Jet grouting ba chất lỏng là một công nghệ cải thiện đất và củng cố nền đất tiên tiến sử dụng việc tiêm đồng thời ba thành phần chất lỏng khác nhau—bùn xi măng, không khí hoặc nitơ nén, và nước—thông qua các vòi phun đồng tâm trong một lỗ khoan duy nhất để tạo ra các cột đất cải thiện với độ bền cao hơn và độ thấm thấp hơn. Kỹ thuật này đại diện cho biến thể tinh vi nhất của công nghệ jet grouting và đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật nền móng sâu, ổn định nền đất, và các công việc khắc phục nơi mà các điều kiện địa kỹ thuật khắt khe yêu cầu kiểm soát chính xác việc xử lý đất và tác động môi trường tối thiểu. Các ứng dụng chính của jet grouting ba chất lỏng bao gồm việc xây dựng các tường cọc secant và tường cọc tiếp tuyến để hỗ trợ đào và xây dựng tầng hầm, lắp đặt các rèm cắt trong các đập và dưới các nền móng hiện có để giảm thấm nước và nâng thủy lực, tiền tiêm cho các lớp đất yếu dưới nền cọc để tăng cường khả năng chịu tải và kiểm soát lún, và tạo ra các cột bùn liên tục cho việc trộn đất và làm đặc nền đất trong các loại đất gặp vấn đề bao gồm đất sét mềm, bùn, đá phân hủy, và vật liệu hạt bão hòa nước ngầm. Công nghệ này đặc biệt có giá trị trong các môi trường đô thị và các khu di sản nơi mà các phương pháp đào sâu thông thường gây ra rủi ro không thể chấp nhận về sự dịch chuyển bề mặt, rung động, và lún cho các cấu trúc và cơ sở hạ tầng lân cận. Nguyên tắc hoạt động của jet grouting ba chất lỏng liên quan đến việc tiêm không khí hoặc nitơ áp suất cao (thường từ 15–30 MPa) để tăng tốc bùn xi măng (tiêm ở áp suất 25–50 MPa) thông qua các vòi phun đồng tâm được thiết kế đặc biệt, trong khi nước áp suất hoặc bùn loãng (ở áp suất thấp hơn từ 5–15 MPa) được tiêm đồng thời để tối ưu hóa động học xói mòn và hiệu quả trộn trong đất xung quanh. Việc tiêm ba pha này cung cấp kiểm soát vượt trội về bán kính xói mòn, độ đồng nhất của đường kính cột, và sự phát triển độ bền cuối cùng so với các hệ thống một hoặc hai chất lỏng. Các công thức bùn thường sử dụng tỷ lệ nước trên xi măng từ 1.0:1 đến 2.0:1, tùy thuộc vào yêu cầu về độ thấm và điều kiện đất, và thường kết hợp các vật liệu xi măng bổ sung, bentonite, hoặc bụi silica để điều chỉnh đặc điểm thâm nhập, phát triển độ bền, và độ bền lâu dài. Các cấu hình thiết bị cho hệ thống jet grouting ba chất lỏng bao gồm các giàn khoan cố định được trang bị các bộ phân phối tiêm ba chiều duy trì áp suất độc lập, các nền tảng khoan xoay với các đơn vị trộn và trạm máy nén tích hợp, và các thiết bị giám sát khoan-tiêm chuyên dụng có khả năng duy trì trình tự áp suất chính xác giữa các dòng chất lỏng. Các thành phần hệ thống quan trọng bao gồm máy nén diesel (công suất tối thiểu 10–15 mét khối mỗi phút ở 30 MPa), nhà máy trộn và tuần hoàn bùn với sự khuấy trộn liên tục, bơm biến áp suất cao với điều chỉnh áp suất theo tỷ lệ hoặc điều khiển bằng tay, van suy giảm, và ống khoan chuyên dụng với các vòi phun đồng tâm được thiết kế để kiểm soát thời gian tiêm và lưu lượng. Việc lựa chọn hệ thống jet grouting ba chất lỏng phụ thuộc vào phân loại và độ dày của lớp đất mục tiêu, đường kính cột mong muốn (thường từ 0.6–3.5 mét), độ sâu thâm nhập yêu cầu, điều kiện nước ngầm, và cơ sở hạ tầng di chuyển có sẵn. Các yếu tố kỹ thuật bao gồm xác định áp suất tiêm phù hợp với độ dính và độ thấm của đất, hóa học bùn được điều chỉnh theo yêu cầu về độ bền và khả năng rửa trôi, quy trình khoảng cách cột để đảm bảo tính liên tục trong xử lý, và các chế độ giám sát để xác minh hình dạng cột đạt được và phát triển độ bền. Các tiêu chuẩn ngành liên quan bao gồm EN 1538 (Thực hiện các công việc địa kỹ thuật đặc biệt—Tường chắn), EN 14679 (Thực hiện các công việc địa kỹ thuật đặc biệt—Jet grouting), và các hướng dẫn thiết kế quốc gia (Đức DIN 4093, Anh HA 68/94) xác định các thông số tối thiểu cho cột, các thông số áp suất, quy trình trộn, và yêu cầu đảm bảo chất lượng cho các hoạt động jet grouting ba chất lỏng trong các ứng dụng kỹ thuật nền móng.
Các giàn tiêm ba chất lỏng đại diện cho một loại thiết bị chuyên dụng tiên tiến được thiết kế để thực hiện các hoạt động jet grouting ba chất lỏng trong các ứng dụng nền móng sâu và cải thiện đất. Các hệ thống jet grouting ba chất lỏng sử dụng ba dòng chất lỏng riêng biệt—thường là một dòng jet áp suất cao chính (không khí nén hoặc nước), một dòng giám sát thứ cấp, và một môi trường tiêm thứ ba—để đạt được việc xử lý đất vượt trội và điều chỉnh mặt đất có kiểm soát ở độ sâu và với độ chính xác không thể đạt được thông qua các hệ thống chất lỏng đơn hoặc đôi truyền thống. Các giàn này được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng tường diaphragm, rèm chắn, cọc secant, cấu trúc hỗ trợ tường cọc, và các mảng cột đất-xi măng phức tạp. Công nghệ này đặc biệt có giá trị ở những nơi mà đất ô nhiễm cần được ngăn chặn thông qua các rào cản không thấm, nơi mà việc bảo vệ nước ngầm nhạy cảm được quy định bởi các quy định môi trường, hoặc nơi mà các điều kiện dưới bề mặt yêu cầu việc làm cứng đất được kiểm soát chính xác và chức năng ngăn nước. Các ứng dụng bao gồm khắc phục các khu vực ô nhiễm chất thải nguy hại, hỗ trợ đào sâu trong môi trường đô thị, kiểm soát rò rỉ đập, và ổn định nền móng trong các địa chất phức tạp bao gồm đá nứt và các lớp đất có độ thấm cao. Nguyên tắc vận hành liên quan đến việc triển khai ba mạch chất lỏng khác nhau từ một đầu khoan gắn trên cột thẳng đứng hoặc nghiêng. Dòng jet áp suất cao chính (thường từ 200–400 bar đối với các hệ thống dựa trên nước, lên đến 600 bar đối với các biến thể hỗ trợ không khí) xói mòn và di chuyển các hạt đất. Đồng thời, dòng giám sát thứ cấp cung cấp kiểm soát hướng và lực xói mòn bổ sung, trong khi dòng tiêm thứ ba giới thiệu các vật liệu kết dính—dù là vữa xi măng-bentonite, vữa hóa học, hay các hợp chất chuyên biệt—để lấp đầy các khoảng trống và tạo ra cột đã được xử lý cuối cùng. Ba dòng jet hoạt động theo thứ tự phối hợp hoặc hoạt động song song tùy thuộc vào cấu hình thiết bị và thông số kỹ thuật thiết kế, tạo ra các cột đất đã được xử lý thường có đường kính từ 1 đến 3 mét với hình học và tính chất vật liệu được kiểm soát. Các cấu hình thiết bị chính trong danh mục này bao gồm các xe khoan có bánh xích (15–50 tấn) với các đơn vị bơm ba chất lỏng tích hợp, các hệ thống giàn có cột lưới cho các hoạt động độ sâu vượt quá 50 mét, và các hệ thống ba chất lỏng chuyên dụng gắn trên tàu hoặc xà lan cho các ứng dụng ven nước. Các biến thể thiết bị giải quyết các yêu cầu áp suất khác nhau, tốc độ tiêm, và cấu hình cột cho các điều kiện đất khác nhau và các hạn chế không gian. Tiêu chí lựa chọn cho các giàn tiêm ba chất lỏng tập trung vào khả năng độ sâu có thể đạt được, khả năng tương thích với đất (phản ứng của lớp đất kết dính so với lớp đất hạt), yêu cầu về đường kính cột và độ dày tường, diện tích di chuyển (quan trọng trong các khu vực đô thị chật hẹp), và các kết hợp áp suất-lưu lượng chất lỏng cụ thể cần thiết cho các loại đất mục tiêu và các mục tiêu hiệu suất thiết kế. Các thông số kỹ thuật phải phù hợp với các tiêu chuẩn thiết kế và thực hiện địa kỹ thuật liên quan bao gồm EN 12716 (Thực hiện công việc địa kỹ thuật đặc biệt: jet grouting), EN 14679 (Thực hiện các công việc địa kỹ thuật đặc biệt: trộn sâu), DIN 4093 (Tiêm trong đất: jet grouting), và các tiêu chí chấp nhận cụ thể cho dự án được thiết lập thông qua thử nghiệm hố thí nghiệm và đặc trưng hóa trong phòng thí nghiệm các tham số đất đã được xử lý bao gồm sự gia tăng độ bền nén không giới hạn, giảm độ thấm, và hiệu suất bền vững lâu dài dưới các điều kiện dịch vụ.
Thiết bị tiêm ba chất lỏng đại diện cho một công nghệ xử lý dưới bề mặt tiên tiến trong gia đình jet grouting, được thiết kế đặc biệt để tạo ra các cải tiến đất có độ bền cao và độ thấm thấp trong các ứng dụng địa kỹ thuật khó khăn. Thiết bị này tạo điều kiện cho việc tiêm đồng thời ba loại chất lỏng riêng biệt—thường là vữa xi măng, nước áp suất và không khí nén—vào các tầng đất hoặc đá thông qua một ống tiêm duy nhất. Công nghệ này đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật nền móng sâu, nơi mà các phương pháp tiêm đơn hoặc đôi truyền thống không đủ hiệu quả, đặc biệt trong các dự án yêu cầu xây dựng tường cắt chính xác, hình thành cọc secant, ổn định đất trong các hố đào mặt hỗn hợp và giảm độ thấm trong các lớp đất không đồng nhất. Các ứng dụng chính của thiết bị tiêm ba chất lỏng bao gồm xây dựng tường diaphragm và rèm chắn trong kỹ thuật đập và khắc phục các khu vực ô nhiễm, hình thành các tường cọc secant và tangent để hỗ trợ đào sâu, trộn đất và ổn định khối lượng trong các hồ sơ đất yếu hoặc biến đổi, và tiêm vữa khắc phục trong các khối đá có mô hình không liên tục phức tạp. Hệ thống ba chất lỏng xuất sắc trong các khu vực mà sự không đồng nhất của đất và độ thấm biến đổi có thể làm giảm hiệu quả của jet grouting truyền thống, vì việc kiểm soát độc lập từng dòng chất lỏng cho phép người vận hành tối ưu hóa quá trình tiêm theo thời gian thực dựa trên các điều kiện mặt đất quan sát được và phản hồi kháng cự. Về mặt vận hành, tiêm ba chất lỏng sử dụng thiết kế vòi tiêm đồng trục, trong đó nước và vữa được tiêm với các vận tốc và áp suất khác nhau thông qua các kênh đồng tâm, trong khi không khí nén bao quanh tia chất lỏng bên ngoài. Cấu hình này tạo ra một mô hình xói mòn được kiểm soát, tạo ra các vùng hỗn hợp hình trụ hoặc gần hình trụ với đường kính thường dao động từ 0,8 đến 2,5 mét, tùy thuộc vào áp suất tiêm, hình học vòi, khả năng chịu lực của đất và tốc độ rút ống. Tỷ lệ vữa trên nước và áp suất không khí có thể được điều chỉnh độc lập trong quá trình vận hành, cho phép kiểm soát chính xác sự phát triển độ bền, đặc tính thấm và đường kính cột cuối cùng—một khả năng không có trong các hệ thống pha đơn truyền thống. Các cấu hình thiết bị trong danh mục này bao gồm các giàn tiêm tĩnh với hệ thống hướng dẫn ống thẳng đứng hoặc nghiêng, các giàn khoan lỗ sâu được trang bị các gói chuyển đổi ba chất lỏng, và các đơn vị jet grouting tích hợp với hệ thống điều khiển tự động cho việc điều chỉnh áp suất và lưu lượng. Các lắp đặt hiện đại tích hợp việc theo dõi thời gian thực các tham số tiêm (áp suất, lưu lượng, cung cấp không khí), điều khiển tốc độ quay và rút ống, và khả năng ghi dữ liệu cho đảm bảo chất lượng và xác minh sau xây dựng. Tiêu chí lựa chọn cho thiết bị tiêm ba chất lỏng bao gồm yêu cầu độ sâu của dự án (dao động từ các rãnh nông đến trên 60 mét), các loại đất và đá dự kiến, yêu cầu về đường kính cột cuối cùng và thông số kỹ thuật độ bền, khả năng tiếp cận địa điểm và các hạn chế không gian, và nhu cầu về độ chính xác trong tính phẳng của tường hoặc sự căn chỉnh của cột. Các nhà thầu đánh giá khả năng của thiết bị liên quan đến áp suất tiêm tối đa (thường từ 25–60 MPa), tiêu thụ năng lượng thủy lực, yêu cầu về máy nén khí, và khả năng tương thích với cơ sở hạ tầng khoan hoặc đào hiện có. Các tiêu chuẩn ngành điều chỉnh jet grouting ba chất lỏng được tham khảo trong EN 12716 (Thực hiện công việc địa kỹ thuật đặc biệt—Jet grouting), ISO 21496 (Chất lượng đất và nước ngầm—Hướng dẫn về việc lấy mẫu và xác định nhiệt độ nước ngầm như một cơ sở để đánh giá chất lượng nước ngầm), và các thông số kỹ thuật quốc gia liên quan bao gồm DIN 4126 tại Đức và các tiêu chuẩn hài hòa châu Âu tương tự. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này đảm bảo tính nhất quán trong phương pháp thiết kế, quy trình kiểm soát chất lượng, tài liệu và xác minh hiệu suất trên các dự án quốc tế.
Máy nén khí cho các hệ thống jet grouting ba chất lỏng là thiết bị áp suất cao chuyên dụng thiết yếu cho các hoạt động nền sâu và cải thiện đất hiện đại. Trong jet grouting ba chất lỏng, máy nén khí cung cấp một trong ba dòng chất lỏng—một luồng không khí tốc độ cao khởi đầu quá trình dịch chuyển và trộn đất—làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong hiệu quả tổng thể của hệ thống. Những máy nén này tạo ra luồng jet chính phá vỡ cấu trúc đất trước khi nước-xi măng và các dòng chất lỏng thứ cấp được đưa vào, cho phép tạo ra các cột đồng nhất, chất lượng được sử dụng trong ổn định đất, các rào cản không thấm nước, và các yếu tố cấu trúc trong các điều kiện dưới lòng đất khó khăn. Hệ thống máy nén khí cho jet grouting ba chất lỏng được áp dụng trong một loạt các kỹ thuật nền sâu. Chúng được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng tường diaphragm và cọc secant, nơi mà các cột jet grouting cung cấp các yếu tố tường cần thiết hoặc ổn định đất xung quanh; trong việc lắp đặt bức màn cắt cho kiểm soát nước ngầm và các rào cản ô nhiễm; trong các hệ thống tường cọc tangent nơi mà các cột tạo thành các yếu tố cấu trúc chịu tải; và trong việc trộn đất và ổn định đất tại chỗ. Các hệ thống này cũng hỗ trợ jet grouting cho việc tăng cường động đất, giảm thiểu hiện tượng lỏng hóa, phục hồi độ dốc, và cải thiện các điều kiện đất biên giới nơi mà việc lắp đặt cọc thông thường là không khả thi. Nguyên tắc hoạt động dựa vào việc cung cấp không khí nén ở áp suất thường từ 150 đến 250 bar, mặc dù các ứng dụng chuyên biệt trong các loại đất dày, kết dính có thể yêu cầu áp suất vượt quá 300 bar. Luồng không khí được cung cấp qua một vòi phun trung tâm tại đầu cắt của thanh khoan, di chuyển với tốc độ cao để cho phép xói mòn đất hiệu quả và trộn ngang khi thanh được rút ra. Máy nén duy trì áp suất và lưu lượng ổn định để đảm bảo đường kính jet và độ sâu thâm nhập đồng nhất—các yếu tố quan trọng trong hình dạng cột và phát triển sức mạnh. Đồng thời, vữa nước-xi măng (thường từ 30 đến 50% chất rắn) và một chất lỏng thứ cấp ổn định (như huyền phù bentonite) được bơm qua các vòi phun riêng biệt, với luồng không khí cung cấp năng lượng để phân phối và trộn các chất lỏng này theo chiều ngang vào khối đất bị nứt. Các cấu hình máy nén cho các hệ thống ba chất lỏng thường bao gồm máy nén hồi chuyển hoặc máy nén vít chạy bằng diesel, gắn trên khung di động với độ dịch chuyển từ 5 đến 15 m³/phút hoặc cao hơn, tùy thuộc vào yêu cầu hoạt động và mục tiêu sản xuất. Thiết bị được thiết kế cho dịch vụ liên tục nặng với hệ thống lọc nhiều giai đoạn mạnh mẽ, tách ẩm, và hệ thống làm mát để duy trì chất lượng không khí—điều này rất quan trọng cho jet grouting chính xác nơi mà nước hoặc ô nhiễm hạt có thể làm giảm tính đồng nhất và độ bền của cột. Các tiêu chí lựa chọn tập trung vào khả năng áp suất, lưu lượng, độ tin cậy chu kỳ làm việc, tiêu chuẩn chất lượng không khí nén (ISO 8573-1 Class 2 tối thiểu), tính di động, hiệu quả nhiên liệu, và khả năng tích hợp với các hệ thống điều khiển nhà máy tự động. Sự tuân thủ các tiêu chuẩn EN 14679 cho việc thực hiện jet grouting và tuân thủ các chỉ thị an toàn nghề nghiệp đảm bảo việc xây dựng nền sâu an toàn và tuân thủ.
Get the latest equipment listings, industry news, and market insights.