Kuinka korkeapaineinen pyörivä suihkuporauslaite luo maaperä-sementtipylväitä?

Kuinka korkeapaineinen pyörivä suihkuporauslaite luo maaperä-sementtipylväitä?

Maa-sementtipylväiden luominen korkeapaineisella pyörittimelläsuihkuporauslaiteon hienostunut maanparannustekniikka, joka muuttaa heikot, puristuvat maaperät vakaiksi, kantaviksi elementeiksi. Tämä prosessi, joka tunnetaan kansainvälisesti jet-injektointina, käsittää alkuperäisen maaperän in situ sekoittamisen sementtimäiseen injektointiaineeseen, joka on ruiskutettu erittäin korkeilla paineilla. Tuloksena olevat maasementtipylväät tai -paneelit voivat lisätä merkittävästi kantokykyä, vähentää painumista ja tarjota maata pidättävät tai hydrauliset katkaisuseinät. Tämän menetelmän tehokkuus riippuu siitä valtavasta energiasta, jonka korkeapaineinen nestesuihku syöttää ja samalla sekoittaa maaperää.

Prosessi alkaa korkeapaineisen pyörivän suihkuporauslaitteen sijoittelulla määrättyyn kolonnin paikkaan. Työkalu poraa sitten ohjausreiän vaadittuun käsittelysyvyyteen halkaisijaltaan suhteellisen pienen poranauhan avulla, usein alemman paineen nesteen tai ilman avulla pistosten poistamiseksi ja porareiän vakauttamiseksi. Tämä ensimmäinen porausvaihe varmistaa, että jet-injektointinauha pääsee kohdealueelle ilman esteitä. Kun haluttu syvyys on saavutettu, ruiskuinjektointi alkaa. Porasarja on kytketty korkeapainepumppuun, joka pystyy tuottamaan paineita, jotka vaihtelevat tyypillisesti välillä 400-600 bar ja joskus jopa korkeampiakin. Tämä pumppu pakottaa laastilietteen poratankojen läpi ja ulos erityisesti suunniteltujen suuttimien kautta, jotka sijaitsevat näytön tai suihkutuspään pohjassa.

Tekniikan ydin on näytössä ja suihkutustoiminnossa. Kun laasti poistuu suuttimista yliäänenopeuksilla, se muodostaa yhtenäisen, korkeaenergisen suihkun, joka syövyttää voimakkaasti ympäröivää maaperää. Korkeapaineinen pyörivä suihkuporauslaite alkaa sitten pyöriä ja vetää hitaasti poranauhaa reiän pohjasta ylöspäin. Pyörityksen ja poiston yhdistelmää valvotaan huolellisesti tasaisen kolonnin halkaisijan varmistamiseksi. Suihkun erosiovoima luo ontelon, joka täytetään ja sekoitetaan samanaikaisesti laastilietteen kanssa. Poistonopeuden, pyörimisnopeuden ja pumpun paineen parametrit kalibroidaan tarkasti maaperän ja halutun kolonnin halkaisijan perusteella; esimerkiksi hitaampi poisto ja korkeampi paine johtavat yleensä halkaisijaltaan suurempaan kolonniin.

Jet-injektointijärjestelmiä on useita, ja korkeapaineinen pyörivä suihkuporauslaite voidaan konfiguroida yleisimpään, yllä kuvattuun Single Fluid System -järjestelmään. Tässä järjestelmässä laastiliete yksin toimii leikkaus- ja sekoitusväliaineena. Maa-ainehiukkaset hajotetaan ja sekoitetaan sementtilaastian homogeeniseksi maa-sementtimateriaaliksi. Lopullisen kolonnin ominaisuudet, kuten lujuus ja läpäisevyys, riippuvat maaperän alkuperäisistä ominaisuuksista, laastin vesi-sementtisuhteesta ja sekoituksen tehokkuudesta. Prosessi synnyttää huomattavan määrän maaperää – ylimääräisen laastin ja siirtyneen maaperän seosta – joka palaa pintaan porausreiän rengasta pitkin. Tämä jäte on käsiteltävä ja kerättävä eristysjärjestelmään myöhempää hävittämistä tai käsittelyä varten.

Tämän tekniikan onnistunut toteutus perustuu tiukkaan laadunvalvontaan ja maaperän ja suihkun vuorovaikutuksen ymmärtämiseen. Korkeapaineisen pyörivän suihkuporauslaitteen käyttäjien on jatkuvasti seurattava ja tallennettava kaikkia keskeisiä parametreja, mukaan lukien virtausnopeus, paine, pyörimisnopeus ja nostonopeus. Tuotantoa edeltäviä kokeita tai testipylväitä tehdään usein suunnitteluoletusten vahvistamiseksi ja toimintaparametrien tarkentamiseksi tietyille paikkaolosuhteille. Nämä testikolonnit kaivetaan myöhemmin ulos tai niihin tehdään ydin niiden geometrian tarkistamiseksi ja talteen otettujen maasementtinäytteiden lujuuden testaamiseksi. Säätämällä energian syöttöä ja suihkun kinematiikkaa, korkeapaine pyöriisuihkuporauslaiteluo ennustettavan ja pätevän maasementtipilarin, joka vahvistaa tehokkaasti maata.