Para los estratos de roca y suelo con buena adherencia pueden emplearse técnicas de perforación en seco o con agua limpia, sin necesidad de protección de paredes con lodo. Para formaciones sueltas y propensas al hundimiento, o con presencia de aguas subterráneas, así como para paredes de pozo inestables, debe utilizarse la tecnología de perforación con protección estática de lodo, inyectando lodo de protección o fluido estabilizador en el pozo para reforzar las paredes.
1. El proceso constructivo de la perforadora rotativa consta principalmente de los siguientes siete pasos
□ Replanteo de la cimentación por pilotes: a partir de los puntos de nivelación y de la red de control topográfico facilitados por la unidad de topografía, se marcan puntos sobre la prolongación del eje. Durante la construcción del pilote, los puntos de control topográfico en obra se comprueban y se protegen adecuadamente.□ Entubado de arranque: alinee el eje central de la tubería de arranque con el centro de la posición replanteada del pilote, controle estrictamente la verticalidad de la tubería y asegúrese de que su eje central coincida con el centro del pilote; una vez fijada la tubería en la posición correcta, rellénela y compactela con arcilla para garantizar su verticalidad.
□ Colocación de la perforadora en posición: una vez instalada la perforadora en su emplazamiento, alinee el centro de la herramienta de perforación con el centro de la posición del pilote para garantizar que no se produzca desplazamiento del pozo durante la construcción. (Las perforadoras rotativas suelen disponer de una función de bloqueo tras el posicionamiento. Mientras la perforadora no se desplace en conjunto, el vástago de perforación puede girar libremente. Con la intervención del operador, seguirá alineada con el centro original del pilote.)
□ Perforación: empleando una cuba de lodo y un foso de lodo de forma combinada, se prepara manualmente el lodo (mediante una bomba de lodo para mezclar y fabricar el lodo, utilizando bentonita sódica o cálcica, y la dosificación puede ajustarse según los requisitos de densidad del lodo o controlarse con un densímetro de lodo) para la mezcla y la protección de paredes durante la perforación. La densidad del lodo debe determinarse según las condiciones específicas del fondo, y los parámetros de perforación en cada condición geológica deben determinarse a partir de ensayos de pilotes y de la experiencia constructiva (la densidad de lodo seleccionada se sitúa generalmente entre 1,05 y 1,10); tras la perforación, compruebe los distintos indicadores, como diámetro del pozo, profundidad, sedimentos y densidad del lodo. La mayor ventaja de la perforación rotativa es que el lodo puede reutilizarse repetidamente. Tras la primera producción de lodo, pueden realizarse reposiciones adecuadas en el futuro.
□ Colocación de la armadura: utilice una grúa para izar verticalmente la armadura metálica dentro del pozo, colóquela a la cota de diseño y fíjela en su sitio.
□ Instalación del tubo de entubación: utilice una grúa para introducir el tubo. El diámetro y la longitud del tubo deben adecuarse a la profundidad del pozo, con una distancia de 0,3 m respecto al fondo del pozo. El volumen de vertido inicial debe garantizar que el tubo quede empotrado a una profundidad no inferior a 1 m una vez difundido el hormigón.
□ Vertido del hormigón: tras inyectar una cantidad determinada de hormigón, utilice una grúa para elevar el tubo y asegurar la difusión y compactación del hormigón, y repita el proceso hasta la cota superior. La profundidad mínima de empotramiento no puede ser inferior a 0,5 m, y la profundidad máxima de empotramiento puede alcanzar los 10 m o más. Ello se debe principalmente a que la excavación rotativa requiere menos densidad de lodo, menos sedimentos y presenta una diferencia de peso notable entre el hormigón y el lodo.
Características de perforación de la perforadora rotativa
Al comparar con las perforadoras de pilotes tradicionales, puede concluirse que las máquinas de perforación rotativa presentan ventajas notables en el proceso de perforación, y sus principales ventajas se resumen a continuación:□ La velocidad de perforación es alta, más de 5 veces la de las perforadoras ordinarias, lo que garantiza eficazmente el avance del proyecto. El vástago de la perforadora rotativa es un vástago telescópico, que ofrece una perforación rápida y una gran adaptabilidad a distintas condiciones geológicas, por lo que resulta de amplia aplicación.
□ Fácil desplazamiento: las perforadoras rotativas cuentan en su mayoría con chasis sobre orugas hidráulico telescópico, que permite desplazar con facilidad la perforadora hasta la posición deseada, a diferencia de las perforadoras ordinarias, cuyo desplazamiento es más engorroso, al tiempo que se garantiza la estabilidad y la buena maniobrabilidad del conjunto de la máquina.
□ Rápida velocidad de posicionamiento y alta precisión de posicionamiento. Antes de la perforación, alinee el centro de la herramienta de perforación con la posición del pilote, y a continuación fije las coordenadas correspondientes como coordenadas del eje mediante el brazo mecánico. Durante el proceso constructivo, el operador puede utilizar equipos electrónicos avanzados en la cabina para lograr la alineación con precisión, permitiendo que la perforadora alcance el estado óptimo de perforación.
□ La profundidad de perforación y la verticalidad pueden detectarse y controlarse automáticamente. Debido al alto grado de automatización de la propia perforadora, la profundidad de perforación y la verticalidad pueden controlarse mediante un sistema electrónico y mostrarse en tiempo real en la pantalla. En comparación con los pilotes perforados tradicionales, la capacidad portante de los pilotes de excavación rotativa mejora de forma notable, y la calidad constructiva de los pilotes está garantizada.
□ Destacan las características de seguridad y protección medioambiental. Toda la máquina adopta transmisión íntegramente hidráulica, y el nivelado y el desplazamiento de marcha del conjunto se realizan con asistencia de motores o cilindros hidráulicos. No solo ofrece una buena protección contra sobrecargas, un funcionamiento suave, seguro y fiable, una operación flexible y ligera, y unas vibraciones y un ruido bajos, reduciendo notablemente la carga de trabajo del operador, sino que además dispone de dispositivos de protección de seguridad, como limitadores de altura y de amplitud del brazo de los cabrestantes principal y auxiliar, así como de interruptores de control hidráulico en la cabina, lo que favorece una construcción ordenada y una producción segura; el lodo utilizado en el proceso de perforación puede reciclarse, y los recortes de perforación pueden separarse del lodo y retirarse izando el cucharón de excavación rotativa, reduciendo la contaminación y manteniendo el emplazamiento relativamente limpio y ordenado.
□ Tras la perforación se generan menos sedimentos. La perforadora rotativa utiliza lodo estático para proteger la pared durante la perforación, y los recortes se extraen mediante el cucharón rotativo, por lo que la cantidad de sedimentos es muy pequeña; en cambio, otras perforadoras expulsan los detritos de perforación mediante la circulación del lodo, por lo que es habitual que haya más sedimentos.
La perforadora rotativa presenta las características de alta potencia, rápida velocidad de perforación, alto grado de automatización, desplazamiento flexible y cómodo, posicionamiento preciso, ahorro de mano de obra, seguridad en la producción, trabajo cómodo, buen comportamiento medioambiental, bajo ruido, alta eficiencia de trabajo, ahorro de tiempo y reducción de los costes constructivos. Pero también presenta algunos problemas derivados de su propia naturaleza. Debido a los múltiples eslabones del proceso constructivo, si un eslabón no se cuida adecuadamente, pueden surgir problemas de calidad. Ello exige que el personal de construcción y de supervisión tenga una actitud de trabajo seria, un fuerte sentido de la responsabilidad, un buen nivel técnico y una amplia capacidad de resolución sobre el terreno.