EN
Đồ khoan Ứng Dụng Trong Các Dự Án Khoan Hố Đường Kính Lớn
Các Dự Án Cơ Sở Hạ Tầng Và Năng Lượng Yêu Cầu Hố Khoan 24–48 Inch
Các gầu khoan thực sự giúp tăng năng suất cho các dự án cơ sở hạ tầng và năng lượng lớn cần những lỗ khoan rộng từ 24 đến 48 inch. Các nhà sản xuất hàng đầu đã mở rộng giới hạn hơn nữa, chế tạo các gầu có thể xử lý những lỗ khoan lớn tới 157 inch hoặc 4.000 milimét. Điều này cho phép các đội thi công đào xuyên qua nhiều loại địa chất khác nhau, bao gồm đất sét dính, khu vực cát và các tầng đá nứt vỡ mà không làm mất ổn định nền đất bên dưới. Điểm nổi bật của chúng so với các loại gàu xoắn thông thường là gì? Thay vì liên tục vận chuyển vật liệu như các loại gàu xoắn kiểu liên tục, gầu khoan hoạt động theo chu kỳ: lấy đất và nâng lên khỏi hố. Phương pháp này giảm đáng kể độ rung, điều rất quan trọng khi thi công gần các công trình nhạy cảm như cầu. Quá trình này cũng giúp giữ cho các lỗ khoan thẳng hơn và giảm tải trọng tác động lên thiết bị nói chung.
Các loại dự án chính: móng cầu, bệ tua-bin gió và giếng kỹ thuật sâu
Ba ứng dụng chính thể hiện tính linh hoạt của gầu khoan:
- Móng cầu : Đạt được vị trí cọc chính xác dưới lòng sông bằng cách lấy mẫu đất nguyên dạng để kiểm tra địa kỹ thuật theo thời gian thực
- Bệ tuabin gió : Đào các điểm neo ổn định xuyên suốt các tầng địa chất khác nhau—từ đất băng tích đến đá gốc—mà không cần dùng vữa bentonite
- Các hố giếng kỹ thuật sâu : Xây dựng các hố giếng sâu trên 100 feet cho hạ tầng đô thị với việc kiểm soát việc tháo dỡ vật liệu, giảm khối lượng phế thải 30% so với phương pháp đào hở
Lợi thế về môi trường và địa kỹ thuật của Thùng khoan
Không cần dùng bentonite hay vữa polymer: giảm ô nhiễm tại khu vực thi công và chi phí vận chuyển
Các gầu khoan về cơ bản loại bỏ những chất ổn định kiểu cũ như vữa bentonite. Điều này có nghĩa là không còn lo lắng về việc nước ngầm bị ô nhiễm, đồng thời các công ty có thể tiết kiệm khoảng 40% chi phí xử lý chất thải nguy hại theo như nhiều báo cáo ngành đã chỉ ra. Khi không cần vận chuyển qua lại lượng lớn vữa này, mức tiêu thụ nhiên liệu giảm mạnh cùng với dấu chân carbon từ các hoạt động vận chuyển. Phương pháp cơ học giúp giữ ổn định các hố khoan nhờ vào việc cắt chính xác thay vì thêm hóa chất vào hỗn hợp. Cách tiếp cận này giúp các đội thi công tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt đồng thời giảm chi phí xử lý vật liệu từ khoảng mười lăm nghìn đến hai mươi nghìn đô la Mỹ cho mỗi công trường.
Mẫu vụn nguyên vẹn, đại diện để phân loại đất theo thời gian thực và kiểm soát chất lượng
Phương pháp gầu khoan lấy được mẫu đất cho thấy tình trạng thực tế dưới lòng đất về các lớp đất, độ ẩm và cách các lớp này liên kết với nhau. Điều này khác với kỹ thuật vữa trộn, vốn thường làm phá vỡ hoàn toàn cấu trúc đất. Khi kỹ sư phân tích các mảnh vụn đào lên ngay tại hiện trường, họ có thể đánh giá xem nền đất có đủ khả năng chịu lực cho các công trình dự kiến hay không và điều chỉnh thiết kế móng trước khi đổ bê tông. Việc thu thập thông tin này trong lúc thi công giúp tiết kiệm chi phí, vì không ai muốn phải dỡ bỏ công trình giữa chừng. Các đội thi công phát hiện sớm các vấn đề như túi cát không ổn định hoặc đất sét nở khi gặp nước, sớm hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống. Một số nghiên cứu trong lĩnh vực địa kỹ thuật cho thấy phương pháp này có thể giảm khoảng một phần tư số sự cố kết cấu. Hơn nữa, việc kiểm soát chất lượng diễn ra liên tục trong suốt quá trình thi công, thay vì phải chờ kết quả phòng thí nghiệm mất vài ngày mới có.
Tăng Cường Khả Năng Chịu Tải Thông Qua Gầu Belling
Cách Mà Việc Mở Rộng Đáy Làm Tăng Diện Tích Đế Và Khả Năng Chịu Tải Trục Trong Móng Sâu
Khi sử dụng gầu khoan loe đáy để mở rộng dưới lòng đất, đường kính đáy của các cọc khoan sẽ được mở rộng theo cơ chế, điều này có nghĩa là diện tích bề mặt tiếp xúc để chịu tải trọng sẽ tăng lên. Kiểu mở rộng hình học này giúp phân bổ trọng lượng kết cấu trên một diện tích đất chất lượng tốt rộng hơn, từ đó cải thiện khả năng chịu tải trước khi xảy ra hiện tượng lún. Đối với các loại đất có độ kết dính tốt, việc mở rộng đường kính đáy khoảng 30 đến 50 phần trăm thường làm tăng khả năng chịu tải từ 200 đến 400 phần trăm, theo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Kỹ thuật Nền móng ASCE năm ngoái. Những cải tiến như vậy cho phép kỹ sư thiết kế các móng nông hơn mà vẫn đảm bảo độ bền kết cấu. Điều đặc biệt thuận lợi của phương pháp này là giảm đáng kể lượng bê tông và vật liệu gia cố cần dùng, tiết kiệm tiềm năng lên tới một phần tư chi phí so với các phương án cọc thẳng truyền thống. Các nhà thầu cũng được hưởng lợi vì họ có thể lấy mẫu đất thật trực tiếp từ hố khoan trong quá trình đào. Những mẫu này giúp xác minh xem lớp đất bên dưới có thực sự phù hợp với dự kiến hay không, đảm bảo phần đáy mở rộng tương tác đúng cách với lớp đất chắc chắn phía dưới. Nhờ những ưu điểm này, nhiều đội thi công hiện nay phụ thuộc nhiều vào các loại gầu khoan chuyên dụng này khi xây dựng các công trình đòi hỏi khả năng chịu lực lớn như cầu chống động đất hoặc các tuabin gió khổng lồ đứng vững trước gió mạnh.
Giải thích các cơ chế chính:
- Mở rộng đáy : Một trục dài 36 inch được mở rộng đáy thành 54 inch làm tăng diện tích đáy lên 125%, tỷ lệ thuận trực tiếp với sự gia tăng khả năng chịu tải.
- Sự phối hợp giữa đất và kết cấu : Đáy mở rộng neo sâu hơn vào các lớp đất chịu lực, chống lại các lực nhổ trong các ứng dụng chịu gió/tháp.
- Hiệu quả chi phí : Khả năng chịu tải cao hơn của từng cọc làm giảm tổng số lượng cọc cần thiết cho mỗi dự án.
Điều kiện đất phù hợp và giới hạn vận hành đối với gàu khoan
Các gầu khoan hoạt động rất tốt trong một số loại đất nhất định nhưng sẽ gặp vấn đề khi địa chất thay đổi đột ngột. Khi xử lý các loại đất dính như sét, những gầu này cần có lưỡi cắt rộng hơn để vật liệu không bám vào mọi thứ và làm rối loạn toàn bộ quá trình đào. Cát thì hoàn toàn khác biệt. Các răng gầu phải khá sắc bén để xuyên qua lớp cát rời rạc mà không bị kẹt. Còn khi gặp nền đá hoặc vật liệu mài mòn mạnh, đó là lúc chúng ta sử dụng các gầu đá chuyên dụng với răng được tôi cứng. Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp đó, hiệu suất cũng bắt đầu giảm sút trong các loại đất ẩm ướt hoặc hỗn hợp không đồng nhất, trừ khi thực hiện một số điều chỉnh đặc biệt trước tiên. Ngoài ra, cũng có giới hạn thực tế về độ sâu mà các gầu này có thể đạt tới, thường vào khoảng 30 mét trong đá nguyên khối, và chúng gặp khó khăn rất lớn trong các tầng cuội sỏi không ổn định, nơi mà thỉnh thoảng việc sử dụng ống lấy mẫu lõi trở nên absolutely cần thiết để đảm bảo độ ổn định. Tuân theo những quy tắc cơ bản này giúp giữ cho các lỗ khoan được nguyên vẹn đồng thời giảm thiểu những lần ngừng hoạt động bất ngờ gây khó chịu mà ai cũng ghét.
Phần Câu hỏi Thường gặp
Những gì là thùng khoan được sử dụng để làm gì trong xây dựng?
Gầu khoan được dùng để tạo các lỗ khoan đường kính lớn trong các dự án cơ sở hạ tầng và năng lượng, như móng cầu và bệ tuabin gió, bằng cách loại bỏ đất hiệu quả với độ rung thấp.
Tại sao gầu khoan được ưu tiên hơn các phương pháp truyền thống?
Gầu khoan giảm thiểu ô nhiễm khu vực thi công bằng cách loại bỏ nhu cầu sử dụng vữa bentonite, cung cấp mẫu đất theo thời gian thực phục vụ phân tích địa kỹ thuật và tăng cường khả năng chịu tải thông qua các kỹ thuật như mở rộng đáy hố khoan.
Các loại đất nào phù hợp với gầu khoan?
Gầu khoan hiệu quả trong đất sét, đất cát và vùng có đá, nhưng cần điều chỉnh khi gặp đất sét dính hoặc cát rời. Chúng có thể gặp khó khăn với đất ẩm hoặc các lớp nền không đồng nhất.
