한국어
中文Резюме
С оглед на проблемите, съществуващи в конвенционалната технология за смесване на цимент и почва, като неравномерно разпределение на якостта на тялото на пилота, голямо смущение на конструкцията и голямо влияние върху качеството на пилота от човешки фактори, нова технология на DMP цифрово микро-смущение четири- беше разработена ос смесителна купчина. При тази технология четири свредла могат да пръскат суспензия и газ едновременно и да работят с множество слоеве режещи остриета с променлив ъгъл, за да режат почвата по време на процеса на формиране на купчина. Допълнен от процеса на пръскане нагоре-надолу, той решава проблема с неравномерното разпределение на якостта на тялото на пилота и може ефективно да намали консумацията на цимент. С помощта на празнината, образувана между сондажната тръба със специална форма и почвата, суспензията се изхвърля автономно, с което се постига леко нарушаване на почвата около пилота по време на строителния процес. Цифровата система за управление реализира автоматизираната конструкция на формирането на пилоти и може да наблюдава, записва и предоставя ранно предупреждение за процеса на формиране на пилоти в реално време.
Въведение
Пилотите за смесване на цимент и почва се използват широко в областта на инженерното строителство: като укрепване на почвата и водоустойчиви завеси в проекти за фундаментни ями; укрепване на дупки в щитови тунели и кладенци за прокарване на тръби; обработка на основата на слаби почвени слоеве; против просмукване в стени на проекти за опазване на водата, както и бариери в сметища и др. Понастоящем, тъй като мащабът на проектите става все по-голям и по-голям, изискванията за ефективността на конструкцията и опазването на околната среда на пилотите за смесване на цимент и почва стават все по-високи. В допълнение, за да се отговори на все по-сложните изисквания за опазване на околната среда около изграждането на проекта, качеството на конструкцията на пилотите за смесване на цимент и почва трябва да се контролира. И намаляването на въздействието на строителството върху околната среда се превърна в спешна необходимост.
Конструкцията на смесителни пилоти използва главно свредло за смесване за смесване на цимент и почва на място, за да се образува купчина с определена здравина и ефективност срещу просмукване. Често използваните пилоти за смесване на цимент и почва включват пилоти за смесване на цимент и почва с една ос, двуоси, три оси и пет оси. Тези видове смесителни пилоти също имат различни процеси на пръскане и смесване.
Едноосната смесителна купчина има само една сондажна тръба, дъното се пръска и смесването се извършва чрез малък брой лопатки. Това е ограничено от броя на сондажните тръби и смесителните ножове, а ефективността на работа е относително ниска;
Двуосната смесителна купчина се състои от 2 сондажни тръби, с отделна тръба за тор в средата за фугиране. Двете сондажни тръби нямат функция за фугиране, тъй като свредлата от двете страни трябва да се разбъркват многократно, за да може суспензията да се пръска от средната тръба за тор в равнинния диапазон. Разпределението е равномерно, така че процесът "две пръскания и три разбърквания" е необходим по време на изграждането на двойния вал, което ограничава ефективността на конструкцията на двойния вал, а равномерността на формирането на купчина също е относително лоша. Максималната строителна дълбочина е около 18 метра [1];
Триосната смесителна купчина съдържа три сондажни тръби, с фугираща смес, напръскана от двете страни, и сгъстен въздух, впръскан в средата. Това разположение ще доведе до по-малка сила на средната купчина от тази на двете страни и тялото на купчината ще има слаби връзки в равнината; в допълнение, триосната смесителна купчина Използваният воден цимент е сравнително голям, което намалява здравината на тялото на пилота до известна степен;
Смесителната купчина с пет оси се основава на двуосна и триосна, добавяйки броя на смесителните сондажни пръти за подобряване на ефективността на работа и подобряване на качеството на тялото на купчината чрез увеличаване на броя на смесителните ножове [2-3] . Процесът на пръскане и смесване е различен от първите два. Няма разлика.
Нарушаването на околната почва по време на изграждането на пилоти за смесване на циментова почва се причинява главно от изстискването и напукването на почвата, причинено от разбъркването на смесителните лопатки, както и от проникването и разцепването на циментовата суспензия [4-5]. Поради голямото смущение, причинено от изграждането на конвенционални смесителни пилоти, когато се строи в чувствителни среди, като съседни общински съоръжения и защитени сгради, обикновено е необходимо да се използва по-скъпо цялостно струйно фугиране с високо налягане (метод MJS) или единична -ос смесителни пилоти (IMS метод) и други микроструктури. Смущаващи строителни методи.
В допълнение, по време на изграждането на конвенционални пилоти за смесване, ключови строителни параметри като скоростта на потъване и повдигане на сондажната тръба и количеството торкрет бетон са тясно свързани с опита на операторите. Това също затруднява проследяването на процеса на изграждане на смесителните пилоти и води до разлики в качеството на пилотите.
За да се решат проблемите на конвенционалните пилоти за смесване на цимент и почва, като неравномерно разпределение на якостта на пилотите, големи строителни смущения и много фактори на човешка намеса, инженерната общност в Шанхай разработи нова технология за смесване на пилоти с четири оси с цифрови микросмущения. Тази статия ще представи подробно характеристиките и ефектите от инженерното приложение на технологията за смесване на пилоти с четири оси в технологията за смесване на пръскан бетон, контрол на строителните смущения и автоматизирано строителство.
1、DMP цифрово микро-смущение четириосно смесително пилотно оборудване
Оборудването за задвижване на пилоти с цифрово микросмущение с четири оси DMP-I се състои главно от система за смесване, система за пилотна рамка, система за подаване на газ, автоматична система за пулпиране и подаване на пулп и цифрова система за управление за реализиране на автоматизирана конструкция на пилоти .
2、Процес на смесване и пръскане
Четирите сондажни тръби са оборудвани с тръби за торкрет бетон и струйни тръби вътре. Както е показано на фигура 2, сондажната глава може да пръска суспензия и сгъстен въздух едновременно по време на процеса на формиране на купчина, избягвайки проблемите, причинени от пръскането на някои сондажни тръби и пръскането на някои сондажни тръби. Проблемът с неравномерното разпределение на силата на купчината върху равнината; тъй като всяка сондажна тръба има намесата на сгъстен въздух, съпротивлението при смесване може да бъде напълно намалено, което е полезно за строителство в по-твърди почвени слоеве и песъчлива почва и може да направи смес от цимент и почва. Освен това сгъстеният въздух може да ускори процеса на карбонизация на цимента и почвата и да подобри ранната здравина на цимента и почвата в купчината за смесване.
Смесителните свредла на DMP-I цифровия микропертурбационен четириосен смесителен пилот са оборудвани със 7 слоя смесителни ножове с променлив ъгъл. Броят на едноточковото смесване на почвата може да достигне 50 пъти, далеч надвишавайки 20 пъти, препоръчани от спецификацията; свредлото за смесване Той е оборудван с диференциални остриета, които не се въртят със сондажната тръба по време на процеса на образуване на купчина, което може ефективно да предотврати образуването на глинени кални топки. Това може не само да увеличи броя на времената за смесване на почвата, но също така да предотврати образуването на големи буци почва по време на процеса на смесване, като по този начин гарантира еднородността на суспензията в почвата.
DMP-I цифрова микропертурбационна четириосна смесителна купчина използва технология за преобразуване на торкрет бетон нагоре-надолу, както е показано на Фигура 3. Има два слоя портове за торкрет върху смесителната пробивна глава. Когато потъне, долният порт за торкрет бетон се отваря. Пръсканата суспензия се смесва напълно с почвата под действието на горния смесителен нож. Когато се повдигне, долният отвор за торкрет бетон се затваря и в същото време се отваря горният отвор на торкрет, така че суспензията, изхвърлена от горния отвор на торкрет, да може да се смеси напълно с почвата под действието на долните остриета. По този начин суспензията и почвата могат да бъдат напълно разбъркани по време на целия процес на потъване и разбъркване, което допълнително подобрява еднородността на цимента и почвата в диапазона на дълбочина на тялото на пилота и ефективно решава проблема с двойната ос и трите -ос смесителна технология на купчина в процеса на повдигане на сондажни тръби. Проблемът е, че суспензията, пръскана от долния инжекционен отвор, не може да бъде напълно разбъркана от бъркалките.
3、Контрол на конструкцията на микросмущенията
Напречното сечение на сондажната тръба на цифровия микропертурбационен четириосен смесителен пилот DMP-I има овална форма със специална форма. Когато сондажната тръба се върти, потъва или повдига, около сондажната тръба ще се образува изпускателен и изпускателен канал за суспензия. При разбъркване, когато вътрешното налягане на почвата надвиши напрежението на място, суспензията ще бъде естествено изхвърлена по протежение на канала за изпускане на суспензията около сондажната тръба, като по този начин се избягва притискането на почвата, причинено от натрупването на налягане на суспензионния газ близо до свредло за смесване.
Цифровият четириосен смесителен пилот DMP-I с микропертурбация е оборудван със система за наблюдение на подземното налягане върху свредлото, която следи промените в подземното налягане в реално време по време на целия процес на формиране на пилота и гарантира, че подземното налягане е контролирани в рамките на разумен диапазон чрез регулиране на налягането на суспензията. В същото време конфигурираните диференциални лопатки могат ефективно да предотвратят полепването на глина по сондажната тръба и образуването на кални топки, а също така ефективно да намалят съпротивлението при смесване и нарушаването на почвата.
4、Интелигентен контрол на конструкцията
Оборудването за забиване на пилоти с цифрово микросмущение с четири оси DMP-I е оборудвано с цифрова система за управление, която може да реализира автоматизирано изграждане на пилоти, да записва параметрите на строителния процес в реално време и да наблюдава и осигурява ранно предупреждение по време на процеса на формиране на пилоти.
Цифровата система за управление може автоматично да завърши изграждането на смесителни пилоти въз основа на конструктивните параметри, определени от пробните пилоти. Той може автоматично да контролира потъването и повдигането на смесителната система, да съгласува потока на суспензията и скоростта на образуване на купчина в секции според разпределението на вертикалния почвен слой, да регулира налягането на струята според зададената стойност на земното налягане и да контролира строителните процеси като преобразуване нагоре и надолу при фугиране със спрей. Това значително намалява влиянието на човешкия фактор върху качеството на конструкцията на смесителната купчина по време на строителния процес и подобрява надеждността и постоянството на качеството на смесителната купчина.
С помощта на прецизни сензори, инсталирани на оборудването, дигиталната система за управление може да наблюдава ключови строителни параметри като скорост на смесване, обем на пръскане, налягане и поток на суспензията и подземно налягане и може да осигури ранно предупреждение за необичайни строителни условия, повишавайки безопасността на процеса на изграждане на смесителна купчина. Прозрачност и навременност на разрешаването на проблема. В същото време цифровата система за управление може да записва параметрите на целия строителен процес и да качва записаните строителни параметри в облачната платформа в реално време чрез мрежовия модул за лесен преглед и проверка, гарантирайки автентичността и безопасността на генерираните данни по време на строителния процес.
5、Технология и параметри на строителството
Процесът на изграждане на купчини с четири оси на цифрово микросмущение на DMP включва главно подготовка на конструкцията, пробна конструкция на пилоти и формална конструкция на пилоти. Според строителните параметри, получени от пробната конструкция на пилота, дигиталната система за контрол на строителството реализира автоматизираното изграждане на пилота. В комбинация с действителния инженерен опит могат да бъдат избрани конструктивните параметри, показани в таблица 1. За разлика от конвенционалните смесителни пилоти, съотношението вода-цимент, използвано за четириосната смесителна купчина, е различно при потъване и повдигане. Съотношението вода-цимент, използвано за потъване, е 1,0~1,5, докато съотношението вода-цимент за повдигане е 0,8~1,0. При потъване и разбъркване циментовата суспензия има по-голямо съотношение вода-цимент и суспензията има по-достатъчен омекотяващ ефект върху почвата, което може ефективно да намали съпротивлението при разбъркване; при повдигане, тъй като почвата в тялото на пилота е била смесена, по-малко съотношение вода-цимент може ефективно да увеличи здравината на тялото на пилота.
Използвайки гореспоменатия процес на смесване на торкрет бетон, четириосната смесителна купчина може да постигне същия ефект като конвенционалния процес със съдържание на цимент от 13% до 18%, отговаряйки на инженерните изисквания за якост и непропускливост на смесителните пилоти цимент-почва , и в същото време внасяйки промени, дължащи се на цимента. Предимството на намаляването на дозировката е, че заместващата почва по време на строителния процес също намалява съответно. Инклинометърът, монтиран на сондажната тръба, решава проблема с трудния контрол на вертикалността при изграждането на конвенционални пилоти за смесване на цимент и почва. Измерената вертикалност на четириосното тяло на смесителната купчина може да достигне 1/300.
6、Инженерни приложения
С цел по-нататъшно изследване на здравината на пилотното тяло на DMP цифровата микропертурбационна четириосна смесителна купчина и въздействието на процеса на формиране на пилота върху околната почва, бяха проведени полеви експерименти при различни стратиграфски условия. Якостта на пробите от ядрото на цимента и почвата, измерена на 21-ия и 28-ия ден от събраните проби от сърцевината на смесителните пилоти, достигна 0,8 MPa, което отговаря на изискванията за якост на цимента и почвата в конвенционалното подземно инженерство.
В сравнение с традиционните пилоти за смесване на цимент и почва, често използваното цялостно струйно фугиране под високо налягане (метод MJS) и пилоти за смесване с микросмущения (метод IMS) могат значително да намалят хоризонталното изместване на околната почва и слягането на повърхността, причинено от конструкцията на пилоти . . В инженерната практика горните два метода са признати за строителни техники с микросмущения и често се използват в инженерни проекти с високи изисквания за опазване на околната среда.
Таблица 2 сравнява данните от мониторинга на заобикалящата почва и повърхностна деформация, причинена от DMP цифровата микропертурбационна четириосна смесителна купчина, метода на изграждане MJS и метода на изграждане на IMS по време на строителния процес. По време на строителния процес на микро-пертурбационната четириосна смесителна купчина, на разстояние 2 метра от тялото на пилота, хоризонталното изместване и вертикалното повдигане на почвата може да се контролира до около 5 mm, което е еквивалентно на метода на изграждане на MJS и метода на изграждане на IMS и може да постигне минимално нарушаване на почвата около пилота по време на процеса на изграждане на пилота.
Понастоящем четириосните смесителни пилоти с цифрови микросмущения на DMP са успешно използвани в различни видове проекти, като укрепване на основите и инженерство на фундаментни ями в Дзянсу, Жедзян, Шанхай и други места. Комбинирайки научноизследователската и развойна дейност и инженерното приложение на технологията за смесване на пилоти с четири оси, беше съставен „Технически стандарт за микросмущения с четири оси за смесване на пилоти“ (T/SSCE 0002-2022) (Стандарт на групата на Shanghai Civil Engineering Society), който включва оборудване, проектиране, конструкция и тестване и т.н. Бяха представени специфични изисквания за стандартизиране на приложението на DMP цифрова микропертурбационна четириосна смесителна технология.
Време на публикуване: 22 септември 2023 г