要的问题是选择和确定钻杆内循环液的上升速度。影响循环液上升速度的因素主要由以下几点：循环液中岩屑的含量，一般推荐循环液中岩屑含量不超过8%~10%；钻杆内壁表面应光滑、平整，不应有收缩、台阶等情况，避免循环液流动过程过大的摩擦损失和涡流损失；井壁与钻杆之间的环状间隙的循环液下降流速不能过大，以防止循环液冲垮井壁，推荐循环液下降流速为0.01~0.03m/s。钻杆内腔断面与井孔断面之比推荐1/100。

反循环钻探气举反循环钻探

气举反循环的工作原理是将压缩空气通过供气管路送至井下的气水混合室，并使压缩空气与钻杆内的循环液混合，从而形成密度比钻杆外液体密度小的混合液柱。混合液在管内外压差的作用下，沿钻杆内腔上升经排渣管排至沉淀池，经沉淀后的循环液以自流方式连续不断地流入井内环状间隙，形成反循环。

当系统达到平衡时，可用如下公式：

（L_w H）γ_h=hγ_x L_wγ_xy

其中

H--混合室下入井内的深度；

h--混合室至排渣管中心的高度；

L_w--尾管长度；

γ_h--冲洗液重度；

γ_x---双壁钻杆内腔固、气、水三相平均重度；

γ_xy--尾管内固、液两相平均重度。

若不考虑各种阻力、惯性力，要使整个系统循环运动，则必须是：

（L_w H）γ_{h >}hγ_x L_wγ_xy。