气举反循环在地下连续墙施工中的应用

气举反循环在地下连续墙施工中的应用
摘要：该文根据工程实例，说明了气举反循环清槽在地下连续墙施工中的应用方法及使用效果，为提高地下连续墙施工质量提供了一种有效途径。

关键词：气举反循环地下连续墙清槽
结合工程实例，谈一谈气举反循环清理槽底沉渣及换浆在地下连续墙施工中应用的实践体会，供工程施工同仁参考。

1 工程概况及成槽方法
某基坑工程位于湖北省当阳市坝陵经济开发区，开挖面积约5060m2，支护周长约530m，基坑深2.10～11.76m，其中挖深11.76m 部分基坑形状近似呈“凸”形，采取地下连续墙支护（周长186.8m，最长边长48.9m，最短部分边长14.5m）。

基坑重要性等级为一级。

基坑深部地连墙支护施工方案：该部位地表原为生产车间，地下障碍物多，主要为生产设备的钢筋混凝土基础。

综合考虑降低施工成本及保证施工质量等因素，拟定先挖除地表土，按设计边坡线及坡率开挖到-4.00m标高，以确保地连墙施工时，砂卵石层上部留有2m左右的粉质粘土层，以保证地连墙槽壁的稳定。

地连墙成槽深度为14m，墙厚80cm,混凝土浇筑高度为12m。

地连墙入岩最少4m，最深达6.5m；共划分为37个墙段，最长墙段长7.38m，最短墙段长4.6m；单墙段
最大体积为82.67m3，最小体积为51.52m3。

布置开挖槽段数量为61个，其中包括8个拐角异型槽段。

地下连续墙支护工程所穿过的土层自上而下分为：(1)粉质粘土层，层厚2m左右；(2)砂卵石层，层厚3.5m～6m；(3)粉砂岩，风化后具有较高的粘性，进入该层4m～6.5m。

成槽工艺采取液压抓斗与冲击钻孔结合成槽，液压抓斗开槽，冲击钻用圆钻头在基岩钻孔。

根据试验，冲击钻孔的孔径为800mm,钻孔间距宜按1.3m布置。

冲击钻机圆形钻头入岩钻孔一个槽段完成后，两孔之间存在“）（”双弧形小墙，需再用方型钻头冲击破碎双弧形小墙，最后用液压抓斗抓取槽底的砂岩残渣。

使用该方法成槽后，槽底残渣较多，泥浆稠度大，含砂量也较高。

2 施工技术要求
根据该工程地层情况，必须采用二次清槽。

二次清槽后浇注混凝土之前，槽底内沉渣厚度≤5cm，泥浆比重≤1.20[1]。

3 清槽施工方案探索
按照拟定成槽方案成槽后，槽底泥浆比重一般达1.4以上，而且含砂量极大、槽底沉渣很厚。

现场制定了3个清槽方案并分别组织实施。

方案1：采用捞渣筒捞渣结合正循环泥浆清槽。

该方案特点是不需准备专门清槽设备，利用成槽施工中泥浆泵就可施工。

该方案实施效果：一个中等大小的槽段，仅清槽时间就达2d，严重影响施工工
期，清槽质量也不高，废泥浆排放量大，施工成本高。

方案2：采用捞渣筒捞渣结合反循环砂石泵清槽。

该方案特点是施工设备较简单，技术较成熟。

该方案实施结果是：捞渣筒效果不好，施工进度慢，场地污染较严重；捞渣时占用吊车时间长，同时吊车也占用有限的施工场地。

反循环砂石泵清槽时堵泵较频繁，对设备损坏较大，清槽时间较长，施工成本高，清槽质量也不是很好。

方案3：气举反循环清槽。

该方案特点是：气、液管路连接较复杂，设备用电功率较大，施工技术成熟。

实施结果：清槽速度快，效果好，清槽时基本不堵管，清槽后槽底很干净。

一个中等大小的槽段清槽时间一般为2h左右，废泥浆排放量小，施工成本最低。

4 气举反循环清槽操作程序及施工效果
气举反循环清槽施工工艺：液压抓斗抓渣→空压机准备、供气管准备、清槽优质泥浆准备、储废泥浆池及排浆设备准备、导管和气管安装→启动空压机、供气清槽→排污车排废泥浆。

设备要求：空压机供气量宜为10m3/min以上，出浆管宜为4吋左右的软管。

施工辅助设备有：小型挖掘机，足够数量的排污罐车。

清孔系统设置见示意图,如图1所示。

清槽导管、供气管及排浆管的设置：（1）将导管帽顶端中间切割一个105mm的孔，焊接一段4吋管径的钢弯管，以便排浆软管连接。

（2）在导管外焊接二个小螺母，以便固定25mm的供气钢管，供气
钢管从导管底伸入导管内的长度不小于1m。

该段管尤其要固定牢固，防止脱落。

但也要安拆方便。

供气管上端与空压机供气管相连。

清槽操作要点：（1）供气管、导管帽、排浆管等各部位连接好后，开始送风。

风量由小到大逐渐增强。

风压视情况达到0.6～0.8MPa为宜。

空气与槽内泥浆混合，混合后泥浆密度变小，导管内泥浆携带孔底沉渣沿导管出浆口排出。

（2）清槽时，导管宜用吊车悬挂。

当槽段的一个部位清好后，可以很方便地将导管移动到该槽段另一部位清槽，提高清槽效率。

（3）导管外泥浆液面开始下降，应用3PN型泥浆泵及时向槽内补浆，以保证槽内泥浆水头压力，防止槽壁垮塌。

（4）当槽内沉渣厚度和返出泥浆性能（比重、粘度、含砂率等）达到规范要求可终止清槽。

（5）如果一次清槽（开挖成槽后清理沉渣）至二次清槽(灌注混凝土前)间隔时间过长，槽底沉渣较厚时，可先用3PN型泵正循环上下串动导管清槽，将孔底沉渣冲起，然后再用空压机反循环清槽，从而达到彻底清槽的目的。

清槽效果：根据现场清槽的情况看，发现排浆口喷出的泥浆极稠，有时还含有粒径达8～9cm的泥块、卵石。

喷出物基本上可用挖掘机装车，直接运走。

如采用反循环砂石泵、捞渣筒清槽，这些物质较难清出。

从清槽质量上看，气举反循环清槽干净、彻底，沉渣极少。

从清槽速度上看，气举反循环清槽是其他清槽方式的4倍以上，而且排出的泥浆稠度大，外运泥浆量少，有利于节约施工成本，提高施工效率，减少污染环境。

5 操作注意事项
(1)导管、风管连接一定要紧密，防止漏浆、漏气。

(2)清槽过程中，安排专人调控空压机输出风压和风量。

风压大小要视清槽深度而定，一般情况下,清槽越深送风风压就越大。

开始送风时，应控制送风压力在0.6MPa左右，视导管排浆效果逐渐加大送风量。

清槽导管每移一次位置，应观察导管上窜情况，确定使用适当的风压。

(3)清槽前，配制性能合格的泥浆，且泥浆储备量不少于槽段体积的2倍。

(4)清槽中，注意观查槽内泥浆面，若泥浆面低于孔口1.0m以上，要暂停供气，迅速向槽内补充泥浆。

6 实践体会
(1)与正循环清槽、泵吸反循清槽相比，气举反循环清槽时间大大缩短，而且清槽干净、彻底。

(2)与泵吸反循环清槽相比，气举反循环清槽操作较简单，设备故障少。

参考文献
[1] JGJ94—2008建筑桩基技术规范[S].。