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中文Resumo
Em vista dos problemas existentes na tecnologia convencional de mixagem de cimento-solo, como distribuição desigual da força corporal da pilha, grande distúrbio da construção e grande impacto na qualidade da pilha por fatores humanos, foi desenvolvida uma nova tecnologia da pilha de mistura de quatro eixos de micro-perspectiva DMP. Nesta tecnologia, quatro bits de perfuração podem pulverizar a pasta e o gás ao mesmo tempo e trabalhar com várias camadas de lâminas de corte de ângulo variável para cortar o solo durante o processo de formação da pilha. Complementado pelo processo de pulverização de conversão para baixo, resolve o problema da distribuição desigual de resistência do corpo da pilha e pode efetivamente reduzir o consumo de cimento. Com a ajuda da lacuna formada entre o tubo de perfuração em forma de especial e o solo, a pasta é descarregada autonomamente, o que alcança leve perturbação do solo ao redor da pilha durante o processo de construção. O sistema de controle digital realiza a construção automatizada da formação de estacas e pode monitorar, registrar e fornecer alerta precoce para o processo de formação de estacas em tempo real.
Introdução
As pilhas de mistura de cimento são amplamente utilizadas no campo da construção de engenharia: como reforço do solo e cortinas à prova de água em projetos de poço de fundação; reforço de orifícios em túneis de escudo e poços de macacão; tratamento de fundação de camadas fracas do solo; A anti-Seepage em Water Conservancy projeta paredes, bem como barreiras em aterros sanitários e muito mais. Atualmente, à medida que a escala dos projetos se torna cada vez maior, os requisitos para a eficiência da construção e a proteção ambiental das pilhas de mistura de cimento se tornaram cada vez mais altas. Além disso, para atender aos requisitos de proteção ambiental cada vez mais complexos em torno da construção do projeto, a qualidade da construção das pilhas de mistura de cimento e solo deve ser controlada. E reduzir o impacto da construção no ambiente circundante tornou -se uma necessidade urgente.
A construção de pilhas de mistura usa principalmente uma broca de mistura para misturar cimento e solo in situ para formar uma pilha com uma certa resistência e desempenho anti-Seepage. As estacas de cimento e mistura de solo comumente usadas incluem um eixo único, eixo duplo, cimento de três eixos e cinco eixos e pilhas de mistura de solo. Esses tipos de pilhas de mistura também possuem processos diferentes de pulverização e mistura.
A pilha de mistura de eixo único tem apenas um tubo de perfuração, o fundo é pulverizado e a mistura é realizada através de um pequeno número de lâminas. Isso é limitado pelo número de tubos de perfuração e lâminas de mistura, e a eficiência do trabalho é relativamente baixa;
A pilha de mistura biaxial consiste em 2 tubos de perfuração, com um tubo de pasta separado no meio para rejuntamento. Os dois tubos de perfuração não têm a função de rejuntamento, porque os bits de broca de ambos os lados precisam ser agitados repetidamente para fazer a pasta pulverizada do tubo do meio da pasta dentro da faixa do plano. A distribuição é uniforme; portanto, são necessários o processo "dois sprays e três agitados" durante a construção do eixo duplo, o que restringe a eficiência da construção do eixo duplo, e a uniformidade da formação da pilha também é relativamente ruim. A profundidade máxima de construção é de cerca de 18 metros [1];
A pilha de mistura de três eixos contém três tubos de perfuração, com rejunte pulverizado em ambos os lados e ar comprimido pulverizado no meio. Esse arranjo fará com que a força da pilha do meio seja menor que a dos dois lados, e o corpo da pilha terá ligações fracas no avião; Além disso, a pilha de mistura de três eixos que o cimento de água utilizado é relativamente grande, o que reduz a força do corpo da pilha até certo ponto;
A pilha de mistura de cinco eixos é baseada nos dois eixos e três eixos, adicionando o número de hastes de broca de mistura para melhorar a eficiência do trabalho e melhorar a qualidade do corpo da pilha, aumentando o número de lâminas de mistura [2-3]. O processo de pulverização e mistura é diferente dos dois primeiros. Não há diferença.
O distúrbio no solo circundante durante a construção de pilhas de mistura de cimento é causado principalmente pelo aperto e rachaduras do solo causado pela agitação das lâminas de mistura e pela penetração e divisão da pasta de cimento [4-5]. Devido ao grande distúrbio causado pela construção de pilhas de mistura convencionais, ao construir em ambientes sensíveis, como instalações municipais adjacentes e edifícios protegidos, geralmente é necessário usar mais caro rejunte de jato de alta pressão (método MJS) ou método de mistura de eixo único (Método IMS) e outros micro-estruturas. Métodos de construção perturbadores.
Além disso, durante a construção de estacas de mistura convencionais, os principais parâmetros de construção, como a velocidade de afundamento e elevação do tubo de perfuração e a quantidade de concreto de shot, estão intimamente relacionados à experiência dos operadores. Isso também dificulta o rastreamento do processo de construção das pilhas de mistura e resulta em diferenças na qualidade das pilhas.
Para resolver os problemas das pilhas de mistura convencionais de cimento-solo, como distribuição desigual de resistência à pilha, grande distúrbio da construção e muitos fatores de interferência humana, a comunidade de engenharia de Xangai desenvolveu uma nova tecnologia de mixagem de mixagem de micro-perspectiva digital. Este artigo introduzirá em detalhes as características e efeitos de aplicação de engenharia da tecnologia de mixagem de quatro eixos na tecnologia de mistura de concreto de shot, controle de distúrbios de construção e construção automatizada.
1 、 DMP Digital Micro-Perturbação Equipamento de mixagem de quatro eixos
O equipamento de motorista de mixagem de mixagem de micro-eixos de micro-eixos DMP-I consiste principalmente em um sistema de mistura, um sistema de estrutura de pilha, um sistema de suprimento de gás, um sistema automático de pulpação e suprimento de celulose e um sistema de controle digital para realizar a construção automatizada de estacas.
2 、 Processo de mistura e pulverização
Os quatro tubos de perfuração estão equipados com tubos de concreto de tiro e jato dentro. Como mostrado na Figura 2, a cabeça da broca pode pulverizar pasta e ar comprimido ao mesmo tempo durante o processo de formação da pilha, evitando os problemas causados pela pulverização de alguns tubos de perfuração e pela pulverização de alguns tubos de perfuração. O problema da distribuição desigual da força da pilha no avião; Como cada tubo de perfuração possui a intervenção de ar comprimido, a resistência à mistura pode ser totalmente reduzida, o que é útil para a construção em camadas mais difíceis do solo e solo arenoso e pode fazer cimento e misturar o solo. Além disso, o ar comprimido pode acelerar o processo de carbonatação de cimento e solo e melhorar a resistência precoce do cimento e do solo na pilha de mistura.
Os bits de broca de mistura do driver de mixagem DMP-I Digital Micro-Perturbation de quatro eixos estão equipados com 7 camadas de lâminas de mistura de ângulo variável. O número de mistura de solo de ponto único pode atingir 50 vezes, excedendo em muito as 20 vezes recomendadas pela especificação; A broca de mistura é equipada com lâminas diferenciais que não giram com o tubo de perfuração durante o processo de formação da pilha, que pode efetivamente impedir a formação de bolas de lama de argila. Isso pode não apenas aumentar o número de tempos de mistura do solo, mas também impedir a formação de grandes estojos do solo durante o processo de mistura, garantindo assim a uniformidade da pasta no solo.
A pilha de mistura de quatro eixos DMP-I Digital Micro-Perturbation adota a tecnologia de concreto de conversão para baixo, como mostra a Figura 3. Existem duas camadas de portas de concreto na cabeça de mixagem. Quando afunda, a porta de concreto inferior é aberta. A pasta pulverizada é totalmente misturada com o solo sob a ação da lâmina de mistura superior. Quando ele é levantado, a porta de concreto inferior é fechada e, ao mesmo tempo, abra a porta superior Gunite, de modo que a pasta ejetada da porta superior do Gunite possa ser totalmente misturada com o solo sob a ação das lâminas inferiores. Dessa maneira, a pasta e o solo podem ser totalmente agitados durante todo o processo de afundamento e agitação, o que aumenta ainda mais a uniformidade do cimento e do solo dentro da faixa de profundidade do corpo da pilha e resolve efetivamente o problema do eixo duplo e da tecnologia de mixagem de três eixos no processo de levantamento de tubos de perfuração. O problema é que a pasta pulverizada da porta de injeção inferior não pode ser totalmente agitada pelas lâminas agitadas.
、 Controle de construção de micro-distúrbios
A seção transversal do tubo de perfuração do driver de mixagem de mixagem de quatro eixos DMP-I Digital Micro-Perturbation é uma forma de forma especial oval. Quando o tubo de perfuração gira, afunda ou eleva, um canal de descarga e escape será formado ao redor do tubo de perfuração. Ao mexer, quando a pressão interna do solo excede a tensão in situ, a pasta será descarregada naturalmente ao longo do canal de descarga de chorume ao redor do tubo de perfuração, evitando assim o aperto do solo causado pelo acúmulo de pressão do gás de pasta perto da broca de mistura.
O driver de mixagem de mixagem de quatro eixos DMP-I Digital Micro-Perturbation está equipado com um sistema de monitoramento de pressão subterrâneo na broca, que monitora mudanças na pressão subterrânea em tempo real durante todo o processo de formação de pilha e garante que a pressão subterrânea seja controlada dentro de uma faixa razoável ajustando a pressão dos gases de lodo. Ao mesmo tempo, as lâminas diferenciais configuradas podem efetivamente impedir que a argila adere ao tubo de perfuração e à formação de bolas de lama e também reduzem efetivamente a resistência à mistura e a perturbação do solo.
4 、 Controle inteligente de construção
O equipamento de motorista de mixagem de mixagem de micro-eixos de micro-eixos DMP-I está equipado com um sistema de controle digital, que pode realizar a construção automatizada de pilha, os parâmetros do processo de construção de registros em tempo real e monitorar e fornecer aviso precoce durante o processo de formação de pilha.
O sistema de controle digital pode concluir automaticamente a construção de pilhas de mistura com base nos parâmetros de construção determinados pelas estacas de teste. Ele pode controlar automaticamente o afundamento e a elevação do sistema de mistura, a correspondência do fluxo de pasta e a velocidade de formação de estacas nas seções de acordo com a distribuição da camada vertical do solo, ajustar a pressão do jato de acordo com o valor definido da pressão do solo e controlar os processos de construção, como a conversão para cima e para baixo da rejunte do spray. Isso reduz bastante o impacto dos fatores humanos na qualidade da construção da pilha de mistura durante o processo de construção e melhora a confiabilidade e a consistência da qualidade da pilha de mistura.
Com a ajuda de sensores de precisão instalados no equipamento, o sistema de controle digital pode monitorar os parâmetros de construção das chaves, como velocidade de mistura, volume de pulverização, pressão e fluxo de chorume e pressão subterrânea e pode fornecer alerta precoce para condições anormais de construção, aumentando a segurança do processo de construção da pilha de mistura. Transparência e pontualidade da resolução de problemas. Ao mesmo tempo, o sistema de controle digital pode gravar os parâmetros de todo o processo de construção e fazer upload dos parâmetros de construção gravados para a plataforma de nuvem em tempo real através do módulo de rede para facilitar a visualização e a inspeção, garantindo a autenticidade e a segurança dos dados gerados durante o processo de construção.
5 、 Tecnologia e parâmetros de construção
O processo de construção de mixagem de micro-distúrbios digitais DMP Digital Inclui principalmente a preparação da construção, a construção de pilhas de teste e a construção formal da pilha. De acordo com os parâmetros de construção obtidos na construção da pilha de testes, o sistema de controle de construção digital realiza a construção automatizada da pilha. Combinado com a experiência real de engenharia, os parâmetros de construção mostrados na Tabela 1 podem ser selecionados. Diferente das pilhas de mistura convencionais, a relação água-cimento usada para a pilha de mistura de quatro eixos é diferente ao afundar e levantar. A relação água-cimento usada para afundamento é de 1,0 ~ 1,5, enquanto a relação água / cimento para levantamento é de 0,8 ~ 1,0. Ao afundar e agitar, a pasta de cimento tem uma taxa de cimento de água maior, e a pasta tem um efeito de amolecimento mais suficiente no solo, o que pode efetivamente reduzir a resistência de agitação; Ao levantar, como o solo dentro do corpo da pilha foi misturado, uma menor taxa de água pode aumentar efetivamente a força do corpo da pilha.
Usando o processo de mistura de concreto de tiro acima mencionado, a pilha de mistura de quatro eixos pode atingir o mesmo efeito que o processo convencional com um conteúdo de cimento de 13% a 18%, atendendo aos requisitos de engenharia para a resistência e a impermeabilidade da mistura de cimento e também a queda, e a mesma hora que a reposição é que a reposição de que a reposição é que a reposição de que a redução é a queda de que a redução da redução é a queda, e o mesmo tempo, que se refere à reposição, que se refere a uma redução de pilhas de redução, é que a reposição é que a redução da redução da redução é a queda, e o mesmo tempo que se refere à construção de que a redução da redução da redução é que a redução da redução é que a redução da redução é a queda, e, ao mesmo tempo. O inclinômetro instalado no tubo de perfuração resolve o problema de controle difícil da verticalidade durante a construção de estacas convencionais de mistura de cimento-solo. A verticalidade medida do corpo da pilha de mistura de quatro eixos pode atingir 1/300.
6 、 Aplicações de engenharia
Para estudar ainda mais a força corporal da pilha da pilha de mistura de quatro eixos da micro-eixo digital DMP e o impacto do processo de formação de pilha no solo circundante, foram realizados experimentos de campo em diferentes condições estratigráficas. A força das amostras de cimento e núcleo do solo medidas nos 21 e 28 dias das amostras de núcleo de mixagem coletadas atingiram 0,8 MPa, que atende aos requisitos de cimento e força do solo na engenharia subterrânea convencional.
Comparado com as estacas tradicionais de mistura de solo de cimento, o rejunte de jato de alta pressão comumente usado (método MJS) e as pilhas de mistura de micro-distúrbios (método IMS) podem reduzir significativamente o deslocamento horizontal do assentamento do solo e da superfície circundante causado pela construção da pilha. . Na prática de engenharia, os dois métodos acima são reconhecidos como técnicas de construção de micro-distúrbios e são frequentemente usados em projetos de engenharia com altos requisitos para a proteção ambiental circundante.
A Tabela 2 compara os dados de monitoramento da deformação do solo e da superfície circundante causada pelo DMP Digital Micro-Perturbation Four-Exis Mixing Pil, o método de construção de MJS e o método de construção do IMS durante o processo de construção. Durante o processo de construção da pilha de mistura de quatro eixos de micro-perturbação, a uma distância de 2 metros do corpo da pilha, o deslocamento horizontal e a elevação vertical do solo podem ser controlados para cerca de 5 mm, o que equivale ao método de construção de MJ durante o método de construção e a construção mínima.
Atualmente, as pilhas de mistura de quatro eixos da DMP Digital Micro-Histurbant foram usadas com sucesso em diferentes tipos de projetos, como reforço de fundação e engenharia de poços de fundação em Jiangsu, Zhejiang, Xangai e outros lugares. Combinando a aplicação de pesquisa e desenvolvimento e engenharia da tecnologia de mixagem de quatro eixos, o "padrão técnico para a pilha de mistura de quatro eixos de micro-distúrbios" (T/SSCE 0002-2022) (o Microping Society Society Sociedade de Shanghai.
Tempo de postagem: 22-2023 de setembro