한국어
中文Resumo
Tendo en conta os problemas existentes na tecnoloxía convencional de pilas de mestura de cemento e solo, como a distribución desigual da forza do corpo da pila, a gran perturbación da construción e o gran impacto dos factores humanos na calidade da pila, unha nova tecnoloxía de microperturbación dixital DMP Desenvolveuse pila de mestura de eixe. Nesta tecnoloxía, catro brocas poden pulverizar purín e gas ao mesmo tempo e traballar con varias capas de láminas de corte de ángulo variable para cortar o chan durante o proceso de formación da pila. Complementado co proceso de pulverización de conversión ascendente e descendente, resolve o problema da distribución desigual da forza do corpo da pila e pode reducir eficazmente o consumo de cemento. Coa axuda da brecha formada entre o tubo de perforación de forma especial e o chan, o purín é descargado de forma autónoma, o que consegue unha lixeira perturbación do chan ao redor da pila durante o proceso de construción. O sistema de control dixital realiza a construción automatizada da formación de pilas e pode supervisar, rexistrar e proporcionar alertas anticipadas para o proceso de formación de pilas en tempo real.
Introdución
As pilas de mestura de cemento e solo úsanse amplamente no campo da construción de enxeñaría: como o reforzo do solo e as cortinas impermeables nos proxectos de fosas de cimentación; reforzo de buratos en túneles de blindaxe e pozos de elevación de tubos; tratamento de cimentación de capas débiles do solo; anti-filtración en muros de proxectos de conservación de auga, así como barreiras en vertedoiros e moito máis. Na actualidade, a medida que a escala dos proxectos se fai cada vez máis grande, os requisitos para a eficiencia da construción e a protección ambiental das pilas de mestura de cemento e solo son cada vez máis altos. Ademais, para cumprir cos requisitos de protección ambiental cada vez máis complexos ao redor da construción do proxecto, debe controlarse a calidade da construción das pilas de mestura de cemento e solo. E reducir o impacto da construción no medio ambiente converteuse nunha necesidade urxente.
A construción de pilas de mestura usa principalmente unha broca de mestura para mesturar cemento e solo in situ para formar unha pila cunha certa resistencia e rendemento anti-filtración. As pilas de mestura de cemento e solo de uso común inclúen pilas de mestura de cemento e solo dun só eixe, dobre, de tres e cinco eixes. Estes tipos de pilas de mestura tamén teñen diferentes procesos de pulverización e mestura.
A pila de mestura dun só eixe ten só un tubo de perforación, o fondo é pulverizado e a mestura realízase a través dun pequeno número de láminas. Isto está limitado polo número de tubos de perforación e láminas de mestura, e a eficiencia do traballo é relativamente baixa;
A pila de mestura biaxial consta de 2 tubos de perforación, cun tubo de purín separado no medio para o rejuntado. Os dous tubos de perforación non teñen a función de lechada porque as brocas de ambos os dous lados deben ser axitadas repetidamente para facer que o purín se pulverice desde o tubo de purín do medio dentro do rango plano. A distribución é uniforme, polo que durante a construción do eixe dobre é necesario o proceso de "dous pulverizacións e tres mesturas", o que restrinxe a eficiencia da construción do eixe dobre e a uniformidade da formación de pilas tamén é relativamente pobre. A profundidade máxima de construción é duns 18 metros [1];
A pila de mestura de tres eixes contén tres tubos de perforación, con lechada pulverizada por ambos lados e aire comprimido pulverizado no medio. Esta disposición fará que a resistencia da pila media sexa menor que a dos dous lados, e o corpo da pila terá enlaces débiles no plano; ademais, a pila de mestura de tres eixes O cemento de auga utilizado é relativamente grande, o que reduce a forza do corpo da pila ata certo punto;
A pila de mestura de cinco eixes baséase nos dous e tres eixes, engadindo o número de barras de mestura para mellorar a eficiencia do traballo e mellorando a calidade do corpo da pila aumentando o número de láminas de mestura [2-3] . O proceso de pulverización e mestura é diferente dos dous primeiros. Non hai diferenza.
A perturbación do solo circundante durante a construción de pilas de mestura de cemento e solo é causada principalmente pola compresión e rachadura do solo causada pola axitación das láminas de mestura e pola penetración e división da suspensión de cemento [4-5]. Debido á gran perturbación causada pola construción de pilas de mestura convencionais, cando se constrúen en ambientes sensibles, como instalacións municipais adxacentes e edificios protexidos, adoita ser necesario empregar un jet grouting de alta presión (método MJS) máis caro ou único. -pilas de mestura de eixes (método IMS) e outras microestruturas. Métodos de construción perturbadores.
Ademais, durante a construción de pilas de mestura convencionais, os parámetros clave de construción, como a velocidade de afundimento e elevación do tubo de perforación e a cantidade de formigón proxectado, están estreitamente relacionados coa experiencia dos operadores. Isto tamén dificulta o seguimento do proceso de construción das pilas de mestura e provoca diferenzas na calidade das pilas.
Para resolver os problemas das pilas de mestura de cemento e solo convencionais, como a distribución desigual da resistencia da pila, as grandes perturbacións da construción e moitos factores de interferencia humana, a comunidade de enxeñeiros de Shanghai desenvolveu unha nova tecnoloxía dixital de pilas de mestura de catro eixes con microperturbación. Este artigo presentará en detalle as características e os efectos de aplicación de enxeñería da tecnoloxía de pilas de mestura de catro eixes na tecnoloxía de mestura de formigón proyectado, control de perturbacións na construción e construción automatizada.
1 、 equipo de pila de mestura de catro eixes con microperturbación dixital DMP
O equipo dixital DMP-I de microperturbación de catro eixes de mestura de pilas consiste principalmente nun sistema de mestura, un sistema de bastidor de pila, un sistema de subministración de gas, un sistema automático de pulpa e subministración de pasta e un sistema de control dixital para realizar a construción automatizada de pilas. .
2, proceso de mestura e pulverización
Os catro tubos de perforación están equipados con tubos de formigón proyectado e tubos de chorro no seu interior. Como se mostra na Figura 2, o cabezal de perforación pode pulverizar purín e aire comprimido ao mesmo tempo durante o proceso de formación de pilas, evitando os problemas causados pola pulverización dalgúns tubos de perforación e pola pulverización dalgúns tubos de perforación. O problema da distribución desigual da forza da pila no plano; Como cada tubo de perforación ten a intervención de aire comprimido, a resistencia á mestura pode reducirse totalmente, o que é útil para a construción en capas de solo máis duras e solo areoso, e pode facer mestura de cemento e solo. Ademais, o aire comprimido pode acelerar o proceso de carbonatación do cemento e do solo e mellorar a resistencia inicial do cemento e do solo na pila de mestura.
As brocas de mestura do controlador de pila de mestura de catro eixes de microperturbación dixital DMP-I están equipadas con 7 capas de láminas de mestura de ángulo variable. O número de mesturas de solo nun punto pode chegar a 50 veces, superando con creces as 20 veces recomendadas pola especificación; a broca de mestura Está equipada con láminas diferenciais que non xiran co tubo de perforación durante o proceso de formación da pila, o que pode evitar eficazmente a formación de bolas de barro de arxila. Isto non só pode aumentar o número de tempos de mestura do solo, senón que tamén pode evitar a formación de grandes terróns de solo durante o proceso de mestura, garantindo así a uniformidade da suspensión no chan.
A pila de mestura de catro eixes de microperturbación dixital DMP-I adopta a tecnoloxía de formigón proyectado de conversión ascendente como se mostra na figura 3. Hai dúas capas de portos de formigón proxectado no cabezal de mestura. Cando se afunde, ábrese o porto inferior de formigón proyectado. O purín pulverizado mestúrase totalmente co chan baixo a acción da lámina de mestura superior. Cando se levanta, o porto inferior de formigón proyectado péchase e, ao mesmo tempo, ábrese o porto de gunite superior para que a suspensión expulsada do porto de gunite superior poida mesturarse completamente co chan baixo a acción das láminas inferiores. Deste xeito, o purín e o chan poden ser completamente axitados durante todo o proceso de afundimento e axitación, o que mellora aínda máis a uniformidade do cemento e do solo dentro do intervalo de profundidade do corpo da pila, e resolve eficazmente o problema do dobre eixe e tres. -tecnoloxía de pila de mestura de eixes no proceso de elevación de tubos de perforación. O problema é que o purín pulverizado dende o porto de inxección inferior non se pode axitar completamente polas láminas de axitación.
3、Control de construción de microperturbacións
A sección transversal do tubo de perforación do controlador de pilas de mestura de catro eixes con microperturbación dixital DMP-I ten unha forma especial de forma ovalada. Cando o tubo de perforación xira, afúndese ou levante, formarase unha canle de descarga de puríns e de escape ao redor do tubo de perforación. Cando se axita, cando a presión interna do chan supera o estrés in situ, a purín descargarase naturalmente ao longo da canle de descarga de purín ao redor da tubaxe de perforación, evitando así o espremer o chan causado pola acumulación de presión de gas de purín preto da broca de mestura.
O controlador de pilas de mestura de catro eixes con microperturbación dixital DMP-I está equipado cun sistema de control de presión subterránea na broca, que supervisa os cambios na presión subterránea en tempo real durante todo o proceso de formación de pilas e garante que a presión subterránea sexa controlado dentro dun rango razoable axustando a presión do gas de purín. Ao mesmo tempo, as láminas diferenciais configuradas poden evitar que a arxila se adhira ao tubo de perforación e a formación de bolas de barro, e tamén reducen eficazmente a resistencia á mestura e a perturbación do solo.
4, control de construción intelixente
O equipo dixital de microperturbación de catro eixes DMP-I está equipado cun sistema de control dixital, que pode realizar a construción de pilas automatizada, rexistrar os parámetros do proceso de construción en tempo real e supervisar e proporcionar unha alerta temperá durante o proceso de formación de pilas.
O sistema de control dixital pode completar automaticamente a construción de pilas de mestura en función dos parámetros de construción determinados polas pilas de proba. Pode controlar automaticamente o afundimento e a elevación do sistema de mestura, a correspondencia do fluxo de purín e a velocidade de formación de pilas en seccións segundo a distribución da capa vertical do solo, axustar a presión do chorro segundo o valor establecido da presión do chan e controlar os procesos de construción. como conversión ascendente e descendente de lechada por pulverización. Isto reduce moito o impacto dos factores humanos na calidade da construción da pila de mestura durante o proceso de construción e mellora a fiabilidade e consistencia da calidade da pila de mestura.
Coa axuda de sensores de precisión instalados no equipo, o sistema de control dixital pode supervisar os parámetros clave de construción, como a velocidade de mestura, o volume de pulverización, a presión e o fluxo de purín e a presión subterránea, e pode proporcionar unha alerta anticipada de condicións anormais de construción, aumentando a seguridade. do proceso de construción da pila de mestura. Transparencia e puntualidade na resolución de problemas. Ao mesmo tempo, o sistema de control dixital pode rexistrar os parámetros de todo o proceso de construción e cargar os parámetros de construción gravados na plataforma de nube en tempo real a través do módulo de rede para facilitar a visualización e inspección, garantindo a autenticidade e seguridade dos datos xerados. durante o proceso de construción.
5, tecnoloxía e parámetros de construción
O proceso de construción de pilas de mestura de catro eixes de microperturbación dixital DMP inclúe principalmente a preparación da construción, a construción de pilas de proba e a construción formal de pilas. Segundo os parámetros de construción obtidos da construción de pila de proba, o sistema de control de construción dixital realiza a construción automatizada da pila. Combinado coa experiencia real de enxeñaría, pódense seleccionar os parámetros de construción mostrados na táboa 1. A diferenza das pilas de mestura convencionais, a relación auga-cemento utilizada para a pila de mestura de catro eixes é diferente cando se afunde e se eleva. A relación auga-cemento usada para o afundimento é de 1,0 ~ 1,5, mentres que a relación auga-cemento para a elevación é de 0,8 ~ 1,0. Cando se afunde e se axita, a suspensión de cemento ten unha proporción de auga-cemento maior, e a suspensión ten un efecto suavizante máis suficiente no chan, o que pode reducir eficazmente a resistencia á axitación; ao levantar, xa que o chan dentro do corpo da pila foi mesturado, unha menor proporción auga-cemento pode aumentar efectivamente a resistencia do corpo da pila.
Usando o proceso de mestura de formigón proxectado anteriormente mencionado, a pila de mestura de catro eixes pode conseguir o mesmo efecto que o proceso convencional cun contido de cemento de 13% a 18%, cumprindo os requisitos de enxeñería para a resistencia e impermeabilidade das pilas de mestura de cemento e solo. , e ao mesmo tempo provocando cambios debido ao cemento A vantaxe de reducir a dosificación é que o chan de substitución durante o proceso de construción tamén se reduce en consecuencia. O inclinómetro instalado no tubo de perforación resolve o problema do difícil control da verticalidade durante a construción de pilas de mestura de cemento e solo convencionais. A verticalidade medida do corpo da pila de mestura de catro eixes pode chegar a 1/300.
6, Aplicacións de Enxeñaría
Co fin de estudar aínda máis a resistencia do corpo da pila da pila de mestura de catro eixes de microperturbación dixital DMP e o impacto do proceso de formación de pilas no solo circundante, realizáronse experimentos de campo en diferentes condicións estratigráficas. A resistencia das mostras de núcleo de cemento e solo medida nos días 21 e 28 das mostras de núcleo de pila de mestura recollidas alcanzou 0,8 MPa, o que cumpre os requisitos de resistencia do cemento e do solo na enxeñaría subterránea convencional.
En comparación coas pilas tradicionais de mestura de cemento e solo, as pilas de mestura con chorro de alta presión de uso común (método MJS) e as pilas de mestura de microperturbación (método IMS) poden reducir significativamente o desprazamento horizontal do solo circundante e o asentamento superficial causado pola construción de pilas. . . Na práctica da enxeñaría, os dous métodos anteriores son recoñecidos como técnicas de construción de microperturbación e úsanse a miúdo en proxectos de enxeñería con altos requisitos para a protección ambiental circundante.
A táboa 2 compara os datos de seguimento do solo circundante e da deformación superficial causada pola pila de mestura de catro eixes de microperturbación dixital DMP, o método de construción MJS e o método de construción IMS durante o proceso de construción. Durante o proceso de construción da pila de mestura de catro eixes con microperturbación, a unha distancia de 2 metros do corpo da pila. O desprazamento horizontal e a elevación vertical do solo pódense controlar ata uns 5 mm, o que equivale ao método de construción MJS. e o método de construción IMS, e pode lograr unha perturbación mínima ao chan ao redor da pila durante o proceso de construción da pila.
Actualmente, as pilas de mestura de catro eixes de microperturbación dixital DMP utilizáronse con éxito en diferentes tipos de proxectos, como o reforzo de cimentación e a enxeñería de fosos de cimentación en Jiangsu, Zhejiang, Shanghai e outros lugares. Combinando a investigación, o desenvolvemento e a aplicación de enxeñería da tecnoloxía de pila de mestura de catro eixes, recompilouse o "Estándar técnico para a pila de mestura de catro eixes de microdisturbios" (T/SSCE 0002-2022) (Estándar do Grupo de Enxeñaría Civil de Shanghai), que inclúe equipos, deseño, construción e probas, etc. Propuxéronse requisitos específicos para estandarizar a aplicación da tecnoloxía de pila de mestura de catro eixes de microperturbación dixital DMP.
Hora de publicación: 22-09-2023