Полноповоротные установки CSM

Ротационные буровые установки, используемые в операциях по струйной цементации (CSM), представляют собой специализированный класс оборудования для глубоких фундаментов, предназначенный для одновременного экскавации и стабилизации грунта с помощью ин-ситу методов смешивания. Эти установки являются критически важным компонентом инфраструктуры улучшения грунта и его изоляции, используемой в инженерии глубоких фундаментов, особенно там, где требуются вертикальные барьеры или структуры из грунта-цемента. Технология CSM позволяет подрядчикам создавать непрерывные, перекрывающиеся колонны стабилизированного грунта от поверхности до заданных глубин, производя монолитные затворные стены и структурные диафрагмовые стены с контролируемыми характеристиками проницаемости и несущей способности. Основные применения ротационных буровых установок CSM включают строительство экологических затворных стен для изоляции опасных отходов, смягчения загрязнения и инженерии свалок; структурную поддержку для диафрагмовых стен в глубоких выемках и строительстве подвалов; барьеры против просачивания в rehabilitации плотин и дамб; секущие стены, где колонны грунта обеспечивают основную поддержку; и программы улучшения грунта, требующие стабилизированных фундаментов. Эти установки также используются в морских условиях для строительства коффердамов и в проектах, чувствительных к осушению, где традиционная экскавация оказывается непрактичной. Универсальность технологии CSM делает эти установки незаменимыми для проектов, требующих вертикальных барьеров из грунта-цемента с глубинами от 15 до 40 метров, в зависимости от условий грунта и возможностей оборудования. В операционном плане ротационные установки CSM функционируют путем вращения специализированного шнека или смешивающего инструмента, который проникает в грунт, одновременно вводя стабилизирующие агенты — обычно портландцемент, бентонит или специальные связующие — через порты в валу шнека. По мере вращения и продвижения шнека грунт экскавируется и однородно смешивается со связующим на глубине, а при извлечении инструмента продолжается инъекция свежего связующего, чтобы обеспечить однородный состав колонны. Ротационное действие, в сочетании с тщательно контролируемыми скоростями проникновения и вращения, определяет качество смеси и целостность колонны. Точные измерения глубины и отслеживание положения (часто с помощью систем GPS или лазера) обеспечивают перекрывающееся размещение колонн, исключая пустоты в результирующей затворной стене или структурном элементе. Конфигурации оборудования в этой категории варьируются от установок на шасси грузовиков, подходящих для городских и ограниченных пространств, предлагающих быструю мобилизацию и умеренные возможности по глубине, до полноразмерных установок, способных справляться с сложными геологическими профилями — твердыми глинами, песком с гравием и мягкими горными породами. Выбор установки зависит от доступной крутящего момента (обычно 100–300 кНм), диаметра шнека (600–1200 мм), максимальной глубины бурения, мощности инъекционной системы и требований к стабильности для различных условий грунта. Современные модели включают системы мониторинга в реальном времени, отслеживающие давление инъекции, скорость проникновения, скорость вращения и объем введенного связующего, предоставляя документацию по обеспечению качества и контролю процесса на протяжении всей операции. Критерии выбора буровых установок CSM охватывают крутящий момент оборудования относительно ожидаемого сопротивления грунта; геометрию шнека, оптимизированную для конкретных типов грунта; рейтинг стабильности, соответствующий условиям грунта и углам наклона; возможности рабочей глубины по сравнению с требованиями проекта; топливную эффективность и соответствие нормам выбросов; и наличие специализированных инструментов для гальки, слоев с валунами или сложной геологии. Операторы должны оценивать системы стабильности установки — выносные опоры, емкость для анкерования и конфигурации балласта — которые необходимы для безопасной работы на наклонных или сложных участках. Соответствующие международные стандарты, регулирующие операции CSM, включают EN 1538 (Выполнение специальных геотехнических работ — Диафрагмовые стены) и ISO 21503 (Руководство и требования для диафрагмовых стен), которые устанавливают минимальные требования к качеству, протоколы инспекции и критерии приемки. DIN 4126 предоставляет спецификации немецкого стандарта для глубоких методов смешивания, в то время как национальные кодексы часто требуют сторонней проверки качества колонн из грунта-цемента через программы коринга, лабораторный анализ и полевые испытания на проницаемость.