چگونه یک دکل حفاری جت پرفشار، ستون های خاک-سیمانی ایجاد می کند؟

چگونه یک دکل حفاری جت پرفشار، ستون های خاک-سیمانی ایجاد می کند؟

ایجاد ستون های خاک-سیمانی با استفاده از دوار فشار قویدکل حفاری جتیک تکنیک پیشرفته بهسازی زمین است که خاک های ضعیف و قابل تراکم را به عناصری پایدار و باربر تبدیل می کند. این فرآیند که در سطح بین المللی به عنوان تزریق جت شناخته می شود، شامل اختلاط درجا خاک بومی با دوغاب دوغاب سیمانی است که در فشارهای بسیار بالا تزریق می شود. ستون‌ها یا پانل‌های خاک سیمانی حاصل می‌توانند ظرفیت باربری را به میزان قابل توجهی افزایش دهند، نشست را کاهش دهند و دیوارهای گیره‌ای یا برش هیدرولیکی را ایجاد کنند. اثربخشی این روش به انرژی بسیار زیادی بستگی دارد که توسط جت سیال پرفشار برای فرسایش و مخلوط کردن خاک به طور همزمان تحویل می شود.

این فرآیند با قرار دادن دکل حفاری جت پرفشار در محل ستون تعیین شده آغاز می شود. سپس دکل یک سوراخ راهنما را با استفاده از یک رشته مته با قطر نسبتاً کوچک، اغلب با کمک یک سیال یا هوا با فشار کمتر برای برداشتن قلمه‌ها و تثبیت گمانه، به عمق عملیات مورد نیاز سوراخ می‌کند. این مرحله حفاری اولیه تضمین می کند که رشته تزریق جت می تواند بدون انسداد به منطقه هدف برسد. پس از رسیدن به عمق مورد نظر، عملیات تزریق جت آغاز می شود. رشته مته به یک پمپ فشار بالا متصل است که قادر به ایجاد فشار معمولاً بین 400 تا 600 بار و گاهی اوقات حتی بیشتر است. این پمپ یک دوغاب دوغاب را از طریق میله‌های مته وارد می‌کند و از طریق نازل‌های طراحی‌شده مخصوصی که در پایه مانیتور یا سر جت قرار دارند، خارج می‌شود.

هسته اصلی این فناوری در مانیتور و عمل جت نهفته است. همانطور که دوغاب با سرعت های مافوق صوت از نازل ها خارج می شود، یک جت منسجم و پرانرژی را تشکیل می دهد که به شدت ماتریکس خاک اطراف را فرسایش می دهد. سپس دکل حفاری جت دوار با فشار بالا شروع به چرخش می کند و به آرامی رشته مته را از پایین سوراخ به سمت بالا خارج می کند. ترکیب چرخش و خروج به دقت کنترل می شود تا قطر ستون یکنواخت تضمین شود. قدرت فرسایشی جت حفره ای ایجاد می کند که به طور همزمان با دوغاب دوغاب پر شده و مخلوط می شود. پارامترهای سرعت برداشت، سرعت چرخش و فشار پمپ دقیقاً بر اساس نوع خاک و قطر ستون مورد نظر کالیبره می شوند. به عنوان مثال، برداشت آهسته تر و فشار بیشتر به طور کلی منجر به یک ستون با قطر بزرگتر می شود.

چندین سیستم تزریق جت وجود دارد، و دکل حفاری جت دوار فشار بالا را می توان برای رایج ترین سیستم، سیستم سیال منفرد، که در بالا توضیح داده شد، پیکربندی کرد. در این سیستم دوغاب دوغاب به تنهایی به عنوان محیط برش و اختلاط عمل می کند. ذرات خاک از هم جدا می شوند و با دوغاب سیمان مخلوط می شوند تا یک ماده خاک-سیمان همگن را تشکیل دهند. خواص ستون نهایی، مانند استحکام و نفوذپذیری آن، به ویژگی های اصلی خاک، نسبت آب به سیمان دوغاب و راندمان اختلاط بستگی دارد. این فرآیند مقدار قابل توجهی از فساد ایجاد می کند - مخلوطی از دوغاب اضافی و خاک جابجا شده - که در امتداد حلقۀ گمانه به سطح باز می گردد. این غنائم باید مدیریت و در یک سیستم مهار برای دفع یا درمان بعدی جمع آوری شود.

اجرای موفقیت آمیز این تکنیک به کنترل کیفی دقیق و درک تعامل خاک و جت متکی است. اپراتورهای دکل حفاری جت دوار فشار بالا باید به طور مداوم تمام پارامترهای کلیدی، از جمله سرعت جریان، فشار، سرعت چرخش و سرعت بالابر را کنترل و ثبت کنند. آزمایش‌های پیش‌تولید یا ستون‌های آزمایشی اغلب برای تأیید مفروضات طراحی و اصلاح پارامترهای عملیاتی برای شرایط خاص سایت انجام می‌شوند. این ستون‌های آزمایشی متعاقباً حفاری یا مغزه‌گذاری می‌شوند تا هندسه آن‌ها تأیید شود و مقاومت نمونه‌های خاک-سیمان بازیافت‌شده آزمایش شود. با کنترل انرژی ورودی و سینماتیک جت، فشار بالا چرخشیدکل حفاری جتیک ستون خاک-سیمانی قابل پیش بینی و شایسته ایجاد می کند که به طور موثر زمین را تقویت می کند.