浅谈气举反循环在地连墙施工中的应用

居凯

摘要：近几年气举反循环清孔工艺日渐普及，其清孔效果远好于一般清孔工艺。本文结合地连墙施工，简单介绍气举反循环清孔工艺在地连墙施工中的应用。

关键词：气举反循环地下连续墙清孔

Abstract: In recent years, the gas lift reverse circulation hole cleaning technology has become more and more popular, its hole cleaning effect is much better than the general hole cleaning technology. Combined with the diaphragm wall construction, this paper briefly introduces the gas lift reverse circulation hole cleaning technology application in the diaphragm wall construction.

Key words: gas lift reverse circulation ;continuous underground wall ;hole cleaning

中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1 工程概况

南京地铁城西路站为地铁十号线的终点站，本站为地下二层岛式车站，车站外包尺寸长450m×宽19.6m×高12.9m，总建筑面积22703.8m2，覆土厚度2.5～2.8m，基坑深度16米左右。车站土建工程由主体结构和通道、风道等附属结构两部分组成。车站设3组风亭和8个出入口，北侧出入口1～4号4个预留出入口，南侧设5-8号4个出入口及三组风亭。围护结构采用800mm厚地下连续墙+钢筋混凝土支撑、钢支撑围护体系，明挖顺作法施工。地下连续墙施工采用膨润土造浆护壁，地下墙接头采用焊接H型钢+双雌雄头接头形式。

2 地下连续墙的施工

本工程地下连续墙的成槽设备采用金泰SG60，单斗重为24t，为国内最大成槽设备，根据城西路站地质状况，采用成槽机直接成槽，连续墙施工采用跳槽法，根据槽段长度与成槽机的开口宽度，确定连续墙槽段划分按设计图纸长度控制，保证成槽机切土时两侧邻界条件的均衡性，以确保槽壁垂直，成槽后以超声波检测仪检查成槽质量。墙体混凝土采用双导管法水下浇注成墙，由两辆搅拌车同时灌注，下料量及浇注速度保持一致，成槽泥浆采用膨润土和优质粘土进行泥浆制备,粘土的塑性指数Ip>20,含砂率<4%。具体泥浆性能控制见下表1:

表1 施工过程中泥浆控制指标

注：施工过程中根据监控数据及时调整泥浆指标。如果不能满足槽壁土体稳定，须对泥浆指标进行调整。

在地下连续墙施工时，有个别槽孔混凝土浇注前或浇注过程中因等待来料时间过长，泥浆中原本悬浮的细小砂粒慢慢沉淀下来，当混凝土浇注至槽孔上部（墙顶向下5m以上）时，由于混凝土的冲击力减小，混凝土顶面沉淀物比重加大，上部混凝土的流动性随浇注时间增加而变小等原因，而导致浇注导管埋深过小，混凝土由原来的内部举升式变为覆盖式上升，结果有部分沉淀被包裹在混凝土中或被挤推至槽孔两端，造成质量缺陷，墙体浇注过程中，虽采用潜水泵抽吸沉淀物，但效果不甚理想。

3 气举反循环清孔法的应用

气举反循环清孔是利用压缩空气经输气管道进入空气扩散室，经进气孔与反循环泥浆管内泥浆混合且体积膨胀，在进气孔以上的泥浆管内（简称泥浆混合室）产生比重较小的气、浆混合流，而泥浆管外的泥浆由于没有掺入空气因此比重较大，这样混合室内外泥浆由于比重不同而产生压力差，在此压力差及气体膨胀产生的抬升作用下稠泥浆和沉渣将进行循环，从而达到清渣和换浆作用。反循环驱动压力随混合室的沉没深度增加而增加，沉没深度不大时，排出沉渣效率不高，沉没深度小于10m时工作不正常，此时气举反循环应与其他循环方式组合使用。当采用高压气体压缩机时可使沉没深度增加，从而使驱动压力增大，因此可以用于较深孔的清渣。

待地下连续墙成槽结束，端头洗刷和成槽机清孔完成后，开始下设反循环排浆管及输气管，其连接应确保不漏气，排浆管下端距孔底（沉渣顶面）20-30cm，随后开启空压机供气，并向孔内补充优质泥浆，孔内吸取出的泥浆排放至沉淀池以备回收利用。清孔过程中，可缓慢来回移动排浆管，直至排出泥浆的各项性能指标满足要求后停止清孔，整个清孔时间约为20-30min。

4 气举反循环清孔注意事项

4.1 进气孔应斜向上方开孔，以对气流起导向作用，不应垂直或斜向下方开孔。

4.2 气举反循环排浆量与压缩空气输出量有关，有资料表明，当压缩空气量在某一定值之内时，其排量随着空气量增加而增加，超过这个值之后，继续增加空气量，其排量反而会下降。

4.3 进气孔应均匀布置，进气孔累计横断面面积应与输气管断面面积大致相等。

4.4 注意控制好进气孔与反循环泥浆管下端的距离，一般为60-80cm；距离过小，气体容易外泄，距离过大，则降低了沉没深度，均将降低驱动力。

4.5 反循环泥浆管与输气管的连接应密封，不得漏气。

4.6 应根据地层土质情况及清渣深度选用适当的输气压及排气量的空压机。

4.7 气举反循环清孔过程中应注意槽孔内泥浆的补给，防止孔壁坍塌。

4.8 尽量减小排浆扬程，降低出浆位能减少做功。

5 气举反循环清孔效果

5.1 使用气举反循环清孔后，混凝土浇筑过程中，导管埋深较之前易于控制，

5.2 特别是混凝土至槽孔上部时，仍有较大埋深，且下料顺畅。使用气举反循环清孔后，混凝土浇至孔口时，顶面淤积的浮浆层厚度、密实度及比重较使用前均大大减小，混凝土顶面上升均匀，高差小。

5.3 车站基坑开挖后，在裸露的墙体中未发现墙体内及墙体间有夹泥、夹砂及贯通现象，接缝处无渗漏，质量良好；墙身混凝土也未发现有掺杂、夹层和包裹泥渣现象；墙身表面坚硬，无露筋现象，外观质量良好。

6 结语

气举反循环清孔法能有效的清除孔底淤积物及置换孔内稠泥浆，从而有效的预防因淤积物给墙体混凝土质量带来的不利影响，提高混凝土与钢筋的握裹力。该方法在资金、设备上投入小，基本不需增加额外劳动力，且容易掌握、便于操作，排渣结构简单，故障率低，效果明显，具有很高的使用价值。

参考文献：

1、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）

2、高庆新、周仁槟大口径钻孔灌注桩桩底注浆技术【J】施工技术，2000，29（9）：13-14

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。