Другие грунтоносы

Наряду с грунтоносами нормального вида в изыскательской практике широко используются другие грунтоносы, разработанные силами изыскательских организаций.

Обуривающий грунтонос конструкции Томгжротрсшса предназначен для отбора монолитов из песчаных грунтов средней плотности, а также глинистых грунтов полутвердой консистенции. Грунтонос этой конструкции (рис. 10.6) состоит из наружного вращающегося цилиндра Л, оканчивающегося коронкой 10 с винтовой резьбой, внутреннего цилиндра, представляющего собой две герметически соединенные части 8, 9, и переходника (головки) 1. Внутренний невращающийся цилиндр заканчивается головкой 6 с клапаном 4, обеспечивающим вакуум при подъеме грунтоноса; воздух из грунтоноса выходит через отверстие 2. Внутренний стакан це- нтрируется винтом, в глубь головки ставится кольцо 7, невра- щаюшийся цилиндр фиксируется от осевых перемещений опорой 3. Рекомендуемая частота вращения грунтоноса при отборе монолита 35—40 об/мин, осевая нагрузка на забой до 1 кН.

Рис.10.6 обуривающий грунтонос конструкции Томгипротранса

Рис. 10.7 Обуривающий грунтонос ГО-2:

1-переходник; 2-фиксатор; 3-шаровая пята; 4-корпус; 5- лопасть бошмака

Обуривающий грунтонос КазГИИЗа предназначен для отбора монолитов из песчаных и глинистых связных грунтов при бурении скважин шнековым способом. Грунтонос состоит из наружной трубы со шнековой навивкой, внутренней трубы с картонной кер­ноприемной гильзой и хвостовика для соединения с колонной шнеков или бурильных труб.

Обуривающий грунтонос ГОУ-1(рис. 10.8) предназначен для отбора монолитов в супесях, суглинках, глинах и других связных грунтах.

Техническая характеристика ГОУ-1

Диаметр, мм:

скважины 185

корпуса по спирали 185

корпуса 146

внутреннего керноприемника 124

входного отверстия башмака 120

Длина керноприемника, мм 400

Частота вращения, с^-1 0,6—1

Осевая нагрузка, кН 1; 4; 5

Способ погружения грунтоноса Вращательный без промывки

Длина грунтоноса, мм 640

Масса, кг 20

Рис.10.8 Обуривающий грунтонос конструкции КазГИИЗа:

1-хвостик; 2-корпус; 3-шнековые лопасти; 4-керноприемная гильза; 5-башмак

Принцип работы грунтоноса заключается в совмещении двух способов погружения — вращательного и вдавливающего. При бурении одновременно с передачей крутящего момента па твердосплавную коронку осевая нагрузка передается на башмак керноприемной части грунтоноса, который опережает резцы твердосплавной коронки на 5—7мм и вдавливается в грунт. При этом башмак прижимает разъемный керноприемник к опоре 3 подшипника 2, который цент­рирует керпоприемник, исключает возможность вращения опоры и передает осевую нагрузку на башмак. Опережение острых резцов башмака предохраняет отбираемый монолит от воздействия резцов коронки, а прорези в нем предохраняют керноприемную часть грунтоноса от возможного поворота. Грунт выше башмака керноп­риемной части срезается резцами коронки и транспортируется по спиральной навивке корпуса. Площадь спиральной навивки корпуса грунтоноса и кольцевой канавки переходника позволяет разместить на них весь выбуренный грунт. При подъеме грунтоноса из скважины монолит удерживается в керноприемной части за счет вакуума и трения монолита о стенки.

Грунтонос ГОУ-1 разработан СКБ «Гидрогеотехника», успешно применялся в Волгоградгражданпроекте, серийно выпускается Таш­кентским опытно-экспериментальным заводом «Геологоразведка»:

Рис. 10.8. Обуривашщий грунтонос ГОУ-1:

1-переходник; 2-подшипник; 3 — опора; 4 — корпус грунтоноса; 5—разъемный керноприемник; 6 — башмак; 7—твердосплавная коронка

Вдавливаемые грунтоносы конструкции Южгипроводхоза предназначены для отбора монолитов из пластичных и текучепластичных грунтов. В Южгипроводхозе создана серия тонкостенных вдавлива­емых грунтоносов.

Одна из конструкций такого грунтоноса имеет внутренний диаметр 100 мм и толщину стенки корпуса 2 мм. Грунтонос в верхней части оборудован резиновым ниппельным клапаном. В грунтонос вставля­ется металлическая тонкостенная гильза из жести толщиной 0,3 мм.

Шов гильзы выполнен внахлестку и пропаян оловом. В верхней части гильзы припаяны лепестки для ее извлечения из стакана грунтоноса, а края слегка подогнуты (рис. 10.9).

При шнековом бурении монолиты отбираются тонкостенным грунтоносом, показанным на рис. 10.10. Диаметр грунтоноса соответ­ствует 127 и 168 мм.

Для внедрения в грунт тонкостенных грунтоносов конструкции Южгипроводхоза обычно используют гидравлическую или механичес­кую подачу буровых станков. Контролировать величину углубления грунтоноса бывает затруднительно. Нередки случаи, когда происходит уплотнение монолитов не только в результате излишнего погружения грунтоноса, но и из-за наличия на забое скважины шлама. При отборе монолитов из просадочных и сильносжимаемых неводонасыщенных грунтов подобное явление допускать нельзя. Для его предотвраще­ния в Южгипроводхозе предложено специальное устройство. Примерно на ¹/₃ высоты грунтоноса от его верхней части устанавливают жестко связанное с грунтоносом опорное кольцо. Диаметр кольца соответст­вует примерно 210 мм. Недостаток такого грунтоноса состоит в том, что его можно опускать в скважину диаметром не менее 219 мм. В Южгипроводхозе разработан также грунтонос с опорным кольцом, который можно опускать в скважину диаметром 135 мм.

Рис. 10.10 Тонкостенный грунтонос с керноприемной гильзой конструкции Южгипроводхоза

1 — шестигранник; 2 — головка грун­тоноса; 3 — шламосборник; 4 — жестя­ная гильза; 5-стакан

Вдавливаемый вакуумный грунтонос конструкции КазГИИЗа (рис. 10.11) предназначен для отбора монолитов слабых глинистых грунтов текучепластичной консистенции ниже уровня грунтовых вод.

Техническая характеристика грунтоноса КазГИИЗа

Диаметр, мм:

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СКВАЖИНЫ И ИХ ОСОБЕННОСТИ 1

общая грунтоноса …………………………….1050

Грунтонос состоит из хвостовика 1 с упорной шайбой и выточкой под ключ 2, клапанного стержня 3, клапанной втулки 5, резиновой прокладки 6, корпуса клапана 7, собственно клапана 8, гайки 9 для крепления клапана на оси, направляющей шайбы 10, гайки 11 для крепления направляющей шайбы, шламовой трубы 12, упорного кольца 14, керноприемной гильзы 15 (картонной или металлической), башмака 16. Клапанная втулка 5 жестко крепится к шламовой трубе с помощью сварки 4. Керноприемная гильза удерживается в трубе штифтами 13.

Рис. 10.11 Вдавливаемый грунтос конструкции КазГИИЗа

Тонкостенный грунтонос ГЗТ-1 конструкции ЗапсибТИСИЗа (рис. 10.12) предназначен для отбора хмонолитов вдавливаемым спо­собом из связных глинистых грунтов.

Грунтонос состоит из гильзы 2, переходника 1 и резинового кольца 3. Монолит из грунтоноса выталкивается специальным штоком. Для облегчения выталкивания монолита внутренняя поверхность грунтоноса выполнена полированной; кроме того, она перед спуском грунтоноса в скважину должна быть смазана техническим вазелином. Грунтоносы ГЗТ выполнены в двух модификациях: с наружным диаметром 127 и 146 мм.

Рис. 10.12 Грунтонос ГЗТ-1 кон­струкции ЗапсибТИСИЗа

Вдавливаемый грунтонос конструкции УралТИСИЗа (рис. 10.3) предназначен для отбора монолитов из связных глинистых грунтов.

Грунтонос состоит из переходника 7, корпуса 2, разрезного пружин­ного кольца 3, картонной керноприемной гильзы 4. Разрезное кольцо имеет продольную прорезь 5 и отверстие б для штыря. Для сборки грунтоноса разрезное кольцо сжимают и ввинчивают в корпус. После отбора монолита кольцо (вместе с монолитом) отсоединяют от корпуса. Благодаря пружинному эффекту кольцо разжимается и осво­бождает монолит.

Рис.10.13 Вдавливаемый грунтонос конструкции УралТИСИЗа

Грунтонос конструкции ЧерноморНИИпроекта (рис. 10.4) пред­назначен для отбора монолитов из водонасыщенных песков и илов. Отличительная особенность грунтоноса — наличие поршня, с помощью которого в верхней полости грунтоноса создается вакуум, а также затворного устройства в виде «паука» в нижней части грунтоноса, предотвращающего выпадение монолита из грунтоноса.

Рис.10.14 Вдавливаемый грунтонос конструкции ЧерноморНИИпроекта:

1-башмак; 2-«паук»; 3-поршень; 4-манжета; 5-корпус

Грунтонос с секторным затвором конструкции Сибгипротранса (рис. 10.15) предназначен для отбора монолитов вдавливаемым спо­собом из слабосвязных грунтов. Он оборудован затворным устрой­ством, полностью перекрывающим его входное отверстие.

Грунтонос состоит из двух гильз — внутренней и наружной. Переходник жесткой связи с гильзой не имеет и опирается на ее крышку посредством шарикоподшипника. Во внутренней металличес­кой гильзе имеется специальная тонкостенная керноприемная гильза, в которую поступает монолит.

После вдавливания грунтоноса в грунт на необходимую глубину входное отверстие перекрывается вращением бурильных труб и переходника по часовой стрелке. Поскольку внутренняя гильза находится в направляющих, а наружная гильза не может вращаться из-за наличия тормозных лопаток, внутренняя гильза поднимается, увлекая за собой секторные ножи, шарнирно соединенные с ней. Последние полностью перекрывают дно грунтоноса, образуя в его нижней части конус.

Грунтонос в грунт погружают на строго определенную глубину. Момент окончания погружения фиксируется микровольтметром, для чего грунтонос оборудуют специальным электрическим контактным устройством. Источником питания устройства служит батарейка карманного фонаря. Керноприемная гильза, закрытая с двух сторон крышками, доставляется в лабораторию.

Рис. 10.15. Грунтонос с секторным затво­ром конструкции Сибгипротранса: 1-привод; 2 — переходник; 3 — гайка; 4—пластмассовая пластинка; J, 7—внут­ренняя и наружная гильзы; 6—пружина; 8 — керноприемная гильза; 9—нож сек­торного затвора; 10 — тормозные лопат­ки