ГлавнаяСтатьи

Бурение скважин станками роторного бурения

Бурение скважин установкой ЦНИИС. Буровая установка ЦНИИС предназначена для бурения скважины диаметром до 1,5 м и уширенной пяты диаметром до 3 м. Уширенная пята имеет криволинейное верхнее очертание — шаровой сегмент или параболоид и нижнее очертание в виде усеченного конуса. Между ними имеется цилиндрическая вставка. Наиболее простой по технологии выполнения является уширенная пята со сферической верхней частью. Форма купола в виде параболоида считается более устойчивой и рекомендуется для применения в несвязных грунтах. Та и другая форма уширения получается при помощи одного и того же агрегата при различной технологии бурения уширенной части скважины.

Буровая установка ЦНИИС относится к установкам роторного сплошного бурения (рис. 75). В состав оборудования этой установки входят буровая вышка, буровая колонна, наголовник, ротор, механизм уширения (стойка с ножами) и долото. Особенностью буровой установки ЦНИИС по сравнению с другими установками роторного бурения является наличие гидравлического механизма уширения.

Для буровой установки ЦНИИС успешно применяется полноповоротный универсальный копер СССМ-680. Для этого с него снимают молот и паровой котел заменяют электродвигателем мощностью 40 кет с редуктором. Выходной вал редуктора стыкуют с главным рабочим валом копра; вся система рычажг ного управления остается прежней. Копер СССМ-680 позволяет производить бурение скважин с наклоном до 3 : 1 при глубине до 26 м (от низа копра). При большей глубине бурения вышку необходимо нарастить.

Буровая колонна выполнена из стальной трубы диаметром 200 мм, составленной из отдельных секций, соединенных между собой на фланцах. Диаметр трубы назначают с таким расчетом, чтобы при выдаче грунта эрлифтом она могла служить пуль-поотводящей трубкой. Труба усилена четырьмя ребрами жесткости, которые имеют внутреннюю полость, через которую пропускают две масляные и одну воздушную трубки. Вес 1 пог. м буровой колонны около 100 кг.

Наголовник выполняет функцию вертлюга, т. е. служит для присоединения вращающейся части к невращающейся части бурового оборудования. Невращающаяся часть наголовника крепится к крюку при помощи подвески; вращающаяся часть соединена с буровой колонной при помощи фланцев. Через наголовник пропущены две масляные трубки на разных уровнях и одна воздушная трубка. Вес наголовника — 250 кг.

Ротор имеет два электромотора мощностью по 14 кет и два редуктора. Величина крутящего момента — 3,5 тм, число оборотов— 4,5 в минуту. Вес ротора — 1,5 т. Ротор установлен на площадке, перемещающейся вдоль стрелы по ползуну, и во время бурения опускается вместе с буровой колонной.

Уширитель состоит из стойки с ножами, служит для разбуривания уширенной части сваи и является одной из основных частей бурового механизма. Стойка является продолжением буровой колонны. На ней шарнирно прикреплены два ножа с распорками и гидравлический насос. Для раскрытия ножей масло подается в верхнюю часть цилиндра насоса, а для закрытия ножей — в ёго нижнюю часть.

Рис. 1. Конструкции буровой сваи с уширенным основанием: а —уширенное основание с шаровой поверхностью; б — то же, с поверхностью в виде параболоида

Рис. 2. Общий вид буровой

Максимальное раскрытие ножей ограничено упором. При этом диаметр уширения получается 3 м. Гидравлический насос развивает усилие до 20 т. Усилие резания грунта при раскрытых ножах равно 35 кг/пог. см при величине крутящего момента 3,5 тм. Вес стойки с ножами— 1,5 т. При выдаче грунта эрлифтом смесительную камеру располагают ‘ в непосредственной близости от места крепления ножей, а буровая колонна и стойка служат пульпоотводя-щей трубой.

Для бурения скважины диаметром от 1 до 1,5 м в несвязных грунтах применяют долото, устроенное по типу рыбьего хвоста. Долото представляет собой толстый стальной лист шириной, равной диаметру скважины. Режущие кромки снабжены семными резцами. Соединяется долото со стойкой при помощи фланцев.

В связных грунтах, где выдача разбуренной породы эрлифтом затруднена, пользуются фрезой-буром, которая состоит из четырех лопастей, раскрывающихся вокруг шарнира. В отличие от грейфера набор грунта происходит при закрытых лопастях. Каждая лорасть имеет на кромке резцы, а между лопастями, имеются щели. Емкость фрезы около 1,4 м3.

Некоторые характеристики буровой установки ЦНИИС следующие:

Рис. 3. Уширитель: 1 — стойка; 2 — нож; 3 — долото в виде рыбьего хвоста; 4 — направляющая

Рис. 4. Фреза-бур: а — в закрытом рабочем положении; б — в открытом положении; 1 — лопасти; 2 — замок (стопорное кольцо); 3 — корпус фрезы-бура

По мере вращения буровой колонны фреза-бур срезает грунт и наполняется им. После наполнения фрезу поднимают наверх и освобождают от грунта, раскрывая лопасти. Затем лопасти снова стягивают замком и опускают в скважину, чтобы продолжить бурение.

При работе фрезой-буром эрлифт не нужен и, следовательно, не нужна подача воздуха.

После достижения проектной отметки начинают разбуривать в четыре этапа уширенную часть.

Первый этап: скважину разбуривают до диаметра 2,4 м. на глубину, при которой объем удаляемого грунта равен объему фрезы; величину раскрытия ножей контролируют по мерным трубкам на пульте управления; после этого ножи закрывают, а фрезу с грунтом извлекают наверх; затем, разгрузив, фрезу опускают в скважину для дальнейшего бурения.

Второй этап: скважину разбуривают до диаметра 3 м; ножи предварительно раскрывают до диаметра 2,4 м без включения ротора; после включения ротора ножи постепенно раскрывают до диаметра 3 м; при этом поршни гидравлических цилиндров выдвигаются полностью, и ползун доходит до упора. У пульта управления раскрытие ножей контролируют по показаниям амперметра и вольтметра и изменению уровня масла в баках. При максимальном диаметре уширения (3 м) ножи образуют с горизонтом угол в 40°, что обеспечивает сползание срезанного грунта во фрезу. Если в процессе открывания ножей буровой механизм держать на одном уровне, то уширение будет иметь кровлю в виде сферы; если же механизм постепенно опускать, то кровля уширения будет иметь вид параболоида.

Третий этап: разбуривание цилиндрической части; после полного раскрытия ножей буровой механизм постепенно опускают и получают цилиндрическую часть уширения. Фреза заполняется грунтом через каждые 20 см бурения.

Четвертый этап: при полностью раскрытых ножах тщательно очищают коническое основание уширенной части, а при закрытых ножах очищают забой.

Проверку формы уширения производят одним из следующих двух способов. Первый способ —- по показаниям приборов на пульте управления, так как при наличии препятствия или наплывшего грунта крутящий момент резко увеличивается. Приподнимая буровой механизм и продолжая его вращение, можно придать скважине правильную форму. Второй способ применяется перед бетонированием. Форма уширения проверяется при помощи специального приспособления, состоящего из восьми спиц, шарнирно закрепленных к низу бетонолитной трубы. Раскрытие спиц контролируется тягой, соединенной со спицами-распорками. Проверка формы уширения перед бетонированием обязательна, особенно ппи длительных пеоепывах. так как на дне скважины и в сферах уширенной части из глинистого раствора могут выпадать частицы грунта.

В несвязных грунтах скважины бурят при помощи долота в виде рыбьего хвоста с выдачей разбуренной породы эрлифтом. Разрыхленный грунт, подхваченный током глинистого раствора, устремляется во всасывающее отверстие, расположенное непосредственно над долотом. В твердых породах производительность буровой установки можно увеличить, если пригрузить буровую колонну. В мягких породах, наоборот, увеличения производительности установки можно достичь, если уменьшить давление долота на грунт и рационально использовать эрлифт. Максимальная производительность эрлифта может быть доведена до 80—100 м3/час. Насыщение пульпы зависит от разбуриваемых грунтов и для мелкозернистых песков достигает 20— 30%. В среднем производительность эрлифта не превышает 30— 50 мг/час, а содержание грунта в пульпе — 5—10%. Чтобы увеличить производительность эрлифта, рекомендуется повысить уровень глинистого раствора в скважине (для чего ставят дополнительную инвентарную трубу) и снизить уровень в пульпо-отводящей трубе. При выдаче грунта эрлифтом процесс образования уширенной части идет непрерывно, но по той же технологии, которая применяется для связных грунтов.

Бурение скважин установкой Щепотьева-Иванова. Буровая установка Щепотьева-Иванова предназначена для бурения скважин диаметром до 2,4 м и глубиной до 500 м в любых нескальных грунтах и в скальных породах средней прочности. Эта установка внедрена в СССР для бурения вентиляционных скважин в угольных разработках (1938 г.). Эту же установку с 1941 г. применяют для бурения шахтных стволов глубиной до 100 ж в Подмосковном угольном бассейне. В комплект буровой установки входят буровая вышка, буровая лебедка, редуктор с электродвигателями, ротор, талевая оснастка, квадратная штанга, вертлюг, колонна буровых труб, утяжелители, долота и грязевые насосы.

Скважины этой установкой пробуривают в следующей последовательности. На крюке талевого блока подвешивают буровую колонну с долотом, состоящую из буровых труб, утяжелителей, квадратной штанги и вертлюга. Буровая колонна вращается ротором. Разбуренная порода выносится на поверхность вместе с глинистым раствором, который из приемного колодца засасывается грязевым насосом и по трубопроводу и шлангу через ствол вертлюга нагнетается в буровую колонну. Из буровой колонны глинистый раствор выходит через промывочные отверстия долота, омывает забой и вместе с разбуренной породой поднимается по скважине к устью. Из устья раствор поступает на очистку для последующего использования. Буровую трубу по мере бурения наращивают. Для этого буровую mnoHHV поднимают на 7—8 м, отвертывают квадратную штангу, наращивают трубу и снова присоединяют квадратную штангу.

Скважины пробуривают в несколько приемов. Вначале бурят скважину диаметром 0,6 м, затем ее расширяют долотами последующих размеров — 0,9; 1,2; 1,5; 1,8; 2,1 и 2,4 м. Расширение скважины возможно одной или двумя ступенями долот (например 0,9 и 1,2; 1,5 и 1,8 и т. д.).

Чтобы обеспечить правильность направления при расширении скважины, привертывают долото предыдущего диаметра. Например, при расширении скважины диаметром 0,6 м до диаметра 1,2 м работают долотами 0,9 и 1,2 м, а снизу привертывают долото диаметром 0,6 м.

Первоначальное пробури-вание скважины диаметром 0,6 м производится для детальной разведки геологии скважины, уточнения условий ухода циркулирующего раствора и оценки возможности обвала неустойчивых пород и для достижения вертикальности скважины. При бурении скважины сразу на диаметр 0,9 м при тех же утяжелителях происходит отклонение от вертикали. В случае отклонения скважины диаметром 0,6 м от вертикали выправление производится простыми средствами.

В буровой установке Ще-потьева-Иванова применяют шарошечные долота (рис. 78). Полный комплект состоит из долот диаметром 0,6; 0,9; 1,2; 1,8; 2,1 и 2,4 м. В каждом долоте имеются по шести шарошек. Веса долот: d = 0,6 -м — 0,97 т; d = = 0,9 м — 2,28 г; d = 1,2 м — 2,58 т; d = 1,5 м — 3,21 т; d = = 1,8 м — 3,81 т; d = 2,1 м — 4,33 т; d = 2,4 м — 4,60 т.

При бурении применяют утяжелители, чтобы увеличить давление на забой. Их располагают на квадратной штанге. Утяжелители представляют собой литые цилиндрические болванки высотой 960 мм и диаметром 550 мм. Вес одного утяжелителя — 1,5 т. Одновременно может устанавливаться до 10 утяжелителей.

Рис. 5. Четырехступенчатое шарошечное долото (конструкции Иванова)

Достоинства буровой установки Щепотьева-Иванова — небольшой вес оборудования, простая технологическая схема бурения и небольшая энергоемкость; недостаток—небольшая скорость проходки скважин: механическая скорость бурения составляет от 0,5 до 0,3 м/час, коммерческая скорость бурения — 38—66 м в месяц.

Рис. 6. Общий вид буровой установки КШК-25: 1 — вышка; 2 — ковшовый бур; 3 — штанга

Бурение скважин агрегатом КШК-25. Копатель шахтных колодцев КШК предназначен для рытья колодцев диаметром 1,25 м и глубиной до 30 м в мягких и средних грунтах (плывуны, глина, песок и гравий небольших размеров).

КШК может быть применен для устройства свайных фундаментов. Он состоит из электродвигателя мощностью 30 л. е., редукторов, моторной лебедки, механизма вращения, буровой штанги и ковшового бура с выдвижными ножами. Агрегат смонтирован на двухосном прицепе. Конструкция бура позволяет устанавливать крепление скважины по мере углубления. Скорость бурения скважины составляет от 1 до 1,25 м/час.

Агрегат снабжен коробкой передач, которая позволяет получить четыре рабочие скорости; дополнительный редуктор удваивает скорость. При бурении используются две рабочие скорости: на первой скорости (8,3 об/мин) работают в тяжелых грунтах, на второй (17,5 об/мин) — в слабых грунтах. Управление всеми механизмами — сосредоточенное.

Вышка высотой 5,5 м шарнирно присоединена к прицепу при помощи кронштейнов и в транспортном положении укладывается горизонтально.

Рабочим органом агрегата является ковшовый бур, состоящий из цилиндрического корпуса диаметром 750 мм, штанги для передачи буру вращения, расширителей , которые срезают грунт с боковых стен скважины, и режущих ножей. Дно цилиндрического корпуса заканчивается усеченным конусом. На дне бура имеются два окна, куда поступает грунт, разрыхленный режущими ножами.

Бурение производится в следующей последовательности. При вращении штанги режущие ножи разрыхляют грунт, который поступает в окна корпуса. Одновременно расширители срезают грунт по верхнему краю цилиндра и сбрасывают его в цилиндр, т. е. наполнение цилиндра происходит снизу и сверху, при этом снизу поступает Vз, а сверху—% объема цилиндра. За один цикл бур проходит 16—17 см. Когда бур наполнится грунтом, вращение штанги прекращается, и ее поворачивают в обратную сторону на 0,5—1 оборот. При этом бур выходит из зацепления со штангой и может быть свободно поднят по ней тросом. При подъеме бура расширители складываются при помощи специального механизма. На поверхности бур раскрывают и освобождают от грунта. Транспортируется КШК в сцепе с автомобилем типа ЗИЛ-150. Бурильные трубы, бур и запасные части грузят в кузов автомобиля.

Рис. 7. Ковшовый бур КШК-25: 1 — корпус бура; 2 — штанга; 3 — расширитель; 4 — режущие ножи

Вес бурового агрегата — 5,4 т. Габаритные размеры — 2,14 X X 3,20 X 6,7 м.

Достоинства агрегата КШК—малый вес и простота работы; недостаток — невозможность бурения в галечных грунтах с содержанием валунов и в плотных грунтах.

КШК-25 впервые для строительства опор мостов применен в 1954 г. Опоры сооружены в суглинках с незначительным содержанием грунтовых вод на глубине 1,6—2,2 м. Для каждой опоры было пробурено 4—5 скважин без крепления стенок на глубину 4,5—5,5 м.

Бурение скважин реактивно-турбинным буром РТБ-2,07. Буровой агрегат РТБ разработан советскими инженерами Л. А. Иоанесяном, Г. И. Булах, М. Т. Гусман и др. в 1951 г. Агрегат РТБ предназначен для бурения скважин диаметром 2,07 м в любых грунтах. Он состоит из стандартного и специального оборудования. К стандартному оборудованию относятся: буровая вышка, кран-блок, талевый блок, подъемный крюк, буровая лебедка, редуктор, вертлюг, ротор, грязевые насосы (8 шт.), глиномешалки (2 шт.) и турбобуры. К специальному оборудованию относятся: квадратная штанга, буровая колонна и реактивно-турбинный бур. Главным элементом является реактивно-турбинный бур, состоящий из трех или четырех турбобуров.

Турбобуры соединены наверху распределительной головкой, а внизу траверсой. Каждый турбобур имеет диаметр 2070 мм, высоту 11,5 ж и вес 11,3 т.

Турбобуры представляют собой гидравлические многоступенчатые турбинные двигатели и служат для преобразования энергии потока глинистого раствора в механическую работу для разрушения породы долотами.

Основные характеристики каждого турбобура: максимальная мощность — 226 л. е.; коэффициент полезного действия — 0,53; устойчивый режим работы — в пределах от 450 до 950 об/мин; диаметр — 250 мм\ длина — 7725 мм\ вес — 2,2 т.

На нижних концах валов турбобуров закреплены долота, серийно выпускаемые заводами нефтяной промышленности.

Технологическая схема работы РТБ-2,07 следующая. Глинистый раствор четырьмя насосами засасывается из приемного колодца и по резиновым шлангам через вертлюг нагнетается в буровую колонну. Из буровой колонны глинистый раствор поступает в турбобуры и приводит во вращение их роторы. При этом в статорах турбобуров возникают реактивные моменты. Благодаря жесткой связи между статорами турбобуров, осуществляемой корпусом РТБ, реактивные моменты отдельных турбобуров складываются и вращают бур вокруг оси, совпадающей с осью скважины. Таким образом, РТБ с буровой колонной получает вращение за счет реактивных моментов, возникающих на турбобурах. При этом долота,.

разбуривая породу, вращаются вокруг собственной оси по часовой стрелке и вокруг оси бура против часовой стрелки, т. е, происходит планетарное вращение элементов агрегата.

Число оборотов РТБ составляет от 8 до 150 в минуту при Давлении на забой от 2 до 20 т. Глинистый раствор из турбобура поступает в скважину через промывочное отверстие в долоте и омывает забой и шарошки. Затем вместе с разбуренной породой он поднимается наверх и поступает в желоба. Помимо прямой промывки глинистым раствором, вынос разбуренной породы производится также эрлифтом, опущенным в скважину.

Рис. 8. Схема реактив-но-турбинного бура РТБ-2,07: 1 — турбобур; 2 — распределительная головка; 3 — штанга; 4 — долото

Рис. 9. Схема вращения турбобуров РТБ-2,07: 1, 2 и 3 — долота; 1 — сфера работы долота 1; II — сфера работы долот 2 и 3

При испытании РТБ были получены высокие скорости бурения в крепких породах —до 1,2 м/час. Достоинства этого агрегата — небольшой вес, высокая скорость проходки и максимальное использование серийного оборудования; недостаток — быстрый износ долота при бурении крепких пород.

Бурение скважины турбофрезой А. А. Гузеева. Турбофреза А. А. Гузеева предназначена для проходки в крепких породах скважин диаметром 1,2 м. Вспомогательное оборудование для турбо-фрезы аналогично оборудованию РТБ-2,07 и комплектуется из буровой вышки, буровой лебедки с редуктором и электродвигателями, ротора, талевой оснастки, вертлюга, буровой колонны, грязевых насосов и другого оборудования, применяемого для бурения нефтяных скважин.

Оригинальным в данном способе бурения скважин является турбофреза. Она состоит из статора, собранного из секций, которые насажены на горизонтальной пустотелой цилиндрической части, и турбинных лопаток. На статор турбо-фрезы надевается ротор. С внешней стороны на него посажены две коронки. При работе турбофрезы глинистый раствор из буровой колонны поступает в канал корпуса статора и, проходя через лопатки турбофрезы, приводит во вращение ротор. При вращении ротора турбофрезы вокруг горизонтальной оси производится разрушение породы коронками. Одновременно с вращением ротора турбофрезы вокруг горизонтальной оси вся турбофреза вращается вокруг вертикальной оси при помощи буровой колонны. При этом происходит разрушение породы по всей площади забоя. Глинистый раствор накачивают при давлении 50—70 атм объемом 180 л/сек. При этом скорость вращения ротора турбофрезы достигает 1000— 1200 об/мин. Вокруг вертикальной оси турбофреза вращается со скоростью 20 об/мин.

Рис. 10. Общий вид буровой установки для бурения скважины турбофрезой А. А. Гузеева: 1 — вышка; 2 — вертлюг; 3 — роторный стол; 4 — отстойник; 5 — насосная станция; 6 — приямок; 7 — виброгаситель; 8 — турбофреза

Бурение скважин установкой ТМ. Буровой агрегат ТМ относится к установкам колонкового бурения. Такой агрегат для бурения скважин диаметром 1,3 м (ТМ-1,3) разработан инженерами Р. Н. Ткаченко и С. И. Мильковицким в 1952 г. В буровом агрегате ТМ устранен ряд недостатков, имевшихся в других агрегатах колонкового бурения.

Рис. 11. Турбофреза А. А. Гузеева: 1 — буровая колонна; 2— статор; 3 — ротор; 4 — секции статора и турбинные лопатки; 5 — коронки; 6— канал в корпусе статора для нагнетания глинистого раствора

Существенными недостатками других агрегатов были следующие:
— сравнительно большой вращательный момент передается от привода, установленного на поверхности; поэтому с увеличением диаметра и глубины скважины необходимо увеличивать вес и размер буровой колонны и наземного оборудования;
— процесс бурения при проходке глубоких скважин чрезвычайно задерживается разборкой и сборкой буровой колонны при замене бурового инструмента;
— керн подрезают вручную или подрывают, извлекая специальным сменным устройством;
— необходим мощный водоотлив.

В буровом станке ТМ в основу положены новые принципы, и эти недостатки устранены.

Отличительные особенности буровой установки ТМ следующие:
— электродвигатель расположен в буре, что исключает необходимость применения привода с поверхности;
— буровой агрегат подвешен на канатах, что исключает необходимость применения буровой колонны, а реактивный момент, возникающий при бурении и подрезке керна, компенсируется непосредственно в скважине;
— смена затупленных резцов производится автоматически; циркуляция глинистого раствора внутренняя; вес установки небольшой.

Два агрегата ТМ-1,3 были испытаны в производственных условиях, причем получены положительные результаты.

Рис. 12. Общий вид буровой установки ТМ-1,3: 1 — ролики прицепного устройства; 2 — квадратный хвостовик; 3 — стабилизатор; 4 — корпус шламоуловителя; 5 — корпус цилиндра с электродвигателем; 6 — приспособление для разгрузки керна

В настоящее время разработана установка ТМ-2,3, предназначенная для бурения скважин диаметром 2,3 м. По конструкции она аналогична ТМ-1,3.

Установкой ТМ-2,3 скважины пробуривают по следующей технологической схеме. Буровой агрегат на канате опускают в скважину и закрепляют в ней при помощи стабилизатора, который состоит из четырех сегментов и расклинивается в скважине путем подъема клина, двигающегося по хвостовику. Затем включают двигатель, расположенный внутри агрегата, и производится бурение керна на глубину до 3 ж и его подрезка при помощи подрезных канатов. ПоЬле этого буровой агрегат с керном в буровом цилиндре поднимают на поверхность и разгружают буровой цилиндр. Буровой агрегат является основным узлом бурового станка. Он состоит из бурового цилиндра, электродвигателя с редуктором в герметическом корпусе, подвесного устройства, стабилизатора и насоса.

Буровой цилиндр предназначен для бурения и подрезки керна. Существуют буровые цилиндры резцовые (для бурения в плотных грунтах) и цанговые (для бурения в крепких скальных породах).

Резцовый буровой цилиндр состоит из наружного и внутреннего цилиндров из листовой 14-миллиметровой стали. Расстояние между цилиндрами — 40 мм. Цилиндр крепится к редукторам болтами на фланцах. Наверху цилиндра имеются отверстия, через которые поступает глинистый раствор. К нижней части наружного цилиндра прикреплена резцовая колонка.

В резцовом буровом цилиндре смонтировано 40 резцов, и которых одновременно в работе находятся восемь. По мере износа первых восьми резцов автоматически производится переход на резание следующими восемью резцами. Автоматическая смена резцов происходит до тех пор, пока не будут сработаны все 40 резцов. По мере затупления резца давление на него возрастает, и при давлении на резец 2 г предохранительная втулка разрывается, и резец входит в гнездо. В это время в работу вступает соседний резец, который при монтаже заглублен на 3,1 мм. Резцы расположены по четырем линиям резания при ширине одного резца 24 мм. Общая ширина зарубной щели равна 120 мм. Наружный диаметр зарубной щели — 2270 мм, внутренний —2030 мм.

Между наружными и внутренними цилиндрами расположены два подрезных каната диаметром 28 мм и длиной 3,7 м. На каждый канат надеты 14 подрезных звеньев и 32 втулки. Один конец каждого каната закреплен к внутреннему цилиндру, второй—к наружному.

При подрезке керна внутреннему цилиндру дают обратный ход, переключая электродвигатель.

В очень крепких породах применяется цанговый цилиндр. Отрыв керна при этом производится при помощи клиньев, расположенных наверху и внизу цилиндра. Этими же клиньями удерживается керн при подъеме его вместе с агрегатом на поверхность.

Цанговый цилиндр имеет высоту 4320 мм; наружный диаметр его 2270 мм и вес 10,8 т. Электродвигатель с редуктором встроены в герметический корпус. В цилиндре корпуса имеется шламоотстойник, куда выпадают частицы разбуренной породы. Электродвигатель для ТМ-2,3 имеет мощность 130 кет. Электродвигатель соединен с валом, через который передается вращение от двигателя к рабочему колесу.

Корпус редуктора является связующим звеном между редуктором и стабилизатором. Стабилизатор надевается на корпус редуктора и предназначен для расклинивания агрегата в скважине. Применяют стабилизаторы двух типов — клиновой и рычажный. В обоих типах стабилизатора при бурении керна корпус редуктора имеет возможность перемещаться внутри стабилизатора в вертикальном направлении.

В буровом станке ТМ-2,3 применяется так называемая местная промывка. При бурении керна электродвигатель бурового агрегата одновременно вращает буровой цилиндр и турбинку насоса, которая расположена на фланце редуктора. Всасывающее устройство турбинки насоса встроено в корпус редуктора и заканчивается выше бурового агрегата на 1 м. При вращении турбинки насоса глинистый раствор, находящийся в скважине,, засасывается, протекает через турбинку и нагнетается в буровой цилиндр, где он проходит между внутренним и наружным цилиндрами. Из бурового цилиндра глинистый раствор, протекая через промывочные отверстия, омывает буровые резцы и забой проходной щели и вместе с разбуренной породой поднимается вверх по кольцевому зазору между стенками бурового цилиндра и скважины. При выходе глинистого раствора выше бурового агрегата происходит резкое снижение скорости циркуляции раствора (до 10—20 раз), в результате чего частицы разбуренной породы выпадают и осаждаются в шламоотстойнике, а глинистый раствор снова засасывается турбинкой насоса, и цикл повторяется. По мере углубления скважины периодически добавляется глинистый раствор из резервной емкости. Уровень глинистого раствора в скважине должен быть на 1,0—1,5 м выше бурового агрегата.

Глинистый раствор в бурении скважин

При бурении скважин важную роль играет глинистый раствор.

Основные назначения глинистого раствора — удерживать стенки от обвалов, очищать забой от разбуренной породы и выносить ее на поверхность, предупреждать уход раствора в сильно трещиноватых и дренирующих породах за счет образования устойчивых глинистых корок; охлаждать долота во время бурения и передавать энергию от промывочных насосов к турбобуру.

Глинистый раствор состоит из воды и глины, которые образуют колоидно-суспензионный раствор. К глинистому раствору предъявляют особые требования. Чтобы приготовить его, применяют чистую воду, не содержащую солей. Наиболее пригодны для приготовления глинистого раствора бентонитовые глины, которые почти целиком состоят из коллоидного материала без-песка. Эти глины обладают высокой тиксотропией, т. е. раствор из этих глин загустевает как студень при состоянии покоя и снова превращается в подвижную массу при воздействии внешних сил. Бентонитовые глины в природе встречаются редко. Поэтому они заменяются местными глинами, удовлетворяющими определенным требованиям.

При недостаточном количестве коллоидных частиц раствор-образует толстую непрочную глинистую корку, а при достаточном количестве — тонкую прочную корку, т. е. лучше глинизирует стенки скважины. Чем тоньше и прочнее глинистая корка, тем меньшее количество воды уходит в окружающий скважину грунт, т. е. тем меньше водоотдача.

Водоотдача глинистого раствора определяется прибором ВМ-6 путем измерения количества воды в см3, прошедшей сквозь специальный фильтр на площади круга диаметром 75 мм под избыточным давлением 1 атм. Водоотдача глинистого раствора не должна превышать 10—15 см3 за 30 мин.

В глинистом растворе частицы выпадают в осадок, т. е. коагулируют. Коагуляция происходит главным образом под влиянием солей, кислот и щелочей и характеризуется количеством воды, выделяемой на поверхности глинистого раствора в течение суток, т. е. величиной суточного отстоя. Этот отстой измеряют в мерных цилиндрах и выражают в процентах от объема выделенной воды ко всему объему. Величина суточного отстоя не должна превышать 5%-

Глинистый раствор должен обладать стабильностью, т. е. все твердые частицы его должны в течение длительного времени находиться во взвешенном состоянии. Стабильность определяется как разность удельных весов верхней и нижней частей столба раствора после суточного отстоя. Эта разность не должна превышать 0,02—0,03. Определяют стабильность в цилиндре, который, в середине имеет спускной кран, позволяющий слить верхнюю половину раствора, не перемешивая ее с нижней.

Количество песка в глинистом растворе строго ограничивают: песок уменьшает содержание коллоидов, снижает вязкость раствора, способствует увеличению водоотдачи и образованию толстых корок на стенках скважины. Количество песка должно быть не более 2—4% от общего объема раствора и определяется при помощи металлического отстойника.

При изучении свойств глинистого раствора рекомендуется определять статическое напряжение сдвига, т.е. усилие, которое надо приложить к 1 см2 раствора, чтобы он начинал течь. Статическое напряжение сдвига измеряется в миллиграммах, отнесенных к 1 см2. Оно должно быть не более 30 мг/см2.

Благодаря структурообразованию, характеризуемому статическим, напряжением сдвига, глинистые растворы обладают способностью удерживать во взвешенном состоянии частицы большего удельного веса, чем сам раствор.

Рис. 13. Приборы для измерения содержания песка (а) и определения вязкости глинистого раствора (б): а—отстойник ОМ-1; б — вискозиметр СПВ-5; 1 — воронка вискозиметра; 2 — трубка с отверстием 5 мм; 3 — мерная кружка; 4 — сетка

Глинистый раствор должен обладать вязкостью, которая характеризует его удерживающую способность. Чем больше в растворе коллоидных частиц, тем больше вязкость раствора и тем более крупные частицы он может удерживать во взвешенном состоянии. Однако увеличение вязкости раствора снижает механическую скорость бурения. Оптимальной считается вязкость 17—23 сек. (вязкость чистой воды равна 15 сек.). Определяют вязкость стандартным полевым вискозиметром СПВ-5 (см. рис. 86), который представляет собой воронку с трубкой диаметром 5 мм на конце. Время истечения глинистого раствора объемом 500 см3 из воронки, выраженное в секундах, определяет вязкость раствора.

Удельный вес глинистого раствора должен быть 1,2— 1,4 г/м3. Его определяют ареометрами Михайлова или типа АГ-1, а также рычажными весами Линевского. Ареометры представляют собой мерный стакан с поплавками и шкалой для отсчета удельного веса.

Все приборы для исследования глинистого раствора входят в комплект полевой переносной лаборатории.

В процессе бурения свойства глинистого раствора изменяются, но их можно регулировать при помощи химических реагентов. Выбор того или другого химического реагента зависит от причин, вызывающих изменения свойств раствора. Эти причины устанавливаются лабораторным исследованием. Реагенты могут быть угле-щелочные или из сульфитно-спиртовой барды и др.

Каждый химический реагент изменяет один или несколько показателей глинистого раствора. Поэтому иногда применяют сразу несколько реагентов. Удельный вес глинистого раствора можно увеличить, если добавить в раствор утяжелители — измельченные порошки тяжелых природных минералов, или уменьшить, добавив высококоллоидальные глины.

Приготовляют глинистый раствор в глиномешалках, которые бывают одновальными и двухвальными с разной емкостью и производительностью. Выбор глиномешалки, а главное — ее производительности, зависит от скорости бурения. На строительстве моста через р. Иртыш применяли глиномешалки емкостью 4 м3 и производительностью до 3 м3/час. В последние годы начали применять высокопроизводительные и высокомеханизированные смесительные машины для приготовления цементного и глинистого растворов, используемых при креплении нефтяных скважин.

Производительность современных смесительных машин доходит до 1—2 м3/мин. Смесительные машины смонтированы на шасси автомобилей и состоят из закрытого бункера с люками на крыше, двух шнековых транспортеров и смесительного устройства. Шнеки машины приводятся во вращение от двигателя автомобиля. Смесительное устройство представляет собой гидравлический смеситель, снабженный регулятором удельного веса раствора.

Смесительные машины применяют там, где требуется большой объем глинистого раствора высокого качества. Их производительность в 15—20 раз выше производительности двухвальных глиномешалок.

Чтобы получить глинистый раствор высокого качества, требуется тщательное перемешивание. Время перемешивания зависит от качества глины и при большой емкости глиномешалок доходит до 1—2 час. Глинистый раствор из глиномешалки поступает в баки-сборники или резервуары.

При роторном бурении скважин суммарная емкость должна быть не меньше объема одной сваи. Из бака-сборника или резервуара глинистый раствор подается в скважину грязевым (буровым) насосом.

Для бурения скважин на большую глубину, а также для применения турбобуров, где напор глинистого раствора служит источником энергии, необходимой для вращения турбин, отечественная промышленность выпускает мощные буровые насосы.

Чтобы пробурить неглубокие скважины небольших размеров, можно применять низконапорные центробежные насосы с рабочим давлением 5 атм.

Глинистый раствор, двигаясь по скважине и омывая забои, смешивается с разбуренной породой и вытекает вместе с нею на поверхность. Этот раствор можно вновь использовать после его очистки от разбуренной породы и восстановления нужных свойств.

Очистка раствора от разбуренной породы происходит в желобах (лотках) и отстойниках, которые называются циркуляционной системой. В поперечном сечении желоб представляет собой корыто шириной 35—40 см, высотой 20—25 см и длиной: от 20 до 50 м. Чем длиннее желоб, тем лучше очищается глинистый раствор от разбуренной породы. Уклон желоба назначают не более 2%, скорость потока по нему составляет 0,1—0,2 м/сек-В желобах через каждые 2—4 м устанавливают перегородки высотой 10—15 см, чтобы снизить скорость потока. При выдаче разбуренной породы эрлифтом глинистый раствор с пульпой рекомендуется пропускать через сито-конвейер, где оседают крупные фракции, а затем подавать в желоба для очистки от более мелких фракций. Вместо сита-конвейера может быть применено вибросито — наклонная рама с натянутой на нее металлической сеткой.

Глинистый раствор, очищенный от частиц грунта, возвращается в приямок или отстойник. Качество глины систематически? контролируется лабораторией.

Глинистый раствор, как было указано выше, применяют длят выдачи разбуренной породы прямой, обратной и л я смешанной промывкой.

При прямой промывке глинистый раствор грязевымг насосом нагнетается в буровую колонну. Выходя из нее, ore омывает долото и забой и вместе с разбуренной породой поднимается вверх по кольцевому зазору между поверхностью скважины и буровой колонной. Глинистый раствор с разбуренной, породой очищается в отстойниках и поступает в баки-сборники, ш процесс повторяется.

Достоинство прямой промывки — хорошая омываемость глинистым раствором долота и забоя; недостаток — малая скорость выходящего потока при бурении стволов большого диаметра.

При обратной промывке глинистый раствор самотеком поступает в ствол скважины, движется вниз, омывает забой и вместе с разбуренной породой направляется через смеситель эрлифта в буровую колонну, т. е. вынос разбуренной породы: производится при помощи сжатого воздуха.

Достоинство обратной промывки — большая скорость восходящего потока, так как раствор поднимается по трубе небольшого диаметра; недостаток — плохая омываемость забоя и долота.

При смешанной промывке прямая и обратная промывка применяются вместе. Это достигается путем применения двухрядной; буровой колонны и пульпоотводящего устройства. Эффективность работы такой установки еще не изучена.

бетонирование скважин под глинистым раствором

После окончания бурения скважины и извлечения бурового» агрегата приступают к формированию ствола сваи. Все работы производят под глинистым раствором. Сваи могут быть монолитными с установкой арматурного каркаса или сборными из железобетонных оболочек с последующим заполнением внутренней полости бетонной смесью. В последнем случае можно устанавливать дополнительный арматурный каркас, но не по всей длине сваи, а только на ее части, определяемой длиной изгиба сваи. Эту глубину назначают равной (7—9) d от дна реки с учетом местного размыва, где d — диаметр сваи.

По длине арматурные каркасы могут быть цельными или составными из отдельных секций, стыкуемых по мере опускания в скважину. В первом случае могут встретиться трудности обеспечения устойчивости каркаса прн транспортировании и монтаже. Правильность положения арматурного каркаса в плане фиксируется направляющими в виде брусков. Оболочки опускают без направляющих, причем диаметр оболочек назначают на 2— 3 см меньше, чем диаметр скважины.

Железобетонные оболочки следует применять как несущий элемент сваи. Высокая прочность железобетонных оболочек, изготовляемых в заводских и полигонных условиях, а также возможность контроля их качества делают особенно целесообразным их применение при устройстве свайных фундаментов в виде высоких ростверков.

Железобетонные оболочки могут быть установлены на полную длину сваи или на части длины.

Бетонирование под глинистым раствором впервые предложено советскими учеными в 1950 г. Опытные работы по устройству буровой сваи под глинистым раствором были проведены в 1950—1951 гг. При этом была разработана технология бурения и «бетонирования скважин, а также исследовано качество бетона, уложенного под глинистым раствором. Бетонирование производили по обычной технологии методом ВПТ — вертикально-подъемной трубы.

Исследования качества бетона показали, что прочность его не уступает прочности обычного бетона. В бетоне не обнаружено ни примесей, ни прослоек глинистого раствора. Установлено, что получается плотный контакт бетона с окружающим грунтом без глинистой прослойки. Бетон хорошо заполняет все неровности на стенках скважин, в том числе искусственно сделанные впадины. Эти опыты были повторены в 1953—1954 гг. при строительстве моста через р. Иртыш.

Научно-исследовательский институт оснований и фундаментов проводил специальные исследования, чтобы определить величины сил трения грунта о стенки ствола сваи, сооруженной под глинистым раствором, на строительной площадке моста через р. Цну в 1959 г. Результаты этих исследований показали, что глинистая «корка» не влияет на величину силы трения.

При бетонировании под глинистым раствором необходимо выполнять некоторые требования. Перед бетонированием необ-холимо тщательно очистить забой. В случае вынужденного перерыва в бетонировании на срок, больший срока начала схватывания бетонной смеси, требуется тщательная очистка поверхности уложенного бетона. Глубина погружения низа бетоно-литной трубы в толщу бетонной смеси должна быть несколько больше, чем при бетонировании под водяным столбом. При бетонировании ствола сваи по методу вертикально-подъемной трубы сверху оседает глинистый раствор. При этом участок сваи, загрязненный глинистым раствором, должен быть удален. В остальном технология бетонирования под глинистым раствором не отличается от технологии бетонирования под столбом воды.

Влияние глинистого раствора на сцепление бетона с арматурой проверено на строительстве моста через р. Иртыш. Для этого были изготовлены две серии балок, изготовленных насухо обычным путем и в глинистом растворе. Балки в глинистом растворе были изготовлены по методу вертикально-подъемной трубы. Поверхность этих двух серий балок и средняя1 прочность при сжатии контрольных образцов были одинаковы…

Испытание балок на изгиб показало, что трещины в растянутой зоне появились при одной и той же нагрузке. Но прш осмотре арматуры балок, изготовленных в глинистом растворе;, обнаружена тончайшая пленка глинистого раствора на поверхности арматуры, а отрыв арматуры от бетона происходил по поверхностям контакта бетона и арматуры. В балках, изготовленных насухо, отрыв арматуры от бетона происходил по бетону. Однако на основе испытаний балок все же можно утверждать, что при армировании ствола буровых свай, устраиваемых под глинистым раствором, стержнями периодического профиля обеспечивается надежная связь бетона с арматурой.

примеры строительства фундаментов на буровых сваях

При строительстве моста через р. Иртыш буровые сваи ЦНИИС с уширенным основанием применены в пяти опорах. По первоначальному проекту все опоры моста были запроектированы на винтовых сваях с диаметром ствола 60 см и диаметром лопасти 171 см. В качестве опыта на одной береговой опоре эти сваи были заменены буровыми. На этой же опоре предусматривалось соорудить четыре опытные сваи, чтобы отработать технологию изготовления как вертикальных, так и наклонных свай, а также чтобы установить несущую способность свай под статической нагрузкой. Все сваи имели диаметр ствола 127 см и диаметр уширения 300 см.

Предпосылкой для внедрения буровых свай с уширенным основанием на этом мосту явились положительные результаты, полученные в 1953—1954 гг. при устройстве двух опытных буровых свай с уширенным основанием по предложению проф.

Е. А. Хлебникова. Опытные сваи имели диаметр 78 и 90 см и диаметр уширения 300 см. Эти сваи сооружены в песчаном грунте при бурении скважины долотом типа рыбьего хвоста. Длина сваи— около 7 м.

Рис. 14. Схема береговой опоры: 1 — пластичные и тугопластичные суглинки; 2 — супеси; 3 — опытные сваи

После бетонирования ствола свай одну из них откопали и’ извлекли на поверхность. Было установлено, что форма и размер ствола и уширенной части соответствуют теоретическим;
качество бетона хорошее, без следов глинистых частиц, и его прочность соответствует заданной марке бетона.

Геологические условия места строительства опытной опоры — мягкопластичные и тугопластичные суглинки переслаиваются менее мощными слоями тонкозернистых супесей, а более плотные супеси с прослойками мелких песков залегают на глубине около 20 м. Концы сваи были доведены до кровли этих грунтов.

Глинистые грунты затрудняли выбор типа долОта. Долото в виде рыбьего хвоста с выдачей грунта эрлифтом, хорошо зарекомендовавшее себя в песчаных грунтах, оказалось непригодным для разработки глинистых грунтов. Оно образовывало «сальник», а отверстие всасывающей камеры забивалось кусками глины. Поэтому вместо долота была разработана оригинальная конструкция фрезы-бура. Перед началом бурения в месте расположения сваи выкапывали яму на глубину 0,8 м, чтобы установить в ней металлический патрубок, наклон которого совпадал с наклоном сваи. Патрубок защищал устье скважины от обвала и служил направляющей для долота. При бурении наклонных скважин буровую колонну снабжали направляющими цилиндрической формы, диаметр которых равнялся диаметру скважины. Чтобы защитить скважину от повреждения, концы направляющих делали со скосами в виде усеченного конуса.

Глину завозили из местного карьера. Максимальный запас глины составлял 15 м3. Глина в кубле объемом 0,3 м3 подавалась в глиномешалку краном «Пионер». Воду накачивали насосом. Двухвальная глиномешалка емкостью 4 м3 могла производить до 3 м3 раствора в час. Она работала от электромотора мощностью 20 кет. Чтобы ускорить процесс получения раствора, крупные комья глины раздробляли и замачивали на сутки в воде. Готовый глинистый раствор из глиномешалки сливали через нижнее спускное отверстие с рычажным клапаном в баки-сборники, которых было три. Каждый бак имел объем 5 м3. Между собой баки соединяли патрубками с фланцами. Глинистый раствор подавался в скважину грязевым насосом производительностью 50 м3/час. Для нагнетания масла в гидравлический цилиндр и для открывания и закрывания ножей применялся поршневой масляный насос производительностью 2—3 л в минуту с рабочим давлением 100—150 ати. Схема строительной площадки показана на рис. 88.

Изготовление свай велось непрерывно в три смены. Смена обслуживалась звеном из четырех человек (один машинист копра и бурового механизма и трое рабочих). Между окончанием бурения и началом бетонирования допускался перерыв не более 6 час. При более длительном перерыве на дне скважины оседали мелкие частицы грунта, что особенно нежелательно в уширенной части сваи.

После окончания бурения скважины буровую колонну с механизмами поднимали наверх и устанавливали в запасную скважину, пробуренную специально для этой цели, так как укладка бурового оборудования в горизонтальное положение и подъемка его связаны с большими трудностями.

Рис. 15. Схема строительной плошадки: 1 — компрессор; 2 — сиго-конвейер; 3 —- грязевой насос; 4 — баки-сборники; 5 — электромотор; в — глиномешалка; 7 — лотки; 8 — кран; 9 — глина

Рис. 16. Схема речной опоры: 1 — линия максимального возможного размыва

Площадку с ротором и (наголовник (вертлюг) поднимали в крайнее верхнее положение и закрепляли к стреле копра. Затем устанавливали арматурный каркас длиной около 20 м. Диаметр арматурного каркаса назначали на 20 см меньше диаметра ствола сваи, т. е. принимали толщину защитного слоя 10 см. Этим учитывали наличие глинистой «корки» на стенках скважины. Арматурный каркас имел три направляющих бруска сечением 5X10 см. Для вертикальных свай их ставили на одинаковых расстояниях по периметру каркаса, а для наклонных свай два бруска ставили на сбли женном расстоянии, чтобы они служили полозьями при опуска нии каркаса в скважину.

Бетонолитную трубу устанавливали сразу на полную длину сваи. Бетонная смесь имела осадку конуса 18—20 см\ расход цемента составил около 400 кг/м3. В процессе бетонирования глинистый раствор откачивали из скважины в баки-сборники. Заглубление бетонолитной трубы в толщу бетонной смеси контролировали путем замера расстояния до верха смеси. Чтобы предотвратить прорыв глинистого раствора, трубу погружали в -бетонную смесь на глубину около 2,5 м. Бетонолитная трубч имела направляющую бочкообразной формы и специальные салазки из уголков для опускания в наклонные скважины. Перерыв в бетонировании допускался не более срока схватывания цемента.

Отработка технологии бурения и бетонирования опытных свай показала, что применение буровых свай на данном строительстве, несмотря на сравнительно неблагоприятные геологические условия, не только возможно, но и технико-экономически оправдано. Эти выводы окончательно подтвердились результатами испытания опытных свай под статической нагрузкой. Сваи были испытаны после сооружения всей опоры с использованием рабочих свай как анкерных. Для испытаний применили батареи домкратов грузоподъемностью 200 и 500 т. Давление на сваю передавалось через рельсовый пакет. Голова сваи была усиленд железобетонной подушкой 1,6 X 1,6 X 1,6 м. Испытательная нагрузка была доведена до 1600 г, и при этом не была получена критическая нагрузка.

Рис. 17. Общий вид моста

После завершения строительства береговой опоры было решено остальные четыре опоры также соорудить на буровых сваях вместо винтовых. Одну опору соорудили на сухой пойме, вторую — вблизи от уреза с намытого полуостровка, третью и четвертую — в реке на искусственных островках. Глубина воды доходила до 8 м. Работы производили по описанной выше технологии тем же оборудованием.

В зимнее время глинистое хозяйство содержали в каркасно-засыпном тепляке и обогревали паром, который подводили к глиномешалке и к бакам-сборникам. Температура глинистого раствора, закачиваемого в скважину, была не ниже плюс 10— 15 °С. Чтобы избежать охлаждения глинистого раствора, поступающего на поверхность из скважины, устье ее утепляли деревянной отепленной крышкой. Температура бетонной смеси при укладке в воронку трубы была не ниже +15 °С.

Состав звена при бурении и бетонировании скважины — 5 человек. Расход глины —0,1 м3 на 1 м3 объема сваи. Максимальная потребная мощность определялась из условия одновременной работы копра (40 кет), бурового механизма (28 кет) и глиномешалки (20 кет) и с учетом пускового момента равнялась 200 кет. в Абиджане (Южная Африка)

Опыт строительства опор этого моста показал высокую технико-экономическую эффективность применения буровых свай с уширенным основанием.

Опоры моста в Абиджане (Африка) построены на сваях «Беното». Мост совмещенный, имеет длину 372 м и состоит из восьми пролетов по 46,5 м (рис. 90).

Все промежуточные фундаменты опор моста запроектированы в виде высоких свайных ростверков, каждый на восьми сваях диаметром 1,35 м — четырех наклонных (с наклоном 6:1) и четырех вертикальных.

Русло реки сложено мощным слоем илистых грунтов толщиной от 20 до 60 м. Ниже залегает плотный песок с гравием, в котором и были заложены подошвы свай. Скважины бурили установкой «Беното» стандартным оборудованием. Обсадная труба имела старую конструкцию, т. е. секции трубы длиной по 6 м стыковали сваркой. Диаметр трубы составлял Г,5 м, а толщина стенки 12 мм. При стыковании секций трубы сваркой не требовались трубы с двойной стенкой. Скважины бурили с плавучих средств со скоростью в среднем 0,9— 1 м!час.

Метод бурения скважин на этом строительстве мало отличался от методов, применявшихся на других стройках. Заслуживает внимания применение готовых секций железобетонных оболочек и их стыкование. В скважину, заполненную водой, до извлечения обсадной трубы опускали секции оболочек диаметром 1,35 м. Нижняя секция имела закрытое дно, чтобы придать плавучесть опускаемым элементам. Внутреннюю полость оболочек для их погружения наполняли водой. Секции оболочки имели длину 5 м, за исключением верхних, которые были длиной по 2 м, чтобы облегчить набор нужной длины свай. Секции оболочек по мере их опускания объединяли следующим образом. Каждая секция на концах имела выступающие внутрь фланцы с отверстиями для пропуска тяжей. Тяжи имели на одном конце нарезку, а на другом — головку с внутренним отверстием с нарезкой. После установки объединяемого звена ставили тяжи. Концы тяжей после натяжения гайками выступали на 4—5 см над их головками. На выступающие части этих тяжей навинчивали головки следующих. После того как все секции оболочек были объединены и опущены на дно скважины, обсадную трубу извлекали. Пространство между наружной поверхностью оболочек и грунтом после извлечения обсадной трубы на нижнем участке сваи длиной 10 м заполняли цементным раствором, чтобы увеличить диаметр свай до 1,5 м. Для этого две нижние секции сваи были снабжены трубками для нагнетания в них цементного раствора. Внутреннюю полость оболочек заполняли бетонной смесью обычным способом при помощи бетонолитной трубы. На сооружение одной сваи было затрачено в среднем 100—120 час. Головы свай объединяли ростверком, верх которого располагался несколько выше уровня воды.

Рис. 18. Деталь объединения секций оболочек: 1.2 и 3 — секции оболочки; 4 — гайки; 5 — тяжи; 6 — головка тяжа


Читать далее:
Выбор вида свай и оболочек
Проектирование фундаментов глубокого заложения
Конструкция винтовых сваи
Бурение скважин станками ударно-канатного бурения
Способы бурения скважин
Виды буровых свай
Примеры строительства фундаментов на железобетонных оболочках
Устройство уширенного основания оболочек
Бетонирование полости оболочек
Направляющие устройства и извлечение грунта из внутренней полости оболочек



Ваш отзыв


 



Главная