Разработка грунта бурением

В строительстве бурение используют при исследовании свойств и качества грунтов, определении уровня грунтовых вод в устройстве скважин водоснабжения и водопонижения грунтовых вод, устройстве свайных фундаментов, искусственном закреплении фунтов и т. п.

Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин.

Шпуры — это цилиндрические выработки диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м.

Скважины—выработки более глубокие с диаметром, превышающим 75 мм.

По характеру образования буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забоем всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде. При колонковом бурении разрушение породы происходит лишь по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком. Технологический процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, транспортированию породы на поверхность, обеспечению устойчивости стенок буровых выработок и вспомогательных операций. Грунт в забое разрушают резанием, истиранием, ударами, сколом и комбинированным воздействием (например, истиранием и ударом).

Транспортирование на поверхность измельченного грунта осуществляется двумя способами: гидравлическим, при котором грунт удаляется путем вымывания его водой, направляемой в выработку под давлением, и сухим, когда измельченный грунт удаляют сжатым воздухом или шнеком.

Механическое бурение в основном ведут тремя способами: ударно-вращательным, ударным и вращательным.

Ударно-вращательное бурениеприменяют для бурения скважин диаметром 100….200мм, глубиной до 30м в труднобуримых породах. Производительность применяемых станков – 10…35 м/смен.

Ударное бурение (бурение ударом) осуществляют пневматическими бурильными молотками — перфораторами, которые бывают ручными, массой до 24 кг (при глубине шпура до 3 м) и станковыми, массой до 40 кг. Они обеспечивают бурение шпуров глубиной до 5 м. Воздух (2...4 м/мин) к перфоратору подводится шлангом от компрессора. Рабочий орган перфоратора — буровая головка.

Перфораторные молотки по характеру очистки каналов от пыли и каменной мелочи подразделяют на сухие и мокрые. Перфораторы мокрого типа имеют специальные устройства для промывки канала водой, а в перфораторах сухого типа канал продувается воздухом.

При вращательном способе бурения порода забоя истирается, ее режут или скалывают буровым инструментом, жестко закрепленным на нижнем конце вращающейся штанги. Основные виды вращательного способа бурения — шнековое и роторное, выполняемые с помощью самоходных установок (преимущественно) или станков. Применяют также электрические сверлильные машины. Шнековое бурение применяют для скважин диаметром 125..160мм и глубиной до 30 м в мягких и средней крепости грунтах.

Роторное бурение чаще всего применяют для устройства скважин диаметром до 200 мм и глубиной до 50м в грунтах средней и большой крепости. Роторная бурильная установка состоит из вращателя-ротора, сборной вышки и оборудования для промывки скважины глинистым раствором.