灌注桩正循环钻孔与反循环钻孔区别及适用范围
钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法(2)
钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法一、前言钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法是一种将正循环和反循环相结合的新型施工方法。
它采用钢筋混凝土桩和水泥浆灌注桩相结合的方式，具有施工速度快、质量高、适应范围广等特点。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法以正循环施工作为主，通过控制桩底水位、泥浆技术和管浆等措施来保证施工质量。
并通过在钻孔灌注桩成孔的同时循环注浆，填满钻孔内的土层和砂层缝隙，保证桩身的整体性。
而在遇到单桩承载力不够的情况下，采用反循环施工，通过循环抽出旧浆水泥浆，将新的水泥浆注入到孔中，形成灌注桩，提高承载力。
这种施工工法不仅可以提高桩身质量，还可以缩短施工周期，提高施工效率。
三、适应范围该工法适用于不同地质条件下的多种工程项目，包括建筑物基础、桥梁、水电站、堤坝、高速公路等。
无论是岩石、固结土层、砂质土层还是软土层，都可以采用该工法进行施工。
四、工艺原理钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法的工艺原理主要有两个方面：一是通过正循环施工注浆填充孔隙，加固桩体，提高承载力；二是通过反循环施工抽浆注浆，形成灌注桩，提高承载力。
正循环施工过程中，通过调节注浆速度、控制桩底水位和泥浆性能等，保证注浆的质量和包围土体的稳定性。
反循环施工过程中，通过控制抽浆泥浆的浓度和抽浆速度，达到抽浆干燥堆积体，并注入新的泥浆，提高桩基的承载力。
五、施工工艺该工法的施工工艺包括预备工作、钻孔、注浆、灌注桩、抽浆、灌浆等阶段。
在每个阶段中，都有相应的工艺要求和技术措施，并有严格的操作规程和质量控制要求。
六、劳动组织在钻孔灌注桩正反循环相结合的施工工法中，需要合理组织施工人员，并负责组织和指导施工过程中的各项工作。
劳动组织应充分考虑施工环境、工艺要求、安全因素等多方面因素，保证施工过程的顺利进行。
正、反循环钻孔灌注桩的施工
正、反循环钻孔灌注桩的施工
一、对孔深较大的端承型桩和粗粒土层中的摩擦型桩，宜采用反循环工艺成孔或清孔，也可根据土层情况采用正循环钻进，反循环清孔。
二、泥浆护壁成孔时，宜采用孔口护筒，护筒设置应符合下列规定：
1 护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50㎜；
2 护筒可用4～8㎜厚钢板制作，其内径应大于钻头直径100mm，上部宜开设1～2个溢浆孔；
3 护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于 1.5m。
护筒下端外侧应采用黏土填实；其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求；
4 受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩，护筒应加高加深，必要时应打入不透水层。
三、当在软土层中钻进时，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度应以钻机不发生跳动为准。
四、钻机设置的导向装置应符合下列规定：
1 潜水钻的钻头上应有不小于3倍直径长度的导向装置；
2利用钻杆加压的正循环回转钻机，在钻具中应加设扶正器。
五、如在钻进过程中发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆、失稳等现象时，应停钻，待采取相应措施后再进行钻进。
六、钻孔达到设计深度, 灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：
1 对端承型桩，不应大于50㎜；
2 对摩擦型桩，不应大于100㎜；
3 对抗拔、抗水平力桩，不应大于200㎜。
灌注桩正循环钻孔与反循环钻孔区别及适用范围
灌注桩正循环钻孔与反循环钻孔区别及适用范围标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]正循环钻孔与反循环钻孔区别及适用范围正循环钻孔是把造浆池制作好的泥浆通过泵压注入孔内，进行置换，排除孔内的浮渣，并且根据地质情况（如软土层）和钻孔深度不断调整泥浆比重，以确保孔压，防止坍孔，“二清”时同时满足规范要求的1：的泥浆比重和孔底沉渣厚度。
所区别的是反循环钻孔一般采用“气举法”清孔，达到同时满足规范要求的1：的泥浆比重和孔底沉渣厚度。
反循环清孔操作不当容易造成坍孔，在软土地区谨慎使用。
正循环是用水泵压送冲洗液由钻杆柱中心进入孔底并经钻头水口返出，经钻杆与孔壁环状间隙上返至孔口，通过地面循环槽流入泥浆池，不需要孔口密封器等附加装置，适用于各种钻进方法。
喷射式反循环，冲洗液由钻杆柱中心下去，从喷反接头处流出，在管内形成负压抽吸力，从而形成孔底局部反循环。
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，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过砂石泵排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液流向孔内，形成反循环。
反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异，反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔，可以获得比正循环高出数十倍的上返速度。
？根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的上返速度Va的倍，即Va=（）Vs。
反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，钻渣颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为：？Vs=×k1×（ds×(rs-ra)/(k2×r2))的1/2次方？Vs-钻渣颗粒群悬浮速度（m/s)？ds-颗粒群最大颗粒粒径（m）？rs-钻渣颗粒的密度(kg/dm3)？ra-冲洗液的密度（kg/dm3)？k1-岩屑浓度系数；k1=，浓度越大，k1越小；？k2-岩屑颗粒系数，k2=,球形颗粒为1，越不规则，k2的值越大。
钻孔灌注桩桩基正反循环问题及清孔问题
桩基正反循环问题及清孔问题
正循环回转钻孔原理:用泥浆以高压通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，底部的钻头（钻锥）在回转时将土层搅松成钻渣，被泥浆浮悬，随着泥浆上升而溢出流到井外泥浆溜槽，经过沉淀池沉淀净化，泥浆再循环使用。
井孔壁依靠水头和泥浆保护.
反循环回转钻孔原理:泥浆由钻杆外流（注）入井孔，用真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣从钻杆中吸出。
由于钻杆内径较井孔直径小得多，故钻杆内泥水上升速度较正循环快很多，就是清水也可把钻渣带上钻杆顶端，流到泥浆沉淀池，净化后泥浆可循环使用。
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。
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。
这些都是从一篇论文上看到的，感觉反循环不是这样的，他的意思是泥浆从钻杆内排出，实际当中应该是吸浆泵吸出的吧，真搞晕了！！
第一次清孔是清出孔底的沉渣，那孔内的泥浆要全部清除吗不然怎么放钢筋笼，如何清孔的，听说是稍提起钻头反循环清孔，那泥浆不还在里面吗清孔孔内德泥浆要全部清除吗?。
浅谈钻孔灌注桩正反循环钻机成孔异同及适用范围
浅谈钻孔灌注桩正反循环钻机成孔异同及适用范围作者：段盼平来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2014年第07期摘要：近年来，正反循环回旋钻在钻孔灌注桩成孔中被广泛应用，本文结合中铁十二局连盐铁路工程指挥部通榆河特大桥现场正反循环钻机施工，详细介绍正反循环回旋钻机成孔的原理及各自的优缺点、适用范围、成孔钻进、清孔等方面的差别。
关键词：正循环回旋钻反循环回旋钻钻孔灌注桩成孔适用范围异同0 引言钻孔灌注桩基础日益成为软弱地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头及重型仓储等工程经常采用的一种深基础形式，其成孔的方法很多，正、反循环回旋钻成孔法由于施工噪音小，对土层扰动小，振动力小，成孔速度快，因此在钻孔灌注桩施工中得到了广泛的应用，同时受到施工单位的高度重视。
1 钻孔灌注桩采用正反循环钻机成孔的发展历史与背景我国应用钻孔灌注桩始于20世纪60年代，首先在桥梁和港口建设中采用，钻孔灌注桩的成孔技术也在工程实践中不断地得到发展，1968年，江苏、湖南进行了旋转钻φ60-150钻孔灌注桩的试验，辽宁、黑龙江也先后研制了泵吸式逆循环钻机进行φ60-150钻孔灌注桩的试验，这些探索是钻孔灌注桩的初期发展阶段，1983年原铁道部大桥局武汉桥机厂研制的BDM-4型气举反循环钻机投入使用，首先在郑州黄河公路大桥完成直径220cm，孔深70m的摩擦桩施工，使钻孔灌注桩的可施工桩径突破200cm大关，是国产回旋钻机向大口径发展的重要里程碑，1986年广东省九江大桥2*160独塔斜拉桥工程中又使用BDM-4型反循环钻机完成φ200-300嵌岩桩的施工，标志着我国应用循环钻机施工钻孔灌注桩的工艺日趋成熟。
2 正反循环钻机成孔的原理回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，再由其带动带有钻头的钻杆移动，由钻头切削土壤。
根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。
正循环：用高压将泥浆通过钻机的空心钻杆从钻杆底部射出，底部的钻头在回旋时，将土层搅松成钻渣，被泥浆浮悬，随着泥浆上升而溢出流到孔外的泥浆溜槽，经沉淀池净化，泥浆再循环使用，孔壁靠水头和泥浆保护，采用本法由于钻渣得靠泥浆浮悬才能上升携带排出孔外，故对泥浆的质量要求较高。
正、反循环钻机施工作业指导书
正、反循环钻机施工作业指导书1、概念介绍1.1、正循环回转钻孔：泥浆高压通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，底部的钻头（钻锥）在回转时将土层搅松成为钻渣，被泥浆浮悬。
随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆溜槽，经过沉淀池沉淀净化，泥浆在循环使用。
井孔壁依靠水头和泥浆保护，对泥浆的质量要求较高。
1.2、反循环回转钻孔：与正循环相反，泥浆由钻杆外注入井孔，用真空泵或其他方法（如空气吸泥机）将钻渣从钻杆中吸出。
泥浆起辅助护壁作用，相对正循环泥浆质量要求较低，但遇到钻深孔或易坍塌土层时，需要高质量泥浆。
1.3、正、反循环钻孔的适用范围：钻孔方法适用范围泥浆作用土层孔径（cm）孔深（m）正循环回转钻粘性土、粉沙、细砂、中粗砂、含少量砾石、卵石土（含量少于20%）、软岩；80~2530~100 浮悬钻渣并护壁反循环回转钻粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石土（含量少于20%，粒径小于钻杆内径80~30用真空泵小于35，用空气吸泥机可达65，用气举式可达护壁2/3）；120；1.4、正反循环所用的泥浆性能指标：泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成。
使用下表的注意事项：（1）、地下水位高或其流速大时，指标取高值，反之取低值；（2）、地质情况较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限；（3）、在不容易坍塌的粘质土层中，反循环钻进时，可采用清水提高水头（≥2m）维护孔壁。
钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度Pas含砂率%胶体率%失水率ml/30min泥皮厚mm/30min静切力Pa酸碱度PH正循环一般地层易坍地层1.05~1.201.20~1.4516~2219~288~48~4≥96≥96≤25≤15≤2≤21~2.53~58~18~1反循环一般地层易坍地层卵石土1.02~1.061.06~1.101.10~1.16~218~2820~3≤4≤4≤4≥95≥95≥95≤20≤20≤20≤3≤3≤31~2.51~2.51~2.8~18~18~115 5 5 0 相对密度：指泥浆与4℃同体积水的质量之比；作用：数值偏大，护壁能力强，正循环时浮悬钻渣能力强；但太大时（≥1.45）正循环时容易糊钻，泥浆失水量也加大，对清孔和浇注混凝土不利，泥皮厚度也会增厚，对摩擦桩的承载能力不利。
各种类型的钻孔灌注桩施工特点分析
各种类型的钻孔灌注桩施工特点分析根据目前实际中运用情况，常用的钻孔灌注桩的类型有冲击成孔灌注桩、正（反）循环钻成孔灌注桩、潜水钻成孔灌注桩、长螺旋钻孔灌注桩和旋挖成孔灌注桩等。
一、冲击成孔灌注桩冲击成孔灌注桩是利用冲击钻机成孔的，冲击钻机是一种比较传统的钻进机具，依靠冲击锤进行冲砸，掏渣筒掏渣，上下往复冲击将土石劈裂、砸碎，部分被挤入孔壁之内，普通泥浆护壁。
适用于常见的所有填土层、粘土层、密实砂层、圆砾层及角砾复合夹层，但在大漂石、卵石层及微风化地层中进尺缓慢，且冲击锤容易损坏。
而且，在松散且厚度较大的砂层中钻进时容易塌孔，主要原因是冲击钻进时孔内泥浆比重不均匀，上部小下部大，掏渣筒掏渣后孔内水位降低产生水位差造成塌孔。
冲击成孔灌注桩具有地层适应范围广、施工速度快、场地环境要求小、造价较低等特点。
但同时冲击钻劳动强度大，泥浆循环要设立泥浆回流池占地大，产生的泥浆不易外运，施工震动噪音大，环境评价差。
二、回旋钻孔灌注桩回旋钻孔灌注桩是利用回旋钻机成孔的，回转钻机是一种在我国应用时间最长、范围最广、市场保有量最大的成孔机具，该种钻机除在卵、砾石层钻进较为困难外，在其它各种常见地层均有良好的适用性。
回转钻孔灌注桩根据排渣方式的不同分为正循环和反循环两种，反循环又细分为泵吸、气举、孔底泵送（射流）三种。
在素土层、粘土层及砂土层常采用正循环，在卵石层、砂卵石夹层、岩石层及孔底清渣常采用反循环。
根据地层不同，钻头可采用不同形式，特别是在钻进坚硬岩石层时需配置滚刀钻头或牙轮钻头，回转钻机的钻孔直径可达2～5m，深度可达百米。
正（反）循环钻成孔灌注桩具有应用范围广、护壁效果好、成孔质量高，施工无震动、无噪音、机具操作方便、造价较低等特点。
但此种钻孔灌注桩施工速度慢且仅适用于单一粘性土、砂土、卵石土层中，在多种土层地质结构中，遇软硬土层过渡地层，因成孔垂直度仅靠钻杆及钻头自重来保证，遇软硬土层过渡地层时，钻头和钻杆会偏向软弱土层方，导至桩基成孔弯曲，无法保证桩基施工质量。
正循环钻进与反循环钻进的区别
正循环钻进与反循环钻进的区别钻孔灌注桩成孔作业根据出渣方式的不同，可分为正循环钻进成孔和反循环钻进成孔。
正循环钻进即在钻机驱动钻具回转钻进的同时，利用泥浆泵通过钻杆内腔向孔底注入一定压力的泥浆水（孔壁稳定液），泥浆水冲洗孔底并与钻孔产生的泥渣混合后，携带泥渣沿钻杆与孔壁之间的外环空腔上升，从孔口流向泥浆池，形成正循环排渣系统（图75）。
正循环钻进具有以下特点∶（1）多采用泥浆循环，孔壁比较稳定。
（2）循环系统有少量泄漏，循环也不会中断。
（3）当孔深不太深、孔径小于800mm时钻进效果较好;当孔径较大时，泥浆循环上返流速低，排渣能力弱。
（4）操作简单，工艺成熟，技术易掌握。
反循环钻进即将钻孔时孔底混有大量泥渣的泥浆通过钻杆的内腔抽吸到地面排入泥浆沉淀池，新鲜泥浆则由地面直接注入桩孔。
按钻杆内泥浆上升流动的动力来源、工作方式和工作原理的不同，分为泵吸反循环钻进、气举反循环钻进和射流反循环钻进三种。
泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆内泥浆上升而形成反循环，如图 76所示。
泵的吸水口通过吸水软管与水龙头、钻杆相连接，当泵工作时，泵在其进水口处形成负压，井口的液体在大气压的作用下，经钻头处吸口携带钻削下来的泥渣由中空的钻杆内腔而上升，通过水龙头、胶管从泵中排至沉淀池中，经沉淀处理后的流体，以自流的方式自井口流至井底，形成泥浆循环。
泵吸反循环具有以下特点;（1）反循环的泥浆循环上升速度快<2～4m/s），排渣能力强，钻进速度快、效率高。
（2）由于排渣能力强，当钻头切入地层在回转扭矩作用下一经松动，就很快被泥浆携带出来，不必重复破碎，所以钻头寿命明显延长。
（3）由于泥浆下流速度低（一般小于0.3m/s），对孔壁的冲刷作用小3同时也由于有新泥浆不断地向孔内补充，使孔内水头与孔外地下水始终保持差2m 以上的压差，所以孔壁—般不易坍塌。
对多数地层，只要能保持２ｍ以上的水压力，可用清水钻进，而清水钻进时，不用专门制备泥浆，孔壁泥皮薄，孔底沉渣少，成孔质量好。
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正循环钻孔与反循环钻孔区别及适用范围
正循环钻孔是把造浆池制作好的泥浆通过泵压注入孔内，进行置换，排除孔内的浮渣，并且根据地质情况（如软土层）和钻孔深度不断调整泥浆比重，以确保孔压，防止坍孔，“二清”时同时满足规范要求的1：1.15的泥浆比重和孔底沉渣厚度。
所区别的是反循环钻孔一般采用“气举法”清孔，达到同时满足规范要求的1：1.15的泥浆比重和孔底沉渣厚度。
反循环清孔操作不当容易造成坍孔，在软土地区谨慎使用。
正循环是用水泵压送冲洗液由钻杆柱中心进入孔底并经钻头水口返出，经钻杆与孔壁环状间隙上返至孔口，通过地面循环槽流入泥浆池，不需要孔口密封器等附加装置，适用于各种钻进方法。
喷射式反循环，冲洗液由钻杆柱中心下去，从喷反接头处流出，在管内形成负压抽吸力，从而形成孔底局部反循环。
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，孔壁与环状空间的冲洗液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过砂石泵排至地面沉淀池内；沉淀钻渣后，冲洗液流向孔内，形成反循环。
反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲洗、上返流速存在巨大差异，反循环冲洗液携带钻渣后迅速进入过水断面较小的钻杆内腔，可以获得比正循环高出数十倍的上返速度。
根据钻探水力学原理，冲洗液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍，即V a=（1.2-1.3）Vs。
反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态各异的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，钻渣颗粒要占据一定液体断面，在这种特定条件下可以采用长春地质学院在利延哥尔公式基础上进行实验给出的公式计算颗粒悬浮速度Vs计算公式为：
Vs=3.1×k1×（ds×(rs-ra)/(k2×r2))的1/2次方
Vs-钻渣颗粒群悬浮速度（m/s)
ds-颗粒群最大颗粒粒径（m）
rs-钻渣颗粒的密度(kg/dm3)
ra-冲洗液的密度（kg/dm3)
k1-岩屑浓度系数；k1=0.9-1.1，浓度越大，k1越小；
k2-岩屑颗粒系数，k2=1-1.1,球形颗粒为1，越不规则，k2的值越大。
目前，泵吸反循环钻杆内径大多数为150mm，用上述公式计算可知，块状为120mm，rs 为2.1kg/dm3，ra为1.05kg/dm3，悬浮速度为1.02m/s,按照Va=(1.2-1.3)Vs计算，Va达到1.33m/s 就可以把几何尺寸小于钻杆内径的钻渣排除。
目前常用8BS砂石泵额定排量为180m3/h，
满负荷时冲洗液上返流速可以达到 2.83m/s，可以看出该速度远大于钻渣上返所需流速1.33m/s的要求，因此进入钻杆内的钻渣能够被有效的抽吸上来。
而正循环钻进冲洗液携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。
试计算φ89mm钻杆与φ0.8m钻孔的环闭空间，断面积为0.495m2,当采用两台600型水泵并联送水，满排量时冲洗液的上返速度仅达到0.04m/s，根据上述公式可见正循环钻进只有依靠高浓度高密度泥浆来悬浮钻渣。
综上所述，反循环本身所具有的特点，给提高成孔效率、成桩质量和综合经济效益等方面带来一系列的好处。
1、钻进速度与成桩效率有大幅度提高
钻头在工作时的最有利条件是被切割下来的岩土屑，立即能够从孔底带出并送到地面，这样可以减少二次破碎，不会降低效率以及钻头的磨损。
冲洗液携带钻渣的能力正比例于介质的密度和其运动速度的平方，所以影响有效排渣的因素是冲洗液的上返速度。
由于钻孔桩施工的土层多为松散、颗粒差异又较大的土层，因此钻进速度的高低主要取决于排渣的速度。
正、反循环两种钻进速度的差异，随着钻孔直径以及土层颗粒的增大而增大，一般来说对于地层和技术要求相同的情况，反循环施工速度为正循环的2倍左右。
反循环钻进过程就是清孔过程，不但节省了时间同时又可靠地保证孔底沉渣符合要求。
机械钻进速度的提高和清孔时间的缩短促进施工效率的提高、成桩周期缩短，有效地提高了劳动生产率。
2、孔壁稳定、成孔质量好
反循环钻孔桩孔壁的稳定，主要是利用静水压力来平衡地层压力维持孔壁的稳定。