한국어
中文Rezumat
Având în vedere problemele existente în tehnologia convențională a piloților de amestecare ciment-sol, cum ar fi distribuția neuniformă a rezistenței corpului grămezii, perturbarea mare a construcției și impactul mare asupra calității grămezii de către factorii umani, o nouă tehnologie de micro-perturbare digitală DMP patru- a fost dezvoltat grămadă de amestecare a axelor. În această tehnologie, patru burghie pot pulveriza nămol și gaz în același timp și pot lucra cu mai multe straturi de lame de tăiere cu unghi variabil pentru a tăia solul în timpul procesului de formare a grămezii. Suplimentat de procesul de pulverizare de conversie sus-jos, rezolvă problema distribuției neuniforme a rezistenței corpului grămezii și poate reduce eficient consumul de ciment. Cu ajutorul golului format între țeava de foraj cu formă specială și sol, șlamul este evacuat în mod autonom, ceea ce realizează o ușoară perturbare a solului din jurul grămezii în timpul procesului de construcție. Sistemul de control digital realizează construcția automată a formării grămadanelor și poate monitoriza, înregistra și oferi avertizare timpurie pentru procesul de formare a grămadelor în timp real.
Introducere
Piloții de amestecare ciment-sol sunt utilizați pe scară largă în domeniul construcțiilor inginerești: cum ar fi armarea solului și perdele impermeabile în proiectele de gropi de fundație; armarea găurilor în tuneluri de scut și puțuri de ridicare a conductelor; tratarea fundației straturilor slabe de sol; anti-infiltrații în pereții proiectelor de conservare a apei, precum și bariere în gropile de gunoi și multe altele. În prezent, pe măsură ce amploarea proiectelor devine din ce în ce mai mare, cerințele pentru eficiența construcției și protecția mediului a piloților de amestecare ciment-sol au devenit din ce în ce mai mari. În plus, pentru a îndeplini cerințele din ce în ce mai complexe de protecție a mediului în jurul construcției proiectului, trebuie controlată calitatea construcției piloților de amestecare ciment-sol. Și reducerea impactului construcției asupra mediului înconjurător a devenit o nevoie urgentă.
Construcția piloților de amestecare utilizează în principal un burghiu de amestecare pentru a amesteca cimentul și solul in situ pentru a forma o grămadă cu o anumită rezistență și performanță anti-infiltrație. Piloții de ciment și amestec de sol utilizați în mod obișnuit includ piloți de ciment și amestec de sol cu o singură axă, cu două axe, trei și cinci axe. Aceste tipuri de grămezi de amestecare au, de asemenea, diferite procese de pulverizare și amestecare.
Pila de amestecare cu o singură axă are o singură țeavă de foraj, fundul este pulverizat, iar amestecarea se realizează printr-un număr mic de lame. Acest lucru este limitat de numărul de țevi de foraj și lame de amestecare, iar eficiența muncii este relativ scăzută;
Pila de amestec biaxială constă din 2 țevi de foraj, cu o țeavă de șlam separat în mijloc pentru chituire. Cele două țevi de foraj nu au funcția de chituire, deoarece burghiele de pe ambele părți trebuie agitate în mod repetat pentru a face nămolul pulverizat din țeava de șlam din mijloc în intervalul plan. Distribuția este uniformă, astfel încât procesul de „două pulverizări și trei amestecări” este necesar în timpul construcției arborelui dublu, ceea ce limitează eficiența construcției arborelui dublu, iar uniformitatea formării grămezii este, de asemenea, relativ slabă. Adâncimea maximă de construcție este de aproximativ 18 metri [1];
Pila de amestecare cu trei axe conține trei țevi de foraj, cu chit pulverizat pe ambele părți și aer comprimat pulverizat în mijloc. Acest aranjament va face ca rezistența grămezii din mijloc să fie mai mică decât cea a celor două laturi, iar corpul grămezii va avea legături slabe în plan; în plus, grămada de amestecare cu trei axe Cimentul de apă utilizat este relativ mare, ceea ce reduce rezistența corpului grămezii într-o anumită măsură;
Pila de amestecare cu cinci axe se bazează pe două axe și trei axe, adăugând numărul de tije de amestecare pentru a îmbunătăți eficiența muncii și îmbunătățirea calității corpului grămezii prin creșterea numărului de lame de amestecare [2-3] . Procesul de pulverizare și amestecare este diferit de primele două. Nu există nicio diferență.
Perturbarea solului înconjurător în timpul construcției piloților de amestec ciment-sol este cauzată în principal de strângerea și crăparea solului cauzată de agitarea palelor de amestecare și de pătrunderea și despicarea șlamului de ciment [4-5]. Datorită perturbărilor mari cauzate de construcția piloților de amestec convențional, atunci când se construiesc în medii sensibile, cum ar fi facilități municipale adiacente și clădiri protejate, este de obicei necesar să se utilizeze chituire cu jet de înaltă presiune mai scumpă (metoda MJS) sau unică. -pilote de amestecare pe ax (metoda IMS) si alte microstructuri. Metode de construcție tulburătoare.
În plus, în timpul construcției piloților de amestec convențional, parametrii cheie de construcție, cum ar fi viteza de scufundare și ridicare a țevii de foraj și cantitatea de beton aruncat, sunt strâns legați de experiența operatorilor. Acest lucru face, de asemenea, dificilă urmărirea procesului de construcție a piloților de amestecare și are ca rezultat diferențe de calitate a piloților.
Pentru a rezolva problemele piloților convenționali de amestecare ciment-sol, cum ar fi distribuția neuniformă a rezistenței piloților, perturbarea mare a construcției și mulți factori de interferență umană, comunitatea de ingineri din Shanghai a dezvoltat o nouă tehnologie digitală de amestecare cu micro-perturbare pe patru axe. Acest articol va prezenta în detaliu caracteristicile și efectele aplicațiilor de inginerie ale tehnologiei de amestecare a piloților pe patru axe în tehnologia de amestecare a betonului împușcat, controlul perturbărilor în construcție și construcția automată.
1, echipament digital DMP cu micro-perturbare cu patru axe pentru amestecare
Echipamentul digital DMP-I micro-perturbare cu patru axe de amestecare a piloților constă în principal dintr-un sistem de amestecare, un sistem de cadru de grămadă, un sistem de alimentare cu gaz, un sistem automat de prelucrare a pastei și de alimentare cu celuloză și un sistem de control digital pentru realizarea construcției automate a piloților. .
2, proces de amestecare și pulverizare
Cele patru țevi de foraj sunt echipate cu țevi de beton proiectat și țevi de jet în interior. După cum se arată în Figura 2, capul de foraj poate pulveriza nămol și aer comprimat în același timp în timpul procesului de formare a grămezii, evitând problemele cauzate de stropirea unor țevi de foraj și stropirea unor țevi de foraj. Problema distribuției inegale a rezistenței grămezii pe plan; deoarece fiecare țeavă de foraj are intervenția aerului comprimat, rezistența la amestecare poate fi complet redusă, ceea ce este util pentru construcția în straturi de sol mai dure și sol nisipos și poate face amestec de ciment și sol. În plus, aerul comprimat poate accelera procesul de carbonatare a cimentului și a solului și poate îmbunătăți rezistența timpurie a cimentului și a solului în grămada de amestecare.
Burghiile de amestecare ale dispozitivului digital de amestecare cu patru axe cu microperturbare DMP-I sunt echipate cu 7 straturi de lame de amestecare cu unghi variabil. Numărul de amestecare a solului într-un singur punct poate ajunge la 50 de ori, depășind cu mult cele 20 de ori recomandate de caietul de sarcini; burghiul de amestecare Este echipat cu lame diferențiale care nu se rotesc cu țeava de foraj în timpul procesului de formare a grămezii, ceea ce poate preveni eficient formarea bilelor de noroi de argilă. Acest lucru poate nu numai să mărească numărul de timpi de amestecare a solului, dar și să prevină formarea de bulgări mari de sol în timpul procesului de amestecare, asigurând astfel uniformitatea nămolului în sol.
Pila de amestecare cu patru axe cu micro-perturbare digitală DMP-I adoptă tehnologia de conversie în sus în jos a betonului proiectat, așa cum se arată în Figura 3. Există două straturi de porturi pentru beton proiectat pe capul de foraj de amestecare. Când se scufundă, portul inferior de beton proiectat este deschis. Suspensia pulverizată este complet amestecată cu solul sub acțiunea lamei de amestecare superioare. Când este ridicat, orificiul inferior de beton împușcat este închis și, în același timp, deschideți orificiul superior de gunit, astfel încât nămolul aruncat din orificiul superior de gunit să poată fi amestecat complet cu solul sub acțiunea lamelor inferioare. În acest fel, nămolul și solul pot fi amestecate pe deplin în timpul întregului proces de scufundare și agitare, ceea ce îmbunătățește și mai mult uniformitatea cimentului și a solului în intervalul de adâncime a corpului grămezii și rezolvă eficient problema axei duble și a trei. -tehnologia piloților de amestecare axelor în procesul de ridicare a țevilor de foraj. Problema este că suspensia pulverizată din portul de injecție inferior nu poate fi amestecată complet de lamele de agitare.
3、Controlul construcției cu micro-perturbare
Secțiunea transversală a țevii de foraj a dispozitivului digital de amestecare cu patru axe cu microperturbare DMP-I are o formă ovală specială. Când țeava de foraj se rotește, se scufundă sau se ridică, în jurul țevii de foraj se va forma un canal de evacuare și de evacuare a nămolului. Când se agită, atunci când presiunea internă a solului depășește stresul in-situ, nămolul va fi evacuat în mod natural de-a lungul canalului de evacuare a nămolului din jurul țevii de foraj, evitându-se astfel strângerea solului cauzată de acumularea presiunii gazului nămol în apropierea burghie de amestecare.
Dispozitivul digital de microperturbare digitală cu patru axe de amestecare a piloților DMP-I este echipat cu un sistem de monitorizare a presiunii subterane pe burghiu, care monitorizează modificările presiunii subterane în timp real pe parcursul întregului proces de formare a grămadelor și asigură că presiunea subterană este controlat într-un interval rezonabil prin ajustarea presiunii gazului de suspensie. În același timp, lamele diferențiale configurate pot preveni în mod eficient argila să adere la țeava de foraj și formarea de bile de noroi și, de asemenea, să reducă eficient rezistența la amestecare și perturbarea solului.
4, control inteligent al construcției
Echipamentul digital DMP-I cu micro-perturbare pentru amestecare cu patru axe este echipat cu un sistem digital de control, care poate realiza construcția automată a grămadelor, poate înregistra parametrii procesului de construcție în timp real și poate monitoriza și oferi avertizare timpurie în timpul procesului de formare a grămadelor.
Sistemul de control digital poate finaliza automat construcția piloților de amestec pe baza parametrilor de construcție determinați de piloții de probă. Poate controla automat scufundarea și ridicarea sistemului de amestecare, potrivirea debitului de șlam și viteza de formare a grămezii în secțiuni în funcție de distribuția stratului vertical de sol, ajusta presiunea jetului în funcție de valoarea setată a presiunii la sol și poate controla procesele de construcție. cum ar fi conversia în sus și în jos a chitului prin pulverizare. Acest lucru reduce foarte mult impactul factorilor umani asupra calității construcției grămezii de amestecare în timpul procesului de construcție și îmbunătățește fiabilitatea și consistența calității grămezii de amestecare.
Cu ajutorul senzorilor de precizie instalați pe echipament, sistemul de control digital poate monitoriza parametrii cheie de construcție, cum ar fi viteza de amestecare, volumul de pulverizare, presiunea și debitul nămolului și presiunea subterană și poate oferi avertizare timpurie pentru condiții anormale de construcție, sporind siguranța. a procesului de construire a pilei de amestecare. Transparența și promptitudinea soluționării problemelor. În același timp, sistemul de control digital poate înregistra parametrii întregului proces de construcție și poate încărca parametrii de construcție înregistrați pe platforma cloud în timp real prin modulul de rețea pentru vizualizare și inspecție ușoară, asigurând autenticitatea și siguranța datelor generate. în timpul procesului de construcție.
5, Tehnologia și parametrii de construcție
Procesul de construcție a piloților de amestecare pe patru axe cu micro-perturbare digitală DMP include în principal pregătirea construcției, construcția piloților de probă și construcția formală a piloților. Conform parametrilor de construcție obținuți din construcția pilotului de probă, sistemul digital de control al construcției realizează construcția automată a pilotului. În combinație cu experiența reală în inginerie, pot fi selectați parametrii de construcție indicați în tabelul 1. Spre deosebire de pilele de amestecare convenționale, raportul apă-ciment utilizat pentru grămada de amestecare cu patru axe este diferită la scufundare și ridicare. Raportul apă-ciment utilizat pentru scufundare este de 1,0~1,5, în timp ce raportul apă-ciment pentru ridicare este de 0,8~1,0. Când se scufundă și se agită, șlamul de ciment are un raport apă-ciment mai mare, iar șlamul are un efect de înmuiere mai suficient asupra solului, ceea ce poate reduce eficient rezistența la agitare; la ridicare, deoarece solul din corpul grămezii a fost amestecat, un raport mai mic apă-ciment poate crește efectiv rezistența corpului grămezii.
Folosind procesul de amestecare a betonului împușcat menționat mai sus, grămada de amestecare cu patru axe poate obține același efect ca și procesul convențional cu un conținut de ciment de 13% până la 18%, îndeplinind cerințele de inginerie pentru rezistența și impermeabilitatea piloților de amestecare ciment-sol. , și provocând în același timp modificări datorate cimentului Avantajul reducerii dozei este că solul de înlocuire în timpul procesului de construcție este de asemenea redus corespunzător. Inclinometrul instalat pe țeava de foraj rezolvă problema controlului dificil al verticalității în timpul construcției piloților convenționali de amestecare ciment-sol. Verticalitatea măsurată a corpului pilotei de amestecare pe patru axe poate ajunge la 1/300.
6, Aplicații de inginerie
Pentru a studia în continuare rezistența corpului grămezii a grămezii de amestecare cu patru axe cu micro-perturbare digitală DMP și impactul procesului de formare a grămezii asupra solului înconjurător, au fost efectuate experimente de teren în diferite condiții stratigrafice. Rezistența probelor de miez de ciment și sol măsurate în zilele 21 și 28 ale probelor de miez de grămadă de amestecare colectate a atins 0,8 MPa, ceea ce îndeplinește cerințele pentru rezistența cimentului și a solului în ingineria subterană convențională.
În comparație cu piloții tradiționali de amestecare ciment-sol, groutingul cu jet de înaltă presiune utilizat în mod obișnuit (metoda MJS) și piloții de amestecare cu micro-perturbare (metoda IMS) pot reduce semnificativ deplasarea orizontală a solului înconjurător și așezarea suprafeței cauzată de construcția piloților. . . În practica inginerească, cele două metode de mai sus sunt recunoscute ca tehnici de construcție cu micro-perturbare și sunt adesea folosite în proiecte de inginerie cu cerințe ridicate pentru protecția mediului înconjurător.
Tabelul 2 compară datele de monitorizare a solului înconjurător și a deformării suprafeței cauzate de grămada de amestecare cu patru axe cu microperturbare digitală DMP, metoda de construcție MJS și metoda de construcție IMS în timpul procesului de construcție. În timpul procesului de construcție a grămezii de amestecare cu patru axe cu microperturbare, la o distanță de 2 metri de corpul grămezii Deplasarea orizontală și ridicarea verticală a solului pot fi controlate la aproximativ 5 mm, ceea ce este echivalent cu metoda de construcție MJS și metoda de construcție IMS și poate obține o perturbare minimă a solului din jurul grămadăului în timpul procesului de construcție a grămezii.
În prezent, piloții de amestecare cu patru axe cu micro-perturbare digitală DMP au fost utilizați cu succes în diferite tipuri de proiecte, cum ar fi armarea fundației și ingineria gropii de fundație în Jiangsu, Zhejiang, Shanghai și în alte locuri. Combinând cercetarea și dezvoltarea și aplicarea ingineriei a tehnologiei de amestecare pe patru axe, a fost compilat „Standardul tehnic pentru microdisturbare în patru axe amestecare pile” (T/SSCE 0002-2022) (Shanghai Civil Engineering Society Group Standard), care include echipamente, proiectare, construcție și testare, etc. Au fost prezentate cerințe specifice pentru a standardiza aplicarea tehnologiei DMP cu micro-perturbare digitală de amestecare pe patru axe.
Ora postării: 22-sept-2023