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中文Résumé
Compte tenu des problèmes existants dans la technologie de pile de mélange de ciment de ciment conventionnel, tels que la distribution inégale de la force corporelle des piles, des perturbations importantes de la construction et un grand impact sur la qualité des piles par des facteurs humains, une nouvelle technologie de la pile de mélange à quatre axes DMP Micro-perturbation a été développée. Dans cette technologie, quatre bits de forage peuvent pulvériser du suspension et du gaz en même temps et travailler avec plusieurs couches de lames de coupe à angle variable pour couper le sol pendant le processus de formation des piles. Complété par le processus de pulvérisation de conversion supérieur, il résout le problème de la distribution de résistance inégale du corps du pile et peut réduire efficacement la consommation de ciment. Avec l'aide de l'écart formé entre le tuyau de forage de forme spéciale et le sol, la suspension est déchargée de manière autonome, ce qui permet une légère perturbation du sol autour de la pile pendant le processus de construction. Le système de contrôle numérique réalise la construction automatisée de la formation de piles et peut surveiller, enregistrer et fournir un avertissement précoce pour le processus de formation des piles en temps réel.
Introduction
Les piles de mélange de ciment-sol sont largement utilisées dans le domaine de la construction d'ingénierie: telles que le renforcement du sol et les rideaux étanches dans les projets de puits de fondation; Renforcement du trou dans les tunnels de bouclier et les puits de prise de tuyaux; Traitement de la fondation des couches de sol faibles; Anti-époque dans Water Conservancy projette des murs ainsi que des barrières dans les décharges et plus encore. À l'heure actuelle, à mesure que l'échelle des projets devient de plus en plus grande, les exigences pour l'efficacité de la construction et la protection de l'environnement des piles de mélange de ciment-sol sont devenues de plus en plus élevées. De plus, afin de répondre aux exigences de protection de l'environnement de plus en plus complexes autour de la construction du projet, la qualité de construction des piles de mélange de ciment-sol doit être contrôlée. Et réduire l'impact de la construction sur l'environnement environnant est devenu un besoin urgent.
La construction de tas de mélange utilise principalement un foret de mélange pour mélanger le ciment et le sol in situ pour former un tas avec une certaine force et des performances anti-séparation. Les piles de mélange de ciment et de sol couramment utilisées comprennent des tas de ciment à un seul axe, à double axe, à trois axes et à cinq axes et à mixage de sol. Ces types de tas de mélange ont également différents processus de pulvérisation et de mélange.
La pile de mélange à un axe unique n'a qu'un seul tuyau de forage, le fond est pulvérisé et le mélange est effectué à travers un petit nombre de lames. Ceci est limité par le nombre de tuyaux de forage et de lames de mélange, et l'efficacité du travail est relativement faible;
Le tas de mélange biaxial se compose de 2 tuyaux de forage, avec un tuyau de lisier séparé au milieu pour le jointoiement. Les deux tuyaux de forage n'ont pas la fonction de jointoiement parce que les bits de forage des deux côtés doivent être agités à plusieurs reprises pour faire pulvériser la suspension à partir du tuyau de lisier moyen dans la plage d'avion. La distribution est uniforme, de sorte que le processus "deux sprays et trois remuements" est nécessaire lors de la construction de la double arbre, ce qui restreint l'efficacité de construction de la double arbre, et l'uniformité de la formation de pile est également relativement médiocre. La profondeur de construction maximale est d'environ 18 mètres [1];
Le tas de mélange à trois axes contient trois tuyaux de forage, avec du coulis pulvérisé des deux côtés et de l'air comprimé pulvérisé au milieu. Cet arrangement entraînera une plus petite force de la pile du milieu que celle des deux côtés, et le corps de la pile aura des liens faibles sur l'avion; De plus, la pile de mélange à trois axes que le ciment d'eau utilisé est relativement grande, ce qui réduit la force du corps du tas dans une certaine mesure;
La pile de mélange à cinq axes est basée sur les deux axes et les trois axes, ajoutant le nombre de tiges de forage de mélange pour améliorer l'efficacité du travail et l'amélioration de la qualité du corps de la pile en augmentant le nombre de lames de mélange [2-3]. Le processus de pulvérisation et de mélange est différent des deux premiers. Il n'y a pas de différence.
La perturbation du sol environnant lors de la construction de piles de mélange de ciment-sol est principalement causée par la compression et la fissuration du sol causées par l'agitation des lames de mélange, ainsi que la pénétration et la séparation de la suspension de ciment [4-5]. En raison de la forte perturbation causée par la construction de piles de mélange conventionnelles, lors de la construction dans des environnements sensibles tels que les installations municipales adjacentes et les bâtiments protégés, il est généralement nécessaire d'utiliser des tas de mélange à haute pression polyvalents plus chers (méthode IMS) et d'autres micro-structures. Méthodes de construction inquiétantes.
De plus, lors de la construction de piles de mélange conventionnelles, les paramètres de construction clés tels que la vitesse de naufrage et de levage du tuyau de forage et la quantité de béton de tir sont étroitement liés à l'expérience des opérateurs. Cela rend également difficile de retracer le processus de construction des piles de mélange et entraîne des différences dans la qualité des piles.
Afin de résoudre les problèmes des piles conventionnelles de mélange de ciment-sol telles que la distribution inégale de la résistance aux piles, les perturbations importantes de la construction et de nombreux facteurs d'interférence humaine, la communauté d'ingénierie de Shanghai a développé une nouvelle technologie de pile de mélange à quatre axes numériques de micro-axes. Cet article introduira en détail les caractéristiques et les effets des applications d'ingénierie de la technologie des piles de mélange à quatre axes dans la technologie de mélange de béton Shotcrete, le contrôle des perturbations de la construction et la construction automatisée.
1 、 DMP Micro-perturbation à quatre axes Équipement de pile de mélange
L'équipement DMP-I Micro-perturbation à quatre axes à quatre axes L'équipement du conducteur de pile se compose principalement d'un système de mélange, d'un système de cadre de pile, d'un système d'alimentation en gaz, d'un système automatique de plipage et d'alimentation en pâte et d'un système de contrôle numérique pour réaliser la construction automatisée de piles.
2 、 Processus de mélange et de pulvérisation
Les quatre tuyaux de forage sont équipés de tuyaux de béton et de tuyaux à jet à l'intérieur. Comme le montre la figure 2, la tête de forage peut pulvériser du suspension et de l'air comprimé en même temps pendant le processus de formation de la pile, en évitant les problèmes causés par la pulvérisation de certains tuyaux de forage et la pulvérisation de certains tuyaux de forage. Le problème de la distribution inégale de la force des piles sur le plan; Étant donné que chaque tuyau de forage a l'intervention de l'air comprimé, la résistance au mélange peut être entièrement réduite, ce qui est utile pour la construction dans les couches de sol plus dures et le sol sablonneux et peut faire du ciment et du mélange de sol. De plus, l'air comprimé peut accélérer le processus de carbonatation du ciment et du sol et améliorer la force précoce du ciment et du sol dans la pile de mélange.
Les bits de foret de mélange du conducteur de pile de mélange à quatre axes DMP-I Micro-perturbation à quatre axes sont équipés de 7 couches de lames de mélange à angle variable. Le nombre de mélanges de sols à point unique peut atteindre 50 fois, dépassant de loin les 20 fois recommandés par la spécification; Le foret de mélange, il est équipé de lames différentielles qui ne tournent pas avec le tuyau de forage pendant le processus de formation des piles, ce qui peut effectivement empêcher la formation de boules de boue d'argile. Cela peut non seulement augmenter le nombre de temps de mélange du sol, mais également empêcher la formation de grosses mottes de sol pendant le processus de mélange, assurant ainsi l'uniformité de la suspension dans le sol.
DMP-I Micro-perturbation Pase de mélange à quatre axes adopte la technologie de conversion de conversion à la base, comme le montre la figure 3. Il y a deux couches de ports de béton ShotCread sur la tête de forage de mélange. Lorsqu'il coule, le port de béton inférieur est ouvert. La suspension pulvérisée est entièrement mélangée avec le sol sous l'action de la lame de mélange supérieure. Lorsqu'il est levé, le port de béton inférieur est fermé et ouvre en même temps le port Gunite supérieur de sorte que la suspension éjectée du port Gunite supérieur peut être complètement mélangée avec le sol sous l'action des lames inférieures. De cette façon, la suspension et le sol peuvent être complètement remués pendant l'ensemble du processus de couler et d'agitation, ce qui améliore encore l'uniformité du ciment et du sol dans la plage de profondeur du corps de la pile, et résout efficacement le problème du processus de levage de pipe à double axe et à trois axes dans le processus de levage du tuyau de forage. Le problème est que la suspension pulvérisée du port d'injection inférieur ne peut pas être complètement agité par les lames d'agitation.
3 、 Contrôle de la construction de micro-diarturations
La section transversale du tuyau de forage du pilote de pile de mélange à quatre axes DMP-I Micro-perturbation est une forme de forme spéciale de type ovale. Lorsque le tuyau de forage tourne, évolue ou soulève, un canal de décharge et d'échappement de suspension sera formé autour du tuyau de forage. Lors de l'agitation, lorsque la pression interne du sol dépasse la contrainte in situ, la suspension sera naturellement déchargée le long du canal de décharge de suspension autour du tuyau de forage, évitant ainsi la compression du sol causée par l'accumulation de pression de gaz de suspension près du foret de mélange.
Le conducteur de pile de mélange à quatre axes DMP-I Micro-perturbation est équipé d'un système de surveillance de la pression souterrain sur le foret, qui surveille les modifications de la pression souterraine en temps réel pendant l'ensemble du processus de formation des piles, et garantit que la pression souterraine est contrôlée dans une plage raisonnable en ajustant la pression du gaz de la boue. Dans le même temps, les lames différentielles configurées peuvent effectivement empêcher l'argile d'adhérer au tuyau de forage et à la formation de boules de boue, et également réduire efficacement la résistance au mélange et la perturbation du sol.
4 、 Contrôle de la construction intelligente
L'équipement DMP-I Micro-perturbation à quatre axes à quatre axes L'équipement du pilote de pile est équipé d'un système de contrôle numérique, qui peut réaliser la construction automatisée de la pile, enregistrer les paramètres du processus de construction en temps réel, et surveiller et fournir un avertissement précoce pendant le processus de formation des piles.
Le système de contrôle numérique peut compléter automatiquement la construction de tas de mélange en fonction des paramètres de construction déterminés par les piles d'essai. Il peut contrôler automatiquement le naufrage et le soulèvement du système de mélange, la correspondance du débit de suspension et la vitesse de formation des piles dans les sections en fonction de la distribution de la couche verticale du sol, ajustez la pression du jet en fonction de la valeur définie de la pression du sol, et contrôlent les processus de construction tels que la conversion vers le haut et la baisse du jointoiement de pulvérisation. Cela réduit considérablement l'impact des facteurs humains sur la qualité de construction de la pile de mélange pendant le processus de construction et améliore la fiabilité et la cohérence de la qualité de la pile de mélange.
À l'aide de capteurs de précision installés sur l'équipement, le système de contrôle numérique peut surveiller les paramètres de construction clés tels que la vitesse de mélange, le volume de pulvérisation, la pression et l'écoulement de suspension et la pression souterraine, et peut fournir un avertissement précoce pour des conditions de construction anormales, augmentant la sécurité du processus de construction de la pieu. Transparence et inhabitude de la résolution des problèmes. Dans le même temps, le système de contrôle numérique peut enregistrer les paramètres de l'ensemble du processus de construction et télécharger les paramètres de construction enregistrés sur la plate-forme cloud en temps réel via le module réseau pour une visualisation et une inspection faciles, en garantissant l'authenticité et la sécurité des données générées pendant le processus de construction.
5 、 Technologie et paramètres de construction
Le processus de construction de paquets de mélange à quatre axes DMP numérique DMP comprend principalement la préparation de la construction, la construction de tas d'essai et la construction formelle des piles. Selon les paramètres de construction obtenus à partir de la construction de la pile d'essai, le système de contrôle de construction numérique réalise la construction automatisée de la pile. Combinée à une expérience d'ingénierie réelle, les paramètres de construction indiqués dans le tableau 1 peuvent être sélectionnés. Différente des piles de mélange conventionnelles, le rapport eau / ciment utilisé pour la pile de mélange à quatre axes est différent lors du coulumage et du soulèvement. Le rapport eau / ciment utilisé pour le naufrage est de 1,0 à 1,5, tandis que le rapport eau-ciment pour le levage est de 0,8 à 1,0. Lors de la couler et de l'agitation, la suspension de ciment a un rapport eau-ciment plus important et la suspension a un effet de ramollissement plus suffisant sur le sol, ce qui peut réduire efficacement la résistance à l'agitation; Lors du levage, puisque le sol dans le corps du pile a été mélangé, un rapport eau-ciment plus petit peut augmenter efficacement la force du corps du pile.
En utilisant le processus de mélange de béton de tir susmentionné, la pile de mélange à quatre axes peut obtenir le même effet que le processus conventionnel avec une teneur en ciment de 13% à 18%, répondant aux exigences d'ingénierie pour la résistance et l'imperméabilité de la réduction du sol de ciment, et en même temps, produisant des modifications due à la réduction de la réduction. L'inclinomètre installé sur le tuyau de forage résout le problème du contrôle difficile de la verticalité lors de la construction de piles de mélange de ciment-sol conventionnelles. La verticalité mesurée du corps du tas de mélange à quatre axes peut atteindre 1/300.
6 、 Applications d'ingénierie
Afin d'étudier davantage la résistance corporelle de la pile de la pile de mélange à quatre axes DMP numérique DMP et l'impact du processus de formation de pile sur le sol environnant, des expériences sur le terrain ont été réalisées dans différentes conditions stratigraphiques. La résistance des échantillons de ciment et de noyau de sol mesuré les 21e et 28e jours des échantillons de noyau de tas de mélange collectés a atteint 0,8 MPa, ce qui répond aux exigences en matière de ciment et de résistance au sol en génie underground conventionnel.
Par rapport aux piles traditionnelles de mélange de ciment-sol, le jonction à jet à haute pression couramment utilisé (méthode MJS) et les piles de mélange de micro-diagrands (méthode IMS) peuvent réduire considérablement le déplacement horizontal du sol environnant et la tasse de surface causée par la construction de piles. . Dans la pratique de l'ingénierie, les deux méthodes ci-dessus sont reconnues comme des techniques de construction de micro-interurgence et sont souvent utilisées dans des projets d'ingénierie avec des exigences élevées pour la protection environnementale environnante.
Le tableau 2 compare les données de surveillance de la déformation du sol et de la surface environnantes provoquées par la pile de mélange à quatre axes DMP numérique Micro-perturbation, la méthode de construction MJS et la méthode de construction IMS pendant le processus de construction. Pendant le processus de construction de la pile de mélange à quatre axes de micro-perturbation, à une distance de 2 mètres du corps de la pile, le déplacement horizontal et le soulèvement vertical du sol peuvent être contrôlés à environ 5 mm, ce qui équivaut à la méthode de construction MJS et à la méthode de construction IMS, et peut atteindre un minimum de perturbation du sol autour de la pile pendant le processus de construction.
À l'heure actuelle, les piles de mélange à quatre axes numériques DMP ont été utilisées avec succès dans différents types de projets tels que le renforcement de la fondation et l'ingénierie des pitons de fondation au Jiangsu, au Zhejiang, à Shanghai et à d'autres endroits. La combinaison de l'application de recherche et de développement et d'ingénierie de la technologie de la pile de mixage à quatre axes, la «norme technique pour la pile de mélange à quatre axes micro-axes» (T / SSCE 0002-2022) (Shanghai Civil Engineering Society Standard) a été compilé, ce qui comprend l'équipement, la conception, la construction et les tests, etc. Exigences spécifiques a été mise en œuvre de la technologie de mélange DMP Micro-Perturbation.
Heure du poste: sept-22-2023