한국어
中文Shrnutí
Vzhledem k problémům, které existují v konvenční technologii míchání cementové zeminy, jako je nerovnoměrné rozložení pevnosti tělesa piloty, velké stavební poruchy a velký vliv na kvalitu piloty lidským faktorem, byla vyvinuta nová technologie digitální mikroporuchy DMP se čtyřmi- byla vyvinuta osa míchání hromada. V této technologii mohou čtyři vrtací korunky rozstřikovat kal a plyn současně a pracovat s více vrstvami řezných nožů s variabilním úhlem pro řezání půdy během procesu vytváření pilot. Doplněný procesem konverzního stříkání nahoru-dolů řeší problém nerovnoměrného rozložení síly těla piloty a může účinně snížit spotřebu cementu. Pomocí mezery vytvořené mezi vrtací trubkou speciálního tvaru a zeminou je kejda vypouštěna autonomně, čímž je dosaženo mírného narušení zeminy kolem hromady během procesu výstavby. Digitální řídicí systém realizuje automatizovanou konstrukci formování pilot a může monitorovat, zaznamenávat a poskytovat včasné varování pro proces formování pilot v reálném čase.
Zavedení
Piloty na míchání cementu a zeminy jsou široce používány v oblasti inženýrského stavitelství: jako je vyztužení zeminy a vodotěsné závěsy v projektech základových jam; vyztužení otvorů ve štítových tunelech a šachtách pro protlačování trubek; úprava základů slabých půdních vrstev; proti prosakování ve vodních projektech zdí, stejně jako bariéry na skládkách a další. V současné době, jak se rozsah projektů stále zvětšuje, jsou požadavky na efektivitu výstavby a ochranu životního prostředí cemento-zemních míchacích pilot stále vyšší a vyšší. Kromě toho, aby byly splněny stále složitější požadavky na ochranu životního prostředí kolem výstavby projektu, musí být kontrolována kvalita konstrukce pilot pro míchání cementu a zeminy. A snížení dopadu výstavby na okolní prostředí se stalo naléhavou potřebou.
Konstrukce míchacích pilot používá hlavně míchací vrták k míchání cementu a zeminy in situ, aby se vytvořila pilota s určitou pevností a odolností proti prosakování. Běžně používané hromady cementu a zeminy zahrnují jednoosé, dvouosé, tříosé a pětiosé cementové a zeminové hromady. Tyto typy míchacích hromad mají také různé procesy rozprašování a míchání.
Jednoosá míchací hromada má pouze jednu vrtnou trubku, dno je stříkané a míchání se provádí pomocí malého počtu lopatek. To je omezeno počtem vrtných trubek a míchacích lopatek a efektivita práce je relativně nízká;
Dvouosá míchací hromada se skládá ze 2 vrtných trubek, se samostatnou trubkou pro kejdu uprostřed pro injektáž. Dvě vrtné trubky nemají funkci injektáže, protože vrtáky na obou stranách je třeba opakovaně míchat, aby se kejda stříkala ze střední trubky pro kejdu v rovině. Distribuce je rovnoměrná, takže při stavbě dvojité šachty je vyžadován proces "dva stříkání a tři míchání", což omezuje konstrukční účinnost dvojité šachty a rovnoměrnost vytváření hromady je také relativně špatná. Maximální stavební hloubka je asi 18 metrů [1];
Tříosá směšovací pilota obsahuje tři vrtné trubky s oboustranným nástřikem malty a uprostřed stříkaným stlačeným vzduchem. Toto uspořádání způsobí, že pevnost střední piloty bude menší než pevnost dvou stran a tělo piloty bude mít slabé články na rovině; navíc tříosá míchací pilota Použitý vodní cement je poměrně velký, což do určité míry snižuje pevnost tělesa piloty;
Pětiosá míchací hromada je založena na dvouosé a tříosé, přidává počet míchacích vrtacích tyčí pro zlepšení efektivity práce a zlepšuje kvalitu těla hromady zvýšením počtu míchacích lopatek [2-3] . Proces stříkání a míchání se liší od prvních dvou. Není v tom žádný rozdíl.
Narušení okolní zeminy při stavbě cementozemních mísicích pilot je způsobeno především mačkáním a praskáním zeminy způsobeným mícháním míchacích lopatek a pronikáním a štěpením cementové kaše [4-5]. Vzhledem k velkému narušení způsobenému výstavbou klasických míchacích pilot je při výstavbě v citlivých prostředích, jako jsou přilehlá obecní zařízení a chráněné objekty, obvykle nutné použít dražší celoobvodovou vysokotlakou tryskovou injektáž (metoda MJS) nebo jednorázovou -osové mísící piloty (metoda IMS) a další mikrostruktury. Rušivé stavební metody.
Navíc při stavbě konvenčních míchacích pilot jsou klíčové stavební parametry, jako je rychlost hloubení a zdvihu vrtné trubky a množství stříkaného betonu, úzce spojeny se zkušenostmi operátorů. To také ztěžuje vysledování stavebního procesu míchacích pilot a vede k rozdílům v kvalitě pilot.
Aby se vyřešily problémy konvenčních pilot pro míchání cementu a zeminy, jako je nerovnoměrné rozložení pevnosti pilotů, velké stavební poruchy a mnoho lidských interferenčních faktorů, vyvinula šanghajská inženýrská komunita novou technologii digitálních mikroporuchových čtyřosých míchacích pilot. Tento článek podrobně představí charakteristiky a inženýrské aplikační účinky technologie čtyřosé míchací piloty v technologii míchání stříkaného betonu, kontrole stavebních poruch a automatizované výstavbě.
1、DMP digitální mikroperturbační čtyřosé míchací zařízení
Digitální mikroperturbační čtyřosé směšovací zarážecí zařízení DMP-I sestává hlavně z míchacího systému, systému pilotového rámu, systému přívodu plynu, automatického systému rozvlákňování a dodávání buničiny a digitálního řídicího systému pro realizaci automatizované stavby pilot .
2、 Proces míchání a stříkání
Čtyři vrtné trubky jsou uvnitř vybaveny trubkami ze stříkaného betonu a tryskami. Jak je znázorněno na obrázku 2, může vrtací hlava rozstřikovat kal a stlačený vzduch současně během procesu formování pilot, čímž se vyhne problémům způsobeným rozstřikováním některých vrtných trubek a rozstřikováním některých vrtných trubek. Problém nerovnoměrného rozložení pevnosti vlasu na rovině; protože každá vrtná trubka má zásah stlačeného vzduchu, může být směšovací odpor plně snížen, což je užitečné pro stavbu v tvrdších vrstvách půdy a písčité půdě a může způsobit smíchání cementu a zeminy. Kromě toho může stlačený vzduch urychlit proces karbonizace cementu a zeminy a zlepšit počáteční pevnost cementu a zeminy v míchací hromadě.
Míchací vrtáky digitálního mikroperturbačního čtyřosého míchacího beranidla DMP-I jsou vybaveny 7 vrstvami míchacích lopatek s variabilním úhlem. Počet jednobodových promíchání půdy může dosáhnout 50krát, což daleko překračuje 20krát doporučenou specifikací; míchací vrták Je vybaven diferenciálními lopatkami, které se neotáčí s vrtací trubkou během procesu vytváření piloty, což může účinně zabránit tvorbě kuliček jílového bahna. To může nejen zvýšit počet časů promíchání půdy, ale také zabránit tvorbě velkých hrud půdy během procesu míchání, čímž se zajistí rovnoměrnost kejdy v půdě.
Digitální mikroperturbační čtyřosá míchací hromada DMP-I využívá technologii konverze stříkaného betonu nahoru-dolů, jak je znázorněno na obrázku 3. Na hlavě míchací vrtačky jsou dvě vrstvy otvorů pro stříkaný beton. Když se potopí, otevře se spodní port stříkaného betonu. Rozstřikovaná kejda se působením horní míchací lopatky plně promíchá s půdou. Když se zvedne, uzavře se spodní port stříkaného betonu a současně se otevře horní port stříkaného betonu, aby se kejda vytlačená z horního vletu mohla plně promíchat s půdou působením spodních lopatek. Tímto způsobem lze kejdu a zeminu plně promíchat během celého procesu klesání a míchání, což dále zvyšuje rovnoměrnost cementu a zeminy v hloubkovém rozsahu těla piloty a efektivně řeší problém dvouosých a tří -osová míchací pilotová technologie v procesu zvedání vrtných trubek. Problém je v tom, že kaše stříkaná ze spodního vstřikovacího otvoru nemůže být plně promíchána míchacími lopatkami.
3、Konstrukce mikroporuchy
Průřez vrtné trubky digitálního mikroperturbačního čtyřosého směšovacího beranidla DMP-I má oválný speciální tvar. Když se vrtná trubka otáčí, klesá nebo zvedá, kolem vrtné trubky se vytvoří kanál pro vypouštění kalu a výfuk. Při míchání, když vnitřní tlak půdy překročí napětí in situ, bude kejda přirozeně vypouštěna kanálem pro vypouštění kejdy kolem vrtné trubky, čímž se zabrání mačkání půdy způsobenému akumulací tlaku kejdy v blízkosti vrtné trubky. míchací vrták.
Digitální mikroperturbační čtyřosý směšovací beranidlo DMP-I je vybaveno systémem monitorování podzemního tlaku na vrtné korunce, který v reálném čase sleduje změny podzemního tlaku během celého procesu vytváření piloty a zajišťuje, že tlak v podzemí je stále nižší. regulována v rozumném rozsahu úpravou tlaku suspenzního plynu. Zároveň mohou konfigurované diferenciální lopatky účinně zabránit ulpívání hlíny na vrtné trubce a tvorbě bahenních kuliček a také účinně snížit odpor při míchání a narušení půdy.
4、Inteligentní řízení konstrukce
Digitální mikroporuchové čtyřosé zarážecí zařízení pro míchání pilot DMP-I je vybaveno digitálním řídicím systémem, který dokáže realizovat automatizovanou stavbu pilot, zaznamenávat parametry procesu výstavby v reálném čase a monitorovat a poskytovat včasné varování během procesu formování pilot.
Digitální řídicí systém dokáže automaticky dokončit stavbu míchacích pilot na základě stavebních parametrů stanovených zkušebními pilotami. Dokáže automaticky řídit potápění a zvedání směšovacího systému, přizpůsobování toku kejdy a rychlost tvorby hromady v úsecích podle rozložení vertikální vrstvy půdy, upravovat tlak trysky podle nastavené hodnoty tlaku půdy a řídit stavební procesy jako je konverze stříkané injektáže nahoru a dolů. To výrazně snižuje vliv lidského faktoru na kvalitu stavby míchací hromady během procesu výstavby a zlepšuje spolehlivost a konzistenci kvality míchací hromady.
S pomocí přesných senzorů nainstalovaných na zařízení může digitální řídicí systém monitorovat klíčové stavební parametry, jako je rychlost míchání, objem postřiku, tlak a průtok kejdy a podzemní tlak, a může poskytnout včasné varování před abnormálními stavebními podmínkami, což zvyšuje bezpečnost. procesu výstavby míchací hromady. Transparentnost a včasnost řešení problémů. Digitální řídicí systém zároveň dokáže zaznamenávat parametry celého procesu výstavby a nahrávat zaznamenané parametry stavby do cloudové platformy v reálném čase prostřednictvím síťového modulu pro snadné prohlížení a kontrolu, což zajišťuje autenticitu a bezpečnost generovaných dat. během stavebního procesu.
5, Stavební technologie a parametry
Proces výstavby digitální mikrorušící čtyřosé směšovací piloty DMP zahrnuje především přípravu stavby, stavbu zkušební piloty a stavbu formální piloty. Podle konstrukčních parametrů získaných ze zkušební pilotové stavby realizuje digitální řídicí systém stavby automatizovanou stavbu piloty. V kombinaci se skutečnými inženýrskými zkušenostmi lze zvolit konstrukční parametry uvedené v tabulce 1. Na rozdíl od konvenčních míchacích hromad je poměr vody a cementu použitý pro čtyřosou míchací hromadu odlišný při zapouštění a zvedání. Poměr vody k cementu používaný pro potápění je 1,0~1,5, zatímco poměr vody k cementu pro zvedání je 0,8~1,0. Při klesání a míchání má cementová kaše větší poměr voda-cement a kaše má větší změkčující účinek na půdu, což může účinně snížit odpor při míchání; při zvedání, protože půda v těle piloty byla promíchána, může menší poměr vody a cementu účinně zvýšit pevnost těla piloty.
Pomocí výše uvedeného procesu míchání stříkaného betonu může čtyřosá míchací pilota dosáhnout stejného efektu jako konvenční proces s obsahem cementu 13% až 18%, splňující technické požadavky na pevnost a nepropustnost pilot pro míchání cementu a zeminy. , a zároveň přináší změny díky cementu Výhodou snížení dávkování je, že se přiměřeně sníží i náhradní zemina během stavebního procesu. Sklonoměr instalovaný na vrtné trubce řeší problém obtížného řízení svislosti při stavbě konvenčních pilot pro míchání cementu a zeminy. Naměřená svislost tělesa čtyřosé mísící piloty může dosáhnout 1/300.
6、Technické aplikace
Za účelem dalšího studia pevnosti pilotového tělesa digitální mikroporuchové čtyřosé míchací piloty DMP a vlivu procesu formování pilot na okolní půdu byly provedeny polní experimenty v různých stratigrafických podmínkách. Pevnost vzorků jádra cementu a zeminy měřená 21. a 28. den odebraných vzorků jádra míchacích pilot dosáhla 0,8 MPa, což splňuje požadavky na pevnost cementu a zeminy v konvenčním podzemním stavitelství.
Ve srovnání s tradičními mísícími pilotami cementu a zeminy může běžně používaná všestranná vysokotlaká trysková injektáž (metoda MJS) a mikrorušící mísící piloty (metoda IMS) výrazně snížit horizontální posun okolní zeminy a povrchové sedání způsobené konstrukcí piloty. . . V inženýrské praxi jsou výše uvedené dvě metody uznávány jako mikroporuchové stavební techniky a jsou často používány v inženýrských projektech s vysokými požadavky na ochranu okolního prostředí.
Tabulka 2 porovnává údaje z monitorování okolní zeminy a deformace povrchu způsobené digitální mikroporuchovou čtyřosou směšovací pilotou DMP, stavební metodou MJS a metodou výstavby IMS během procesu výstavby. Během procesu výstavby mikroporuchové čtyřosé mísící piloty, ve vzdálenosti 2 metry od těla piloty Horizontální posun a vertikální zdvih zeminy lze řídit na cca 5 mm, což je ekvivalentní konstrukční metodě MJS a IMS konstrukční metoda a může dosáhnout minimálního narušení půdy kolem piloty během procesu výstavby piloty.
V současné době se digitální mikrorušící čtyřosé směšovací piloty DMP úspěšně používají v různých typech projektů, jako je výztuž základů a inženýrství základových jám v Jiangsu, Zhejiang, Šanghaji a dalších místech. Spojením výzkumu, vývoje a inženýrské aplikace technologie čtyřosých směšovacích pilot byl sestaven „Technický standard pro mikroporuchovou čtyřosou směšovací pilotu“ (T/SSCE 0002-2022) (Shanghai Civil Engineering Society Group Standard), který zahrnuje vybavení, design, konstrukci a testování atd. Byly předloženy specifické požadavky na standardizaci aplikace digitální mikroperturbační technologie čtyřosých směšovacích pilot DMP.
Čas odeslání: 22. září 2023