Оборудование для искусственного понижения уровня грунтовых вод.

Оборудование для искусственного понижения уровня грунтовых вод применяют при рытье траншей, котлованов и закрытой прокладке коммуникаций в песчаных и супесчаных водо-насыщенных грунтах. Оборудование представляет собой иглофильтровые установки с погружаемыми в грунт вакуумными или эжекторными иглофильтрами. Иглофильтровые установки откачивают воду из вертикальных скважин, закладываемых по контуру осушиваемой выемки и строящегося подземного сооружения и отстоящих друг от друга на расстоянии 1,5…2 м. Глубина погружения иглофильтров должна быть ниже отметки заложения сооружения на 1…2 м. Одним из основных средств водопонижения на глубину до 4…5 м являются вакуумные легкие иглофильтровые установки (ЛИУ).

Водопонижение на большую глубину обеспечивается многоярусным расположением установок ЛИУ или установками с эжекторными иглофильтрами.

Установка ЛИУ состоит из иглофильтров, всасывающего водосборного коллектора и самовсасывающегося или центробежного насоса с электроприводом на колесном ходу.

Иглофильтры служат для очистки и накопления во внутренней своей полости грунтовых вод и состоят из фильтрового звена с наконечником и глухой надфильтровой трубы соединяемой с водосборным коллектором.

Величина необходимого заглубления иглофильтра в грунт в зависимости от требуемого понижения уровня грунтовых вод обеспечивается применениям надфильтровых труб длиной 3, 4 и 5 м. Общая длина иглофильтра достигает 8,5 м.

Иглофильтры погружают в грунт гидравлическим способом (подмывом) или в предварительно пробуренные скважины. Установки ЛИУ обеспечивают подачу 60…140 м³/ч, высоту всасывания до 7 м при полном напоре 0,24…0,36 МПа.

Для понижения уровня грунтовых вод до 15..20 м применяют установки с эжекторными иглофильтрами. Подача установок 150…540 м³/ч, они комплектуются 10…36 иглофильтрами диаметром 83…150 мм.

9. БУРОВЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУОВАНИЕ.

9.1. Назначение и классификация.

Бурением называют процесс изготовления в грунте цилиндрических полостей, сопровождающийся разрушением и выносом его на поверхность. При диаметре до 75 мм и глубине до 9 м полости называют шпурами, при больших диаметре и глубине – скважинами. Скважины бывают вертикальные, наклонные и горизонтальные. Начало скважины на поверхности грунтового массива называется ее устьем, дно – забоем, а боковая поверхность – стенками.

Бурение производится при геологических и инженерных изысканиях, проведении взрывных работ, установки столбов, дорожных знаков и надолбов, устройства буронабивных свай, для водоснабжения и водопонижения, а также при посадке деревьев и кустарников.

Действие буровых машин основано на различных способах бурения, которые могут быть подразделены на физические и механические.

К физическим способам бурения относятся термический, ультразвуковой, электрогидравлический, высокочастотный и гидравлический. Термический способ получил широкое распространение, остальные находятся на стадии теоретических и экспериментальных исследований.

Наибольшее распространение получили механические способы разрушения грунтов, при которых от силового воздействия рабочего органа буровой машины создаются местные напряжения в грунте, превосходящие предел его прочности. В зависимости от кинематических условий воздействия на грунт различают вращательные, ударно – вращательные, вращательно – ударные и ударно - поворотные машины. В них применяется механический, электрический, гидравлический или пневматический привод, ходовое оборудование – гусеничное, колесное и шагающее.

Процесс бурения состоит из операций разрушения грунта в скважине, извлечения его и закрепления стенок скважины обсадными трубами. Разбуренный грунт удаляется специальным инструментом, промывкой скважины водой или глинистым раствором, а также продувкой. Обсадные трубы предохраняют стенки скважины от обрушения, служат для изоляции ее от водоносных грунтовых пластов и сохранения ее направления.

Машины вращательного бурения получили наибольшее применение в строительстве. Они разрушают грунт посредством вращающегося инструмента, к которому прикладывается осевое усилие подачи. Инструмент у этих машин имеет форму шнека, что позволяет непрерывно удалять грунт из скважины. Этими машинами можно сооружать скважины диаметром до 1,7 м и глубиной до 40 м.

В станках ударно–вращательного и вращательно–ударного действия ударный и вращательный механизм работают независимо. Основное отличие первых от вторых состоит в том, что у первых имеется погружной ударный механизм – пневмоударник, перемещаемый в скважине вместе с буровой колонкой. У этих станков разрушение грунта в основном происходит путем нанесения ударов по забою.

Во втором случае ударный механизм совмещен с вращательным и установлен вне скважины. Он выполняет вспомогательную функцию при разрушении грунта по отношению к вращательному механизму. Очищаются скважины от продуктов бурения в этих станках отработанным воздухом, который подается в забой.

В машинах ударно–поворотного бурения разрушение грунта достигается приложением к инструменту периодических ударных импульсов с поворотом инструмента на некоторый угол. Разрушенный грунт в забое (шлам) периодически удаляется промывкой, продувкой или отсосом по специальным каналом в буровом инструменте.

С помощью машин ударно–поворотного бурения можно сооружать шпуры диаметром 36-46 мм и глубиной до 5 м и скважины диаметром 100-150 мм и глубиной до 50 м. К машинам этого класса относят бурильные молотки (перфораторы) и станки ударно–канатного бурения.

В строительстве получили применение машины вращательного бурения и станки ударно–канатного бурения.