Perforazione DTH a piccolo diametro in fondazione

Punte DTH e punte ad anello

I bit down-the-hole (DTH) e i bit a corona rappresentano consumabili di perforazione essenziali nelle operazioni di perforazione di fondazioni a piccolo diametro, in particolare per la costruzione di muri di sostegno, tende di taglio e elementi di fondazione profonda correlati. Questi strumenti di taglio specializzati sono integrali per l'ingegneria geotecnica moderna, consentendo una perforazione efficiente ed economica nelle applicazioni di ingegneria delle fondazioni che richiedono una geometria del foro precisa e prestazioni costanti in condizioni di terreno variabili. I bit DTH funzionano come strumenti di perforazione a percussione accoppiati con unità martello DTH, fornendo energia d'impatto direttamente sulla faccia del bit per frammentare rocce e strati di terreno competente. I bit a corona, caratterizzati dalla loro superficie di taglio anulare con segmenti in acciaio temprato o carburo di tungsteno, sono specificamente progettati per applicazioni di perforazione a carotaggio diamantato o a foro aperto. Nel contesto dell'ingegneria delle fondazioni, questi bit sono impiegati principalmente nella costruzione di muri a diaframma e tende di taglio—barriere sotterranee continue utilizzate per il controllo delle acque sotterranee, la prevenzione delle infiltrazioni e il supporto dei carichi laterali. La loro applicazione si estende alla costruzione di pali secanti, dove fori di perforazione sovrapposti e di precisione creano elementi strutturali portanti, e all'installazione di muri di palancole che richiedono la perforazione di fori pilota. Le applicazioni specializzate delle fondazioni includono anche fori pilota per jet grouting e pre-perforazione di colonne di miscelazione del terreno, dove i bit DTH forniscono l'accuratezza e il tasso di penetrazione necessari per le tecniche di miglioramento del terreno. Il principio operativo dipende dal tipo di bit e dalle condizioni del terreno. I martelli DTH forniscono colpi di percussione rapidi e controllati—tipicamente 1.500–2.500 colpi al minuto—trasferendo energia cinetica attraverso il bit fino al fondo del foro. I bit a corona si basano sulla forza di rotazione e sull'azione di percussione per creare un'azione di macinazione e frattura al confine della formazione, con la geometria ad anello che consente l'evacuazione del materiale attraverso il nucleo centrale del foro. Il sistema di rimozione dei detriti varia: la circolazione ad aria evacua i detriti nella perforazione rotativa ad aria, mentre la circolazione di fango (per i bit a corona) trasporta il materiale frammentato in superficie, consentendo una documentazione continua della perforazione e un logging della formazione. I tipi di attrezzatura all'interno di questa categoria includono bit di percussione DTH standard con varie configurazioni di fori di lavaggio (tipicamente da 6 a 16 fori) dimensionati per modelli di martello specifici; bit a pulsante che incorporano inserti in carburo di tungsteno in corpi a matrice per una maggiore resistenza all'usura in strati abrasivi; e bit a corona in configurazioni a diametro aperto e a barile per perforazione a diametro controllato. I diametri dei bit variano da 75 a 200 millimetri per lavori di fondazione a piccolo diametro, corrispondendo alle specifiche di progettazione delle fondazioni e alle dimensioni dei fori dei martelli DTH. I criteri di selezione per i bit DTH e a corona includono la classificazione del terreno (suolo, roccia alterata, roccia competente e strati eterogenei), il tasso di perforazione richiesto, i requisiti di stabilità del foro e la configurazione della guaina. Gli appaltatori valutano l'economia della vita utile del bit in base ai tassi di penetrazione previsti nella geologia anticipata, alla valutazione dell'energia di percussione delle unità martello disponibili e ai requisiti di pressione. I fattori ambientali—l'aggressività delle acque sotterranee, le temperature estreme nelle applicazioni in climi freddi—influenzano la selezione dei materiali, con matrici arricchite di cobalto e sistemi di resina specializzati che offrono prestazioni migliorate in condizioni corrosive o a bassa temperatura. Gli standard pertinenti che guidano la pratica di perforazione DTH includono ISO 13143 (perforazione a percussione per pali), DIN 4098 (costruzione di muri a diaframma) e EN 1538 (muri a diaframma eseguiti nel terreno). Gli standard API per fluidi di perforazione e sistemi di fango (API 65) garantiscono la compatibilità del mezzo di circolazione, mentre le specifiche dei produttori definiscono i parametri operativi per la compatibilità del martello e l'ottimizzazione delle prestazioni, garantendo una qualità costante del foro in tutti i progetti di ingegneria delle fondazioni.