Giàn khoan xoay CSM

Các giàn khoan xoay được sử dụng trong các hoạt động Trộn Đất Cắt (CSM) đại diện cho một lớp thiết bị nền sâu chuyên dụng được thiết kế để đồng thời khai thác và ổn định đất thông qua các kỹ thuật trộn tại chỗ. Những giàn khoan này là một thành phần quan trọng của cơ sở hạ tầng cải thiện đất và chứa đựng được sử dụng trong kỹ thuật nền sâu, đặc biệt là nơi mà các rào cản thẳng đứng hoặc các cấu trúc đất-xi măng tổng hợp là cần thiết. Công nghệ CSM cho phép các nhà thầu tạo ra các cột đất ổn định liên tục, chồng chéo từ bề mặt đất đến độ sâu xác định, tạo ra các bức màn cắt đứt đơn khối và các tường diaphragm cấu trúc với các đặc tính về độ thẩm thấu và khả năng chịu tải được kiểm soát. Các ứng dụng chính cho các giàn khoan CSM xoay bao gồm xây dựng các bức màn cắt đứt môi trường để chứa chất thải nguy hại, giảm thiểu ô nhiễm, và kỹ thuật bãi rác; hỗ trợ cấu trúc cho các tường diaphragm trong các khai thác sâu và xây dựng tầng hầm; các rào cản thấm trong việc phục hồi đập và đê; các tường cọc secant nơi mà các cột đất cung cấp hỗ trợ chính; và các chương trình cải thiện đất yêu cầu các nền đất ổn định. Những giàn khoan này cũng được sử dụng trong môi trường biển để xây dựng cofferdam và trong các dự án nhạy cảm với việc thoát nước nơi mà việc khai thác thông thường trở nên không khả thi. Tính linh hoạt của công nghệ CSM khiến những giàn khoan này trở thành thiết yếu cho các dự án yêu cầu các rào cản đất-xi măng thẳng đứng với độ sâu từ 15 đến 40 mét, tùy thuộc vào điều kiện đất và khả năng của thiết bị. Về mặt hoạt động, các giàn khoan CSM xoay hoạt động bằng cách quay một mũi khoan hoặc công cụ trộn chuyên dụng thâm nhập vào đất trong khi đồng thời bơm các chất ổn định—thường là xi măng Portland, bentonite, hoặc các chất kết dính độc quyền—thông qua các cổng trong trục mũi khoan. Khi mũi khoan quay và tiến lên, đất được khai thác và trộn đồng nhất với chất kết dính ở độ sâu, và khi công cụ rút lui, chất kết dính mới tiếp tục được bơm vào để đảm bảo thành phần cột đồng nhất. Hành động xoay, kết hợp với các tỷ lệ thâm nhập và tốc độ quay được kiểm soát cẩn thận, xác định chất lượng trộn và tính toàn vẹn của cột. Việc đo độ sâu chính xác và theo dõi vị trí (thường thông qua hệ thống GPS hoặc laser) đảm bảo việc đặt cột chồng chéo, loại bỏ các khoảng trống trong bức tường cắt đứt hoặc yếu tố cấu trúc kết quả. Các cấu hình thiết bị có sẵn trong danh mục này dao động từ các giàn khoan gắn trên xe tải phù hợp cho các dự án đô thị và không gian chật hẹp, cung cấp khả năng di chuyển nhanh và khả năng độ sâu vừa phải, đến các giàn khoan quy mô đầy đủ có khả năng xử lý các hồ sơ địa chất khó khăn—đất sét cứng, cát có sỏi, và các tầng đá mềm. Việc chọn giàn khoan phụ thuộc vào khả năng mô men xoắn có sẵn (thường là 100–300 kNm), đường kính mũi khoan (600–1200 mm), độ sâu khoan tối đa, khả năng của hệ thống bơm, và các yêu cầu ổn định cho các điều kiện đất khác nhau. Các mẫu tiên tiến tích hợp các hệ thống giám sát theo thời gian thực theo dõi áp suất bơm, tỷ lệ thâm nhập, tốc độ quay, và khối lượng chất kết dính được bơm vào, cung cấp tài liệu đảm bảo chất lượng và kiểm soát quy trình trong suốt các hoạt động. Các tiêu chí lựa chọn cho các giàn khoan CSM bao gồm mô men xoắn của thiết bị so với sức kháng đất dự kiến; hình học mũi khoan tối ưu cho các loại đất cụ thể; xếp hạng ổn định phù hợp với điều kiện đất và góc dốc; khả năng độ sâu hoạt động so với yêu cầu dự án; hiệu quả nhiên liệu và tuân thủ phát thải; và sự sẵn có của các công cụ chuyên dụng cho các lớp đất có sỏi, đá cuội, hoặc địa chất khó khăn. Các nhà điều hành phải đánh giá các hệ thống ổn định của giàn khoan—các chân chống, khả năng neo, và cấu hình trọng tải—cần thiết cho việc vận hành an toàn trên địa hình dốc hoặc biên giới. Các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến các hoạt động CSM bao gồm EN 1538 (Thực hiện các công việc địa kỹ thuật đặc biệt—Tường diaphragm) và ISO 21503 (Hướng dẫn và yêu cầu cho các tường diaphragm), thiết lập các yêu cầu chất lượng tối thiểu, quy trình kiểm tra, và tiêu chí chấp nhận. DIN 4126 cung cấp các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn Đức cho các kỹ thuật trộn sâu, trong khi các mã quốc gia thường yêu cầu xác minh bên thứ ba về chất lượng cột đất-xi măng thông qua các chương trình khoan, phân tích phòng thí nghiệm, và thử nghiệm thẩm thấu tại hiện trường.