DTH vrtáky a krúžkové vrtáky

Bitky s down-the-hole (DTH) a krúžkové bitky predstavujú základné vrtné spotrebné materiály v operáciách s malým priemerom zakladania, najmä pri výstavbe zemných stien, záchytných závesov a súvisiacich prvkov hlbokého zakladania. Tieto špecializované rezacie nástroje sú neoddeliteľnou súčasťou modernej geotechnickej inžinierie, umožňujú efektívne a nákladovo efektívne vŕtanie v aplikáciách zakladania, ktoré vyžadujú presnú geometriu vrtu a konzistentný výkon v rôznych podmienkach pôdy. DTH bitky fungujú ako nástroje na perkusné vŕtanie spojené s DTH kladivovými jednotkami, ktoré dodávajú nárazovú energiu priamo na čelusť vrtu, aby roztrhli horninu a kompetentné vrstvy pôdy. Krúžkové bitky, charakterizované svojou prstencovou rezacou plochou s kalenými oceľovými alebo karbidovými segmentmi, sú špeciálne navrhnuté pre aplikácie diamantového jadrového alebo otvoreného vrtu. V kontexte inžinierstva zakladania sa tieto bitky primárne používajú pri výstavbe diafragmových stien a záchytných závesov — kontinuálnych podzemných bariér používaných na kontrolu podzemnej vody, prevenciu presakovania a podporu bočných zaťažení. Ich aplikácia sa rozširuje na výstavbu sekantových pilót, kde prekrývajúce sa, presne vŕtané otvory vytvárajú nosné štrukturálne prvky, a inštaláciu stenových pilót, ktorá vyžaduje vŕtanie pilotných otvorov. Špecializované aplikácie zakladania zahŕňajú aj pilotné otvory pre jet grouting a predvŕtanie stĺpcov miešania pôdy, kde DTH bitky poskytujú presnosť a rýchlosť prenikania potrebnú pre techniky zlepšovania pôdy. Prevádzkový princíp závisí od typu bitky a podmienok pôdy. DTH kladivá dodávajú rýchle, kontrolované perkusné údery — zvyčajne 1 500–2 500 úderov za minútu — prenášajúce kinetickú energiu cez bitku na dno vrtu. Krúžkové bitky sa spoliehajú na rotačnú silu a perkusnú akciu na vytvorenie brúsiacej a trhacej akcie na hranici formácie, pričom geometria krúžku umožňuje evakuáciu materiálu cez centrálny jadro otvoru. Systém odstraňovania úlomkov sa líši: cirkulácia vzduchu evakuje úlomky pri vzduchovom rotačnom vŕtaní, zatiaľ čo cirkulácia hmoty (pre krúžkové bitky) prenáša fragmentovaný materiál na povrch, čo umožňuje kontinuálnu dokumentáciu vŕtania a logovanie formácie. Typy zariadení v tejto kategórii zahŕňajú štandardné DTH perkusné bitky s rôznymi konfiguráciami preplachovacích otvorov (zvyčajne 6 až 16 otvorov) prispôsobených pre konkrétne modely kladív; bitky s gombíkmi, ktoré obsahujú karbidové vložky v maticových telách pre zvýšenú odolnosť proti opotrebeniu v abrazívnych vrstvách; a krúžkové bitky v otvorených priemeroch a konfiguráciách sudov pre kontrolované vŕtanie s priemerom. Priemery bitiek sa pohybujú od 75 do 200 milimetrov pre prácu s malým priemerom zakladania, zodpovedajúce špecifikáciám návrhu zakladania a veľkostiam vrtov DTH kladív. Kritériá výberu pre DTH a krúžkové bitky zahŕňajú klasifikáciu pôdy (pôda, zvetraná hornina, kompetentná hornina a heterogénne vrstvy), požadovanú rýchlosť vŕtania, požiadavky na stabilitu vrtu a konfiguráciu puzdra. Zhotovitelia posudzujú ekonomiku životnosti bitiek na základe očakávaných rýchlostí prenikania v predpokladanej geológii, hodnotení perkusnej energie dostupných kladív a požiadaviek na tlak. Environmentálne faktory — agresivita podzemnej vody, extrémy teplôt v aplikáciách v studených klimatických podmienkach — ovplyvňujú výber materiálu, pričom matrice obohatené kobaltom a špecializované živicové systémy poskytujú zvýšený výkon v korozívnych alebo nízkoteplotných podmienkach. Relevantné normy, ktoré usmerňujú prax DTH vŕtania, zahŕňajú ISO 13143 (perkusné vŕtanie pre pilóty), DIN 4098 (výstavba diafragmových stien) a EN 1538 (diafragmové steny vykonávané v zemi). Normy API pre vŕtacie kvapaliny a hmotnostné systémy (API 65) zabezpečujú kompatibilitu cirkulačného média, zatiaľ čo špecifikácie výrobcov definujú prevádzkové parametre pre kompatibilitu kladiva a bitky a optimalizáciu výkonu, čím zabezpečujú konzistentnú kvalitu vrtov naprieč projektmi zakladania.