Mũi khoan DTH và mũi khoan vòng

Các mũi khoan xuống lỗ (DTH) và mũi khoan vòng đại diện cho các vật tư khoan thiết yếu trong các hoạt động khoan nền nhỏ, đặc biệt là để xây dựng tường đất, rèm cắt và các yếu tố nền sâu liên quan. Những công cụ cắt chuyên dụng này là phần không thể thiếu trong kỹ thuật địa kỹ thuật hiện đại, cho phép khoan hiệu quả và tiết kiệm chi phí trong các ứng dụng kỹ thuật nền yêu cầu hình dạng lỗ khoan chính xác và hiệu suất đồng nhất trong các điều kiện đất khác nhau. Mũi khoan DTH hoạt động như các công cụ khoan va chạm kết hợp với các đơn vị búa DTH, cung cấp năng lượng va chạm trực tiếp tại mặt mũi khoan để phá vỡ đá và các lớp đất có khả năng chịu lực. Mũi khoan vòng, được đặc trưng bởi bề mặt cắt hình vòng với các đoạn thép cứng hoặc cacbua tungsten, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng khoan lõi kim cương hoặc khoan lỗ mở. Trong bối cảnh kỹ thuật nền, các mũi khoan này chủ yếu được sử dụng trong việc xây dựng tường vách ngăn và rèm cắt—các rào cản ngầm liên tục được sử dụng để kiểm soát nước ngầm, ngăn chặn thấm nước và hỗ trợ tải trọng bên. Ứng dụng của chúng mở rộng đến việc xây dựng cọc secant, nơi các lỗ khoan chính xác chồng lên nhau tạo ra các yếu tố cấu trúc chịu tải, và lắp đặt tường cọc cần khoan lỗ dẫn. Các ứng dụng nền chuyên biệt cũng bao gồm khoan lỗ dẫn cho jet grouting và khoan trước cho cột trộn đất, nơi các mũi khoan DTH cung cấp độ chính xác và tốc độ thâm nhập cần thiết cho các kỹ thuật cải thiện đất. Nguyên tắc hoạt động phụ thuộc vào loại mũi khoan và điều kiện đất. Các búa DTH cung cấp các cú va chạm nhanh, có kiểm soát—thường từ 1.500 đến 2.500 cú mỗi phút—chuyển giao năng lượng động học qua mũi khoan đến đáy lỗ khoan. Mũi khoan vòng dựa vào lực quay và hành động va chạm để tạo ra một hành động mài mòn và phá vỡ tại ranh giới hình thành, với hình dạng vòng cho phép thoát vật liệu qua lõi trung tâm của lỗ khoan. Hệ thống loại bỏ cắt khác nhau: tuần hoàn không khí xả cắt trong khoan quay bằng không khí, trong khi tuần hoàn bùn (đối với mũi khoan vòng) vận chuyển vật liệu bị vỡ lên bề mặt, cho phép tài liệu khoan liên tục và ghi chép hình thành. Các loại thiết bị trong danh mục này bao gồm các mũi khoan va chạm DTH tiêu chuẩn với nhiều cấu hình lỗ xả khác nhau (thường từ 6 đến 16 lỗ) kích thước cho các mẫu búa cụ thể; mũi khoan nút có các chèn cacbua tungsten trong thân ma trận để tăng cường khả năng chống mài mòn trong các lớp đất mài mòn; và mũi khoan vòng ở cả cấu hình đường kính mở và hình trụ cho khoan có đường kính kiểm soát. Đường kính mũi khoan dao động từ 75 đến 200 milimét cho công việc nền nhỏ, phù hợp với các thông số thiết kế nền và kích thước lỗ khoan búa DTH. Các tiêu chí lựa chọn cho mũi khoan DTH và mũi khoan vòng bao gồm phân loại đất (đất, đá phong hóa, đá có khả năng chịu lực và các lớp đất không đồng nhất), tốc độ khoan yêu cầu, yêu cầu ổn định lỗ khoan và cấu hình ống dẫn. Các nhà thầu đánh giá kinh tế tuổi thọ mũi khoan dựa trên tốc độ thâm nhập dự kiến trong địa chất dự kiến, đánh giá năng lượng va chạm của các đơn vị búa có sẵn và yêu cầu áp suất. Các yếu tố môi trường—tính ăn mòn của nước ngầm, nhiệt độ cực đoan trong các ứng dụng khí hậu lạnh—ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu, với các ma trận giàu cobalt và các hệ thống nhựa chuyên dụng cung cấp hiệu suất cao hơn trong các điều kiện ăn mòn hoặc nhiệt độ thấp. Các tiêu chuẩn liên quan hướng dẫn thực hành khoan DTH bao gồm ISO 13143 (khoan va chạm cho cọc), DIN 4098 (xây dựng tường vách ngăn), và EN 1538 (tường vách ngăn được thực hiện trong lòng đất). Các tiêu chuẩn API cho chất lỏng khoan và hệ thống bùn (API 65) đảm bảo tính tương thích của môi trường tuần hoàn, trong khi các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất xác định các tham số hoạt động cho sự tương thích của búa và mũi khoan và tối ưu hóa hiệu suất, đảm bảo chất lượng lỗ khoan đồng nhất trong các dự án kỹ thuật nền.