8613564568558

Trao đổi nghiên cứu | DMP-I Digital-Perturbation Trộn bốn trục nghiên cứu và phát triển và ứng dụng

Bản tóm tắt

Theo quan điểm của các vấn đề hiện có trong công nghệ cọc trộn xi măng thông thường, chẳng hạn như sự phân bố không đồng đều của sức mạnh cơ thể cọc, xáo trộn xây dựng lớn và tác động lớn đến chất lượng cọc của các yếu tố con người, một công nghệ mới của cọc trộn bốn trục vi mô kỹ thuật số DMP đã được phát triển. Trong công nghệ này, bốn bit khoan có thể phun bùn và khí cùng một lúc và hoạt động với nhiều lớp lưỡi cắt góc thay đổi để cắt đất trong quá trình hình thành cọc. Được bổ sung bởi quá trình phun chuyển đổi lên xuống, nó giải quyết vấn đề phân phối sức mạnh không đồng đều của cơ thể cọc và có thể giảm hiệu quả tiêu thụ xi măng. Với sự trợ giúp của khoảng cách được hình thành giữa ống khoan hình đặc biệt và đất, bùn được thải ra một cách tự động, đạt được sự xáo trộn nhẹ của đất xung quanh đống trong quá trình xây dựng. Hệ thống điều khiển kỹ thuật số nhận ra việc xây dựng tự động hình thành cọc và có thể giám sát, ghi lại và đưa ra cảnh báo sớm cho quá trình hình thành cọc trong thời gian thực.

Giới thiệu

Cọc trộn đất xi măng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng kỹ thuật: chẳng hạn như gia cố đất và rèm cửa chống nước trong các dự án hố nền; củng cố lỗ trong các đường hầm khiên và giếng giếng ống; điều trị nền tảng của các lớp đất yếu; Chống giáo dục trong các dự án bảo tồn nước cũng như các rào cản trong các bãi rác và nhiều hơn nữa. Hiện tại, khi quy mô của các dự án trở nên lớn hơn và lớn hơn, các yêu cầu về hiệu quả xây dựng và bảo vệ môi trường của các cọc trộn đất xi măng đã ngày càng cao hơn. Ngoài ra, để đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng phức tạp xung quanh việc xây dựng dự án, chất lượng xây dựng của các cọc trộn đất xi măng phải được kiểm soát. Và giảm tác động của việc xây dựng đối với môi trường xung quanh đã trở thành một nhu cầu cấp thiết.

Việc xây dựng các cọc trộn chủ yếu sử dụng một mũi khoan trộn để trộn xi măng và đất tại chỗ để tạo thành một đống với một sức mạnh nhất định và hiệu suất chốngage. Xi măng thường được sử dụng và các cọc trộn trong đất bao gồm xi măng một trục đơn, trục kép, ba trục và năm trục và các cọc trộn đất. Những loại cọc trộn cũng có các quá trình phun và trộn khác nhau.

Cọc trộn một trục chỉ có một ống khoan, đáy được phun và trộn được thực hiện thông qua một số lượng nhỏ lưỡi dao. Điều này bị giới hạn bởi số lượng ống khoan và lưỡi trộn, và hiệu quả công việc tương đối thấp;

Cọc trộn hai trục bao gồm 2 ống khoan, với một ống bùn riêng ở giữa để vữa. Hai ống khoan không có chức năng vữa vì các bit khoan ở cả hai bên cần được khuấy liên tục để làm cho bùn phun từ ống bùn giữa trong phạm vi mặt phẳng. Sự phân phối là đồng đều, do đó, quá trình "hai thuốc xịt và ba lần xào" được yêu cầu trong quá trình xây dựng trục kép, điều này hạn chế hiệu quả xây dựng của trục kép, và tính đồng nhất của sự hình thành cọc cũng tương đối kém. Độ sâu xây dựng tối đa là khoảng 18 mét [1];

Cọc trộn ba trục chứa ba ống khoan, với vữa phun ở cả hai mặt và khí nén được phun ở giữa. Sự sắp xếp này sẽ làm cho sức mạnh của đống giữa nhỏ hơn so với hai cạnh, và thân cọc sẽ có các liên kết yếu trên mặt phẳng; Ngoài ra, đống trộn ba trục mà xi măng nước được sử dụng tương đối lớn, làm giảm cường độ của cơ thể cọc đến một mức độ nhất định;

Cọc trộn năm trục dựa trên hai trục và ba trục, thêm số lượng thanh khoan trộn để cải thiện hiệu quả công việc và cải thiện chất lượng của cơ thể cọc bằng cách tăng số lượng lưỡi trộn [2-3]. Quá trình phun và trộn khác với hai quá trình đầu tiên. Không có sự khác biệt.

Sự xáo trộn đối với đất xung quanh trong quá trình xây dựng các cọc trộn xi măng chủ yếu là do sự ép và nứt đất do sự khuấy của lưỡi trộn, và sự xâm nhập và tách của bùn xi măng [4-5]. Do sự xáo trộn lớn gây ra bởi việc xây dựng các cọc trộn thông thường, khi xây dựng trong các môi trường nhạy cảm như các cơ sở thành phố liền kề và các tòa nhà được bảo vệ, thường cần phải sử dụng các vữa phản lực áp suất cao toàn diện (phương pháp MJS) hoặc các cọc trộn một trục (phương pháp IMS). Làm phiền các phương pháp xây dựng.

Ngoài ra, trong quá trình xây dựng các cọc trộn thông thường, các thông số xây dựng chính như tốc độ chìm và nâng của ống khoan và lượng shotcret có liên quan chặt chẽ đến trải nghiệm của các nhà khai thác. Điều này cũng gây khó khăn cho việc theo dõi quá trình xây dựng của các cọc trộn và dẫn đến sự khác biệt về chất lượng của các cọc.

Để giải quyết các vấn đề của các cọc trộn xi măng thông thường như phân bố sức mạnh cọc không đồng đều, xáo trộn xây dựng lớn và nhiều yếu tố can thiệp của con người, cộng đồng kỹ thuật Thượng Hải đã phát triển một công nghệ cọc trộn bốn trục của vi mô vi mô kỹ thuật số mới. Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết các đặc điểm và hiệu ứng ứng dụng kỹ thuật của công nghệ cọc trộn bốn trục trong công nghệ trộn bắn, kiểm soát xáo trộn xây dựng và xây dựng tự động.

1 、 Thiết bị cọc trộn bốn trục của DMP Digital Micro

Thiết bị điều khiển cọc trộn bốn trục DMP-I Digital-Pturbation chủ yếu bao gồm một hệ thống trộn, hệ thống khung cọc, hệ thống cung cấp khí, hệ thống cung cấp bột giấy tự động và hệ thống điều khiển kỹ thuật số để hiện thực hóa việc xây dựng cọc tự động.

SEMW

2 Quá trình trộn và phun

Bốn ống khoan được trang bị ống bắn và ống phản lực bên trong. Như được hiển thị trong Hình 2, đầu mũi khoan có thể phun bùn và nén không khí cùng một lúc trong quá trình hình thành cọc, tránh các vấn đề gây ra bởi việc phun một số ống khoan và phun một số ống khoan. Vấn đề phân phối không đồng đều của cường độ cọc trên mặt phẳng; Do mỗi ống khoan có sự can thiệp của không khí nén, điện trở trộn có thể giảm hoàn toàn, rất hữu ích cho việc xây dựng trong các lớp đất cứng hơn và đất cát, và có thể tạo ra sự pha trộn của xi măng và đất. Ngoài ra, không khí nén có thể đẩy nhanh quá trình cacbon hóa của xi măng và đất và cải thiện sức mạnh sớm của xi măng và đất trong đống trộn.

SEMW1

Các bit máy khoan trộn của trình điều khiển cọc trộn bốn trục DMP-I kỹ thuật số được trang bị 7 lớp lưỡi trộn góc thay đổi. Số lượng hỗn hợp đất một điểm có thể đạt tới 50 lần, vượt xa 20 lần được khuyến nghị bởi đặc điểm kỹ thuật; Vụ khoan trộn, nó được trang bị các lưỡi vi sai không xoay với ống khoan trong quá trình hình thành cọc, có thể ngăn chặn sự hình thành của các quả bóng bùn đất sét một cách hiệu quả. Điều này không chỉ có thể làm tăng số lượng thời gian trộn đất, mà còn ngăn chặn sự hình thành các cục đất lớn trong quá trình trộn, do đó đảm bảo tính đồng nhất của bùn trong đất.

SEMW2

DMP-I Digital-Pturbation Mixing Trộn cọc áp dụng công nghệ bắn chuyển đổi lên xuống như trong Hình 3. Có hai lớp cổng bắn trên đầu trộn. Khi nó chìm, cổng bắn dưới được mở. Sát chủ được phun hoàn toàn với đất dưới tác động của lưỡi trộn trên. Khi nó được nâng lên, cổng bắn dưới được đóng lại và đồng thời mở cổng Gunite phía trên để bùn được đẩy ra từ cổng Gunite trên có thể được trộn hoàn toàn với đất dưới tác dụng của lưỡi dưới. Theo cách này, bùn và đất có thể được khuấy hoàn toàn trong toàn bộ quá trình chìm và khuấy, giúp tăng cường hơn nữa tính đồng nhất của xi măng và đất trong phạm vi độ sâu của cơ thể cọc, và giải quyết hiệu quả vấn đề của công nghệ trộn hai trục và ba trục trong quá trình nâng ống. Vấn đề là bùn được phun từ cổng phun dưới cùng không thể được khuấy hoàn toàn bởi các lưỡi dao khuấy.

3 、 Kiểm soát xây dựng vi mô

Mặt cắt ngang của ống khoan của trình điều khiển cọc trộn bốn trục DMP-I Digital-Pturbation có hình dạng hình bầu dục giống như hình bầu dục. Khi ống khoan quay, chìm hoặc thang máy, một kênh xả và kênh xả sẽ được hình thành xung quanh ống khoan. Khi khuấy, khi áp suất bên trong của đất vượt quá ứng suất tại chỗ, bùn sẽ được xả tự nhiên dọc theo kênh xả bùn xung quanh ống khoan, do đó tránh được việc ép đất do sự tích tụ của áp suất khí ở gần mũi khoan.

Trình điều khiển cọc trộn bốn trục DMP-I kỹ thuật số được trang bị hệ thống giám sát áp suất ngầm trên mũi khoan, theo dõi thay đổi áp suất ngầm trong thời gian thực trong toàn bộ quá trình hình thành cọc và đảm bảo rằng áp suất ngầm được kiểm soát trong phạm vi hợp lý bằng cách điều chỉnh áp suất khí. Đồng thời, các lưỡi vi phân được cấu hình có thể ngăn chặn đất sét một cách hiệu quả tuân thủ ống khoan và hình thành các quả bóng bùn, đồng thời giảm hiệu quả khả năng chống trộn và xáo trộn đất.

4 Kiểm soát xây dựng thông minh

Thiết bị điều khiển cọc trộn bốn trục của DMP-I Digital-Pturbation được trang bị hệ thống điều khiển kỹ thuật số, có thể nhận ra việc xây dựng cọc tự động, ghi lại các thông số quy trình xây dựng trong thời gian thực và giám sát và đưa ra cảnh báo sớm trong quá trình hình thành cọc.

SEMW3

Hệ thống điều khiển kỹ thuật số có thể tự động hoàn thành việc xây dựng các cọc trộn dựa trên các thông số xây dựng được xác định bởi các cọc thử nghiệm. Nó có thể tự động kiểm soát việc chìm và nâng hệ thống trộn, phù hợp với dòng chảy và tốc độ hình thành cọc trong các phần theo phân bố của lớp đất thẳng đứng, điều chỉnh áp suất phản lực theo giá trị của áp suất mặt đất và điều khiển các quy trình xây dựng như chuyển đổi lên và xuống. Điều này làm giảm đáng kể tác động của các yếu tố con người đến chất lượng xây dựng của đống trộn trong quá trình xây dựng, và cải thiện độ tin cậy và tính nhất quán của chất lượng của đống trộn.

SEMW4

Với sự trợ giúp của các cảm biến chính xác được cài đặt trên thiết bị, hệ thống điều khiển kỹ thuật số có thể theo dõi các thông số xây dựng chính như tốc độ trộn, thể tích phun, áp suất bùn và dòng chảy và áp suất ngầm, và có thể đưa ra cảnh báo sớm cho các điều kiện xây dựng bất thường, tăng sự an toàn của quá trình xây dựng cọc trộn. Tính minh bạch và tính kịp thời của giải quyết vấn đề. Đồng thời, hệ thống điều khiển kỹ thuật số có thể ghi lại các tham số của toàn bộ quy trình xây dựng và tải các tham số xây dựng được ghi lại lên nền tảng đám mây trong thời gian thực thông qua mô -đun mạng để dễ dàng xem và kiểm tra, đảm bảo tính xác thực và an toàn của dữ liệu được tạo trong quá trình xây dựng.

5 Công nghệ xây dựng và thông số

Quy trình xây dựng cọc bốn trục của DMP Digital Disturbance chủ yếu bao gồm chuẩn bị xây dựng, xây dựng cọc thử và xây dựng cọc chính thức. Theo các thông số xây dựng thu được từ việc xây dựng đống thử nghiệm, hệ thống kiểm soát xây dựng kỹ thuật số nhận ra việc xây dựng tự động của cọc. Kết hợp với kinh nghiệm kỹ thuật thực tế, các tham số xây dựng được hiển thị trong Bảng 1 có thể được chọn. Khác với các cọc trộn thông thường, tỷ lệ nước trên xi măng được sử dụng cho đống trộn bốn trục là khác nhau khi chìm và nâng. Tỷ lệ nước-xi măng được sử dụng để chìm là 1,0 ~ 1,5, trong khi tỷ lệ nước-xi măng để nâng là 0,8 ~ 1,0. Khi chìm và khuấy, bùn xi măng có tỷ lệ xi măng nước lớn hơn và bùn có tác dụng làm mềm đủ hơn trên đất, có thể làm giảm hiệu quả điện trở khuấy; Khi nâng, vì đất trong cơ thể cọc đã được trộn lẫn, tỷ lệ xi măng nước nhỏ hơn có thể làm tăng hiệu quả sức mạnh của cơ thể cọc.

SEMW5

Sử dụng quy trình trộn bắn bắn vào trên, đống trộn bốn trục có thể đạt được hiệu quả tương tự như quá trình thông thường với hàm lượng xi măng từ 13% đến 18%, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đối với sức mạnh và tính không thấm của các lớp trộn bằng xi măng. Máy đo độ nghiêng được cài đặt trên ống khoan giải quyết vấn đề kiểm soát khó khăn của sự thẳng đứng trong quá trình xây dựng các cọc trộn đất xi măng thông thường. Độ dọc đo được của cơ thể cọc trộn bốn trục có thể đạt tới 1/300.

6 Ứng dụng Kỹ thuật

Để nghiên cứu thêm về cường độ cơ thể của chất của đống trộn bốn trục vi mô kỹ thuật số DMP và tác động của quá trình hình thành cọc lên đất xung quanh, các thí nghiệm hiện trường được thực hiện trong các điều kiện địa tầng khác nhau. Sức mạnh của các mẫu xi măng và lõi đất được đo vào ngày 21 và 28 của các mẫu lõi cọc trộn được thu thập đạt 0,8 MPa, đáp ứng các yêu cầu về sức mạnh của xi măng và đất trong kỹ thuật ngầm thông thường.

So với các cọc trộn xi măng truyền thống, vữa vữa phản lực áp suất cao toàn diện (phương pháp MJS) thường được sử dụng và các cọc trộn vi mô (phương pháp IMS) có thể làm giảm đáng kể sự dịch chuyển ngang của sự lắng đọng đất và bề mặt do xây dựng cọc. . Trong thực tiễn kỹ thuật, hai phương pháp trên được công nhận là kỹ thuật xây dựng vi mô và thường được sử dụng trong các dự án kỹ thuật với các yêu cầu cao để bảo vệ môi trường xung quanh.

Bảng 2 so sánh dữ liệu giám sát của biến dạng đất và bề mặt xung quanh gây ra bởi cọc trộn bốn trục của DMP Digital Micro, phương pháp xây dựng MJS và phương pháp xây dựng IMS trong quá trình xây dựng. Trong quá trình xây dựng của cọc trộn bốn trục, ở khoảng cách 2 mét từ thân cọc, sự dịch chuyển ngang và nâng thẳng đứng của đất có thể được kiểm soát đến khoảng 5 mm, tương đương với phương pháp xây dựng MJS và phương pháp xây dựng IMS và có thể đạt được sự xáo trộn tối thiểu.

SEMW6

Hiện tại, các cọc trộn bốn trục của DMP Digital Disturbance đã được sử dụng thành công trong các loại dự án khác nhau như Củng cố nền tảng và Kỹ thuật PIT Foundation ở Giang Tô, Chiết Giang, Thượng Hải và các nơi khác. Kết hợp các nghiên cứu và phát triển và ứng dụng kỹ thuật của công nghệ cọc trộn bốn trục, "tiêu chuẩn kỹ thuật cho cọc trộn bốn trục của vi mô" (T/SSCE 0002-2022) (Tiêu chuẩn của Hiệp hội Kỹ thuật Xây dựng Thượng Hải) đã được biên dịch, bao gồm thiết bị, thiết kế, xây dựng và kiểm tra, v.v.

SEMW7

Thời gian đăng: Tháng 9-22-2023