Файл: Книга предназначается для студентов специальности Промышленное и гражданское строительстве.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 314
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Принцип работы установки — циклическое бурение. Все механизмы машины смонтированы на отдельной раме (11.9, а), которую можно установить на любом шасси (тракторе, автомобиле) . В этой установке можно наклонять буровую
штангу с буром от вертикального положения на углы до 45°.
Буровая установка «Апачи» (11.9, б) оснащена большими бурами, позволяющими разрабатывать скважины диаметрами от 0,6 до 1,2 м. При этом вначале бурят лидирующую скважину, затем, после установки расширяющих рычагов с ножами, бурение ведут на требуемый диаметр. В комплект рабочих органов входят также буры диаметрами от 0,2 до 0,76 м для проходки грунтов прочных и средней прочности со сменными резцами, шнеки секционные длиной 0,9, диаметром 0,075—0,3 м, а также уширители, с помощью которых делают коническое-чуширеиие скважин под сваи.
В скважине диаметром до 0,25 м за счет уширенной наружной части коронки грунт уплотняется, а попадая внутрь трубы, свободно ее заполняет, поскольку диаметр коронки меньше внутреннего диаметра трубы. При извлечении трубы после свинчивания коронки грунт выпадает наружу.
В связных грунтах средней плотности за один прием трубой со съемной коронкой можно бурить скважины глубиной до 7 м. Недостатком конструкции является необходимость в операции по свинчиванию коронки и ручного удаления грунта из нее, для чего требуются значительные усилия и'время.
Для устройства лидерных скважин в связных грунтах с помощью агрегата ВВПС-20/11 Днепропетровским специализированным управлением применяется конструкция прямоточной желонки (11.10, б). Желонка представляет собой стальную трубу с приваренным башмаком. Для уменьшения трения грунта о внутреннюю .поверхность желонки к ней подводится вода. Выход грунта через разгрузочное окно направляется отражателем.
Желонку погружают на требуемую глубину (3,5—5,5 м при диаметре 0,25—0,3 м) с помощью поршневого насоса за один прием. Извлеченный из скважины грунт удаляется при бурении следующей скважины, выпадая кусками через разгрузочное окно. Преимущество этого способа— механизация работ, недостатки— необходимость подогрева желонки и системы подачи воды в зимнее время, а также ограниченная глубина погружения.
Желонка конструкции А. Т. Осадчего и В. Ф. Кошмана со специальным выталкивателем предназначена для бурения скважины диаметром 0,3—0,5 м и глубиной доб м в плотных и полускальных грунтах с применением вибробурового агрегата ВВПС-20/11 или ВВПС-32/19.
Желонка (11.10, в) состоит из трубы диаметром 0,33— 0,43 м, длиной 7 м и выталкивателя, предназначенного для удаления керна грунта через окно трубы. Выталкивателем управляют с помощью троса, концы которого прикреплены к мачте. При опускании желонки в грунт и наборе его трос выталкивателя ослабляется, а при подъеме желонки над уровнем грунта трос, натягиваясь, удерживает выталкиватель, который выдавливает разрыхленный грунт из трубы.
Такие операции выполняют циклично: за один прием извлекается грунтовый керн высотой 1 м. Желонки применяют также в мерзлых глинистых грунтах, но производительность при этом уменьшается в 1,5—2 раза. Первую половину скважины проходят только с помощью лебедки, а вторую, требующую больших усилий, выполняют при совместной работе лебедки и вибропогружателя.
Вибропогружение применяют также при зачистке скважин. В осыпавшуюся скважину стреловым краном опускают металлическую трубу с открытым нижним концом. На верхнем конце трубы обычно устанавливают и наглухо закрепляют вибропогружатель ВПП-4 или ВПП-2.
Вибропогружатель включают в работу тогда, когда труба достигнет забоя скважины. По достижении проектной отметки трубу извлекают и из нее выбивают грунт. Высота керна не должна превышать 0,5—0,7 м, в противном случае удалить грунт даже при наличии .вибрации затруднительно. Зачистка и углубление скважин указанным способом по данным НИИСП Госстроя УССР в 10—12 раз производительнее шнекового бурения, применяющегося на свайных работах.
Вибрационный метод эффективнее вращательного бурения по производительности в 2—4 раза, а по стоимости в 3—4 раза. Объясняется это тем, что вращательное бурение ведут секционными шнеками, которые приходится наращивать по мере углубления скважины и снимать поочередно при подъеме става. Удалять выбуренный грунт от скважины также затруднительно. Кроме того, во влажных и насыщенных водой грунтах показатели шнекового бурения гораздо ниже приведенных в табл. 11.3.
Конструкцию желонки выбирают с учетом размеров скважин и грунтовых условий. Для бурения скважин диаметром до 0,3 м и глубиной до 5,5 м в связных грунтах от текучепластичной до мягкой консистенции НИИСП рекомендует применять желонку Днепровского управления. Для бурения же скважин диаметром 0,3— 0,5 м и глубиной до 7 м в грунтах от тугопластичной до твердой консистенции, а также в мерзлых грунтах рекомендуется применять желонку с выталкивателем. При использовании более мощного оборудования параметры бурения можно увеличить.
§ 3. Машины для термического способа бурения скважин
Термический способ образования скважин основан на разрушении мерзлых грунтов при их высокотемпературном нагреве. Рабочим инструментом при этом методе служит воздушнореактивная горелка. Через специальное устройство в нее подводят жидкое топливо, воздух или кислород для активизации процессов горения и воду для охлаждения камеры сгорания реактивной горелки.
Образующаяся в процессе сгорания высокоскоростная (до 1000—1800 м/с) газовая струя разрушает мерзлый грунт и выносит шлам на поверхность.
Для этой цели чаще всего применяют агрегаты термического
бурения ТБА-1, ТБА-2, смонтированные на тракторах Т-100 и Т-
140, а также агрегат АБУ на тракторе ДЭТ-250. В 'горизонтальное
положение агрегат АБУ устанавливают с помощью трех гидроци
линдров.
Наличие механических буров позволяет выполнять агрегатом УБУ термическое, механическое и термомеханическое бурение. В комплект АБУ входит компрессорная станция общей производительностью до 36 м3 и понижающий трансформатор. Действуют все механизмы агрегата от внешнего источника электротока напряжением 380 В.
Внедрению установок типа АБУ препятствует высокая энергоемкость процесса бурения, вследствие большого расхода сжатого воздуха на пневматическую транспортировку продукции бурения из скважин. Особенно затруднена эксплуатация этих установок на тех объектах, вблизи которых нет источников силового электроснабжения.
Буронабивные сваи изготовленные сухим способом
§ 1. Сваи Страусса
Сваи, предложенные киевским инженером А. Э. Страуссом в 1899 г., были первым видом набивных свай. Для устройства их бурили вручную скважины диаметром 20—40 см под защитой обсадных труб (12.1). В зависимости от свойств грунта режущими элементами служили буровые ложки (змеевики) или долота (желонки) .
Для подъема и опускания бурового инструмента над местом изготовления сваи устанавливали высокую треногу. Буровой инструмент прикрепляли к концу троса, подвешенного к треноге на блоке. Второй конец троса наматывался на барабан лебедки.
При изготовлении свай Страусса скважины бурили с применением простейших механизмов, что ограничивало величину свай (до 10—12 м).
Бурение скважин в песчаных и плывунных грунтах проводилось с помощью желонки, снабженной патроном. Этот патрон увеличивал массу желонки и силу ее удара при падении. Обсадная труба заглублялась по мере разработки грунта.
Дно скважины перед бетонированием зачищалось ложкой. Бетон подавали бадьями с открывающимся дном. После загрузки очередной порции бетон тщательно трамбовали, одновременно извлекая трубу. Для сохранения непрерывности ствола сваи обсадную трубу поднимали на % высоты бетонного слоя.
Под действием трамбования ствол сваи принимал неправильную форму. При этом толщина сваи в сечении получалась обратно пропорциональной плотности грунта. Диаметр сваи расширяется на 30—50% от диаметра обсадной трубы. Соответственно увеличивается расход бетона, достигая иногда трехкратного объема.
При устройстве свай в сухом грунте применялся жесткий бетон. Трамбовать бетон в воде затруднительно, так как от движения трамбовок бетонная смесь расслаивается и в свае появляются прослойки из грязи. Учитывая это, при устройстве свай в водонасыщенных грунтах начали применять литой бетой. Им заполняли скважины из бадей с открывающимся дном, чем предотвращалось расслоение бетона.
При наличия грунтовых вод обсадные трубы необходимо заполнять бетонной смесью за один прием на всю высоту. При вытаскивании трубы смесь, выходя из нее, под давлением вышележащего столба уплотняет грунт, заполняя всю скважину.
В годы первых пятилеток сваи Страусса успешно применялись на ряде крупных строек. Так, при сооружении электростанции в Одессе было изготовлено 128 свай длиной 7—12 м при диаметре их 30 см. На строительстве фабрики им. Халтурина в Ленинграде было изготовлено около 500 свай длиной 7,5 м.
Одним из основных преимуществ свай Страусса является возможность погружения обсадной трубы без ударов и сотрясений.
Это особенно ценно в тех случаях, когда свайные фундаменты приходится устраивать вблизи существующих сооружений, чувствительных к сотрясениям, а также внутри зданий. Такие сваи были применены, в частности, в 1928 г. для фундаментов большого гражданского здания в Москве.
Сваи Страусса могут выдерживать нагрузки в 30—40 т в слабых грунтах при длине их 7—12 м и диаметре обсадной трубы 325— 400 мм и 80—100 т — при опирании свай на скальный грунт.
К недостаткам свай Страусса относятся низкая производительность работ вследствие ручного бурения скважин и трудность контроля за сплошностью ствола при наличии грунтовых вод. Хотя в настоящее время сваи Страусса в первоначальном виде не применяют, на основе этого принципа создано семейство конструкций современных видов набивных свай.