Пректировани и устройство свайных фундаментов (стр. 24 )

По способу вращательного бурения породы разрушаются в забое резцами рабочего органа (коронки) под осевым давлением, под воздействием массы бурового снаряда или специального механизма, а также окружного усилия, создаваемого механизмом вращения.

Различают бурильные машины с непрерывным погружением рабочего органа, отрывающие скважину за один проход, и машины с периодическим погружением рабочего органа, отрывающие скважину за несколько проходов.

Извлеченный на поверхность грунт при включении повышенной скорости под действием центробежных сил разбрасывается вокруг скважины. За один заход бура разрабатывается от 40 до 80 см скважины.

Для бурения грунтов, имеющих отдельные твердые включения, целесообразно применять шнековые буры. При работах в тяжелых грунтовых условиях (мерзлота, галечник и т. п.) к лопастным бурам присоединяют съемные наконечники.

К преимуществам станков вращательного бурения следует от-

. нести простоту и маневренность в работе,  возможность  бурения

глубоких скважин, высокую  их производительность.  Однако при

бурении крепких пород производительность  таких  станков резко

снижается.

При шарошечном бурении породы разрушаются зубцами или штырями шарошек, которые, свободно вращаясь в опорах, перекатываются по забою. Внедряются шарошки в породу под действием осевого усилия, в результате чего под инструментом создается давление, превышающее сопротивление породы. Разрушенные частицы породы при шарошечном бурении выносятся на поверхность струей воды, сжатым воздухом или воздушно-водяной смесью. Недостатки этого способа — необходимость дополнительных уст: ройств и процессов для извлечения разбуриваемых пород на поверхность.

Способ ударного бурения. Буровой снаряд для ударно-канатного бурения состоит из следующих деталей: долота — главной ударной части снаряда с резцом в нижней части, ударной штанги, буровых ножниц, служащих для отрыва долот от породы забоя, и канатного замка, соединяющего снаряд с тросом, на котором этот снаряд подвешен (11.2).

Преимущество ударно-канатного способа бурения заключается в возможности бурения скважин значительных диаметров на большую глубину. Недостатки этого способа — низкая производительность и высокая стоимость работ.

Способ вибробурения состоит в погружении трубчатого бура под действием импульсов, создаваемых вращением дебалан-сов вибратора, размещенных вокруг трубы. Специальные устройства препятствуют перемещению бура под действием сил реакции со стороны забоя.

Преимущество вибробурения состоит в высокой производительности работ при устройстве скважин в нескальных грунтах. Недостатки его — ограниченность сферы применения определенными грунтовыми условиями, глубиной и диаметром скважин.

Способ огневого бурения скважин с помощью огнеструй-ных горелок основан на свойстве разрушения твердых пород высокотемпературными газовыми струями, выходящими из сопл горелок со сверхзвуковой скоростью.

§ 2. Машины и оборудование для бурения скважин

Машины, имеющие вспомогательное подъемное оборудование, называют бурильно-крановыми. Предпочтение  отдается навесному

оборудованию, установленному на кране-экскаваторе или на шасси трактора. В табл. 11.1 указаны характеристики некоторых машин, применяемых для бурения скважин при изготовлении набивных свай.

С начала 60-х годов для бурения скважин диаметром 400— 1500 мм на глубину 10—30 м применяли станки, предназначенные для бурения артезианских скважин. В последние годы осваивается серийное производство специальных станков для проходки скважин под набивные сваи.

Бурильно-крановая машина БМ-203 смонтирована на тракторе Т-50АП. Принцип работы ее циклический. Эта машина обеспечивает бурение скважин в грунтах до IV категории включительно.

Вращение бура происходит от гидравлического привода. Навесное оборудование состоит из рабочего аппарата, обвязочной рамы, лебедки, редуктора привода, насосов, траверсодержателя и гидросистемы.

Грузоподъемность кранового оборудования составляет 800 кг.

Буровой агрегат УГБХ-150, показанный на 11.3, можно монтировать на трелевочном тракторе ТДТ-60 или ТДТ-75. Агрегат оборудован станками шнекового и ударно-канатного бурения. Им

можно бурить скважины в обводненных и сухих грунтах глубиной до 18 м при диаметре их до 0,8 м шнековым сухим способом с промывкой скважины и ударно-канатным.

Описанные выше буровые станки применяют, однако, редко, так как они не обеспечивают достаточной производительности. на свайных работах из-за трудоемкости операций по наращиванию шнека, а также при работе с уширителем.

Для более эффективного шнекового бурения скважин под набивные сваи в конце 60-х — начале 70-х годов Киевским ПК.0 института Гидропроект был создан широко применяемый в настоящее время комплекс машин СО различных модификаций: СО-2, СО-1200/ 2000, СО-1200, БСО-1.

Во всех этих установках в качестве сменного оборудования применяют буровые головки, навешиваемые на серийные базовые машины (краны, экскаваторы). Буровая головка (11.4, в) оснащена планетарным электроприводом, что дает возможность отказаться от традиционного роторного привода и тем самым упростить рабочий орган установки, сделав его автономным, навесным и универсальным. В настоящее время эти установки считаются лучшими образцами отечествен-, ной буровой техники, для нужд фунда-ментостроения. Характеристики установок СО для шнекового бурения приведены в табл. 11.2. Буровую головку, действующую от электродвигателя, вертикально подвешивают и соединяют фланцем с планетарным редуктором. Мощность электродвигателя составляет 55 кВт, частота вращения вала редуктора и рабочего органа —21—45 об/мин. Буровые головки можно подвешивать на экскаваторы с копровыми направляющими, на вибровдавливающие погружатели свай и на станки ка-натно-ударного бурения БС со специальными стрелами. С помощью навесных буровых головок бурят скважины диаметром до 2 м и глубиной до 30 м.

Буровые головки опускаются вниз под действием силы тяжести рабочего органа и собственной массы. Вверх их поднимают канатом лебедки экскаватора. Неподвижные блоки полиспаста закрепляют на головке копровой стрелы, а подвижные — на буровой головке.

Состав буровой бригады: буровой мастер крановщик помощник бурового мастера

головок производительность труда на бурении стволов скважин глубиной 18 м и более в 1,5—5 раз выше, чем станками УГБХ-150, поскольку исключаются операции по наращиванию шнека и съем секций при его очистке.

Буровыми телескопическими колоннами можно проходить скважины различных диаметров, для чего переставляют шнековую часть колонны. Нижняя секция шнека имеет длину 2 м. Замена последней секции уширителем позволяет бурить расширенную пяту скважины.

По данным треста Укргидроспецфундаментстрой, затраты времени на бурение скважин станками УГБХ-150 по сравнению с бурением навесными буровыми головками в 1,5 раза больше. Так, на бурение скважин диаметром 0,5 и глубиной 10 м в грунтах II категории затрачивается соответственно 2,4 и 1,8 маш.-ч, а скважины глубиной 18 м — 4,7 и 3,2 маш.-ч.

Опыт работы агрегатов с навесными головками описан в гл. 13.

Установка СО-2 состоит из базовой машины-экскаватора типа Э-1252 с прикрепленной на нем с помощью шарнирного устройства стойкой и подвижно связанным с ней навесным рабочим органом (11.4). Рабочий орган состоит из каретки с электроприводом. К его валу прикреплена телескопическая буровая шнековая. колонна с очистителем и буровым инструментом. Колонна смонтирована из двух телескопических секций, причем на нижней имеются шнековые лопасти. К нижней секции буровой колонны с помощью пальцев крепят шнек с буровой коронкой или расширитель

Буровая коронка, имеющая форму трехперого долота вращательного действия, предназначена для разрушения грунта в забое и подачи его на шнековую часть буровой колонны. К установке прикладывается комплект коронок для различных грунтов. Для удержания буровой колонны во время переключения телескопических штанг применяют перехват из двух рычагов (11.4, б).

В зависимости от требуемой глубины бурения верхнюю и нижнюю секции буровой колонны (11.5) можно раздвигать на разную длину. Без раздвижки можно пройти скважину на глубину до 16 м (11.5, а). Бурение на глубину до70м производят при раздвинутых секциях (11.5, в).

Для уширения скважины в. ее основании или на другой отметке буровой инструмент заменяют расширителем.

Для бетонирования свай на установке предусмотрены бетонолит-ная труба с воронкой и кран, которым выполняют такелажные работы и погружают с помощью грейферного ковша выбуренный грунт.

Установку СО-2 можно применять также для бурения лидерных скважин под забивные сваи. Кроме того, рабочий орган СО-2 можно навешивать на самоходные и рельсовые копры. Этот орган можно при-, менять при устройстве «стены в грунте» для бурения взанмопересе-кающихся свай с использованием лидерной направляющей трубы (ЛНТ) не только в связных, но и в неустойчивых грунтах.

Установка  СО-1200/2000

предназначена для сооружения бу-ронабивных свай большой несущей способности диаметром 800—1300 аи. Конструкция установки позволяет вести работы в сложных геолого - и гидрогеологических условиях при бурении под глинистым раствором. С этой целью установка оснащена универсальным буровым инструментом —ковшовым буром с откидным дном, пригодным для работы как в сухих, так и в мокрых грунтах.

Установка СО-1200/2000 состой/из базовой машины (экскаватора) с копровой стойкой, на которой укреплен рабочий орган в виде каретки с телескопической иевращаемой колонной. Колонна прикреплена к электроприводу /ковшовым буром, подвешенному на канате лебедки главного подъема базовой машины (11.6).

Базовой машиной этой установки может служить кран-экскаватор типа Э-1252. Подвеска электропривода для погружения бура на канате обеспечивает автоматичность спуско-подъемных операций. Для увеличения скорости проходки предусмотрено также повышенное давление бурового инструмента на забой, которое зависит от массы рабочего органа.

Погружной электропривод представляет собой, мотор-редуктор с двухступенчатой планетарной передачей,  помещенный в герметочный колокол. В нижнем торцЬ его имеются отверстия, через которые может проходить жидкостьNjpn погружении электропривода в буровой раствор или воду. По мере погружения жидкость сжимает воздух под колоколом до определенного предела и дальше не поднимается, что обеспечивает незатопляемость погружного мотор-редуктора.