Які існують різні системи струминного цементування: одинарна, подвійна та потрійна рідина?

Які існують різні системи струминного цементування: одинарна, подвійна та потрійна рідина?

Струминне цементування — це дуже адаптивна технологія поліпшення грунту, яка використовує ротаційний пристрій високого тискуреактивна бурова установкадля створення ґрунтоцементних елементів. Його універсальність значною мірою пояснюється використанням трьох різних систем: Single Fluid, Double Fluid і Triple Fluid. У кожній системі використовується різна комбінація рідин (цементний розчин, повітря та вода) для оптимізації процесу струменювання для конкретних умов ґрунту та бажаних характеристик колони. Вибір системи передбачає компроміс між досяжним діаметром колони, вартістю матеріалу, складністю експлуатації та контролем над властивостями кінцевого продукту.

Система Single Fluid (Jet 1) є найбільш фундаментальним підходом. У цьому методі ротаційна струменева бурова установка високого тиску використовує одну рідину — розчин цементного розчину, — який закачується під дуже високим тиском (зазвичай 400-600 бар) через сопло на моніторі. Високоенергетичний струмінь розчину розмиває навколишній ґрунт і одночасно змішується з ним, утворюючи ґрунтово-цементний стовп. Відкладення, що складається з надлишку цементного розчину та зміщеного ґрунту, стікає на поверхню природним шляхом. Ця система є механічно простішою, але, як правило, створює найменші діаметри стовпів для заданого набору параметрів, оскільки енергія струменя цементного розчину швидше послаблюється ґрунтом, ніж струмінь, охоплена повітрям. Він ефективний на різних ґрунтах, від зв’язних глин до зернистих пісків.

Система Double Fluid (Jet 2) підвищує ерозійну здатність струменя шляхом додавання концентричного кожуха стисненого повітря. Ротаційно-струминна бурова установка високого тиску, сконфігурована для цього методу, впорскує дві рідини: цементний шлам під високим тиском і кільце стисненого повітря під значно нижчим тиском, яке оточує цементний струмінь. Цей повітряний кожух діє як ізолятор, зменшуючи тертя між струменем розчину та навколишнім ґрунтом і запобігаючи передчасному розриву струменя. Це дозволяє струменю цементного розчину зберігати свою когерентність і енергію на більшій відстані, що призводить до більшого діаметру колони порівняно з однорідною системою рідини в тому самому ґрунті. Зворотний відвал являє собою суміш розчину, ґрунту та повітря, яка більш ефективно транспортується на поверхню.

Система Triple Fluid (Jet 3) є найскладнішою та забезпечує найвищий ступінь контролю. Він відокремлює функцію ерозії ґрунту від функції цементації. Ротаційна бурова установка високого тиску для потрійного струминного цементування використовує три концентричні рідини. Внутрішня – це напрямний стрижень для повітря/води. Перша ерозійна рідина - це кільце води під високим тиском (або води та повітря), яке використовується виключно для руйнування структури ґрунту. Друга ерозійна рідина — це оболонка зі стисненого повітря, яка оточує струмінь води, захищаючи її, щоб максимізувати діапазон різання та ефективність. Нарешті, цементний розчин під низьким тиском впорскується через окреме сопло під ерозійними струменями, щоб заповнити утворену порожнину та змішати з еродованим ґрунтом. Це розділення дозволяє незалежно оптимізувати процеси різання та цементування, часто даючи найбільші та найбільш однорідні колони, особливо в щільних або цементованих ґрунтах.

Вибір відповідної системи для ротора високого тискуреактивна бурова установкає критичним дизайнерським рішенням. Систему Single Fluid часто обирають через її простоту та нижчу вартість у менш складних умовах або для створення менших колон чи панелей. Система Double Fluid забезпечує баланс, пропонуючи більші діаметри без повної складності потрійної системи. Система Triple Fluid, будучи найдорожчою та технічно складною, є незамінною для досягнення великих діаметрів у складних ґрунтах, таких як дуже щільні піски, гравій або м’які породи. Рішення ґрунтується на детальному геотехнічному дослідженні, необхідних властивостях колони (міцності та діаметрі) та економічному аналізі загальної вартості проекту.