한국어
中文Ringkasan
Mengingat permasalahan yang ada pada teknologi tiang pencampur semen-tanah konvensional, seperti distribusi kekuatan badan tiang yang tidak merata, gangguan konstruksi yang besar, dan pengaruh faktor manusia yang besar terhadap kualitas tiang, maka teknologi baru DMP digital micro-perturbation four- tumpukan pencampuran sumbu dikembangkan. Dalam teknologi ini, empat mata bor dapat menyemprotkan lumpur dan gas secara bersamaan dan bekerja dengan beberapa lapis bilah pemotong dengan sudut bervariasi untuk memotong tanah selama proses pembentukan tiang pancang. Dilengkapi dengan proses penyemprotan konversi naik-turun, ini memecahkan masalah distribusi kekuatan badan tiang yang tidak merata, dan Secara efektif dapat mengurangi konsumsi semen. Dengan bantuan celah yang terbentuk antara pipa bor berbentuk khusus dan tanah, bubur dibuang secara mandiri, sehingga menyebabkan sedikit gangguan pada tanah di sekitar tiang selama proses konstruksi. Sistem kendali digital mewujudkan konstruksi pembentukan tiang secara otomatis, dan dapat memantau, mencatat, dan memberikan peringatan dini untuk proses pembentukan tiang secara real time.
Perkenalan
Tumpukan pencampur semen-tanah banyak digunakan di bidang konstruksi teknik: seperti perkuatan tanah dan tirai kedap air dalam proyek lubang pondasi; penguatan lubang di terowongan pelindung dan sumur pipa jacking; perawatan pondasi pada lapisan tanah yang lemah; anti rembesan di dinding proyek pemeliharaan air serta penghalang di tempat pembuangan sampah dan banyak lagi. Saat ini, seiring dengan semakin besarnya skala proyek, persyaratan untuk efisiensi konstruksi dan perlindungan lingkungan dari tiang pencampur semen-tanah menjadi semakin tinggi. Selain itu, untuk memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan yang semakin kompleks di sekitar konstruksi proyek, kualitas konstruksi tiang pencampur semen-tanah harus dikontrol. Dan mengurangi dampak konstruksi terhadap lingkungan sekitar telah menjadi kebutuhan yang mendesak.
Konstruksi tiang pencampur terutama menggunakan mata bor pencampur untuk mencampur semen dan tanah di tempat hingga membentuk tiang dengan kekuatan tertentu dan kinerja anti rembesan. Tumpukan pencampur semen dan tanah yang umum digunakan antara lain tiang pencampur semen dan tanah sumbu tunggal, sumbu ganda, tiga sumbu, dan lima sumbu. Jenis tumpukan pencampur ini juga memiliki proses penyemprotan dan pencampuran yang berbeda.
Tumpukan pencampur sumbu tunggal hanya memiliki satu pipa bor, bagian bawahnya disemprotkan, dan pencampuran dilakukan melalui sejumlah kecil bilah. Hal ini dibatasi oleh jumlah pipa bor dan bilah pencampur, dan efisiensi kerjanya relatif rendah;
Tumpukan pencampur biaksial terdiri dari 2 pipa bor, dengan pipa slurry terpisah di tengahnya untuk grouting. Kedua pipa bor tersebut tidak mempunyai fungsi grouting karena mata bor pada kedua sisinya perlu diaduk berulang kali agar slurry disemprotkan dari pipa slurry tengah dalam jangkauan bidang. Distribusinya seragam, sehingga proses "dua semprotan dan tiga pengadukan" diperlukan selama konstruksi poros ganda, yang membatasi efisiensi konstruksi poros ganda, dan keseragaman pembentukan tiang juga relatif buruk. Kedalaman konstruksi maksimum sekitar 18 meter [1];
Tumpukan pencampur tiga sumbu berisi tiga pipa bor, dengan nat disemprotkan di kedua sisi dan udara bertekanan disemprotkan di tengah. Susunan ini akan menyebabkan kekuatan tiang tengah menjadi lebih kecil dibandingkan dengan kedua sisinya, dan badan tiang akan mempunyai hubungan yang lemah pada bidangnya; selain itu, tiang pencampur tiga sumbu Semen air yang digunakan relatif besar, sehingga mengurangi kekuatan badan tiang sampai batas tertentu;
Tiang pencampur lima sumbu didasarkan pada dua sumbu dan tiga sumbu, menambah jumlah batang bor pencampur untuk meningkatkan efisiensi kerja, dan meningkatkan kualitas badan tiang dengan menambah jumlah bilah pencampur [2-3] . Proses penyemprotan dan pencampuran berbeda dengan dua proses pertama. Tidak ada perbedaan.
Gangguan pada tanah disekitarnya selama konstruksi tiang pancang pencampur semen-tanah terutama disebabkan oleh terjepit dan retaknya tanah akibat pengadukan bilah pencampur, serta penetrasi dan pemisahan bubur semen [4-5]. Karena gangguan besar yang disebabkan oleh konstruksi tiang pancang konvensional, ketika membangun di lingkungan sensitif seperti fasilitas kota yang berdekatan dan bangunan terlindung, biasanya perlu menggunakan jet grouting bertekanan tinggi (metode MJS) yang lebih mahal atau tunggal. -tumpukan pencampur sumbu (metode IMS) dan struktur mikro lainnya. Metode konstruksi yang mengganggu.
Selain itu, selama konstruksi tiang pancang konvensional, parameter konstruksi utama seperti kecepatan tenggelam dan terangkatnya pipa bor serta jumlah shotcrete berkaitan erat dengan pengalaman operator. Hal ini juga menyulitkan penelusuran proses konstruksi tiang pancang dan mengakibatkan perbedaan kualitas tiang pancang.
Untuk mengatasi masalah tiang pencampur semen-tanah konvensional seperti distribusi kekuatan tiang yang tidak merata, gangguan konstruksi yang besar, dan banyak faktor campur tangan manusia, komunitas teknik Shanghai telah mengembangkan teknologi tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital baru. Artikel ini akan memperkenalkan secara rinci karakteristik dan efek penerapan teknik teknologi tiang pencampur empat sumbu dalam teknologi pencampuran shotcrete, pengendalian gangguan konstruksi, dan konstruksi otomatis.
1, peralatan tumpukan pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP
Peralatan penggerak tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP-I terutama terdiri dari sistem pencampuran, sistem rangka tiang, sistem pasokan gas, sistem pembuatan pulp dan pasokan pulp otomatis, dan sistem kontrol digital untuk mewujudkan konstruksi tiang pancang otomatis. .
2. Proses pencampuran dan penyemprotan
Keempat pipa bor tersebut dilengkapi dengan pipa shotcrete dan pipa jet di dalamnya. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, kepala bor dapat menyemprotkan bubur dan udara bertekanan secara bersamaan selama proses pembentukan tiang, menghindari masalah yang disebabkan oleh penyemprotan beberapa pipa bor dan penyemprotan beberapa pipa bor. Masalah distribusi kekuatan tiang yang tidak merata pada bidang; karena setiap pipa bor mempunyai intervensi udara bertekanan, maka ketahanan pencampuran dapat dikurangi sepenuhnya, yang berguna untuk konstruksi pada lapisan tanah yang lebih keras dan tanah berpasir, serta dapat membuat campuran semen dan tanah. Selain itu, udara bertekanan dapat mempercepat proses karbonasi semen dan tanah serta meningkatkan kekuatan awal semen dan tanah pada tumpukan pencampur.
Mata bor pencampur dari penggerak tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP-I dilengkapi dengan 7 lapisan bilah pencampur sudut variabel. Jumlah pencampuran tanah satu titik bisa mencapai 50 kali lipat, jauh melebihi 20 kali yang direkomendasikan oleh spesifikasi; mata bor pencampur Dilengkapi dengan bilah diferensial yang tidak berputar dengan pipa bor selama proses pembentukan tiang, yang secara efektif dapat mencegah pembentukan bola lumpur tanah liat. Hal ini tidak hanya meningkatkan jumlah waktu pencampuran tanah, tetapi juga mencegah terbentuknya gumpalan tanah yang besar selama proses pencampuran, sehingga menjamin keseragaman bubur di dalam tanah.
Tumpukan pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP-I mengadopsi teknologi shotcrete konversi naik-turun seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Ada dua lapisan port shotcrete pada kepala bor pencampur. Saat tenggelam, port shotcrete bagian bawah terbuka. Bubur yang disemprotkan tercampur sempurna dengan tanah di bawah aksi pisau pencampur atas. Ketika diangkat, port shotcrete bawah ditutup dan pada saat yang sama Buka port gunite atas sehingga slurry yang dikeluarkan dari port gunite atas dapat tercampur sepenuhnya dengan tanah di bawah aksi bilah bawah. Dengan cara ini, bubur dan tanah dapat diaduk sepenuhnya selama seluruh proses penenggelaman dan pengadukan, yang selanjutnya meningkatkan keseragaman semen dan tanah dalam kisaran kedalaman badan tiang, dan secara efektif memecahkan masalah sumbu ganda dan tiga. -Teknologi tumpukan pencampuran sumbu dalam proses pengangkatan pipa bor. Masalahnya adalah slurry yang disemprotkan dari lubang injeksi bawah tidak dapat diaduk sepenuhnya oleh bilah pengaduk.
3, Pengendalian konstruksi gangguan mikro
Penampang pipa bor penggerak tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP-I berbentuk khusus seperti oval. Ketika pipa bor berputar, tenggelam atau terangkat, maka akan terbentuk saluran pembuangan slurry dan saluran pembuangan disekitar pipa bor. Saat pengadukan, Ketika tekanan internal tanah melebihi tegangan di tempat, slurry akan dibuang secara alami di sepanjang saluran pembuangan slurry di sekitar pipa bor, sehingga menghindari terjepitnya tanah yang disebabkan oleh akumulasi tekanan gas slurry di dekat pipa bor. mata bor pencampur.
Penggerak tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP-I dilengkapi dengan sistem pemantauan tekanan bawah tanah pada mata bor, yang memantau perubahan tekanan bawah tanah secara real-time selama seluruh proses pembentukan tiang, dan memastikan bahwa tekanan bawah tanah adalah dikontrol dalam kisaran yang wajar dengan menyesuaikan tekanan gas bubur. Pada saat yang sama, bilah diferensial yang dikonfigurasi dapat secara efektif mencegah tanah liat menempel pada pipa bor dan pembentukan bola lumpur, dan juga secara efektif mengurangi ketahanan pencampuran dan gangguan tanah.
4、Kontrol konstruksi yang cerdas
Peralatan penggerak tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP-I dilengkapi dengan sistem kontrol digital, yang dapat mewujudkan konstruksi tiang pancang otomatis, mencatat parameter proses konstruksi secara real time, dan memantau serta memberikan peringatan dini selama proses pembentukan tiang.
Sistem kontrol digital dapat secara otomatis menyelesaikan konstruksi tiang pancang berdasarkan parameter konstruksi yang ditentukan oleh tiang uji. Secara otomatis dapat mengontrol tenggelam dan terangkatnya sistem pencampuran, pencocokan aliran bubur dan kecepatan pembentukan tiang di beberapa bagian sesuai dengan distribusi lapisan tanah vertikal, menyesuaikan tekanan jet sesuai dengan nilai tekanan tanah yang ditetapkan, dan mengontrol proses konstruksi. seperti konversi grouting semprot ke atas dan ke bawah. Hal ini sangat mengurangi dampak faktor manusia terhadap kualitas konstruksi tiang pencampur selama proses konstruksi, dan meningkatkan keandalan dan konsistensi kualitas tiang pencampur.
Dengan bantuan sensor presisi yang dipasang pada peralatan, sistem kontrol digital dapat memantau parameter konstruksi utama seperti kecepatan pencampuran, volume penyemprotan, tekanan dan aliran lumpur, serta tekanan bawah tanah, dan dapat memberikan peringatan dini untuk kondisi konstruksi yang tidak normal, sehingga meningkatkan keselamatan. dari proses konstruksi tumpukan pencampuran. Transparansi dan ketepatan waktu penyelesaian masalah. Pada saat yang sama, sistem kontrol digital dapat merekam parameter seluruh proses konstruksi dan mengunggah parameter konstruksi yang direkam ke platform cloud secara real time melalui modul jaringan agar mudah dilihat dan diperiksa, memastikan keaslian dan keamanan data yang dihasilkan. selama proses konstruksi.
5、Teknologi dan parameter konstruksi
Proses konstruksi tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP terutama mencakup persiapan konstruksi, konstruksi tiang percobaan, dan konstruksi tiang formal. Menurut parameter konstruksi yang diperoleh dari konstruksi tiang percobaan, sistem kontrol konstruksi digital mewujudkan konstruksi tiang secara otomatis. Dikombinasikan dengan pengalaman teknik aktual, parameter konstruksi yang ditunjukkan pada Tabel 1 dapat dipilih. Berbeda dengan tiang pencampur konvensional, rasio air terhadap semen yang digunakan untuk tiang pencampur empat sumbu berbeda saat tenggelam dan terangkat. Rasio air terhadap semen yang digunakan untuk penenggelaman adalah 1,0~1,5, sedangkan rasio air terhadap semen untuk pengangkatan adalah 0,8~1,0. Saat tenggelam dan diaduk, bubur semen memiliki rasio air-semen yang lebih besar, dan bubur tersebut memiliki efek pelunakan yang lebih cukup pada tanah, yang secara efektif dapat mengurangi ketahanan pengadukan; saat mengangkat, karena tanah di dalam badan tiang telah tercampur, rasio air-semen yang lebih kecil dapat secara efektif Meningkatkan kekuatan badan tiang.
Dengan menggunakan proses pencampuran shotcrete yang disebutkan di atas, tiang pencampur empat sumbu dapat mencapai efek yang sama seperti proses konvensional dengan kandungan semen 13% hingga 18%, memenuhi persyaratan teknik untuk kekuatan dan impermeabilitas tiang pencampur semen-tanah. , dan pada saat yang sama membawa perubahan karena semen. Keuntungan dari pengurangan dosis adalah bahwa tanah pengganti selama proses konstruksi juga berkurang. Inclinometer yang dipasang pada pipa bor memecahkan masalah sulitnya mengontrol vertikalitas selama konstruksi tiang pancang pencampur semen-tanah konvensional. Vertikalitas terukur dari badan tiang pencampur empat sumbu dapat mencapai 1/300.
6、Aplikasi Teknik
Untuk mempelajari lebih lanjut kekuatan badan tiang dari tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP dan dampak proses pembentukan tiang terhadap tanah di sekitarnya, percobaan lapangan dilakukan dalam kondisi stratigrafi yang berbeda. Kekuatan sampel inti semen dan tanah yang diukur pada hari ke 21 dan 28 dari sampel inti tiang pencampur yang dikumpulkan mencapai 0,8 MPa, yang memenuhi persyaratan kekuatan semen dan tanah pada rekayasa bawah tanah konvensional.
Dibandingkan dengan tiang pancang pencampur semen-tanah tradisional, jet grouting serba bertekanan tinggi (metode MJS) dan tiang pencampur gangguan mikro (metode IMS) yang umum digunakan dapat secara signifikan mengurangi perpindahan horizontal tanah di sekitarnya dan penurunan permukaan yang disebabkan oleh konstruksi tiang pancang. . . Dalam praktik keinsinyuran, kedua metode di atas dikenal sebagai teknik konstruksi gangguan mikro dan sering digunakan dalam proyek-proyek rekayasa dengan persyaratan tinggi untuk perlindungan lingkungan sekitar.
Tabel 2 membandingkan data pemantauan deformasi tanah dan permukaan sekitar yang disebabkan oleh tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP, metode konstruksi MJS dan metode konstruksi IMS selama proses konstruksi. Selama proses konstruksi tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro, pada jarak 2 meter dari badan tiang, perpindahan horizontal dan pengangkatan vertikal tanah dapat dikontrol hingga sekitar 5 mm, yang setara dengan metode konstruksi MJS dan metode konstruksi IMS, serta dapat meminimalkan gangguan pada tanah di sekitar tiang selama proses konstruksi tiang pancang.
Saat ini, tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP telah berhasil digunakan di berbagai jenis proyek seperti penguatan pondasi dan rekayasa lubang pondasi di Jiangsu, Zhejiang, Shanghai dan tempat lain. Menggabungkan penelitian dan pengembangan serta penerapan rekayasa teknologi tiang pencampur empat sumbu, "Standar Teknis Tiang Pencampur Empat Sumbu Gangguan Mikro" (T/SSCE 0002-2022) (Standar Kelompok Masyarakat Teknik Sipil Shanghai) disusun, yang mencakup peralatan, desain, konstruksi dan pengujian, dll. Persyaratan khusus telah diajukan untuk membakukan penerapan teknologi tiang pencampur empat sumbu gangguan mikro digital DMP.
Waktu posting: 22 Sep-2023