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中文요약
기존의 시멘트 토양 혼합 파일 기술에 존재하는 문제를 고려하여, 파일 바디 강도의 고르지 않은 분포, 대규모 구조 교란 및 인적 요소에 의한 파일 품질에 큰 영향을 미치는 것과 같은 DMP 디지털 미세 교란 4 축 혼합 더미의 새로운 기술이 개발되었습니다. 이 기술에서, 4 개의 드릴 비트는 슬러리와 가스를 동시에 스프레이하고 여러 층의 가변 앵글 절단 블레이드와 협력하여 파일 형성 공정 동안 토양을 절단 할 수 있습니다. 상향 다운 변환 스프레이 프로세스에 의해 보충 된 이는 파일 본체의 고르지 않은 강도 분포 문제를 해결하고 시멘트 소비를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 특수 모양의 드릴 파이프와 토양 사이에 형성된 갭의 도움으로 슬러리는 자율적으로 배출되어 건설 과정에서 더미 주위의 토양을 약간 방해합니다. 디지털 제어 시스템은 파일 형성의 자동화 된 구조를 깨닫고 파일 형성 프로세스에 대한 조기 경고를 실시간으로 모니터링, 기록 및 제공 할 수 있습니다.
소개
시멘트 토양 혼합 더미는 공학 구조 분야에서 널리 사용됩니다. 기초 구덩이 프로젝트의 토양 강화 및 방수 커튼; 방패 터널과 파이프 잭킹 우물의 구멍 보강; 약한 토양 층의 기초 처리; 수자원 보존의 방지는 벽과 매립지 등의 장벽뿐만 아니라 벽을 프로젝트합니다. 현재, 프로젝트 규모가 점점 커짐에 따라 시멘트 토양 혼합 파일의 건축 효율과 환경 보호에 대한 요구 사항이 점점 높아졌습니다. 또한 프로젝트 건설에 대한 점점 더 복잡한 환경 보호 요구 사항을 충족시키기 위해서는 시멘트 토양 혼합 파일의 건축 품질을 제어해야합니다. 그리고 주변 환경에 대한 건축의 영향을 줄이는 것은 긴급한 요구가되었습니다.
혼합 더미의 구조는 주로 혼합 드릴 비트를 사용하여 시멘트와 토양을 섞어 특정 강도 및 방지 성능을 갖는 더미를 형성합니다. 일반적으로 사용되는 시멘트 및 토양 혼합 더미에는 단일 축, 이중 축, 3 축 및 5 축 시멘트 및 토양 혼합 더미가 포함됩니다. 이러한 유형의 혼합 파일에는 스프레이 및 혼합 공정이 다릅니다.
단일 축 혼합 파일에는 하나의 드릴 파이프 만 있고 바닥은 스프레이되며 혼합은 적은 수의 블레이드를 통해 수행됩니다. 이는 드릴 파이프와 믹싱 블레이드의 수에 의해 제한되며 작업 효율은 비교적 낮습니다.
이축 혼합 파일은 2 개의 드릴 파이프로 구성되며 그라우팅을 위해 중간에 별도의 슬러리 파이프가 있습니다. 2 개의 드릴 파이프에는 평면 범위 내에서 중간 슬러리 파이프에서 슬러리를 뿌리려면 양쪽의 드릴 비트를 반복적으로 교반해야하기 때문에 그라우팅 기능이 없습니다. 분포는 균일하므로 이중 샤프트를 구성하는 동안 "2 개의 스프레이 및 3 개의 교반"공정이 필요하며, 이는 이중 샤프트의 구조 효율을 제한하며 파일 형성의 균일 성도 비교적 열악합니다. 최대 건축 깊이는 약 18 미터입니다 [1];
3 축 혼합 파일에는 3 개의 드릴 파이프가 포함되어 있으며 그라우트는 양쪽에 스프레이되고 중간에 압축 공기가 뿌려집니다. 이 배열은 중간 더미의 강도가 양면의 강도보다 작아지며, 파일 몸체는 평면에 약한 링크를 갖습니다. 또한, 물 시멘트가 사용 된 3 축 혼합 더미는 비교적 크며, 이는 더미 몸의 강도를 어느 정도 감소시킨다;
5 축 혼합 파일은 2 축 및 3 축에 기초하여 작업 효율을 향상시키기 위해 혼합 드릴로드의 수를 추가하고 혼합 블레이드의 수를 늘려서 파일 본체의 품질을 향상시킵니다 [2-3]. 스프레이 및 혼합 과정은 처음 두 가지와 다릅니다. 차이가 없습니다.
시멘트 토양 혼합 더미를 건설하는 동안 주변 토양에 대한 교란은 주로 혼합 블레이드의 교반으로 인한 토양의 압착 및 균열과 시멘트 슬러리의 침투 및 분할에 의해 발생합니다 [4-5]. 기존의 믹싱 파일 건설로 인한 큰 교란으로 인해 인접한 도시 시설 및 보호 건물과 같은 민감한 환경을 구성 할 때 일반적으로 더 비싼 만능 고압 제트 그라우팅 (MJS 방법) 또는 단일 축 혼합 파일 (IMS 방법) 및 기타 미세 구조를 사용해야합니다. 방해 건설 방법.
또한 기존의 혼합 파일을 구성하는 동안 드릴 파이프의 가라 앉기 및 리프팅 속도 및 Shotcrete의 양과 같은 주요 구조 매개 변수는 운영자의 경험과 밀접한 관련이 있습니다. 이것은 또한 혼합 더미의 시공 과정을 추적하기가 어렵고 더미의 품질에 차이를 초래합니다.
상하이 엔지니어링 커뮤니티는 고르지 못한 파일 강도 분포, 대규모 구조 교란 및 많은 인간 간섭 요인과 같은 기존의 시멘트 토양 혼합 파일의 문제를 해결하기 위해 새로운 디지털 미세 자위 4 축 혼합 기술을 개발했습니다. 이 기사는 Shotcrete Mixing 기술, 건설 교란 제어 및 자동화 된 건축에서 4 축 혼합 파일 기술의 특성 및 엔지니어링 애플리케이션 효과를 자세히 소개합니다.
1 mic DMP 디지털 미세 자위 4 축 혼합 더미 장비
DMP-I 디지털 미세 자위 4 축 혼합 파일 드라이버 장비는 주로 믹싱 시스템, 파일 프레임 시스템, 가스 공급 시스템, 자동 펄프 및 펄프 공급 시스템 및 자동 파일 구조를 실현하기위한 디지털 제어 시스템으로 구성됩니다.
2 ing 믹싱 및 스프레이 공정
4 개의 드릴 파이프에는 샷 크레타 파이프와 제트 파이프가 장착되어 있습니다. 도 2에 도시 된 바와 같이, 드릴 헤드는 파일 형성 공정 동안 슬러리와 압축 공기를 동시에 스프레이 할 수 있으며, 일부 드릴 파이프의 스프레이 및 일부 드릴 파이프의 스프레이로 인한 문제를 피할 수있다. 평면에서의 파일 강도의 고르지 않은 분포 문제; 각 드릴 파이프는 압축 공기의 중재를 갖기 때문에 혼합 저항을 완전히 감소시킬 수 있으며, 이는 더 단단한 토양 층과 모래 토양에서 건축에 도움이되며 시멘트와 토양 혼합을 만들 수 있습니다. 또한 압축 공기는 시멘트와 토양의 탄산 공정을 가속화하고 혼합 더미에서 시멘트와 토양의 초기 강도를 향상시킬 수 있습니다.
DMP-I 디지털 마이크로 자위 4 축 혼합 파일 드라이버의 혼합 드릴 비트에는 가변 각도 혼합 블레이드 7 층이 장착되어 있습니다. 단일 포인트 토양 혼합의 수는 50 배에 도달 할 수 있으며, 사양에서 권장되는 20 배를 훨씬 초과합니다. 혼합 드릴 비트에는 파일 형성 공정 동안 드릴 파이프로 회전하지 않는 차동 블레이드가 장착되어있어 점토 진흙 공의 형성을 효과적으로 방지 할 수 있습니다. 이것은 토양 혼합 시간의 수를 증가시킬 수있을뿐만 아니라 혼합 과정에서 큰 토양 클로드의 형성을 방지하여 토양에서 슬러리의 균일 성을 보장합니다.
DMP-I 디지털 미세 자위 4 축 혼합 파일은 그림 3과 같이 상향식 변환 ShotCrete 기술을 채택합니다. 믹싱 드릴 헤드에는 2 개의 샷 크레타 포트가 있습니다. 가라 앉으면 하단 Shotcrete 포트가 열립니다. 분무 된 슬러리는 상부 혼합 블레이드의 작용 하에서 토양과 완전히 혼합된다. 그것이 들어 올리면, 하단 shotcrete 포트가 닫히고 동시에 상부 건 나이트 포트를 열어 상단 건 나이트 포트에서 배출 된 슬러리가 하부 블레이드의 작용 하에서 토양과 완전히 혼합 될 수 있습니다. 이러한 방식으로, 슬러리와 토양은 가라 앉고 교반하는 전체 과정에서 완전히 교반 될 수 있으며, 이는 파일 본체의 깊이 범위 내에서 시멘트와 토양의 균일 성을 더욱 향상시키고 드릴 파이프 리프팅 공정에서 이중 축 및 3 축 혼합 더미 기술의 문제를 효과적으로 해결합니다. 문제는 바닥 주입 포트에서 뿌려진 슬러리가 교반 날에 의해 완전히 교반 될 수 없다는 것입니다.
3 urb 미세 방향 구조 제어
DMP-I 디지털 마이크로 자위 4 축 혼합 파일 드라이버의 드릴 파이프의 단면은 타원형과 같은 특수 모양의 모양입니다. 드릴 파이프가 회전, 가라 앉거나 들어 올리면 드릴 파이프 주변에 슬러리 배출 및 배기 채널이 형성됩니다. 교반 할 때, 토양의 내부 압력이 현장 내 응력을 초과 할 때, 슬러리는 드릴 파이프 주변의 슬러리 배출 채널을 따라 자연적으로 배출되어 혼합 드릴 비트 근처의 슬러리 가스 압력의 축적으로 인한 토양의 압박을 피할 수 있습니다.
DMP-I 디지털 미세 교란 4 축 혼합 파일 드라이버에는 드릴 비트의 지하 압력 모니터링 시스템이 장착되어 있으며, 이는 전체 파일 형성 공정에서 실시간으로 지하 압력의 변화를 모니터링하며, 지하 압력이 더 칙칙한 가스 압력을 조정하여 합리적인 범위 내에서 제어되도록합니다. 동시에, 구성된 차동 블레이드는 점토가 드릴 파이프에 부착되는 것을 효과적으로 방지하고 진흙 공의 형성을 효과적으로 방지 할 수 있으며, 또한 혼합 저항과 토양 교란을 효과적으로 감소시킬 수 있습니다.
4. 지능형 건축 제어
DMP-I 디지털 미세 자위 4 축 혼합 파일 드라이버 장비에는 디지털 제어 시스템이 장착되어 있으며, 이는 자동화 된 파일 구조를 실현하고 건설 공정 매개 변수를 실시간으로 기록하고 파일 형성 프로세스 중에 조기 경고를 제공 할 수 있습니다.
디지털 제어 시스템은 시험 파일에 의해 결정된 시공 매개 변수를 기반으로 혼합 파일의 구성을 자동으로 완료 할 수 있습니다. 수직 토양 층의 분포에 따른 혼합 시스템의 싱킹 및 리프팅, 슬러리 흐름 일치 및 파일 형성 속도를 자동으로 제어하고,지면 압력의 정해진 값에 따라 제트 압력을 조정하고, 스프레이 그라우팅의 위아래 전환과 같은 제어 구조 공정을 조정할 수 있습니다. 이는 시공 과정에서 혼합 더미의 건축 품질에 대한 인적 요소의 영향을 크게 줄이고 혼합 더미의 품질의 신뢰성과 일관성을 향상시킵니다.
장비에 설치된 정밀 센서의 도움으로 디지털 제어 시스템은 혼합 속도, 스프레이 볼륨, 슬러리 압력 및 흐름 및 지하 압력과 같은 주요 구조 매개 변수를 모니터링 할 수 있으며 비정상적인 구조 조건에 대한 조기 경고를 제공하여 혼합 파일 구조 공정의 안전성을 높일 수 있습니다. 문제 해결의 투명성과 적시성. 동시에, 디지털 제어 시스템은 전체 구성 프로세스의 매개 변수를 기록하고 네트워크 모듈을 통해 실시간으로 기록 된 구성 매개 변수를 클라우드 플랫폼에 업로드하여 쉽게 볼 수 있도록 쉽게 볼 수있어 건설 프로세스 중에 생성 된 데이터의 진위와 안전성을 보장 할 수 있습니다.
5 et 건축 기술 및 매개 변수
DMP Digital Micro-Disturbance 4 축 혼합 파일 건설 공정에는 주로 건설 준비, 시험 파일 건설 및 공식 파일 건설이 포함됩니다. 시험 파일 건설에서 얻은 건축 매개 변수에 따르면, 디지털 건설 제어 시스템은 파일의 자동화 된 건축을 실현합니다. 실제 엔지니어링 경험과 결합하여 표 1에 표시된 시공 매개 변수를 선택할 수 있습니다. 기존의 혼합 파일과는 달리, 4 축 혼합 파일에 사용되는 물 대 시멘트 비율은 가라 앉거나 들어 올릴 때 다릅니다. 싱킹에 사용되는 물 대 시멘트 비율은 1.0 ~ 1.5이고, 리프팅의 물 대 시멘트 비율은 0.8 ~ 1.0입니다. 가라 앉고 교반 할 때, 시멘트 슬러리는 더 큰 물-시멘트 비율을 가지며, 슬러리는 토양에 더 충분한 연화 효과를 가지며, 이는 교반 저항을 효과적으로 감소시킬 수 있습니다. 들어 올릴 때, 파일 몸체 내의 토양이 혼합되었으므로, 더 작은 물 시멘트 비율은 파일 몸의 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있습니다.
위에서 언급 한 Shotcrete 혼합 공정을 사용하여, 4 축 혼합 더미는 시멘트 함량이 13% ~ 18% 인 종래의 공정과 동일한 효과를 달성 할 수 있으며, 시멘트 토양 혼합 파일의 강도 및 불완전성에 대한 엔지니어링 요구 사항을 충족시킬 수 있으며 동시에 용량을 감소시키는 이점을 강화하는 이점을 가져 오는 동시에 건설 과정이 감소한다는 것입니다. 드릴 파이프에 설치된 경사계는 기존의 시멘트 토양 혼합 파일을 구성하는 동안 수직성의 어려운 제어 문제를 해결합니다. 4 축 혼합 파일 본체의 측정 된 수직성은 1/300에 도달 할 수 있습니다.
6 、 엔지니어링 애플리케이션
추가로 연구하기 위해 DMP 디지털 미세 자위 4 축 혼합 파일의 파일 바디 강도 및 주변 토양에 대한 파일 형성 공정의 영향을 다른 층계 조건에서 현장 실험을 수행 하였다. 수집 된 혼합 파일 코어 샘플의 21 일 및 28 일에 측정 된 시멘트 및 토양 코어 샘플의 강도는 0.8 MPa에 도달했으며, 이는 기존 지하 공학의 시멘트 및 토양 강도에 대한 요구 사항을 충족시켰다.
전통적인 시멘트 토양 혼합 파일과 비교하여, 일반적으로 사용되는 만능 고압 제트 그라우팅 (MJS 방법) 및 미세 관측 혼합 파일 (IMS 방법)은 파일 구조로 인한 주변 토양 및 표면 정착의 수평 변위를 크게 감소시킬 수 있습니다. . 엔지니어링 실습에서 위의 두 가지 방법은 소기업 구성 기술로 인식되며 주변 환경 보호에 대한 높은 요구 사항을 가진 엔지니어링 프로젝트에 종종 사용됩니다.
표 2는 건설 공정에서 DMP Digital Micro-Perturbation 4 축 혼합 더미, MJS 구조 방법 및 IMS 구조 방법으로 인한 주변 토양 및 표면 변형의 모니터링 데이터를 비교합니다. 미세 자위의 건축 과정에서 4 축 혼합 더미의 건설 과정에서, 파일 몸에서 2 미터 거리에서 토양의 수평 변위와 수직 상승은 약 5 mm로 제어 될 수 있으며, 이는 MJS 건설 방법 및 IMS 건설 방법과 동등한 것이며, 더미 건설 과정에서 토양에 대한 최소 교란을 달성 할 수 있습니다.
현재, DMP 디지털 미세 방향 4 축 혼합 파일은 Jiangsu, Zhejiang, Shanghai 및 기타 장소의 Foundation Inforcement 및 Foundation Pit Engineering과 같은 다양한 유형의 프로젝트에서 성공적으로 사용되었습니다. 4 축 혼합 파일 기술의 연구 개발 및 엔지니어링 응용 프로그램, "소액 방향 4 축 혼합 파일을위한 기술 표준"(T/SSCE 0002-2022) (Shanghai Civil Engineering Society Group Standard)은 장비, 설계, 건설 및 테스트 등을 포함하여 DMP Digital Micro-Perting 4-axising 4-axiting 4-axating 4-axating four-perting 4의 적용을 표준화하기위한 특정 요구 사항을 포함했습니다.
후 시간 : 2023 년 9 월 22 일