한국어
中文Zhrnutie
Vzhľadom na problémy, ktoré existujú v konvenčnej technológii pilót na miešanie cementu a zeminy, ako je nerovnomerné rozloženie pevnosti tela pilóty, veľké stavebné poruchy a veľký vplyv na kvalitu pilóty ľudským faktorom, bola vyvinutá nová technológia digitálnej mikroperturbácie DMP so štyrmi bola vyvinutá osová miešacia hromada.V tejto technológii môžu štyri vrtáky rozprašovať kal a plyn súčasne a pracovať s viacerými vrstvami rezných čepelí s variabilným uhlom na rezanie pôdy počas procesu vytvárania hromady.Doplnený o proces striekania nahor a nadol, rieši problém nerovnomerného rozloženia pevnosti tela pilóty a môže účinne znížiť spotrebu cementu.Pomocou medzery vytvorenej medzi špeciálne tvarovanou vrtnou rúrou a zeminou sa kal vypúšťa autonómne, čím sa dosiahne mierne narušenie zeminy okolo pilóty počas procesu výstavby.Digitálny riadiaci systém realizuje automatizovanú konštrukciu formovania pilóty a môže monitorovať, zaznamenávať a poskytovať včasné varovanie pre proces formovania pilóty v reálnom čase.
Úvod
Pilóty na miešanie cementu a pôdy sú široko používané v oblasti inžinierskych stavieb: ako je vystuženie pôdy a vodotesné závesy v projektoch základových jám;vystuženie otvorov v štítových tuneloch a šachtách na pretláčanie rúr;základová úprava slabých vrstiev pôdy;proti presakovaniu v projektoch na ochranu vody steny, ako aj bariéry na skládkach a ďalšie.V súčasnosti, ako sa rozsah projektov stále zväčšuje, sú požiadavky na efektívnosť výstavby a ochranu životného prostredia miešacích pilót cementu a pôdy stále vyššie.Okrem toho, aby sa splnili stále zložitejšie požiadavky na ochranu životného prostredia v súvislosti s výstavbou projektu, musí byť kontrolovaná kvalita konštrukcie pilót na miešanie cementu a zeminy.A zníženie vplyvu výstavby na okolité prostredie sa stalo naliehavou potrebou.
Pri konštrukcii miešacích hromád sa používa hlavne miešací vrták na miešanie cementu a zeminy in situ, aby sa vytvorila hromada s určitou pevnosťou a odolnosťou proti presakovaniu.Bežne používané pilóty na miešanie cementu a zeminy zahŕňajú jednoosové, dvojosové, trojosové a päťosové pilóty na miešanie cementu a zeminy.Tieto typy miešacích hromád majú tiež rôzne procesy striekania a miešania.
Jednoosová miešacia hromada má iba jednu vrtnú rúru, dno je striekané a miešanie sa vykonáva pomocou malého počtu lopatiek.Toto je obmedzené počtom vrtných rúr a miešacích lopatiek a efektivita práce je relatívne nízka;
Dvojosová miešacia hromada pozostáva z 2 vrtných rúrok so samostatnou rúrkou na kal v strede na injektáž.Dve vrtné rúrky nemajú funkciu injektáže, pretože vrtáky na oboch stranách je potrebné opakovane miešať, aby sa suspenzia striekala zo strednej rúrky na suspenziu v rovine.Distribúcia je rovnomerná, takže pri konštrukcii dvojitej šachty je potrebný proces "dva striekania a tri miešania", čo obmedzuje konštrukčnú účinnosť dvojitej šachty a rovnomernosť vytvárania hromady je tiež relatívne zlá.Maximálna stavebná hĺbka je asi 18 metrov [1];
Trojosová miešacia hromada obsahuje tri vrtné rúrky, so zálievkou nastriekanou na oboch stranách a stlačeným vzduchom nastriekaným uprostred.Toto usporiadanie spôsobí, že pevnosť stredného vlasu bude menšia ako pevnosť dvoch strán a telo pilóty bude mať na rovine slabé články;okrem toho trojosová miešacia pilóta Použitý vodný cement je pomerne veľký, čo do určitej miery znižuje pevnosť tela pilóty;
Päťosová miešacia hromada je založená na dvojosovej a trojosovej, pričom pridáva počet miešacích vrtných tyčí na zlepšenie efektivity práce a zlepšuje kvalitu tela hromádky zvýšením počtu miešacích lopatiek [2-3] .Proces striekania a miešania sa líši od prvých dvoch.Nie je v tom žiadny rozdiel.
Narušenie okolitej pôdy pri výstavbe cementovo-zemných miešacích hromád je spôsobené najmä stláčaním a praskaním zeminy spôsobeným miešaním miešacích lopatiek a prenikaním a štiepením cementovej kaše [4-5].Z dôvodu veľkého rušenia spôsobeného výstavbou bežných miešacích pilót je pri výstavbe v citlivých prostrediach, ako sú priľahlé komunálne zariadenia a chránené objekty, zvyčajne potrebné použiť drahšiu celoobvodovú vysokotlakovú tryskovú injektáž (metóda MJS) alebo jednorázovú -osové miešacie pilóty (metóda IMS) a iné mikroštruktúry.Znepokojujúce spôsoby výstavby.
Okrem toho pri stavbe konvenčných miešacích pilót sú kľúčové stavebné parametre, ako je rýchlosť klesania a zdvíhania vrtnej rúry a množstvo striekaného betónu, úzko spojené so skúsenosťami operátorov.To tiež sťažuje sledovanie procesu výstavby miešacích hromád a vedie k rozdielom v kvalite hromád.
Aby sa vyriešili problémy konvenčných pilót na miešanie cementu a pôdy, ako je nerovnomerné rozloženie pevnosti pilót, veľké stavebné poruchy a mnoho ľudských interferenčných faktorov, inžinierska komunita v Šanghaji vyvinula novú digitálnu mikroporuchovú štvorosovú technológiu miešania pilót.Tento článok podrobne predstaví charakteristiky a inžinierske aplikačné účinky technológie štvorosovej miešacej pilóty v technológii miešania striekaného betónu, kontrole stavebných porúch a automatizovanej výstavbe.
1、DMP digitálne mikroperturbačné štvorosové miešacie zariadenie
Digitálne mikroperturbačné štvorosové zariadenie na miešanie hromád DMP-I pozostáva hlavne z miešacieho systému, systému pilotového rámu, systému dodávky plynu, automatického systému rozvlákňovania a dodávky buničiny a digitálneho riadiaceho systému na realizáciu automatizovanej stavby pilotov .
2、 Proces miešania a striekania
Štyri vrtné rúry sú vo vnútri vybavené rúrkami zo striekaného betónu a prúdovými rúrami.Ako je znázornené na obrázku 2, vŕtacia hlava môže rozprašovať kal a stlačený vzduch súčasne počas procesu vytvárania pilót, čím sa vyhne problémom spôsobeným nástrekom niektorých vrtných rúr a nástrekom niektorých vrtných rúr.Problém nerovnomerného rozloženia pevnosti vlasu na rovine;pretože každá vrtná rúra má zásah stlačeného vzduchu, odpor miešania môže byť úplne znížený, čo je užitočné pri výstavbe v tvrdších vrstvách pôdy a piesočnatej pôde a môže spôsobiť zmiešanie cementu a pôdy.Okrem toho môže stlačený vzduch urýchliť proces karbonizácie cementu a pôdy a zlepšiť počiatočnú pevnosť cementu a pôdy v miešacej hromade.
Miešacie vrtáky digitálneho mikroperturbačného štvorosového miešacieho baranidla DMP-I sú vybavené 7 vrstvami miešacích lopatiek s variabilným uhlom.Počet jednobodových miešaní pôdy môže dosiahnuť 50-násobok, ďaleko presahujúci 20-násobok odporúčaný špecifikáciou;miešací vrták Je vybavený diferenciálnymi čepeľami, ktoré sa počas procesu vytvárania hromád neotáčajú s vrtnou rúrkou, čo môže účinne zabrániť tvorbe guľôčok hlineného bahna.To môže nielen zvýšiť počet časov miešania pôdy, ale tiež zabrániť tvorbe veľkých hrúd pôdy počas procesu miešania, čím sa zabezpečí rovnomernosť hnojovice v pôde.
Digitálna mikroperturbačná štvorosová miešacia pila DMP-I využíva technológiu konverzie striekaného betónu smerom nahor a nadol, ako je znázornené na obrázku 3. Na hlave miešacej vŕtačky sú dve vrstvy otvorov pre striekaný betón.Keď klesne, otvorí sa spodný port striekaného betónu.Postrekovaná kaša sa pôsobením hornej miešacej lopatky úplne premieša s pôdou.Keď sa zdvihne, spodný otvor striekaného betónu sa uzavrie a súčasne sa otvorí horný otvor striekacieho zariadenia, aby sa kal vytlačený z horného otvoru striekacieho betónu mohol úplne premiešať s pôdou pôsobením spodných lopatiek.Týmto spôsobom je možné počas celého procesu klesania a miešania kal a zeminu plne premiešať, čo ešte viac zvyšuje rovnomernosť cementu a zeminy v hĺbkovom rozsahu tela pilóty a efektívne rieši problém dvojosových a trojosových -technológia osi miešania v procese zdvíhania vrtných rúr.Problém je v tom, že kaša striekaná zo spodného vstrekovacieho otvoru nemôže byť miešacími lopatkami úplne premiešaná.
3、Kontrola mikroporuchovej konštrukcie
Prierez vrtnej rúrky digitálneho mikroperturbačného štvorosového miešacieho baranidla DMP-I má oválny špeciálny tvar.Keď sa vrtná rúrka otáča, klesá alebo zdvíha, okolo vrtnej rúrky sa vytvorí kanál na vypúšťanie kalu a výfukový kanál.Pri miešaní, keď vnútorný tlak pôdy prekročí napätie in situ, kal bude prirodzene vypúšťaný pozdĺž kanála na vypúšťanie kalu okolo vrtnej rúrky, čím sa zabráni stláčaniu pôdy spôsobenému akumuláciou tlaku kalového plynu v blízkosti miešací vrták.
Digitálny mikroporuchový štvorosový miešací baran DMP-I je vybavený systémom monitorovania podzemného tlaku na vrtáku, ktorý v reálnom čase monitoruje zmeny podzemného tlaku počas celého procesu vytvárania pilóty a zaisťuje, že tlak v podzemí je stabilný. regulované v rozumnom rozsahu nastavením tlaku suspenzného plynu.Súčasne môžu konfigurované diferenciálne lopatky účinne zabrániť priľnutiu hliny na vrtnú rúru a tvorbe guľôčok bahna a tiež účinne znížiť odpor pri miešaní a narušenie pôdy.
4, Inteligentné riadenie konštrukcie
Digitálne mikroperturbačné štvorosové zariadenie na miešanie pilót DMP-I je vybavené digitálnym riadiacim systémom, ktorý dokáže realizovať automatizovanú stavbu pilót, zaznamenávať parametre procesu výstavby v reálnom čase a monitorovať a poskytovať včasné varovanie počas procesu formovania pilót.
Digitálny riadiaci systém dokáže automaticky dokončiť stavbu miešacích pilót na základe konštrukčných parametrov určených skúšobnými pilótami.Môže automaticky ovládať potápanie a zdvíhanie miešacieho systému, prispôsobenie prietoku kalu a rýchlosť tvorby hromady v sekciách podľa rozloženia vertikálnej vrstvy pôdy, upraviť tlak prúdu podľa nastavenej hodnoty tlaku pôdy a riadiť stavebné procesy. ako je hore a dole konverzia sprejovej injektáže.Tým sa výrazne znižuje vplyv ľudského faktora na kvalitu stavby miešacej hromady počas procesu výstavby a zlepšuje sa spoľahlivosť a konzistentnosť kvality miešacej hromady.
S pomocou presných snímačov inštalovaných na zariadení môže digitálny riadiaci systém monitorovať kľúčové konštrukčné parametre, ako je rýchlosť miešania, objem striekania, tlak a prietok kalu a podzemný tlak, a môže poskytnúť včasné varovanie pred abnormálnymi stavebnými podmienkami, čím sa zvýši bezpečnosť. procesu výstavby miešacej pilóty.Transparentnosť a včasnosť riešenia problémov.Digitálny riadiaci systém zároveň dokáže zaznamenať parametre celého procesu výstavby a nahrané parametre výstavby v reálnom čase nahrať do cloudovej platformy prostredníctvom sieťového modulu pre jednoduché prezeranie a kontrolu, čím je zaistená autentickosť a bezpečnosť generovaných údajov. počas stavebného procesu.
5, Konštrukčná technológia a parametre
Proces výstavby digitálnej mikrorušovej štvorosovej miešacej pilóty DMP zahŕňa najmä stavebnú prípravu, skúšobnú pilótovú výstavbu a formálnu pilótovú výstavbu.Podľa konštrukčných parametrov získaných zo skúšobnej pilótovej konštrukcie digitálny riadiaci systém výstavby realizuje automatizovanú výstavbu pilóty.V kombinácii so skutočnými inžinierskymi skúsenosťami je možné zvoliť konštrukčné parametre uvedené v tabuľke 1.Na rozdiel od bežných miešacích hromád je pomer vody a cementu použitý pre štvorosovú miešaciu hromádu odlišný pri klesaní a zdvíhaní.Pomer vody k cementu používaný na klesanie je 1,0 až 1,5, zatiaľ čo pomer vody k cementu pri zdvíhaní je 0,8 až 1,0.Pri klesaní a miešaní má cementová kaša väčší pomer voda-cement a kaša má dostatočnejší zmäkčujúci účinok na pôdu, čo môže účinne znížiť odpor miešania;pri zdvíhaní, keďže pôda v tele pilóty bola premiešaná, menší pomer vody a cementu môže účinne zvýšiť pevnosť tela pilóty.
Použitím vyššie uvedeného procesu miešania striekaného betónu môže štvorosová miešacia pilóta dosiahnuť rovnaký účinok ako konvenčný proces s obsahom cementu 13% až 18%, čím spĺňa technické požiadavky na pevnosť a nepriepustnosť pilót na miešanie cementu a zeminy. , a zároveň prináša zmeny vďaka cementu Výhodou zníženia dávkovania je, že sa zodpovedajúcim spôsobom zníži aj náhradná zemina počas procesu výstavby.Sklonomer inštalovaný na vrtnej rúre rieši problém ťažkej kontroly zvislosti pri stavbe konvenčných pilót na miešanie cementu a zeminy.Nameraná zvislosť telesa štvorosovej miešacej pilóty môže dosiahnuť 1/300.
6, Inžinierske aplikácie
Aby bolo možné ďalej študovať pevnosť pilótového telesa digitálnej mikroporuchovej štvorosovej miešacej pilóty DMP a vplyv procesu formovania pilóty na okolitú pôdu, boli vykonané poľné experimenty v rôznych stratigrafických podmienkach.Pevnosť vzoriek jadra cementu a zeminy nameraná v 21. a 28. deň odobratých vzoriek jadra miešacej pilóty dosiahla 0,8 MPa, čo spĺňa požiadavky na pevnosť cementu a zeminy v konvenčnom podzemnom inžinierstve.
V porovnaní s tradičnými pilótami na miešanie cementu a zeminy môže bežne používaná všestranná vysokotlaková trysková injektáž (metóda MJS) a mikrorušivé miešacie pilóty (metóda IMS) výrazne znížiť horizontálne posunutie okolitej pôdy a povrchové sadanie spôsobené konštrukciou pilóty. ..V inžinierskej praxi sú vyššie uvedené dve metódy uznávané ako mikrorušivé stavebné techniky a často sa používajú v inžinierskych projektoch s vysokými požiadavkami na ochranu okolitého prostredia.
Tabuľka 2 porovnáva monitorovacie údaje o okolitej zemine a deformácii povrchu spôsobenej digitálnou mikroporuchovou štvorosovou miešacou pilótou DMP, metódou výstavby MJS a metódou výstavby IMS počas procesu výstavby.Počas procesu výstavby mikroporuchovej štvorosovej miešacej pilóty vo vzdialenosti 2 metre od telesa pilóty je možné horizontálne posunutie a vertikálne nadvihnutie zeminy regulovať na cca 5 mm, čo je ekvivalentné konštrukčnej metóde MJS a IMS konštrukčná metóda a môže dosiahnuť minimálne narušenie pôdy okolo pilóty počas procesu budovania pilóty.
V súčasnosti sa digitálne mikrorušivé štvorosové miešacie pilóty DMP úspešne používajú v rôznych typoch projektov, ako je vystuženie základov a inžinierstvo základových jám v Jiangsu, Zhejiang, Šanghaji a na ďalších miestach.Spojením výskumu, vývoja a inžinierskej aplikácie technológie štvorosovej miešacej pilóty bol zostavený „Technický štandard pre mikrorušivú štvorosovú miešaciu hromadu“ (T/SSCE 0002-2022) (Shanghai Civil Engineering Society Group Standard), ktorý zahŕňa vybavenie, dizajn, konštrukciu a testovanie atď. Boli predložené špecifické požiadavky na štandardizáciu aplikácie digitálnej mikroperturbačnej štvorosovej technológie miešacej pilóty DMP.
Čas odoslania: 22. septembra 2023