​Как ротационна струйна сондажна машина с високо налягане създава почвено-циментови колони?

Как ротационна струйна сондажна машина с високо налягане създава почвено-циментови колони?

Създаване на почвено-циментови колони с помощта на въртяща се машина с високо наляганереактивна сондажна машинае усъвършенствана техника за подобряване на терена, която трансформира слаби, свиваеми почви в стабилни, носещи елементи. Известен в международен план като струйно фугиране, този процес включва смесване на място на естествена почва с циментова фугираща суспензия, инжектирана при изключително високи налягания. Получените почвено-циментови колони или панели могат значително да увеличат носещата способност, да намалят слягането и да осигурят задържане на земята или хидравлични прегради. Ефективността на този метод зависи от огромната енергия, доставяна от флуидната струя под високо налягане за ерозиране и едновременно с това смесване на почвата.

Процесът започва с позиционирането на сондажната машина с ротационна струя под високо налягане на определеното място на колоната. След това съоръжението пробива направляващ отвор до необходимата дълбочина на обработка, като използва сондажна колона с относително малък диаметър, често с помощта на течност с по-ниско налягане или въздух за отстраняване на отломки и стабилизиране на сондажа. Тази начална фаза на сондиране гарантира, че колоната за струйно фугиране може да достигне целевата зона без препятствия. След като се постигне желаната дълбочина, започва операцията по струйно фугиране. Сондажната колона е свързана с помпа за високо налягане, способна да генерира налягания, обикновено вариращи от 400 до 600 бара, а понякога дори и по-високи. Тази помпа изтласква фугираща суспензия през сондажните пръти и през специално проектирани дюзи, разположени в основата на монитора или струйната глава.

Ядрото на технологията се крие в монитора и струйното действие. Тъй като фугиращата смес се изтласква от дюзите със свръхзвукова скорост, тя образува кохерентна, високоенергийна струя, която силно ерозира заобикалящата почвена матрица. След това сондажната машина с ротационна струя под високо налягане започва да се върти и бавно изтегля сондажната колона от дъното на отвора нагоре. Комбинацията от въртене и изтегляне се контролира внимателно, за да се осигури еднакъв диаметър на колоната. Ерозивната сила на струята създава кухина, която едновременно се запълва и смесва с фугиращата суспензия. Параметрите на скоростта на изтегляне, скоростта на въртене и налягането на помпата са прецизно калибрирани въз основа на типа на почвата и желания диаметър на колоната; например по-бавното изтегляне и по-високото налягане обикновено водят до колона с по-голям диаметър.

Има няколко системи за струйно фугиране и сондажната машина с въртяща се струя под високо налягане може да бъде конфигурирана за най-разпространената, системата с един флуид, описана по-горе. В тази система само фугиращата суспензия действа като среда за рязане и смесване. Почвените частици се раздробяват и се смесват с циментовата фугираща смес, за да се образува хомогенен почвено-циментов материал. Свойствата на крайната колона, като нейната здравина и пропускливост, зависят от първоначалните характеристики на почвата, съотношението вода-цимент на фугиращата смес и ефективността на смесването. Процесът генерира значително количество отломки – смес от излишък от фугираща смес и изместена почва – която се връща на повърхността по дължината на пръстена на сондажа. Тези отпадъци трябва да се управляват и събират в система за задържане за по-късно изхвърляне или третиране.

Успешното изпълнение на тази техника разчита на строг контрол на качеството и разбиране на взаимодействието почва-струя. Операторите на сондажната машина с ротационна струя под високо налягане трябва непрекъснато да наблюдават и записват всички ключови параметри, включително дебит, налягане, скорост на въртене и скорост на повдигане. Често се провеждат предпроизводствени изпитания или тестови колони, за да се потвърдят проектните допускания и да се прецизират работните параметри за специфичните условия на обекта. Тези тестови колони впоследствие се изкопават или се вземат сърцевини, за да се провери тяхната геометрия и да се тества здравината на възстановените почвено-циментови проби. Чрез контролиране на входящата енергия и кинематиката на струята, високото налягане се въртиреактивна сондажна машинасъздава предвидима и компетентна почвено-циментова колона, която ефективно укрепва земята.