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中文Riepilogo
In considerazione dei problemi esistenti nella tecnologia di pile convenzionale di miscelazione del suolo cemento, come la distribuzione irregolare della resistenza del corpo del mucchio, il grande disturbo delle costruzioni e il grande impatto sulla qualità del mucchio da parte dei fattori umani, è stata sviluppata una nuova tecnologia di micro-perturbazione DMP a quattro assi di miscelazione a quattro assi. In questa tecnologia, quattro bit di perforazione possono spruzzare liquami e gas contemporaneamente e funzionare con più strati di pale di taglio ad angolo variabile per tagliare il terreno durante il processo di formazione della pila. Integrato dal processo di spruzzatura della conversione su-giù, risolve il problema della distribuzione irregolare della resistenza del corpo della pila e può effettivamente ridurre il consumo di cemento. Con l'aiuto del divario formato tra il tubo di perforazione a forma speciale e il terreno, la sospensione viene scaricata autonomamente, il che raggiunge un leggero disturbo del terreno attorno alla pila durante il processo di costruzione. Il sistema di controllo digitale realizza la costruzione automatizzata della formazione di pile e può monitorare, registrare e fornire un avvertimento precoce per il processo di formazione della pila in tempo reale.
Introduzione
Le pile di miscelazione del suolo cemento sono ampiamente utilizzate nel campo della costruzione ingegneristica: come il rinforzo del suolo e le tende impermeabili nei progetti di fossa delle fondamenta; rinforzo del foro nei tunnel di scudo e nei pozzi di presepi; Trattamento di fondazione degli strati di suolo deboli; Anti-Seepage in Water Conservancy Projects Walls, nonché barriere nelle discariche e altro ancora. Allo stato attuale, man mano che la portata dei progetti diventa sempre più grande, i requisiti per l'efficienza della costruzione e la protezione ambientale delle pile di miscelazione del suolo cemento sono diventati sempre più alti. Inoltre, al fine di soddisfare i requisiti di protezione ambientale sempre più complessi intorno alla costruzione del progetto, è necessario controllare la qualità della costruzione delle pile di miscelazione del suolo cemento. E ridurre l'impatto della costruzione sull'ambiente circostante è diventato un bisogno urgente.
La costruzione di pile di miscelazione utilizza principalmente una punta di perforazione di miscelazione per mescolare cemento e terreno in situ per formare una pila con una certa resistenza e prestazioni antiepage. Le pile di miscelazione del cemento e del suolo comunemente usate includono pile di cemento a tre assi, a doppio asse, a tre assi e a cinque assi e di miscelazione del suolo. Questi tipi di pile di miscelazione hanno anche diversi processi di spruzzatura e miscelazione.
La pila di miscelazione a singolo asse ha un solo tubo di perforazione, il fondo viene spruzzato e la miscelazione viene eseguita attraverso un piccolo numero di lame. Ciò è limitato dal numero di tubi di perforazione e lame di miscelazione e l'efficienza del lavoro è relativamente bassa;
La pila di miscelazione biassiale è composta da 2 tubi di perforazione, con un tubo di liquame separato nel mezzo per la stuccatura. I due tubi di perforazione non hanno la funzione di stuccatura perché i bit di perforazione su entrambi i lati devono essere ripetutamente agitati per far spruzzare la sospensione dal tubo di liquame medio all'interno della gamma del piano. La distribuzione è uniforme, quindi sono richiesti il processo "due spray e tre slitta" durante la costruzione del doppio albero, che limita l'efficienza di costruzione del doppio albero e anche l'uniformità della formazione della pila è relativamente scarsa. La profondità di costruzione massima è di circa 18 metri [1];
La pila di miscelazione a tre assi contiene tre tubi di perforazione, con malta spruzzata su entrambi i lati e aria compressa spruzzata nel mezzo. Questa disposizione farà sì che la forza della pila centrale sia più piccola di quella dei due lati e il corpo della pila avrà legami deboli sul piano; Inoltre, il mucchio a tre assi che miscela il cemento d'acqua utilizzato è relativamente grande, il che riduce la forza del corpo del mucchio in una certa misura;
La pila di miscelazione a cinque assi si basa sui due assi e sui tre assi, aggiungendo il numero di aste di perforazione di miscelazione per migliorare l'efficienza del lavoro e migliorare la qualità del corpo della pila aumentando il numero di lame di miscelazione [2-3]. Il processo di spruzzatura e miscelazione è diverso dai primi due. Non c'è differenza.
Il disturbo del terreno circostante durante la costruzione di pile di miscelazione del suolo cemento è principalmente causato dalla schiacciamento e dal cracking del terreno causato dall'agitazione delle lame di miscelazione e dalla penetrazione e dalla divisione della sospensione del cemento [4-5]. A causa del grande disturbo causato dalla costruzione di pile di miscelazione convenzionali, quando si costruiscono in ambienti sensibili come strutture municipali adiacenti ed edifici protetti, è generalmente necessario utilizzare la stuccatura del getto ad alta pressione più costosa (metodo MJS) o le pile di miscelazione a asse singolo (metodo IMS) e altre micro-strutture. Metodi di costruzione inquietanti.
Inoltre, durante la costruzione di pile di miscelazione convenzionali, i parametri di costruzione chiave come l'affondamento e la velocità di sollevamento del tubo di perforazione e la quantità di calcestruzzo sono strettamente correlati all'esperienza degli operatori. Ciò rende anche difficile tracciare il processo di costruzione delle pile di miscelazione e si traduce in differenze nella qualità delle pile.
Al fine di risolvere i problemi delle pile di miscelazione convenzionali di miscelazione del suolo cemento come la distribuzione irregolare della resistenza alla pila, i grandi disturbi delle costruzioni e molti fattori di interferenza umana, la comunità di ingegneria di Shanghai ha sviluppato una nuova tecnologia di pelo di miscelazione a quattro assi di micro-perturbazione digitale. Questo articolo introdurrà in dettaglio le caratteristiche e gli effetti dell'applicazione ingegneristica della tecnologia dei pali della miscelazione a quattro assi nella tecnologia di miscelazione di Shotcrete, nel controllo dei disturbi della costruzione e nella costruzione automatizzata.
1 、 DMP Digital Micro-Perturbation Attrezzatura a quattro assi di miscelazione
La micro-perturbazione digitale DMP-I Micro-perturbazione dell'attrezzatura del driver per pile di miscelazione è costituita principalmente da un sistema di miscelazione, un sistema di cornici per pile, un sistema di fornitura di gas, un sistema di alimentazione automatica e di alimentazione della polpa e un sistema di controllo digitale per realizzare la costruzione automatizzata per la pila.
2 、 Processo di miscelazione e spruzzatura
I quattro tubi di perforazione sono dotati di tubi di tiro e tubi a getto all'interno. Come mostrato nella Figura 2, la testa di perforazione può spruzzare liquame e aria compressa contemporaneamente durante il processo di formazione della pila, evitando i problemi causati dalla spruzzatura di alcuni tubi di perforazione e dalla spruzzatura di alcuni tubi di perforazione. Il problema della distribuzione irregolare della resistenza del mucchio sul piano; Poiché ogni tubo di perforazione ha l'intervento dell'aria compressa, la resistenza alla miscelazione può essere completamente ridotta, il che è utile per la costruzione in strati di terreno più duri e terreno sabbioso e può rendere il cemento e la miscela del suolo. Inoltre, l'aria compressa può accelerare il processo di carbonatazione del cemento e del suolo e migliorare la forza precoce del cemento e del suolo nella pila di miscelazione.
I bit di perforazione di miscelazione del driver di micro-perturbazione digitale DMP-I perturbati a quattro assi sono dotati di 7 strati di lame di miscelazione ad angolo variabile. Il numero di miscelazione del suolo a punto singolo può raggiungere 50 volte, superando di gran lunga 20 volte la specifica; La punta del trapano di miscelazione è dotato di pale differenziali che non ruotano con il tubo di perforazione durante il processo di formazione della pila, che può effettivamente impedire la formazione di sfere di fango di argilla. Ciò può non solo aumentare il numero di tempi di miscelazione del suolo, ma anche impedire la formazione di grandi zolle del suolo durante il processo di miscelazione, garantendo così l'uniformità della sospensione nel suolo.
DMP-I Micro-perturbazione Digital Micro-Assis Mescolation Pile adotta la tecnologia di conversione a conversione, come mostrato nella Figura 3. Ci sono due strati di porte di colpi di colpetto sulla testa del trapano di miscelazione. Quando affonda, viene aperta la porta di tiro inferiore. La sospensione spruzzata è completamente miscelata con il terreno sotto l'azione della lama di miscelazione superiore. Quando viene sollevato, la porta di tiro inferiore viene chiusa e allo stesso tempo aprire la porta di gunite superiore in modo che il liquame espulso dalla porta di gunite superiore possa essere completamente miscelato con il terreno sotto l'azione delle lame inferiori. In questo modo, la sospensione e il terreno possono essere pienamente agitati durante l'intero processo di affondamento e agitazione, che migliora ulteriormente l'uniformità del cemento e del terreno all'interno della gamma di profondità del corpo della pila e risolve efficacemente il problema del doppio asse e della tecnologia del pile che mescola a tre assi nel processo di sollevamento del tubo del trapano. Il problema è che la sospensione spruzzata dalla porta di iniezione inferiore non può essere completamente agitata dalle pale che agitano.
3 、 Controllo della costruzione di micro-disturbi
La sezione trasversale del tubo di perforazione del driver di miscelazione a quattro assi di micro-perturbazione digitale DMP-I è una forma speciale a forma di ovale. Quando il tubo di perforazione ruota, i lavandini o gli ascensori, si formano una scarica di liquami e un canale di scarico attorno al tubo di perforazione. Quando si agita, quando la pressione interna del terreno supera lo stress in situ, la sospensione verrà scaricata naturalmente lungo il canale di scarico della sospensione attorno al tubo di perforazione, evitando così la schiacciamento del terreno causato dall'accumulo della pressione del gas di liquame vicino alla punta del trapano di miscelazione.
Il driver della pila di micro-perturbazione digitale DMP-I è dotato di un sistema di monitoraggio della pressione sotterranea sulla punta del trapano, che monitora le variazioni della pressione sotterranea in tempo reale durante l'intero processo di formazione della pila e garantisce che la pressione sotterranea sia controllata all'interno di un range ragionevole regolando la pressione del gas di rabbia. Allo stesso tempo, le lame differenziali configurate possono effettivamente impedire all'argilla di aderire al tubo di perforazione e alla formazione di sfere di fango e riducono efficacemente anche la resistenza alla miscelazione e il disturbo del suolo.
4 、 Controllo della costruzione intelligente
La micro-perturbazione digitale DMP-I Micro-perturbazione è dotata di un sistema di controllo digitale, che può realizzare la costruzione automatizzata per il pelo, i parametri del processo di costruzione record in tempo reale e monitorare e fornire un avvertimento precoce durante il processo di formazione della pila.
Il sistema di controllo digitale può completare automaticamente la costruzione di pile di miscelazione in base ai parametri di costruzione determinati dalle pile di prova. Può controllare automaticamente l'affondamento e il sollevamento del sistema di miscelazione, la velocità di abbinamento del flusso di liquami e la velocità di formazione di pile in sezioni in base alla distribuzione dello strato di terreno verticale, regolare la pressione del getto in base al valore impostato della pressione del terreno e di controllo dei processi di costruzione come la conversione su e giù della stuccatura a spruzzo. Ciò riduce notevolmente l'impatto dei fattori umani sulla qualità della costruzione del mucchio di miscelazione durante il processo di costruzione e migliora l'affidabilità e la coerenza della qualità della pila di miscelazione.
Con l'aiuto di sensori di precisione installati sull'attrezzatura, il sistema di controllo digitale può monitorare i parametri chiave di costruzione come la velocità di miscelazione, il volume di spruzzatura, la pressione e il flusso di liquami e la pressione sotterranea e può fornire un avvertimento precoce per condizioni di costruzione anormale, aumentando la sicurezza del processo di costruzione della pila di miscelazione. Trasparenza e tempestività della risoluzione del problema. Allo stesso tempo, il sistema di controllo digitale può registrare i parametri dell'intero processo di costruzione e caricare i parametri di costruzione registrati sulla piattaforma cloud in tempo reale attraverso il modulo di rete per una facile visualizzazione e ispezione, garantendo l'autenticità e la sicurezza dei dati generati durante il processo di costruzione.
5 、 Tecnologia di costruzione e parametri
Il processo di costruzione di una miscelazione di micro-distruzione digitale DMP include principalmente la preparazione di costruzioni, la costruzione di pile e la costruzione di pile formali. Secondo i parametri di costruzione ottenuti dalla costruzione della pila di prova, il sistema di controllo della costruzione digitale realizza la costruzione automatizzata della pila. In combinazione con un'esperienza di ingegneria effettiva, è possibile selezionare i parametri di costruzione mostrati nella Tabella 1. Diversamente dalle pile di miscelazione convenzionali, il rapporto acqua-cemento utilizzato per la pila di miscelazione a quattro assi è diverso durante l'affondamento e il sollevamento. Il rapporto acqua-cemento utilizzato per l'affondamento è 1,0 ~ 1,5, mentre il rapporto acqua-cemento per il sollevamento è 0,8 ~ 1,0. Durante l'affondamento e l'agitazione, la sospensione del cemento ha un rapporto di cemento d'acqua maggiore e la sospensione ha un effetto di ammorbidimento più sufficiente sul terreno, che può effettivamente ridurre la resistenza agitata; Durante il sollevamento, poiché il terreno all'interno del corpo della pila è stato miscelato, un rapporto di cemento d'acqua inferiore può aumentare efficacemente la forza del corpo del mucchio.
Utilizzando il processo di miscelazione del tiro sopra menzionato, la pila di miscelazione a quattro assi può ottenere lo stesso effetto del processo convenzionale con un contenuto di cemento dal 13% al 18%, soddisfacendo i requisiti ingegneristici per la forza e l'impermeabilità della miscelazione di cemento-suolo in base alle pile di costruzione, e allo stesso tempo apportare modifiche e allo stesso tempo apportare cambiamenti a causa del vantaggio del vantaggio di riduzione della riduzione del terreno di replica anche durante il processo di costruzione in base anche al processo di costruzione. L'inclinometro installato sul tubo di perforazione risolve il problema del difficile controllo della verticalità durante la costruzione di pile di miscelazione convenzionali al suolo cemento. La verticalità misurata del corpo a quattro assi di miscelazione di un pelo può raggiungere 1/300.
6 、 Applicazioni di ingegneria
Al fine di studiare ulteriormente la resistenza del corpo della pila della pila di miscelazione a quattro assi di micro-perturbazione digitale DMP e l'impatto del processo di formazione della pila sul terreno circostante, sono stati condotti esperimenti sul campo in diverse condizioni stratigrafiche. La forza dei campioni di cemento e del nucleo del suolo misurati il 21 ° e il 28 ° giorno dei campioni di core di pila di miscelazione raccolti ha raggiunto 0,8 MPa, il che soddisfa i requisiti per il cemento e la resistenza al suolo nell'ingegneria sotterranea convenzionale.
Rispetto alle tradizionali pile di miscelazione del suolo cemento, la stuccatura del getto ad alta pressione a tutto tondo usato (metodo MJS) e le pile di miscelazione di micro-disturbi (metodo IMS) possono ridurre significativamente lo spostamento orizzontale del suolo circostante e l'insediamento superficiale causato dalla costruzione di pile. . Nella pratica ingegneristica, i due metodi sopra sono riconosciuti come tecniche di costruzione di micro-disturbi e sono spesso utilizzati in progetti di ingegneria con elevati requisiti per la protezione ambientale circostante.
La tabella 2 confronta i dati di monitoraggio del suolo circostante e la deformazione superficiale causata dalla micro-perturbazione DMP per la micro-perturbazione di una pila di miscelazione a quattro assi, il metodo di costruzione MJS e il metodo di costruzione IMS durante il processo di costruzione. Durante il processo di costruzione della pila di miscelazione a quattro assi di micro-perturbazione, a una distanza di 2 metri dal corpo della pila, lo spostamento orizzontale e il sollevamento verticale del terreno possono essere controllati a circa 5 mm, il che è equivalente al metodo di costruzione MJS e al metodo di costruzione IMS, e può ottenere un disturbo minimo per il terreno attorno al pelo durante il processo di costruzione del pila.
Allo stato attuale, le pile di miscelazione a quattro assi digitali DMP sono state utilizzate con successo in diversi tipi di progetti come il rinforzo della fondazione e l'ingegneria delle fossa di fondazione a Jiangsu, Zhejiang, Shanghai e altri luoghi. Combinando l'applicazione di ricerca e sviluppo e ingegneria della tecnologia del mucchio di miscelazione a quattro assi, lo "Standard tecnico per il mucchio di miscelazione a quattro assi micro-disturbi" (T/SSCE 0002-2022) (Shanghai Civil Engineering Society Group Standard) è stato compilato, che include attrezzatura, progettazione, costruzione e test, ecc. Sono stati presentati requisiti specifici per standardizzare l'applicazione della micro-assi DMP Digital-Axis).
Tempo post: set-22-2023