DTH vrtáky a kroužkové vrtáky

Vrtací nástroje typu down-the-hole (DTH) a kroužkové vrtáky představují nezbytné vrtací spotřební materiály v operacích s malým průměrem zakládání, zejména při výstavbě zemních stěn, zátarasových závěsů a souvisejících prvků hlubokého zakládání. Tyto specializované řezací nástroje jsou nedílnou součástí moderní geotechnického inženýrství, což umožňuje efektivní a nákladově efektivní vrtání v aplikacích zakládání, které vyžadují přesnou geometrii vrtu a konzistentní výkon v různých podmínkách půdy. DTH vrtáky fungují jako nástroje pro úderové vrtání spojené s DTH kladivy, která dodávají impaktní energii přímo na čelní plochu vrtáku, aby fragmentovala horniny a soudržné vrstvy půdy. Kroužkové vrtáky, charakterizované svým prstencovým řezným povrchem s segmenty z tvrzené oceli nebo karbidu wolframu, jsou speciálně navrženy pro aplikace vrtání diamantovými jádry nebo otevřenými otvory. V kontextu zakládacího inženýrství se tyto vrtáky primárně používají při výstavbě diafragmových stěn a zátarasových závěsů — kontinuálních podzemních bariér používaných pro kontrolu podzemní vody, prevenci prosakování a podporu bočních zatížení. Jejich použití se rozšiřuje na konstrukci sekantových pilot, kde překrývající se, přesně vrtané otvory vytvářejí nosné konstrukční prvky, a instalaci zátarasových stěn, které vyžadují vrtání pilotních otvorů. Specializované aplikace zakládání zahrnují také pilotní otvory pro jet grouting a předvrtání sloupců pro míchání půdy, kde DTH vrtáky poskytují přesnost a rychlost pronikání nezbytné pro techniky zlepšování půdy. Provozní princip závisí na typu vrtáku a podmínkách půdy. DTH kladiva dodávají rychlé, kontrolované údery — obvykle 1 500–2 500 úderů za minutu — přenášející kinetickou energii skrze vrták na dno vrtu. Kroužkové vrtáky spoléhají na rotační sílu a úderovou akci k vytvoření mletí a zlomení na hranici formace, přičemž geometrie kroužku umožňuje evacuaci materiálu skrze centrální jádro otvoru. Systém odstraňování vrtacích výbrusů se liší: cirkulace vzduchu odstraňuje výbrusy při vrtání vzduchem, zatímco cirkulace kalu (pro kroužkové vrtáky) transportuje fragmentovaný materiál na povrch, což umožňuje kontinuální dokumentaci vrtání a logování formace. Typy zařízení v této kategorii zahrnují standardní DTH úderové vrtáky s různými konfiguracemi pro vyplachovací otvory (obvykle 6 až 16 otvorů) přizpůsobenými pro specifické modely kladiv; vrtáky s tlačítky, které obsahují vložky z karbidu wolframu v matricových tělech pro zvýšenou odolnost proti opotřebení v abrazivních vrstvách; a kroužkové vrtáky v otevřených průměrech a válcových konfiguracích pro kontrolované vrtání s průměrem. Průměry vrtáků se pohybují od 75 do 200 milimetrů pro práci s malým průměrem zakládání, odpovídající specifikacím návrhu základů a velikostem vrtů DTH kladiv. Kritéria výběru pro DTH a kroužkové vrtáky zahrnují klasifikaci půdy (půda, zvětralá hornina, soudržná hornina a heterogenní vrstvy), požadovanou rychlost vrtání, požadavky na stabilitu vrtu a konfiguraci obalu. Dodavatelé posuzují ekonomiku životnosti vrtáku na základě očekávaných rychlostí pronikání v předpokládané geologii, hodnocení impaktní energie dostupných kladiv a tlakových požadavků. Environmentální faktory — agresivita podzemní vody, extrémy teploty v aplikacích v chladném klimatu — ovlivňují výběr materiálů, přičemž matrice obohacené kobaltem a specializované pryskyřičné systémy poskytují zvýšený výkon v korozivních nebo nízkoteplotních podmínkách. Relevantní standardy, které řídí praxi DTH vrtání, zahrnují ISO 13143 (úderové vrtání pro piloty), DIN 4098 (výstavba diafragmových stěn) a EN 1538 (diafragmové stěny prováděné v zemi). Standardy API pro vrtací kapaliny a systémy kalu (API 65) zajišťují kompatibilitu cirkulačního média, zatímco specifikace výrobců definují provozní parametry pro kompatibilitu kladiva a vrtáku a optimalizaci výkonu, což zajišťuje konzistentní kvalitu vrtu napříč projekty zakládacího inženýrství.