5. Возведение земляных сооружений бурением

1. Вид продукции. Вертикальные цилиндрические выемки в грунте: шпуры – глубиной до 5,0 м и диаметром до 75 мм; при больших размерах – скважины.

Назначение:

• для геологических изысканий (скважины);

• для устройства водяных скважин, в т. ч. и артезианских;

• при устройстве свай (скважины);

• для размещения рабочих «игл» инъекторов и эжекторов: тепловых, криогенных, инъекционных при оттаивании или замораживании грунта или его усилении (шпуры), откачке воды при водопонижении и т.п.;

• для размещения зарядов ВВ при использовании взрывной технологии (шпуры и скважины);

• для выявления подземных препятствий (шпуры).

2. Состав процесса:

• разработка грунта;

• подача грунта из скважины на поверхность (очистка забоя);

• обеспечение устойчивости стенок выемки.

Процесс циклически повторяется.

3. Вход в процесс - общий при возведении земсооружений.

4. Ресурсы. Материалы: грунты – I–XII групп.

Техника: определяется видом технологии.

Ручное бурение. Вид продукции – шпуры диаметром Ø = 40-70 мм в грунтах I-IV групп.

Техника – ручной бур; электросверло; ручной пневматический перфоратор типа отбойного молотка. Эти инструменты состоят из бура (шнекового или лопастного), секционной наращиваемой штанги и привода: ручного, электрического, пневматического. Эффективность бурения (в зависимости от рода грунта) – 1,0…3,0 пм/ч.

Бурение механизмами. Ударно-канатное бурение.

Вид продукции: скважины диаметром до 150 мм и глубиной до 50 м в плотных грунтах для геологических изысканий.

Техника: станки ударно-канатного бурения типа УКБ, буровой снаряд с буром зубильной или крестовой формы, снаряд для очистки забоя – желонка (рис. 4.12).

Состав процесса:

• постановка агрегата на точку;

• работа бура (падение с высоты примерно 1,0 м с частотой 40…60 уд/мин);

• после проходки участка скважины (около 0,5 м) буровой снаряд заменяется на желонку;

• желонкой выполняется очистка скважины;

• после очистки желонка заменяется буровым снарядом и процесс, циклически повторяясь, продолжается до достижения проектной отметки.

Рис. 2.12. Станок ударно-канатного бурения:

а – станок в работе; б – коронка бура зубильной формы; в – то же, крестовой формы; г - желонка

Вращательное бурение. Более производительный, но и более дорогой вид бурения.

Вид продукции: скважины диаметром до 300 мм и глубиной до 50 м во всех видах грунтов.

Техника: установки вращательного бурения, буры – шарошечные, плоские, кольцевые, шнековые, лопастные.

Шарошечными бурами устраиваются скважины диаметром до 300 мм и глубиной до 50 м в плотных грунтах. Очистка забоя – глинистым раствором. Устойчивость стенок скважины обеспечивают глинистый раствор или обсадные трубы.

Плоскими бурами типа РХ (рыбий хвост) устраиваются скважины диаметром до 150 мм и глубиной до 30 м в грунтах средней плотности. Устойчивость стенок скважины обеспечивает глинистый раствор. Очистка забоя выполняется глинистым раствором.

Колонковое бурение. Выполняется для отбора образцов грунта (колонков) ненарушенной структуры с заданной глубины. Для этого при вращательном бурении при достижении заданной отметки производится замена коронки рабочего бура на кольцевую коронку – стакан. С помощью стакана выбуривается колонок естественной структуры данного грунта, затем поднимается на поверхность и передается в лабораторию для необходимых испытаний. Коронка бура меняется на рабочую, и процесс бурения продолжается до следующей отметки исследования грунта.

Более детально техника и технология бурения будет рассмотрена в разделе «Технология устройства свай».