Разработка грунта бурением

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

Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин.

Шпуры —это цилиндрические выработки диаметром до 75 мм и глубиной до 5м. 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 осуществляют двумя методами: 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.

Разработка грунта взрывом

Взрывным способом в основном рыхлят скальные породы с последующей их разработкой землеройными машинами и скалоуборочными механизмами. С помощью взрывов возводят земляные насыпи и перемычки, устраивают (на выброс) выемки для котлова­нов, дорог и т. п. Взрывным способом дробят мерзлые грунты, валуны, валят деревья, корчуют пни, уплотняют грунты и др.

Применение взрыва для созидательных целей основано на ис­пользовании энергии избыточного давления газов, образующихся практически мгновенно при химических превращениях взрывчатых веществ.

Разработка грунта бестраншейным методом

В обычных условиях для прокладки трубопроводов, прокладки коммунальных и транспортных туннелей и т. п. отрывают траншею.

Иногда отрыть траншею не представляется возможным, напри­мер при пересечении трассой трубопровода транспортной магист­рали с интенсивным движением, которое невозможно прервать даже на относительно короткий срок. В этих условиях прибегают к так называемому бестраншейному (закрытому) методу разработки грун­та.

Бестраншейный метод предусматривает устройство подземных выработок непосредственно в грунте, т. е. без его вскрытия. Бес­траншейный метод реализуется в основном способами прокола, продавливания и горизонтального бурения.

Прокол —образование отверстий за счет радиального уплот­нения грунта при вдавливании в него трубы с коническим нако­нечником, приваренным к ее торцу Установка состоит из гидравлического домкрата с ходом поршня 150 мм, шомпола, вставленного в трубу, который передает усилие домкрата на трубу.

Метод допускает прокалывание в хорошо сжимаемых грунтах отверстия для труб диамефом 100...400 мм на глубине более 3м при длине проходки до 60 м. В малосжимаемых грунтах (песок, супесь) для обеспечения устой­чивости стенок допол­нительно к горизонталь­ному усилию необходимо применять поперечное и вибрационное воздейст­вие, что позволяет полу­чать отверстия диамет­ром до 300 мм. Произво­дительность проходки 1,5...2м/ч.

Продавливание при­меняют для прокладки стальных труб диаметром 500... 1800 мм и длиной до 80 м. Трубы используют часто как футляры для размещения в них основных трубопроводов. Скорость проходки не превышает 3 м в смену.

Бурение применяют для прокладки в глинистых грунтах трубоп­роводов диаметром 800... 1000 мм на длину 80... 100 м. Конец трубы снабжают режущей коронкой увеличенного диаметра, труба при­водится во вращение от мотора, установленного на бровке кот­лована. Поступательное движение трубы обеспечивается реечным домкратом с упором в заднюю стенку котлована.. Производительность проходки 4...5 м/ч.