Sonické vrtání je technologie, při které se snižuje tření v místě kontaktu vrtného nástroje a zemního prostředí pomocí energetické rezonance.
„Představujeme nejmodernější technologii provádění geotechnických průzkumných prací a zkoušení na trhu – sonické vrtání a statické penetrační sondování (CPTu) 200kN s vrtnou soupravou SRS DUO 120 Royal,“ říká majitel firmy GEOTECHNIKA ĎUROVE Ing. Jan Ďurove.
„Při průzkumném vrtání v sesuvném území je důležité, aby výnos jádra přesně odpovídal zastiženým podmínkám, zejména pokud potřebujete co nejvěrohodněji popsat základové poměry a zjistit příčinu sesouvání. Vrtání se sonickou vrtačkou předčilo naše očekávání, co se rychlosti vrtání a kvality vyvrtaného jádra týče. Výnos jádra zůstal stoprocentní i v silně zvodnělých polohách, respektive při průchodu žulovými drenážními systémy ve vysoce plastických jemnozrnných zeminách,“ dodává.
Co je to sonické vrtání?
Sonické vrtání je technologie, při které se snižuje tření v místě kontaktu vrtného nástroje a zemního prostředí pomocí energetické rezonance. Ta výrazně usnadňuje pronikání vrtné kolony skrze různé typy zemin a hornin včetně balvanitých sutí či betonů. Proto se sonické vrtání nejčastěji používá tam, kde je vrtání obtížné, a pro přesný popis zemního a horninového prostředí je nesmírně důležitá integrita vzorku jádra.
Co dělá sonické vrtání naprosto jedinečným?
Sonické vrtání využívá vysokofrekvenční vibrace (rezonanci) ke snížení tření a posunu vrtného nářadí skrze sypké materiály, které jsou plně zvodnělé, nebo skrze polohy kusovitě a blokovitě rozpadavých tvrdých hornin. Při zastižení tvrdých hornin lze jednoduchým způsobem použít druhou vrtnou hlavu a vrtat klasicky rotačně příklepově.
Rezonanční energie je generována uvnitř sonické vrtné hlavy pomocí dvou protiběžných závaží zvaných excentry. Jedno se otáčí ve směru hodinových ručiček a druhé proti směru hodinových ručiček, přičemž obě závaží se pohybují rychlostí až 9 000 otáček za minutu. Rezonanční frekvence 50 až 150 Hz jsou slyšitelné a vrtná osádka řídí energii generovanou excentry sonické hlavy tak, aby odpovídala zastiženému geologickému prostředí, a dosáhlo se tak maximální produktivity vrtání.
Rezonanční frekvence rovněž usnadňuje vytahování vrtné kolony, a to i v objemově nestálých jemnozrnných zeminách či sutích a volných balvanech v obtížných geologických podmínkách.
Tato vysokofrekvenční mechanická vibrace s nízkou amplitudou je navíc kombinována s rotací a přítlakem. Když se rezonanční sonická energie shoduje s vlastní frekvencí vrtací kolony, dochází k rezonanci. To způsobí, že se na hrot vrtného nářadí dodává maximální množství energie. Zároveň se podstatně minimalizuje tření zeminy na plášti, což vede k rychlejšímu postupu vrtání.
Jaké jsou výhody sonického vrtání?
Existuje mnoho důvodů, proč je sonické vrtání tak úspěšné a efektivní.
1. Rychlost
Protože mechanická vibrace výrazně snižuje tření podél vrtné kolony, je sonické vrtání tři- až pětkrát rychlejší (a někdy i víc) ve srovnání s konvenčním vrtáním (v závislosti na základových poměrech). Vrtné rychlosti se pohybují až do 80 m nebo i víc za den.
2. Čistota
Díky plně zapaženému vrtu lze sonické vrtání provádět s malým množstvím, nebo dokonce bez potřeby kapalin – to je zvláště důležité pro vrtání v kontaminovaných nebo ekologicky citlivých oblastech. Sonické vrtání produkuje až o 80 % méně odpadu ve srovnání s konvenčními metodami. To šetří peníze i čas na čištění a likvidaci případného odpadu.
3. Všestrannost
Pokud máte projekty, kde se narazí na nezpevněné horniny, sonické vrtání snadno zvládne provrtat i volné kameny či balvany v jemnozrnné výplni a zároveň zajistí integritu vrtu díky souvislému pažení. A pokud narazíte na velmi tvrdé polohy hornin či betony, jednoduše přesunete nad vrt druhou hlavu sonické vrtačky a vesele pokračujete rotačně příklepově.
4. Přesnost
Vrtáním zajistíte souvislý a neporušený vzorek jádra, a to i při vrtání pod úhlem.
5. Výsledky
Sonické vrtání může poskytnout souvislé, téměř neporušené vzorky jádra. Souvislá jádra byla získána až z hloubek 215 m. Vzorky lze také přímo ukládat do plastových pouzder, čímž se zajistí neporušenost i při vrtání v kontaminovaných oblastech či polohách.
6. Bezpečnost
Na prvním místě a v neposlední řadě je sonické vrtání mnohem bezpečnější. Zejména díky sníženému množství výplachu poskytuje mnohem bezpečnější pracovní prostor pro posádku. Vzorkovací pouzdra také snižují riziko možné kontaminace. Vrtačka SRS Duo 120 Royal je vybavena celou řadou dalších bezpečnostních prvků.
Autor: Geotechnika Ďurove s.r.o.
konzultační inženýrská činnost v oblasti geotechniky, inženýrské geologie,
zakládání staveb a dopravního stavitelství
