Chuẩn Bị Máy Khoan Cọc Nhồi Để Thực Nghiệm Tại Địa Điểm Khoan

Bước 1: Chuẩn bị

+ Chuẩn bị 01 máy khoan cọc nhồi Hitachi CX500 có thể khoan được lỗ cọc 1500 mm, chiều sâu khoan 70 m.

+ Chuẩn bị hố khoan: Máy bơm dung dịch bentonite, ống vách, thước dây...

+ Chuẩn bị thiết bị đo: Đầu đo lưu lượng, đầu đo áp suất, đầu đo hành trình, bộ chuyển đổi tín hiệu điện, máy tính xách tay, nguồn điện 220V-50Hz.

Hình 4.6. Chuẩn bị máy khoan cọc nhồi để thực nghiệm tại địa điểm khoan

Hình 4.7. Chuẩn bị thiết bị đo lưu lượng, áp suất, hành trình

Bước 2: Kết nối thiết bị đo với bộ công tác khoan

+ Nối 2 đầu đo lưu lượng vào 2 đường ống tiêu thụ dầu thủy lực của 2 động cơ quay mâm khoan.

+ Nối đầu đo áp suất với 01 nhánh đường ống tiêu thụ dầu thủy lực của 1 động cơ quay mâm khoan.

+ Nối đầu đo dịch chuyển vào giá trượt của mâm khoan.

+ Kết nối các đầu đo trên với bộ chuyển đổi.

+ Kết nối bộ chuyển đổi với máy tính xách tay.

Hình 4.8. Kết nối thiết bị đo với bộ công tác

Bước 3: Chạy thử máy

+ Cho máy khoan chạy thử không tải: Chuyển động quay gầu khoan thuận và nghịch, ấn và rút mâm khoan, thả và kéo cáp kéo thanh kelly.

+ Kiểm tra sự hoạt động của các đầu đo: Đầu đo lưu lượng, áp suất, hành trình, bộ chuyển đổi, máy tính xách tay xem đã hoạt động tốt chưa.

Bước 4: Đo các thông số cơ bản của bộ công tác khoan khi máy làm việc không tải Cho máy khoan làm việc không tải: Quay gầu khoan theo chiều thuận (chiều

cắt đất), trong quá trình gầu khoan quay thì cho mâm khoan chuyển động đi xuống (ấn gầu khoan).

Hình 4.9. Chạy thử không tải bộ công tác khoan và thiết bị đo

Bước 5: Đo các thông số cơ bản của bộ công tác khoan khi máy làm việc có tải.

Cho máy khoan làm việc có tải: Quay gầu khoan theo chiều thuận (chiều cắt đất), trong quá trình gầu khoan quay thì cho mâm khoan chuyển động đi xuống (ấn gầu khoan) đo các thông số làm việc của bộ công tác khoan như: Áp suất, lưu lượng

tiêu thụ của động cơ thủy lực quay mâm khoan, hành trình đi xuống của gầu khoan, tốc độ khoan, thời gian khoan.

Hình 4.10. Thử nghiệm bộ công tác khoan tại Hà Nội

4.7. Kết quả đo đạc thực nghiệm và xử lý số liệu‌

4.7.1. Xử lý kết quả đo thực nghiệm [48]‌

NCS tiến hành thực nghiệm 5 lần để lấy kết quả đo ứng với các trường hợp đo đạc của máy đã trình bày ở trên. Do trong quá trình thực nghiệm phát sinh các hiện tượng nhiễu tín hiệu đo ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh, vì vậy cần xử lý làm trơn số liệu thực nghiệm theo đa thức bậc nhất với 100 điểm, N = 100 theo phương pháp tính giá trị trung bình.

x 1 (x  x  ...  x )

1 N 1 2 N

x 1 (x  x  ...  x )

2 N 2 3 N  2

x 1 (x  x  ...  x )

(4-1)

i N i i 1 N i

Tập hợp số liệu trong cùng khoảng thời gian t(s) = 0 – 60 s tùy trường hợp, tại thời gian tij(s) có giá trị xij, ở đây j=1÷5 là số lần đo. Giá trị trung bình số học của đại lượng xij được tính:

1 

n

xi 

n j

xij

(4-2)

Phương sai thực nghiệm S2 của dãy số liệu được xác định bởi:

i

S2 

1

n



n 1 j

(xij  xi )

1

n 1

ij i

n

(x  x )

j

Độ lệch tiêu chuẩn thực nghiệm: Si 

(4-3)

Lập tỷ số

ti 

xij  xi

S

i

(4-4)

So sánh: Nếu ti  (ti/P), với P là độ tin cậy, chọn P=95%, thì giữ lại giá trị xij; Nếu ti > (ti/P), thì loại bỏ giá trị xij.

Số liệu đo đạc sau khi xử lý làm trơn, loại bỏ nhiễu và các số liệu không tin cậy được ghi lưu theo file Excel, theo các bài thực nghiệm để dễ dàng xuất sang chương trình Matlab – Simulink phục vụ việc so sánh đánh giá lý thuyết và thực nghiệm.

4.7.2. Các trường hợp thực nghiệm‌

4.7.2.1 Trường hợp đo không tải: Các kết quả đo thực hiện cho 2 động cơ thủy lực và 2 xi lanh thủy lực.

- Đo không tải ở tốc độ chậm

Hình 4.11. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với trường hợp đo không tải tốc độ chậm

- Đo không tải ở tốc độ nhanh

Hình 4.12. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với trường hợp đo không tải tốc độ nhanh

Nhận xét: Trong quá trình không tải với tốc độ chậm, lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực quay mâm khoan thay đổi từ 0 lít/phút tăng lên giá trị khoảng 120 lít/phút và bình ổn ở giá trị này trong suốt quá trình khoan, còn áp suất dầu thủy lực trong 5s đầu đạt giá trị 27.105 Pa sau đó bình ổn tại giá trị 20.105 Pa. Quá trình khoan không tải với tốc độ cao lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực cao hơn hẳn khi chạy với tốc độ thấp, bình ổn ở giá trị 260 lít/phút. Áp suất dầu trong ống cao áp lúc này bình ổn ở giá trị 39.105 Pa.

4.7.2.2 Trường hợp đo có tải

a. Đo các thông số động lực học của động cơ thủy lực ứng với từng lớp đất

Có thể bạn quan tâm!

• Thuật Toán Giải Bài Toán Chi Phí Năng Lượng Riêng E Theo Phương Pháp Tiến Hoá Vi Phân (De)
• Bảng Tổng Hợp Kết Quả Tính Toán Các Thông Số Kết Cấu Và Làm Việc Của Gầu Khoan Trên Máy Khoan Cọc Nhồi Theo Chi Phí Năng Lượng Riêng E Nhỏ Nhất
• Đồ Thị Quan Hệ Giữa Vận Tốc Góc Của Gầu Vào Tính Chất Cơ Lý Của Nền
• Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của bộ công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay do Việt nam chế tạo - 19
• Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của bộ công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay do Việt nam chế tạo - 20

Xem toàn bộ 160 trang tài liệu này.

Hình 4.13. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm

Hình 4.14. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng

Hình 4.15. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất sạn sỏi lẫn cát kết cấu rất chặt

Hình 4.16. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất cát hạt nhỏ lẫn sạn sỏi, kết cấu rất chặt

Hình 4.17. Lưu lượng và áp suất dầu của động cơ thủy lực ứng với tầng địa chất cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt

Bảng 4.3. Bảng giá trị các thông số đo ứng với các tầng địa chất khác nhau.

Tầng địa chất

Sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng	Sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm	Sạn sỏi lẫn cát kết cấu rất chặt	Cát hạt nhỏ lẫn sạn sỏi, kết cấu rất chặt	Cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt
Áp suất dầu (Pa)	73.105	50.105	81.105	85.105	103.105
Lưu lượng dầu cung cấp cho động cơ mâm khoan (lít/phút)	260	240	240	260	263

Nhận xét: Trong quá trình khoan cọc, lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực quay mâm khoan thay đổi từ 0 lít/phút tăng lên giá trị khoảng 250 lít/phút và bình ổn ở giá trị này trong suốt quá trình khoan, còn áp suất dầu thủy lực thay đổi và dao động tùy thuộc vào tính chất cơ lý của từng tầng địa chất, ứng với tầng địa chất là sét, áp suất dầu dao động với biên độ thay đổi từ 25.105 (Pa) đến 75.105 (Pa), còn khi khoan

cọc ở các tầng địa chất sạn sỏi, cát pha sạn sỏi hay cuội sỏi thì biên độ áp suất dầu thay đổi với biên độ lớn hơn từ 25.105 (Pa) đến 125.105 (Pa).

b. Tổng công suất động cơ mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan

Sau khi đo được lưu lượng cung cấp cho động cơ thủy lực, áp suất dầu trong động cơ thủy lực dẫn động mâm khoan và vận tốc góc của mâm khoan, NCS xác định được công suất động cơ dẫn động mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan như sau [15]:

+) Tổng công suất động cơ dẫn động mâm khoan:

Nd = Nd1 + Nd2 = pd1. Qd1 + pd2. Qd2 = pd. (Qd1 + Qd2) = pdQd , (kW)

Với:

Nd: Tổng công suất động cơ mâm khoan, kW;

Qd: Tổng lưu lượng cung cấp cho các đông cơ mâm khoan, m3/s; Nd1, Nd2: Công suất động cơ mâm khoan 1 và 2, kW;

pd1, pd2: Áp suất dầu đường ống cao áp động cơ mâm khoan 1 và 2, kPa; Qd1, Qd2: Lưu lượng dầu cung cấp cho động cơ mâm khoan 1 và 2, kPa;

+) Mô men xoắn trên gầu khoan:

Với:

Ng

Mg =

2π.ng

= Nd

2π.ng.ηg

= pd.Qd 2π.ng.ηg

(kN. m) = pd.Qd

2π.ng.ηg.g

(T. m)

Mg: Mô men xoắn trên gầu khoan, T.m;

Nd: Tổng công suất động cơ mâm khoan, kW; ng: Số vòng quay của gầu khoan, vòng/s;

g: Hệ số hiệu suất truyền động.

Hình 4.18. Tổng công suất của 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu trạng thái dẻo mềm

Hình 4.19. Tổng công suất của 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng

Hình 4.20. Tổng công suất của 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất cát hạt nhỏ lẫn sạn sỏi, kết cấu rất chặt

Hình 4.21. Tổng công suất 2 động cơ quay mâm khoan và mô men xoắn trên gầu khoan ứng với tầng địa chất cuội sỏi lẫn cát sạn đa màu, đa khoáng, kết cấu rất chặt Nhận xét:

- Giá trị tổng công suất tiêu thụ trung bình của động cơ là 15÷72 kW tùy thuộc vào nền đất mềm hay cứng hơn. So với giá trị công suất định mức của máy là 150 kW thì công suất thực tế của máy chỉ chiếm khoảng 40%. Điều này cho thấy máy còn được thiết kế có công suất dự trữ cho việc khoan ở những tầng lớp đất cứng hơn và đường kính gầu lớn hơn.

- Giá trị mô men xoắn theo đo đạc ở các tầng lớp đất đạt giá trị trung bình 2÷3,5 T.m, trong khi mô men lớn nhất của máy là 12 T.m.