한국어
中文Resum
Tenint en compte els problemes existents en la tecnologia de pila de barreja de sòl i ciment convencional, com ara la distribució desigual de la força del cos de la pila, la gran pertorbació de la construcció i el gran impacte en la qualitat de la pila per part dels factors humans, una nova tecnologia de microperturbació digital DMP quatre- es va desenvolupar la pila de mescla d'eix. En aquesta tecnologia, quatre broques poden ruixar purins i gas al mateix temps i treballar amb múltiples capes de fulles de tall d'angle variable per tallar el sòl durant el procés de formació de piles. Complementat amb el procés de polvorització de conversió cap amunt, resol el problema de la distribució desigual de la força del cos de la pila i pot reduir eficaçment el consum de ciment. Amb l'ajuda de la bretxa formada entre la canonada de perforació amb forma especial i el sòl, el purín es descarrega de manera autònoma, la qual cosa aconsegueix una lleugera pertorbació del sòl al voltant de la pila durant el procés de construcció. El sistema de control digital realitza la construcció automatitzada de la formació de piles i pot controlar, registrar i proporcionar una alerta primerenca per al procés de formació de piles en temps real.
Introducció
Les piles de barreja de ciment-sòl s'utilitzen àmpliament en el camp de la construcció d'enginyeria: com ara el reforç del sòl i les cortines impermeables en projectes de fosa de fonamentació; reforç de forats en túnels de blindatge i pous de tubs; tractament de fonamentació de les capes febles del sòl; anti-infiltració en parets de projectes de conservació d'aigua, així com barreres en abocadors i molt més. En l'actualitat, a mesura que l'escala dels projectes es fa més gran i més gran, els requisits per a l'eficiència de la construcció i la protecció del medi ambient de les piles de barreja de ciment-sòl s'han incrementat. A més, per tal de satisfer els requisits de protecció ambiental cada cop més complexos al voltant de la construcció del projecte, s'ha de controlar la qualitat de la construcció de les piles de barreja de ciment-sòl. I reduir l'impacte de la construcció en l'entorn s'ha convertit en una necessitat urgent.
La construcció de piles de barreja utilitza principalment una broca de mescla per barrejar ciment i terra in situ per formar una pila amb una certa resistència i rendiment anti-filtració. Les piles de barreja de ciment i sòl d'ús habitual inclouen piles de ciment i sòls d'un sol eix, de doble eix, de tres eixos i cinc eixos. Aquest tipus de piles de mescla també tenen diferents processos de polvorització i mescla.
La pila de mescla d'un sol eix només té una canonada de perforació, la part inferior es ruixa i la barreja es realitza mitjançant un petit nombre de fulles. Això està limitat pel nombre de tubs de perforació i fulles de mescla, i l'eficiència del treball és relativament baixa;
La pila de mescla biaxial consta de 2 tubs de perforació, amb una canonada de purins separada al mig per a la rejuntada. Les dues canonades de perforació no tenen la funció de rejuntat perquè les broques d'ambdós costats s'han d'agitar repetidament per fer que el purí ruixat des de la canonada de purín mitjana dins del rang pla. La distribució és uniforme, de manera que es requereix el procés de "dos ruixats i tres agitacions" durant la construcció de l'eix doble, cosa que restringeix l'eficiència de construcció de l'eix doble, i la uniformitat de la formació de la pila també és relativament pobre. La profunditat màxima de construcció és d'uns 18 metres [1];
La pila de mescla de tres eixos conté tres tubs de perforació, amb lletada ruixada per ambdós costats i aire comprimit ruixat al mig. Aquesta disposició farà que la força de la pila del mig sigui més petita que la dels dos costats, i el cos de la pila tindrà enllaços febles al pla; a més, la pila de mescla de tres eixos El ciment d'aigua utilitzat és relativament gran, cosa que redueix la força del cos de la pila fins a cert punt;
La pila de mescla de cinc eixos es basa en els dos eixos i els tres eixos, afegint el nombre de barres de trepant per millorar l'eficiència del treball i millorant la qualitat del cos de la pila augmentant el nombre de fulles de mescla [2-3] . El procés de polvorització i barreja és diferent dels dos primers. No hi ha cap diferència.
La pertorbació del sòl circumdant durant la construcció de piles de barreja de ciment-sòl és causada principalment per la compressió i l'esquerda del sòl causada per l'agitació de les pales de mescla i la penetració i divisió del purí de ciment [4-5]. A causa de la gran pertorbació causada per la construcció de piles de mescla convencionals, quan es construeixen en entorns sensibles, com ara instal·lacions municipals adjacents i edificis protegits, generalment és necessari utilitzar un jet grouting d'alta pressió integral més car (mètode MJS) o únic. -piles de mescla d'eixos (mètode IMS) i altres microestructures. Mètodes de construcció inquietants.
A més, durant la construcció de piles de mescla convencionals, els paràmetres clau de construcció, com ara la velocitat d'enfonsament i elevació de la canonada de perforació i la quantitat de formigó projectat, estan estretament relacionats amb l'experiència dels operadors. Això també dificulta el seguiment del procés de construcció de les piles de mescla i provoca diferències en la qualitat de les piles.
Per resoldre els problemes de les piles de barreja de sòl i ciment convencionals, com ara la distribució desigual de la força de la pila, les grans pertorbacions de la construcció i molts factors d'interferència humana, la comunitat d'enginyers de Xangai ha desenvolupat una nova tecnologia de barreja de quatre eixos de microperturbació digital. Aquest article introduirà en detall les característiques i els efectes de l'aplicació d'enginyeria de la tecnologia de pila de mescla de quatre eixos en la tecnologia de mescla de formigó projectat, el control de pertorbacions de la construcció i la construcció automatitzada.
1 、 Equip de pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP
L'equip de controlador de pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP-I consisteix principalment en un sistema de mescla, un sistema de marc de pila, un sistema de subministrament de gas, un sistema de subministrament automàtic de pasta i polpa i un sistema de control digital per realitzar una construcció automatitzada de pila. .
2, procés de barreja i polvorització
Els quatre tubs de perforació estan equipats amb tubs de formigó projectat i tubs de raig a l'interior. Com es mostra a la figura 2, el capçal de perforació pot ruixar purins i aire comprimit alhora durant el procés de formació de piles, evitant els problemes causats per la polvorització d'alguns tubs de perforació i la polvorització d'alguns tubs de perforació. El problema de la distribució desigual de la força de la pila al pla; com que cada tub de perforació té la intervenció d'aire comprimit, la resistència a la barreja es pot reduir completament, la qual cosa és útil per a la construcció en capes de sòls més durs i sòls sorrencs, i pot fer barreja de ciment i sòl. A més, l'aire comprimit pot accelerar el procés de carbonatació del ciment i el sòl i millorar la resistència primerenca del ciment i del sòl a la pila de mescla.
Les broques de mescla del controlador de pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP-I estan equipades amb 7 capes de fulles de mescla d'angle variable. El nombre de mescla de sòl en un sol punt pot arribar a 50 vegades, superant amb escreix les 20 vegades recomanades per l'especificació; la broca de mescla Està equipada amb fulles diferencials que no giren amb el tub de perforació durant el procés de formació de piles, cosa que pot prevenir eficaçment la formació de boles de fang d'argila. Això no només pot augmentar el nombre de temps de mescla del sòl, sinó que també pot evitar la formació de grans terrossos de sòl durant el procés de barreja, garantint així la uniformitat del purí al sòl.
La pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP-I adopta la tecnologia de formigó projectat de conversió cap amunt, tal com es mostra a la figura 3. Hi ha dues capes de ports de formigó projectat al capçal de trepant de mescla. Quan s'enfonsa, s'obre el port inferior de formigó projectat. El purí ruixat es barreja completament amb el sòl sota l'acció de la fulla de mescla superior. Quan s'aixeca, es tanca el port de formigó llançat inferior i, al mateix temps, obriu el port de gunite superior de manera que el purí expulsat del port de gunite superior es pugui barrejar completament amb el sòl sota l'acció de les fulles inferiors. D'aquesta manera, el purín i el sòl es poden agitar completament durant tot el procés d'enfonsament i agitació, cosa que millora encara més la uniformitat del ciment i el sòl dins del rang de profunditat del cos de la pila, i resol eficaçment el problema del doble eix i tres. -Tecnologia de pila de mescla d'eix en el procés d'elevació de tubs de perforació. El problema és que el purí ruixat des del port d'injecció inferior no es pot agitar completament per les pales d'agitació.
3, control de construcció de micropertorbacions
La secció transversal del tub de perforació del controlador de pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP-I té una forma ovalada de forma especial. Quan el tub de perforació gira, s'enfonsa o s'aixeca, es formarà una descàrrega de purins i un canal d'escapament al voltant del tub de perforació. Quan s'agita, quan la pressió interna del sòl superi l'estrès in situ, el purín es descarregarà de manera natural al llarg del canal de descàrrega de purins al voltant de la canonada de perforació, evitant així la compressió del sòl causada per l'acumulació de pressió de gas de purins a prop del broca de mescla.
El controlador de pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP-I està equipat amb un sistema de control de la pressió subterrània a la broca, que supervisa els canvis de pressió subterrània en temps real durant tot el procés de formació de la pila i garanteix que la pressió subterrània sigui controlat dins d'un rang raonable ajustant la pressió del gas de purins. Al mateix temps, les pales diferencials configurades poden evitar eficaçment que l'argila s'adhereixi al tub de perforació i la formació de boles de fang, i també reduir eficaçment la resistència a la barreja i les pertorbacions del sòl.
4, control de construcció intel·ligent
L'equip de controlador de pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP-I està equipat amb un sistema de control digital, que pot realitzar una construcció automatitzada de pila, registrar els paràmetres del procés de construcció en temps real i supervisar i proporcionar una alerta ràpida durant el procés de formació de pila.
El sistema de control digital pot completar automàticament la construcció de piles de barreja en funció dels paràmetres de construcció determinats per les piles de prova. Pot controlar automàticament l'enfonsament i l'aixecament del sistema de mescla, la concordança del flux de purins i la velocitat de formació de piles en seccions segons la distribució de la capa vertical del sòl, ajustar la pressió del raig segons el valor establert de la pressió del sòl i controlar els processos de construcció. com ara la conversió cap amunt i cap avall del rejuntat en aerosol. Això redueix molt l'impacte dels factors humans en la qualitat de construcció de la pila de barreja durant el procés de construcció i millora la fiabilitat i la consistència de la qualitat de la pila de barreja.
Amb l'ajuda de sensors de precisió instal·lats a l'equip, el sistema de control digital pot controlar paràmetres clau de construcció, com ara la velocitat de barreja, el volum de polvorització, la pressió i el flux de purins i la pressió subterrània, i pot proporcionar una alerta ràpida per a condicions de construcció anormals, augmentant la seguretat. del procés de construcció de pila de mescla. Transparència i puntualitat en la resolució de problemes. Al mateix temps, el sistema de control digital pot registrar els paràmetres de tot el procés de construcció i carregar els paràmetres de construcció gravats a la plataforma de núvol en temps real mitjançant el mòdul de xarxa per a una fàcil visualització i inspecció, garantint l'autenticitat i la seguretat de les dades generades. durant el procés de construcció.
5, tecnologia i paràmetres de construcció
El procés de construcció de pila de mescla de quatre eixos de micropertorbació digital DMP inclou principalment la preparació de la construcció, la construcció de la pila de prova i la construcció formal de la pila. Segons els paràmetres de construcció obtinguts a partir de la construcció de la pila de prova, el sistema de control de construcció digital realitza la construcció automatitzada de la pila. Combinat amb l'experiència real d'enginyeria, es poden seleccionar els paràmetres de construcció que es mostren a la taula 1. A diferència de les piles de mescla convencionals, la relació aigua-ciment utilitzada per a la pila de mescla de quatre eixos és diferent quan s'enfonsa i s'aixeca. La relació aigua-ciment utilitzada per enfonsar-se és d'1,0 ~ 1,5, mentre que la relació aigua-ciment per a l'aixecament és de 0,8 ~ 1,0. Quan s'enfonsa i s'agita, el purí de ciment té una relació aigua-ciment més gran i el purí té un efecte suavitzant més suficient sobre el sòl, que pot reduir eficaçment la resistència a l'agitació; quan s'aixeca, ja que el sòl dins del cos de la pila s'ha barrejat, una proporció d'aigua-ciment més petita pot augmentar efectivament la força del cos de la pila.
Utilitzant el procés de barreja de formigó projectat esmentat anteriorment, la pila de mescla de quatre eixos pot aconseguir el mateix efecte que el procés convencional amb un contingut de ciment del 13% al 18%, complint els requisits d'enginyeria per a la resistència i impermeabilitat de les piles de barreja de ciment-sòl. , i alhora provocant canvis deguts al ciment L'avantatge de reduir la dosi és que el sòl de substitució durant el procés de construcció també es redueix en conseqüència. L'inclinòmetre instal·lat a la canonada de perforació resol el problema del difícil control de la verticalitat durant la construcció de piles de barreja de ciment-sòl convencionals. La verticalitat mesurada del cos de la pila de mescla de quatre eixos pot arribar a 1/300.
6, Aplicacions d'enginyeria
Per tal d'estudiar més la força del cos de la pila de la pila de barreja de quatre eixos de microperturbació digital DMP i l'impacte del procés de formació de piles al sòl circumdant, es van realitzar experiments de camp en diferents condicions estratigràfiques. La resistència de les mostres de nucli de ciment i sòl mesurades els dies 21 i 28 de les mostres de nucli de pila de barreja recollides va arribar a 0,8 MPa, que compleix els requisits de resistència del ciment i del sòl en l'enginyeria subterrània convencional.
En comparació amb les piles de barreja de sòl i ciment tradicionals, les piles de barreja d'alta pressió d'ús general (mètode MJS) i les piles de barreja de micropertorbacions (mètode IMS) poden reduir significativament el desplaçament horitzontal del sòl circumdant i l'assentament superficial causat per la construcció de piles. . . En la pràctica de l'enginyeria, els dos mètodes anteriors es reconeixen com a tècniques de construcció de micropertorbacions i s'utilitzen sovint en projectes d'enginyeria amb alts requisits per a la protecció del medi ambient.
La taula 2 compara les dades de seguiment del sòl circumdant i de la deformació superficial causada per la pila de barreja de quatre eixos de microperturbació digital DMP, el mètode de construcció MJS i el mètode de construcció IMS durant el procés de construcció. Durant el procés de construcció de la pila de barreja de quatre eixos de microperturbació, a una distància de 2 metres del cos de la pila, el desplaçament horitzontal i l'elevació vertical del sòl es poden controlar a uns 5 mm, que és equivalent al mètode de construcció MJS. i el mètode de construcció IMS, i pot aconseguir una pertorbació mínima al sòl al voltant de la pila durant el procés de construcció de la pila.
Actualment, les piles de mescla de quatre eixos de micropertorbació digital DMP s'han utilitzat amb èxit en diferents tipus de projectes, com ara el reforç de la fundació i l'enginyeria de foss de fonamentació a Jiangsu, Zhejiang, Xangai i altres llocs. Combinant l'aplicació d'investigació, desenvolupament i enginyeria de la tecnologia de pila de mescla de quatre eixos, es va compilar el "Estàndard tècnic per a la pila de mescla de quatre eixos de microdisturbació" (T/SSCE 0002-2022) (estàndard del grup d'enginyeria civil de Xangai), que inclou equips, disseny, construcció i proves, etc. S'han plantejat requisits específics per estandarditzar l'aplicació de la tecnologia de pila de mescla de quatre eixos de microperturbació digital DMP.
Hora de publicació: 22-set-2023