Acqua di terra come una variabile governante nella costruzione di pilo di Bored

L'installazione di pile annoiate si basa fortemente sul mantenimento di uno scavo stabile nel terreno fino a quando non viene posto il cemento. La presenza di acqua sotterranea altera le condizioni di stress all'interno della massa del suolo e introduce condizioni di flusso dinamiche che possono destabilizzare rapidamente un foro aperto.

Comprendere il Regime delle acque sotterranee e la caratterizzazione del sito

Superfici fosiche, condizioni artistiche e testa idrostatica

Il piano d'acqua definisce il bordo superiore della zona saturata dove la pressione dell'acqua pora è atmosferica. In un aquifero (non confutato) farsa, questa superficie risponde direttamente all'infiltrazione e al drenaggio. In aquiferi artesiani (confinati) la pressione dell'acqua è maggiore della testa idrostatica rispetto alla superficie del terreno, creando una testa che può guidare l'acqua verso l'alto nel foro.

Variazioni stagionali, mareali e a lungo termine

La ricarica stagionale da pioggia o da neve può sollevare la tavola d'acqua di diversi metri in alcune formazioni. Il carico di mare negli ambienti costieri impone uno stress ciclico sul regime delle acque sotterranee, con conseguente fluttuazioni della superficie faatica. Un programma di indagine del sito deve catturare questi estremi.

Test di permeabilità e proprietà di Aquifer

Il coefficiente di permeabilità del suolo regola il volume di ingressi dell'acqua e l'efficacia dei sistemi di dewatering. In terreni ad alta permeabilità, come le sabbie pulite e le ghiaia con un coefficiente di permeabilità maggiore di 1x10−4 m/s, i tassi di flusso possono essere sostanziali e richiedono sistemi di pompaggio ad alta capacità.

Meccanismi dell'instabilità di Borehole correlati all'acqua di terra

La perdita di una forza efficace

Il principio di Terzaghi è quello di un concetto fisico fondamentale che regola la stabilità del foro. Si afferma che la forza e la deformazione del terreno sono regolate dallo stress intergranular. In un terreno saturato, lo stress efficace (σ') è uguale a quello totale (σ) meno la pressione dell'acqua del poro (u) la condizione di perforazione del borehole rimuove lo stress totale verticale e orizzontale precedentemente fornito dal terreno.

Gradiente idraulico e tubazioni

Quando l'acqua di terra scorre nel foro, crea una forza di infiltrazione che agisce sulle particelle del suolo. Se il gradiente di infiltrazione verso l'alto supera il gradiente critico, si verifica la tubazione, portando alla formazione di vuoti dietro la parete del foro e il crollo finale del terreno circostante. Questo è un alto rischio alla base dello scavo dove la pressione dell'acqua è più alta e lo stress confinante è più basso.

Trapano idraulici e prestazioni fluido

La riduzione della valigetta o delle fanghie di polimerizzazione supportano il foro di borehole applicando una pressione idrostatica maggiore della pressione delle acque sotterranee. La slurry forma anche una torta filtrante a bassa permeabilità sulla parete del foro, che limita la perdita di liquido nel terreno.

Impatto della Tabella dell'acqua sull'integrità strutturale del pilastro

Posizionamento concreto sott'acqua Utilizzando il metodo Tremie

Il metodo di trematura è la tecnica standard per l'immissione di cemento in un pozzo riempito d'acqua o riempito di liquami. Il calcestruzzo è posto attraverso un tubo che viene tenuto immerso nel cemento fresco, displaccando l'acqua o liquami verso l'alto. Il successo di questa operazione dipende dal mantenimento di una testa continua di cemento e assicurando che il cemento non è contaminato.

Defetti nell'albero del pilo

L'ingresso di acqua di terra sotto pressione può causare inclusioni di suolo o sabbia nell'albero di cemento. Come il cemento è posto dal basso verso l'alto, si sposta l'acqua. Se il cemento è posizionato troppo rapidamente o il tubo di tremie è sollevato troppo rapidamente, le tasche di acqua o di liquame possono essere intrappolate all'interno del cemento, creando discontinuazioni strutturali.

Sfide di estrazione in caso

Quando l'involucro temporaneo viene utilizzato per sostenere il foro, l'involucro deve essere estratto come il calcestruzzo viene posto. Il processo di estrazione deve essere attentamente tempo per garantire che il livello di cemento rimanga più alto del livello di acqua sotterranea circostante in ogni momento. Se l'involucro viene sollevato troppo rapidamente, la testa di cemento può cadere sotto la tabella dell'acqua, permettendo all'acqua di scorrere nel cemento verde.

Effetto della Tabella dell'acqua sulla capacità del tubo assiale

Analisi della frizione e della resistenza della pelle

La tabella dell'acqua influenza il peso unitario del suolo e l'efficace regime di stress, che sono i parametri principali per il calcolo dell'attrito della pelle e della capacità del cuscinetto finale. Nei suoli granulari, l'attrito della pelle è direttamente proporzionale all'efficace stress verticale.

Cuscinetto e regolazione del gruppo

La capacità di carico di uno strato di terreno al piede pila è anche una funzione di stress efficace. Un alto tavolo d'acqua riduce tipicamente la capacità massima del cuscinetto netto del terreno. Inoltre, i gruppi di pila installati in condizioni di alta tavola possono sperimentare più grande di accordo previsto a causa della minore rigidità e resistenza del terreno a bassi stress efficaci. Il progettista deve chiaramente annotare il livello di acqua di terra assunto sui disegni di progettazione e eseguire analisi di sensibilità per valutare la fondazione delle fluttuazioni potenziali.

Strategie di campo per la gestione degli effetti della tabella dell'acqua

Sistemi di dewatering profondi

Ridurre il tavolo è il metodo più diretto per eliminare i problemi delle acque sotterranee durante la perforazione dei pali. I sistemi di pozzo sono efficaci per abbassare il tavolo dell'acqua fino a cinque a sei metri in sabbie e liquami. Per esigenze più profonde, pozzi submersible profondi sono installati intorno al perimetro della zona di scavo. La progettazione di un sistema di dewatering richiede una comprensione approfondita delle proprietà di aquifer, ottenuto attraverso un coefficiente di pompaggio.

Muri di taglio idraulico

In ambienti urbani dove l'insediamento da dewatering è inaccettabile, una parete di taglio permanente o temporanea è la soluzione preferita. Una parete diaframma, parete di pile di secant, o parete di pile di lamiere costruita intorno alla zona di pila isola lo scavo dalle acque sotterranee circostanti. Una soluzione comune e conveniente è una parete di liquame cementizio-bentonite creata dalla miscelazione del suolo (metodo CSM o SMW).

Sistemi di incastro a profondità completa

L'involucro è avanzato prima dello strumento di perforazione, supportando fisicamente il terreno e sigillando l'acqua di terra. Questo metodo è particolarmente efficace nei terreni che sono inclini a collassare, come le sabbie sciolte e le ghiaia. La sfida principale è l'estrazione dell'involucro durante la concrezione. La testa di cemento deve essere mantenuta abbastanza alta per bilanciare la pressione esterna.

Freezing per condizioni estreme

Per situazioni con flussi d'acqua estremamente elevati, pressioni artesiane o acque sotterranee contaminate che non possono essere gestite con altri mezzi, il congelamento artificiale può essere utilizzato. I tubi di congelamento sono installati intorno al perimetro della posizione del pilo, e un refrigerante è circolato per congelare il terreno, creando una barriera stagnante di terra congelata. Questo metodo è altamente efficace ma costoso e richiede tempi di piombo significativi e competenze specialistiche.

Protocolli QA/QC per le condizioni di alta tavola dell'acqua

Il controllo della qualità rigoroso è essenziale quando si costruisce pile annoiate sotto la tabella dell'acqua. I seguenti parametri devono essere monitorati per ogni pila:

  • Densità e viscosità dei liquami: Misurata prima e durante la perforazione per garantire un adeguato supporto idrostatico e una capacità di pulizia dei fori.
  • Contenuto di sabbia e pH:[ L'alto pH indica la contaminazione dal cemento. L'alto contenuto di sabbia indica la scarsa pulizia del foro.
  • Concrete Placement Log:[ Registrazione continua del volume di cemento rispetto alla profondità del tubo tremie per garantire una testa di cemento positiva è mantenuta.
  • Pile Integrity Testing (PIT): Il test a bassa tensione di ogni pila di produzione fornisce una rapida valutazione della continuità dell'albero e rileva i difetti principali.
  • Cross-Hole Sonic Logging (CSL): Per i pilastri critici, CSL fornisce un'immagine tomografia dettagliata della qualità del cemento lungo tutta la profondità dell'albero.

Conclusioni

L'influenza della tavola d'acqua sulle operazioni di perforazione dei pili annoiati è un fattore determinante per il risultato tecnico e commerciale di un progetto di fondazione profonda. Un tavolo ad acqua alta o artesiana presenta chiari rischi per la stabilità del foro, l'integrità del cemento e la capacità di accumulare.