سیستم های مختلف جت گروتینگ چیست: سیال تک، دوگانه و سه گانه؟

سیستم های مختلف جت گروتینگ چیست: سیال تک، دوگانه و سه گانه؟

تزریق جت یک فناوری بهبود زمین بسیار سازگار است که از یک چرخش فشار بالا استفاده می کنددکل حفاری جتبرای ایجاد عناصر خاک-سیمانی. تطبیق پذیری آن تا حد زیادی از استفاده از سه سیستم متمایز ناشی می شود: سیال منفرد، سیال دوگانه و سیال سه گانه. هر سیستم از ترکیب متفاوتی از سیالات (گروت، هوا و آب) برای بهینه سازی فرآیند جت برای شرایط خاص خاک و ویژگی های ستون مورد نظر استفاده می کند. انتخاب سیستم شامل یک مبادله بین قطر ستون قابل دستیابی، هزینه مواد، پیچیدگی عملیاتی و کنترل بر خواص محصول نهایی است.

سیستم سیال منفرد (Jet 1) اساسی ترین رویکرد است. در این روش، دکل حفاری جت دوار فشار بالا از یک سیال منفرد - دوغاب دوغاب سیمان - استفاده می کند که در فشارهای بسیار بالا (معمولاً 400-600 بار) از طریق یک نازل در مانیتور پمپ می شود. جت دوغاب پرانرژی خاک اطراف را فرسایش می دهد و همزمان با آن مخلوط می شود و یک ستون خاک-سیمان را تشکیل می دهد. غنایم که از دوغاب اضافی و خاک جابجا شده تشکیل شده است، به طور طبیعی به سطح جریان می یابد. این سیستم از نظر مکانیکی ساده‌تر است، اما به طور کلی کوچک‌ترین قطر ستون‌ها را برای مجموعه‌ای از پارامترها تولید می‌کند، زیرا انرژی جت دوغاب سریع‌تر از یک جت با پوشش هوا توسط خاک کاهش می‌یابد. در طیف وسیعی از خاک ها، از رس های منسجم گرفته تا ماسه های دانه ای موثر است.

سیستم Double Fluid (Jet 2) ظرفیت فرسایشی جت را با افزودن یک پوشش متحدالمرکز از هوای فشرده افزایش می دهد. دکل حفاری جت دوار با فشار بالا که برای این روش پیکربندی شده است، دو سیال را تزریق می کند: دوغاب دوغاب در فشار بالا و حلقه ای از هوای فشرده با فشار بسیار پایین تر که جت دوغاب را احاطه کرده است. این پوشش هوا به عنوان یک عایق عمل می کند و اصطکاک بین جت دوغاب و خاک اطراف را کاهش می دهد و از شکسته شدن زودرس جت جلوگیری می کند. این به جت دوغاب اجازه می دهد تا انسجام و انرژی خود را در فاصله بیشتری حفظ کند و در نتیجه قطر ستون بزرگتر در مقایسه با سیستم سیال منفرد در همان خاک ایجاد شود. اسپویل برگشتی مخلوطی از دوغاب، خاک و هوا است که با کارایی بیشتری به سطح منتقل می شود.

سیستم سیال سه گانه (Jet 3) پیچیده ترین است و بالاترین درجه کنترل را ارائه می دهد. تابع فرسایش خاک را از تابع تزریق جدا می کند. دکل حفاری جت دوار با فشار بالا برای تزریق جت سیال سه گانه از سه سیال متحدالمرکز استفاده می کند. داخلی ترین میله راهنمای هوا/آب است. اولین سیال فرسایشی حلقه ای از آب پرفشار (یا آب و هوا) است که صرفاً برای شکستن ساختار خاک استفاده می شود. سیال فرسایشی دوم پوششی از هوای فشرده است که جت آب را احاطه کرده و از آن برای به حداکثر رساندن برد برش و کارایی آن محافظت می کند. در نهایت، دوغاب دوغاب فشار کم از طریق یک نازل جداگانه در زیر جت های فرسایشی تزریق می شود تا حفره ایجاد شده را پر کرده و با خاک فرسایش یافته مخلوط شود. این جداسازی امکان بهینه‌سازی مستقل فرآیندهای برش و تزریق را فراهم می‌کند و اغلب بزرگترین و یکنواخت‌ترین ستون‌ها را به‌ویژه در خاک‌های متراکم یا سیمانی ایجاد می‌کند.

انتخاب سیستم مناسب برای چرخش فشار بالادکل حفاری جتیک تصمیم طراحی حیاتی است. سیستم Single Fluid اغلب به دلیل سادگی و هزینه کمتر در شرایط چالش برانگیز کمتر یا برای ایجاد ستون ها یا پانل های کوچکتر انتخاب می شود. سیستم Double Fluid تعادلی را فراهم می کند و قطرهای بزرگتر را بدون پیچیدگی کامل سیستم سه گانه ارائه می دهد. سیستم سیال سه‌گانه، اگرچه گران‌ترین و از نظر فنی سخت‌تر است، اما برای دستیابی به قطرهای بزرگ در خاک‌های سخت مانند ماسه‌های بسیار متراکم، شن‌ها یا سنگ‌های نرم ضروری است. این تصمیم بر اساس یک بررسی دقیق ژئوتکنیکی، ویژگی‌های ستون مورد نیاز (مقاومت و قطر)، و یک تحلیل اقتصادی از هزینه کلی پروژه است.