Özet
Geleneksel çimento-toprak karıştırma kazık teknolojisinde mevcut olan, kazık gövde kuvvetinin eşit olmayan dağılımı, büyük inşaat bozuklukları ve insan faktörlerinin kazık kalitesi üzerindeki büyük etkisi gibi mevcut problemler göz önüne alındığında, yeni bir DMP dijital mikro-pertürbasyon teknolojisi dört- eksen karıştırma kazığı geliştirildi. Bu teknolojide, dört matkap ucu aynı anda çamur ve gaz püskürtebiliyor ve yığın oluşturma işlemi sırasında toprağı kesmek için birden fazla değişken açılı kesici bıçak katmanıyla birlikte çalışabiliyor. Yukarı-aşağı dönüşüm püskürtme işlemiyle desteklenen bu sistem, kazık gövdesinin eşit olmayan mukavemet dağılımı sorununu çözer ve çimento tüketimini etkili bir şekilde azaltabilir. Özel şekilli sondaj borusu ile toprak arasında oluşan boşluk yardımıyla çamur kendiliğinden boşaltılır, bu da inşaat süreci sırasında kazık etrafındaki toprağın hafif bir şekilde rahatsız edilmesini sağlar. Dijital kontrol sistemi, kazık oluşumunun otomatik yapımını gerçekleştirir ve kazık oluşumu sürecini gerçek zamanlı olarak izleyebilir, kaydedebilir ve erken uyarı sağlayabilir.
giriiş
Çimento-toprak karıştırma yığınları mühendislik inşaatı alanında yaygın olarak kullanılmaktadır: temel çukuru projelerinde toprak takviyesi ve su geçirmez perdeler gibi; Kalkan tünellerinde ve boru itme kuyularında delik takviyesi; zayıf toprak katmanlarının temel tedavisi; su koruma projelerinde sızıntı önleyici duvarların yanı sıra çöplüklerdeki bariyerler ve daha fazlası. Günümüzde projelerin ölçeği büyüdükçe, çimento-toprak karıştırma kazıklarının inşaat verimliliği ve çevre korumasına yönelik gereksinimler de giderek artıyor. Ayrıca, proje inşaatı çevresinde giderek karmaşıklaşan çevre koruma gerekliliklerini karşılamak amacıyla, çimento-toprak karıştırma kazıklarının inşaat kalitesinin kontrol edilmesi gerekmektedir. İnşaatın çevre üzerindeki etkisinin azaltılması acil bir ihtiyaç haline geldi.
Karıştırma kazıklarının yapımında temel olarak, belirli bir mukavemet ve sızıntı önleme performansına sahip bir yığın oluşturmak üzere çimento ve toprağı yerinde karıştırmak için bir karıştırma matkap ucu kullanılır. Yaygın olarak kullanılan çimento ve toprak karıştırma yığınları arasında tek eksenli, çift eksenli, üç eksenli ve beş eksenli çimento ve toprak karıştırma yığınları bulunur. Bu tip karıştırma yığınlarının püskürtme ve karıştırma işlemleri de farklıdır.
Tek eksenli karıştırma yığınında yalnızca bir sondaj borusu bulunur, tabana püskürtme yapılır ve karıştırma az sayıda bıçakla gerçekleştirilir. Bu, sondaj borularının ve karıştırma bıçaklarının sayısıyla sınırlıdır ve iş verimliliği nispeten düşüktür;
Çift eksenli karıştırma yığını, ortasında enjeksiyon için ayrı bir bulamaç borusu bulunan 2 sondaj borusundan oluşur. İki sondaj borusunun enjeksiyon işlevi yoktur, çünkü her iki taraftaki matkap uçlarının, bulamacın orta bulamaç borusundan düzlem aralığı içinde püskürtülmesini sağlamak için tekrar tekrar karıştırılması gerekir. Dağıtım tekdüzedir, dolayısıyla çift şaftın inşası sırasında "iki sprey ve üç karıştırma" işlemi gerekir, bu da çift şaftın yapım verimliliğini kısıtlar ve hav oluşumunun tekdüzeliği de nispeten zayıftır. Maksimum inşaat derinliği yaklaşık 18 metredir [1];
Üç eksenli karıştırma yığını, her iki tarafa da harç püskürtülen ve ortasına basınçlı hava püskürtülen üç sondaj borusu içerir. Bu düzenleme, ortadaki yığının mukavemetinin iki tarafınkinden daha küçük olmasına ve kazık gövdesinin düzlemde zayıf bağlantılara sahip olmasına neden olacaktır; ayrıca üç eksenli karıştırma yığını Kullanılan su çimentosu nispeten büyüktür, bu da kazık gövdesinin mukavemetini bir dereceye kadar azaltır;
Beş eksenli karıştırma yığını, iki eksenli ve üç eksenli olup, iş verimliliğini artırmak için karıştırma matkap çubuklarının sayısını artırır ve karıştırma bıçaklarının sayısını artırarak yığın gövdesinin kalitesini artırır [2-3] . Püskürtme ve karıştırma işlemi ilk ikisinden farklıdır. Hiçbir fark yok.
Çimento-toprak karıştırma kazıklarının inşaatı sırasında çevredeki toprağa verilen rahatsızlık, esas olarak karıştırma bıçaklarının karıştırılmasından kaynaklanan toprağın sıkışması ve çatlaması ile çimento bulamacının nüfuz etmesi ve parçalanmasından kaynaklanmaktadır [4-5]. Geleneksel karıştırma kazıklarının yapımından kaynaklanan büyük rahatsızlık nedeniyle, bitişik belediye tesisleri ve korunan binalar gibi hassas ortamlarda inşaat yapılırken genellikle daha pahalı, çok yönlü yüksek basınçlı jet grouting (MJS yöntemi) veya tek parça kullanılması gerekir. eksenli karıştırma yığınları (IMS yöntemi) ve diğer mikro yapılar. Rahatsız edici inşaat yöntemleri.
Ayrıca geleneksel karıştırma kazıklarının inşası sırasında sondaj borusunun batma ve kaldırma hızı, püskürtme beton miktarı gibi temel inşaat parametreleri operatörlerin tecrübesiyle yakından ilişkilidir. Bu aynı zamanda karıştırma yığınlarının yapım sürecinin izlenmesini zorlaştırmakta ve yığınların kalitesinde farklılıklara yol açmaktadır.
Geleneksel çimento-toprak karıştırma kazıklarının eşit olmayan mukavemet dağılımı, büyük inşaat bozuklukları ve birçok insan müdahalesi faktörü gibi sorunlarını çözmek için Şanghay mühendislik topluluğu, yeni bir dijital mikro-pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazık teknolojisi geliştirdi. Bu makale, püskürtme beton karıştırma teknolojisi, inşaat bozulma kontrolü ve otomatik inşaatta dört eksenli karıştırma kazık teknolojisinin özelliklerini ve mühendislik uygulama etkilerini ayrıntılı olarak tanıtacaktır.
1、DMP dijital mikro tedirginlik dört eksenli karıştırma kazık ekipmanı
DMP-I dijital mikro-pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazık çakma ekipmanı esas olarak bir karıştırma sistemi, bir kazık çerçeve sistemi, bir gaz besleme sistemi, bir otomatik kağıt hamuru ve kağıt hamuru besleme sistemi ve otomatik kazık yapımını gerçekleştirmek için bir dijital kontrol sisteminden oluşur. .
2, Karıştırma ve püskürtme işlemi
Dört sondaj borusunun içi püskürtme beton boruları ve jet borularıyla donatılmıştır. Şekil 2'de gösterildiği gibi, matkap kafası kazık oluşturma işlemi sırasında bulamacı ve basınçlı havayı aynı anda püskürtebilir, böylece bazı sondaj borularının püskürtülmesinden ve bazı sondaj borularının püskürtülmesinden kaynaklanan sorunların önüne geçilir. Kazık mukavemetinin düzlemde eşit olmayan dağılımı sorunu; Her bir sondaj borusu basınçlı hava müdahalesine sahip olduğundan, karıştırma direnci tamamen azaltılabilir, bu da daha sert toprak katmanlarında ve kumlu topraklarda inşaata yardımcı olur ve çimento ve toprak karışımı yapabilir. Ayrıca basınçlı hava, çimento ve toprağın karbonatlaşma sürecini hızlandırabilir ve karıştırma yığınındaki çimento ve toprağın erken mukavemetini iyileştirebilir.
DMP-I dijital mikro pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazık sürücüsünün karıştırma matkap uçları, 7 katmanlı değişken açılı karıştırma bıçağıyla donatılmıştır. Tek noktalı toprak karıştırma sayısı, spesifikasyonda önerilen 20 katın çok üzerinde, 50 katına ulaşabilir; karıştırma matkap ucu Kazık oluşturma işlemi sırasında sondaj borusuyla birlikte dönmeyen, kil çamur toplarının oluşumunu etkili bir şekilde önleyebilen diferansiyel bıçaklarla donatılmıştır. Bu sadece toprak karıştırma sürelerini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda karıştırma işlemi sırasında büyük toprak keseklerinin oluşumunu da önler, böylece topraktaki bulamacın homojenliği sağlanır.
DMP-I dijital mikro pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma yığını, Şekil 3'te gösterildiği gibi yukarı-aşağı dönüşüm püskürtme beton teknolojisini benimser. Karıştırma delici kafasında iki kat püskürtme beton portu vardır. Battığında alt püskürtme beton portu açılır. Püskürtülen bulamaç, üst karıştırma bıçağının hareketi altında toprakla tamamen karışır. Kaldırıldığında, alt püskürtme beton portu kapatılır ve aynı zamanda üst tabanca portundan atılan bulamacın alt bıçakların hareketi altında toprakla tamamen karışabilmesi için üst tabanca portunu açın. Bu şekilde, bulamaç ve toprak tüm batma ve karıştırma süreci boyunca tamamen karıştırılabilir, bu da kazık gövdesinin derinlik aralığı dahilinde çimento ve toprağın tekdüzeliğini daha da arttırır ve çift eksenli ve üç eksenli problemini etkili bir şekilde çözer. Sondaj borusu kaldırma işleminde eksenli karıştırma kazık teknolojisi. Sorun, alt enjeksiyon portundan püskürtülen bulamacın, karıştırma bıçakları tarafından tam olarak karıştırılamamasıdır.
3、Mikro rahatsızlık inşaat kontrolü
DMP-I dijital mikro pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazık çakıcısının sondaj borusunun kesiti oval benzeri özel şekilli bir şekildir. Sondaj borusu döndüğünde, battığında veya kaldırıldığında sondaj borusu çevresinde bir çamur tahliyesi ve egzoz kanalı oluşacaktır. Karıştırırken, toprağın iç basıncı yerinde gerilimi aştığında, bulamaç doğal olarak sondaj borusu etrafındaki bulamaç boşaltma kanalı boyunca boşaltılacak, böylece bulamaç gazı basıncının yakınında birikmesinden kaynaklanan toprağın sıkışması önlenecektir. matkap ucu karıştırma.
DMP-I dijital mikro pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazık sürücüsü, tüm kazık oluşturma süreci boyunca yeraltı basıncındaki değişiklikleri gerçek zamanlı olarak izleyen ve yeraltı basıncının eşit olmasını sağlayan, matkap ucunda bir yeraltı basıncı izleme sistemi ile donatılmıştır. çamur gazı basıncını ayarlayarak makul bir aralıkta kontrol edilir. Aynı zamanda yapılandırılmış diferansiyel bıçaklar, kilin sondaj borusuna yapışmasını ve çamur toplarının oluşmasını etkili bir şekilde önleyebilir ve ayrıca karıştırma direncini ve toprağın bozulmasını etkili bir şekilde azaltabilir.
4、Akıllı inşaat kontrolü
DMP-I dijital mikro pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazık çakma ekipmanı, otomatik kazık inşasını gerçekleştirebilen, inşaat süreci parametrelerini gerçek zamanlı olarak kaydedebilen ve kazık oluşum sürecini izleyip erken uyarı sağlayabilen bir dijital kontrol sistemi ile donatılmıştır.
Dijital kontrol sistemi, deneme kazıklarının belirlediği inşaat parametrelerine göre karıştırma kazıklarının yapımını otomatik olarak tamamlayabilmektedir. Dikey toprak tabakasının dağılımına göre bölümlerde karıştırma sisteminin batma ve kalkmasını, bulamaç akış uyumunu ve kazık oluşum hızını otomatik olarak kontrol edebilir, zemin basıncının ayarlanan değerine göre jet basıncını ayarlayabilir ve inşaat süreçlerini kontrol edebilir. püskürtme enjeksiyonunun yukarı ve aşağı dönüşümü gibi. Bu, inşaat süreci sırasında insan faktörlerinin karıştırma yığınının inşaat kalitesi üzerindeki etkisini büyük ölçüde azaltır ve karıştırma yığınının kalitesinin güvenilirliğini ve tutarlılığını artırır.
Ekipman üzerine monte edilen hassas sensörler yardımıyla dijital kontrol sistemi, karıştırma hızı, püskürtme hacmi, çamur basıncı ve akışı, yeraltı basıncı gibi temel inşaat parametrelerini izleyebilir ve anormal inşaat koşulları için erken uyarı vererek güvenliği artırabilir. karıştırma kazık yapım sürecinin. Sorun çözümünün şeffaflığı ve zamanlılığı. Aynı zamanda, dijital kontrol sistemi, tüm inşaat sürecinin parametrelerini kaydedebilir ve kaydedilen inşaat parametrelerini, kolay görüntüleme ve inceleme için ağ modülü aracılığıyla gerçek zamanlı olarak bulut platformuna yükleyebilir, oluşturulan verilerin orijinalliğini ve güvenliğini sağlayabilir. inşaat süreci sırasında.
5、İnşaat teknolojisi ve parametreleri
DMP dijital mikro bozucu dört eksenli karıştırma kazık yapım süreci temel olarak inşaat hazırlığı, deneme kazık yapımı ve resmi kazık yapımını içerir. Deneme kazık inşaatından elde edilen inşaat parametrelerine göre dijital inşaat kontrol sistemi, kazık inşaatını otomatik olarak gerçekleştirir. Gerçek mühendislik deneyimiyle birleştirildiğinde Tablo 1'de gösterilen inşaat parametreleri seçilebilir. Geleneksel karıştırma yığınlarından farklı olarak, dört eksenli karıştırma yığını için kullanılan su/çimento oranı, batma ve kaldırma sırasında farklıdır. Batma için kullanılan su/çimento oranı 1,0~1,5 iken kaldırma için kullanılan su/çimento oranı 0,8~1,0'dır. Batırırken ve karıştırırken, çimento bulamacı daha büyük bir su-çimento oranına sahiptir ve bulamaç toprak üzerinde daha yeterli bir yumuşatma etkisine sahiptir, bu da karıştırma direncini etkili bir şekilde azaltabilir; kaldırma sırasında, kazık gövdesi içindeki toprak karıştırıldığından, daha küçük bir su-çimento oranı kazık gövdesinin mukavemetini etkili bir şekilde artırabilir.
Yukarıda bahsedilen püskürtme beton karıştırma işlemini kullanarak, dört eksenli karıştırma yığını, %13 ila %18 çimento içeriğiyle geleneksel işlemle aynı etkiyi elde edebilir ve çimento-toprak karıştırma yığınlarının sağlamlığı ve geçirimsizliğine ilişkin mühendislik gereksinimlerini karşılayabilir. Aynı zamanda çimentodan dolayı değişiklik meydana gelmesi Dozajın azaltılmasının avantajı, inşaat sürecinde ikame toprağın da buna bağlı olarak azaltılmasıdır. Sondaj borusuna monte edilen eğim ölçer, geleneksel çimento-toprak karıştırma kazıklarının inşası sırasında dikeyliğin zor kontrol edilmesi sorununu çözer. Dört eksenli karıştırma yığını gövdesinin ölçülen dikeyliği 1/300'e ulaşabilir.
6、Mühendislik Uygulamaları
DMP dijital mikro-pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazığının kazık gövdesi mukavemetini ve kazık oluşturma işleminin çevredeki toprak üzerindeki etkisini daha fazla incelemek için farklı stratigrafik koşullarda saha deneyleri yapıldı. Toplanan karma kazık karot numunelerinin 21. ve 28. günlerinde ölçülen çimento ve zemin karot numunelerinin mukavemeti, geleneksel yeraltı mühendisliğindeki çimento ve zemin mukavemeti gereksinimlerini karşılayan 0,8 MPa'ya ulaştı.
Geleneksel çimento-toprak karıştırma kazıklarıyla karşılaştırıldığında, yaygın olarak kullanılan çok yönlü yüksek basınçlı jet enjeksiyonu (MJS yöntemi) ve mikro bozucu karıştırma kazıkları (IMS yöntemi), çevredeki toprağın yatay yer değiştirmesini ve kazık inşaatından kaynaklanan yüzey oturmasını önemli ölçüde azaltabilir. . . Mühendislik uygulamalarında, yukarıdaki iki yöntem, mikro bozucu inşaat teknikleri olarak kabul edilir ve genellikle çevrenin korunmasına yönelik yüksek gereksinimlere sahip mühendislik projelerinde kullanılır.
Tablo 2, inşaat süreci sırasında DMP dijital mikro-pertürbasyon dört eksenli karıştırma kazığı, MJS inşaat yöntemi ve IMS inşaat yönteminin neden olduğu çevredeki toprak ve yüzey deformasyonunun izleme verilerini karşılaştırmaktadır. Mikro pertürbasyonlu dört eksenli karıştırma kazığının inşaat süreci sırasında, kazık gövdesinden 2 metre mesafede Toprağın yatay yer değiştirmesi ve dikey yükselmesi, MJS inşaat yöntemine eşdeğer olan yaklaşık 5 mm'ye kadar kontrol edilebilir. ve IMS inşaat yöntemi ile kazık inşaatı süreci sırasında kazık çevresindeki toprağa minimum düzeyde zarar verilebilir.
Şu anda, DMP dijital mikro bozucu dört eksenli karıştırma kazıkları Jiangsu, Zhejiang, Şanghay ve diğer yerlerde temel güçlendirme ve temel çukuru mühendisliği gibi farklı türdeki projelerde başarıyla kullanılmaktadır. Dört eksenli karıştırma yığını teknolojisinin araştırma, geliştirme ve mühendislik uygulamalarını birleştiren "Mikro Rahatsızlık Dört Eksenli Karıştırma Kazığı Teknik Standardı" (T/SSCE 0002-2022) (Şanghay İnşaat Mühendisliği Topluluğu Grup Standardı) derlendi. ekipman, tasarım, inşaat ve test vb. içerir. DMP dijital mikro pertürbasyon dört eksenli karıştırma yığını teknolojisinin uygulamasını standartlaştırmak için özel gereksinimler ileri sürülmüştür.
Gönderim zamanı: 22 Eylül 2023