Forets DTH et forets à anneau

Les forets à percussion (DTH) et les forets à anneau représentent des consommables de forage essentiels dans les opérations de forage de fondations de petit diamètre, en particulier pour la construction de murs de soutènement, de rideaux de coupure et d'éléments de fondation profonde connexes. Ces outils de coupe spécialisés sont intégrés à l'ingénierie géotechnique moderne, permettant un forage efficace et rentable dans les applications d'ingénierie des fondations nécessitant une géométrie de trou précise et des performances cohérentes dans des conditions de sol variées. Les forets DTH fonctionnent comme des outils de forage à percussion couplés à des unités de marteau DTH, délivrant l'énergie d'impact directement à la face du foret pour fragmenter les roches et les strates de sol compétentes. Les forets à anneau, caractérisés par leur surface de coupe annulaire avec des segments en acier durci ou en carbure de tungstène, sont spécifiquement conçus pour les applications de forage à noyau diamanté ou de trou ouvert. Dans le contexte de l'ingénierie des fondations, ces forets sont principalement utilisés pour la construction de murs de diaphragme et de rideaux de coupure—des barrières souterraines continues utilisées pour le contrôle des eaux souterraines, la prévention des infiltrations et le soutien des charges latérales. Leur application s'étend à la construction de pieux secants, où des trous de forage chevauchants et de précision créent des éléments structurels porteurs, et à l'installation de murs en palplanches nécessitant le forage de trous pilotes. Les applications spécialisées en fondation incluent également le forage pilote pour le jet grouting et le pré-forage de colonnes de mélange de sol, où les forets DTH fournissent la précision et le taux de pénétration nécessaires pour les techniques d'amélioration du sol. Le principe opérationnel dépend du type de foret et des conditions du sol. Les marteaux DTH délivrent des frappes de percussion rapides et contrôlées—typiquement de 1 500 à 2 500 coups par minute—transférant l'énergie cinétique à travers le foret jusqu'au fond du trou de forage. Les forets à anneau s'appuient sur la force de rotation et l'action de percussion pour créer une action de broyage et de fracturation à la limite de la formation, la géométrie de l'anneau permettant l'évacuation du matériau à travers le noyau central du trou. Le système d'évacuation des déblais varie : la circulation d'air évacue les déblais dans le forage rotatif à air, tandis que la circulation de boue (pour les forets à anneau) transporte le matériau fragmenté à la surface, permettant une documentation continue du forage et un enregistrement de la formation. Les types d'équipement dans cette catégorie incluent des forets à percussion DTH standard avec diverses configurations de trous de lavage (typiquement de 6 à 16 trous) adaptés à des modèles de marteaux spécifiques ; des forets à boutons incorporant des inserts en carbure de tungstène dans des corps en matrice pour une résistance à l'usure améliorée dans des strates abrasives ; et des forets à anneau en configurations de diamètre ouvert et de baril pour un forage à diamètre contrôlé. Les diamètres des forets varient de 75 à 200 millimètres pour les travaux de fondation de petit diamètre, correspondant aux spécifications de conception des fondations et aux tailles de forage des marteaux DTH. Les critères de sélection pour les forets DTH et à anneau incluent la classification du sol (sol, roche altérée, roche compétente et strates hétérogènes), le taux de forage requis, les exigences de stabilité du trou de forage et la configuration du tubage. Les entrepreneurs évaluent l'économie de la durée de vie des forets en fonction des taux de pénétration attendus dans la géologie anticipée, de la cote d'énergie de percussion des unités de marteau disponibles et des exigences de pression. Les facteurs environnementaux—l'agressivité des eaux souterraines, les extrêmes de température dans les applications en climat froid—influencent le choix des matériaux, les matrices enrichies en cobalt et les systèmes de résine spécialisés offrant des performances améliorées dans des conditions corrosives ou à basse température. Les normes pertinentes guidant la pratique de forage DTH incluent ISO 13143 (forage à percussion pour pieux), DIN 4098 (construction de murs de diaphragme) et EN 1538 (murs de diaphragme exécutés dans le sol). Les normes API pour les fluides de forage et les systèmes de boue (API 65) garantissent la compatibilité des milieux de circulation, tandis que les spécifications des fabricants définissent les paramètres d'exploitation pour la compatibilité des marteaux et des forets et l'optimisation des performances, garantissant une qualité de trou de forage cohérente dans les projets d'ingénierie des fondations.