Rotační vrtné soupravy jsou stavební stroje vhodné pro operace -tvarování děr v zakládání staveb. V posledních letech se staly hlavním pilířem konstrukce pilotových základů při stavbě mostů v Číně. Rotační vrtné soupravy, pokud se používají s různými vrtacími nástroji, jsou vhodné pro operace tváření děr- za sucha (krátký šnek), za mokra (rotační lžíce) a horniny (jádrové vrtání). Vyznačují se vysokým instalovaným výkonem, vysokým výstupním točivým momentem, vysokým axiálním tlakem, vysokou manévrovatelností, vysokou konstrukční účinností a multifunkčností. Jmenovitý výkon rotačních vrtných souprav je obecně 125–450 kW, výstupní točivý moment je 120–400 kN•m, maximální průměr otvoru může dosáhnout 1,5–4 m a maximální hloubka vrtu je 60–90 m, což může splnit požadavky různých velkých-projektů výstavby základů.cena zemní vrtačky
Při stavbě mostů v oblastech s tvrdou geologií jsou běžně používanými metodami výstavby pilotových základů ruční hloubení a příklepové vrtání. Ruční ražba je postupně vyřazována z důvodu dlouhého stavebního cyklu, zastaralé technologie a značných bezpečnostních rizik spojených s trhacími operacemi. Příklepové vrtání také představuje problémy, především jeho extrémně pomalá rychlost vrtání v tvrdých skalních útvarech, někdy vedoucí k žádnému pokroku. V oblastech s dobře-rozvinutou krasovou topografií jsou časté vrtné zácpy, které často vyžadují 1-3 měsíce nebo i déle, než dokončíte jednu vyvrtanou hromadu. Použití rotačních vrtných souprav pro stavbu pilotových základů výrazně zvyšuje rychlost výstavby, snižuje náklady a prokazuje vynikající kvalitu. Například v úseku vysokorychlostní železnice Harbin-Dalian v Shenyangu bylo více než 95 % konstrukce pilotových základů od China Railway Devátého úřadu dokončeno pomocí rotačního vrtání. Navzdory vážným omezením doby výstavby kvůli problémům s přemístěním byla stavba hlavního mostu dokončena rok před plánovaným termínem.
Rotační vrtné soupravy jsou úzce propojeny s inženýrstvím pilotového zakládání a stavební technologií. Vzhledem k rozšířenému používání rotačních vrtných souprav teprve v posledních letech však v mé zemi v současné době pro ně chybí komplexní stavební normy, zejména pro stavbu vrtaných pilot ve vrstvách tvrdých hornin, kde nebyl prováděn systematický výzkum stavebních metod. Tento článek, založený na projektu Gannan Road Interchange and Extension Project, dílčího-projektu projektu Gannan Road and Qinan Line BT, který provedla China Railway Ninth Bureau Group Dalian Construction Co., Ltd., se zaměřuje na představení metody výstavby vrtaných pilot pomocí rotačních vrtných souprav ve středně a mírně zvětralých vápencových vrstvách s referenční pevností 30-5 MP konstrukce rotačních vrtných pilot v podobných vrstvách.
Charakteristika konstrukční metody:
1. Vysoká rychlost vrtání: Uspořádání vrtných korunek a struktura jádrového vrtáku rotační vrtné soupravy jsou navrženy na základě teorie lomů hornin, což umožňuje přímé vrtání do horninových vrstev, což vede k vysoké rychlosti vrtání a výrazně zlepšené konstrukční účinnosti.
2. **Vynikající výhody kontroly kvality:** Rotační vrtné soupravy jsou obecně vybaveny pláštěm vrtu o průměru 2 m (který lze prodloužit, pokud je zásypová zemina u otvoru vrtu silná). Samotná souprava může také zapustit plášť, čímž se minimalizuje dopad zásypové zeminy na vrtanou hromadu. Rotační vrtné soupravy využívají vyzrálý proces lití betonu pod vodou, který zabraňuje nepříznivým účinkům bahna padajícího z otvoru vrtu a usazenin vzniklých během lití. Jako stroj na stavbu pilotových základů integrující moderní pokročilou vědu a technologii nabízejí rotační vrtné soupravy vysokou přesnost ve svislosti, kontrolu spodní vrstvy horniny a kontrolu délky pilot během výstavby vrtu. Minimální sediment na dně vrtu navíc usnadňuje čištění a zajišťuje tak vysokou kvalitu konstrukce pilotových základů.
3. **Silná adaptabilita na geologické formace:** Rotační vrtné soupravy jsou vybaveny různými vrtnými korunkami a lze je použít v různých geologických formacích, jako je písek, půda, štěrk a skála, bez geografických omezení.
4. **Pohodlná mobilita a vysoká mobilita:** Rotační vrtné soupravy používají pásový podvozek rypadla, který jim umožňuje samostatný pohyb. Kromě toho mohou rotační vrtné soupravy pracovat nezávisle, jsou vysoce mobilní, přizpůsobitelné složitému terénu a nevyžadují žádná pomocná zařízení pro instalaci a demontáž. Zabírají málo místa a lze je ovládat u zdi.
5. Ekologické a čisté staveniště: Rotační vrtné soupravy mohou pracovat ve skalních útvarech bez bahna, což snižuje plýtvání vodou a zabraňuje znečištění okolního prostředí bahnem. Proto jsou staveniště rotačních vrtných souprav čistá a způsobují minimální znečištění životního prostředí.
Rozsah použití: Tato metoda je použitelná hlavně pro stavbu vrtaných pilot na rotační vrtné soupravě ve středně zvětralých a mírně zvětralých skalních útvarech s relativně tvrdou horninou.
Technický princip:
1. Princip návrhu: Na základě principu práce rotačních vrtných souprav v kombinaci s mechanickými vlastnostmi horniny a základní teorií lámání hornin rotačními vrtnými soupravami byly vrtány zkušební piloty ve středně zvětralých vápencových formacích s relativně tvrdou horninou. Statisticky byly analyzovány příslušné technické parametry a ekonomické ukazatele různých vrtných procesů s rotačními vrtnými soupravami. Systematickým technicko-ekonomickým srovnáním a analýzou byl nakonec stanoven způsob výstavby vrtaných pilot na rotační vrtné věži ve středně zvětralých vápencových souvrstvích s relativně tvrdou horninou.
2. Princip vytváření otvorů rotační vrtné soupravy ve skalních útvarech: Vybavením rotačních vrtných souprav různými typy vrtáků se ve skalních formacích provádí stupňovité zvětšování otvorů. To vytváří volný povrch na dně otvoru pro vrtací korunku, zlepšuje schopnost vrtné soupravy pronikat horninou a v konečném důsledku dosahuje efektivního vrtání horniny a zároveň šetří stavební náklady.
Proces výstavby a klíčové provozní body:
Podrobnou technologii výstavby trubkových pilot naleznete ve vývojovém diagramu procesu výstavby.
II. Klíčové body stavebního provozu:
1. Kontrola polohy hromady: Pro zajištění kvality polohy hromady se používá přesná metoda měření, konkrétně polohování pomocí totální stanice. Po instalaci pláště se provede přeměření{2}} a použije se svařený souřadnicový rám, aby se zajistilo, že střed pláště bude v souladu se středem polohy piloty.
2. Kontrola sklonu piloty: Plášť se instaluje pomocí metody ve tvaru kříže- na horním a spodním konci jeho vnitřního průměru. Průchod dvěma středovými body zajišťuje svislost pláště. Sklon vrtu je měřen včas během vrtání, aby bylo zajištěno, že míra sklonu je menší než 1%. Pokud je zjištěn nadměrný sklon, jsou okamžitě přijata nápravná opatření.
3. Kontrola průměru piloty: Při kontrole průměru piloty hraje důležitou roli vhodný výběr průměru vrtáku na základě geologických podmínek. Průměr vrtu může být o 10-500px větší než průměr vrtáku.
4. Kontrola délky vlasu: Během stavby musí být výška otvoru pažnice správně převedena na různé konstrukční výšky. Délka zařízení musí být přesně změřena, včetně délky ocelového lana, s přihlédnutím k prodloužení při zatížení. Jakékoli chyby jsou okamžitě opraveny. 5. Kontrola vrchní vrstvy: Když je nalita poslední dávka betonu, přesně určete tloušťku strusky a vypočítejte a upravte objem konečné dávky. Po nalití znovu zkontrolujte výšku vrcholu hromady. Pokud splňuje konstrukční požadavky, odstraňte vodicí trubku; v opačném případě přidejte více betonu.cena zemní vrtačky
6. Kontrola struktury pilotového tělesa: Výroba výztužné klece nesmí překročit dovolené chyby specifikované v normách, včetně metody přeplátovaného spoje a délky hlavní výztuže. Všechny údaje o výztužné kleci musí být zkontrolovány a zaznamenány jako skryté práce. Ujistěte se, že je vodicí trubka dobře utěsněna. Při přemísťování vodicí trubky během lití ji nadměrně nezvedejte, abyste předešli nehodám s kvalitou, jako je nahromadění bláta a prasknutí vlasu.
7. Kontrola surovin: U každé šarže příchozích ocelových tyčí, cementu, příměsí a dalších surovin přísně zkontrolujte jakost, datum výroby a certifikační dokumenty materiálu, jako jsou zprávy o továrních zkouškách, a provádějte kontroly namátkových vzorků. Lze použít pouze materiály, které splňují všechny ukazatele výkonnosti. Použití nestandardního nebo prošlého ztvrdlého cementu je přísně zakázáno.
III. Hlavní stavební proces:
1. Měření a rozvržení polohy pilot: K vytyčení středové polohy pilot se používá totální stanice. Po rozložení se po obvodu postaví ochranné piloty a měření se opakuje s chybou kontrolovanou do 5 mm. Na základě kontrolních bodů uvedených v návrhu je na místě sestavena-řídicí síť pomocí totální stanice a ověřena. Na základě hodnot souřadnic středové osy základu piloty se pomocí souřadnicové metody vytyčí středová osa základu piloty a středový bod a vytyčí se vytyčovací prvky. Chyba rozvržení středové osy je kontrolována v rozsahu 125 pixelů a kontrolní kolíky ve tvaru kříže jsou nastaveny pro ověření. Číslo sázky je vyznačeno na sázkách.
2. Vyrovnání staveniště: Podvozek vrtné soupravy by neměl být umístěn přímo na nestabilní výplň, aby se zabránilo nerovnoměrnému usazení. U suchých míst, kde je hladina podzemní vody během výstavby pod původní úrovní terénu, se místo vyrovná, zhutní a odstraní suť. Když je místo v mělké vodě, je postaven ostrov a na něj je umístěna vrtná souprava. Horní část ostrova je přibližně 1,0 m nad hladinou stavební vody. 3. Umístění vrtné soupravy: Přesuňte vrtnou soupravu na místo stavební hromady. Při umístění návazce by maximální úhel sklonu k rovině neměl překročit 4 stupně. Upravte úhel stožáru, použijte naviják, vyrovnejte střed vrtáku se středem vrtu a upravte parametry svislosti vrtné soupravy tak, aby byla vrtací tyč svislá.
4. Instalace pláště: Instalace pláště používá metodu výkopu. K vyhloubení vrstvy zeminy, kde bude plášť instalován, se používá speciální vrták a poté se plášť umístí dovnitř. Instalace musí být přesná, vodorovná, svislá a stabilní. Střevo zasypte hlínou a zhutněte. Středové linie vodicí tyče vrtné soupravy, otočného stolu a pláště musí být udržovány v přímé linii. Odchylka mezi středem pažnice a navrženým středem umístění piloty by neměla překročit 20 mm a odchylka svislosti ocelového pláště by neměla překročit 0,5 %, což zajišťuje, že vrtná souprava funguje hladce ve svislém směru umístění piloty.
5. Rotační vrtání: Během procesu rotačního vrtání operátor neustále sleduje svislost vrtací tyče a kontroluje hloubku vrtání pomocí hloubkového počítadla. Vrtání vrtaných pilot využívá metodu postupného vystružování: Nejprve se k vrtání do navržené hloubky použije jádrový vrták malého -průměru s lopatou na sběr písku-. Poté se pro další fázi vystružování použije vrták o větším -průměru s lopatou na sběr písku-, dokud průměr a hloubka vrtu nesplní požadavky návrhu, čímž se nakonec dosáhne dokončení vrtu pomocí rotační vrtné soupravy.
6. Kontrola díry: Poté, co vrt dosáhne projektované výšky, zkontroluje se hloubka díry, průměr, tloušťka stěny a svislost. V případě zjištění závad jsou přijata nápravná opatření. Způsob kontroly závisí na průměru otvoru. Když je vrt suchý, lze pomocí těžkého kladiva zhutnit sypkou zeminu uvnitř a vrt přímo změřit pomocí měřicího lana a přístroje na měření vrtů. Je-li ve vrtu přítomna podzemní voda, lze k čištění vrtu použít sací-metodu s reverzní cirkulací. V tomto případě se pro měření vrtu používá podvodní betonové lití.
7. Čištění vrtu: Z vrtu se odstraní sediment. Před naléváním podvodního betonu by tloušťka sedimentu na dně otvoru neměla překročit 125 pixelů u sloupových pilot a 500 pixelů u třecích pilot. 8. Přeprava a-zvedání armovací ocelové klece na místě Výztužná ocelová klec musí být chráněna před deformací během přepravy na místo piloty. Při přepravě nákladním automobilem zajistěte, aby na každém výztužném žebru byly všechny opěrné body ve stejné výšce. Výztužná klec se zvedá do vrtu pomocí jeřábu. Při instalaci se používá dvou-zvedací metoda. První zvedací bod je umístěn ve spodní části klece a druhý zvedací bod je umístěn mezi středem a horní třetinou délky klece. Měla by být přijata opatření ke zpevnění zvedacích bodů, aby se zabránilo deformaci během zvedání. Při spouštění výztužné klece do vrtu by měla být vyrovnána s průměrem vrtu, držena ve svislé poloze a jemně a pomalu spouštěna. Po vložení by měl být postupně spouštěn, aby se zabránilo otáčení doleva nebo doprava a přísně zamezilo kývání nebo kolize se stěnou vrtu. Pokud se setkáte s překážkou, je třeba zastavit spouštění, prozkoumat příčinu a řešit. Vysoké zvedání a náhlé spouštění, stejně jako nucené spouštění, jsou přísně zakázány. Umístění nejvyšší části klece je nutné vypočítat na základě naměřené výšky vrtu pro určení délky polohovací výztuže. Aby se zabránilo pádu nebo vyplavení armovací klece během injektáže, je klec umístěna pomocí závitových armovacích tyčí zavěšených na ocelovém plášti. Střed výztužné klece je zarovnán s navrženým středem piloty. Po opakovaném ověření se přivaří a umístí na ocelový plášť, čímž se dokončí instalace výztužné klece. Beton se nalije do 6 hodin po umístění výztužné klece, aby se zabránilo zhroucení vrtu.
9. Čištění sekundárního vrtu: Poté, co je výztužná klec spuštěna a upevněna na místo, je okamžitě umístěna tremie trubka. Je zvedán a vysouván po částech pomocí jeřábu, přičemž spodní konec tremiové trubky je 500 mm od dna vrtu. Pokud tloušťka sedimentu na dně vrtu nevyhovuje po uložení betonové tremie trubice, provede se sekundární čištění vrtu pomocí tremie trubky. Po inspekci a schválení dohlížejícím technikem na místě- je sací koleno okamžitě odstraněno, než může začít betonáž pod vodou.
10. Lití betonu z vrtaných pilot: Jakmile betonování začne, musí být plynulé a nepřerušované. Hloubka povrchu betonu v pilotovém otvoru se měří každých 30 minut (interval se zkracuje na 5-15 minut v pozdějších fázích lití a u mělkých otvorů). Diagramy indikátorů lití betonu a teoretické a skutečné křivky ukazující objem lití betonu v závislosti na hloubce jsou okamžitě nakresleny jako vodítko pro demontáž tremiové trubky. Pokud objem litého betonu neodpovídá poloze povrchu betonu, měla by být včas analyzována příčina, problém by měl být identifikován a problém by měl být okamžitě vyřešen.cena zemní vrtačky
