БУРОВОЙ СТАВ

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к полым проходным шнекам для устройства буроинъекционных свай.
Известен буровой став(1), выполненный в виде колонны, состоящей из соединенных между собой полых герметичных шнеков, при этом головной шнек снабжен буровым наконечником и сдвижным золотником с окном для закачки бетона в скважину. С помощью данного устройства можно создать избыточное давление (не превышающее 0,1-0,2 МПА), при закачке бетона в скважину с целью уплотнения грунта в скважине. При бурении скважины происходит вынос грунта на поверхность земли, что приводит к ослаблению массива грунта в месте бурения, оплывания грунта в пробуренную полость скважины, релаксация природного напряженного состояния в массиве грунта и аварийным осадкам укрепляемых фундаментов и соседних зданий. Данная конструкция бурового става позволяет создать избыточное давление в массиве грунта, не превышающее сопротивление грунтовой пробки, образующейся выше сдвижного золотника. Поскольку грунт в грунтовой пробке имеет разрушенную структуру, то он не способен оказывать сопротивление выдавливанию выше 0,1-0,2 МПА, что недостаточно для восстановления первоначального напряженно-деформированного состояния в массиве грунта, существующего в нем до бурения скважины обычной глубины 15-20 метров, при котором первоначальное давление составляет 0,3-0,5 МПА. Тогда для восстановления первоначального давления в массиве и компенсации релаксации напряжений необходимо создать давление нагнетаемого бетона не менее 0,3-0,5 МПА.
Техническая задача полезной модели заключается в создании конструкции бурового става способного создавать давление нагнетаемого бетона достаточное для восстановления первоначального давления в массиве грунта и компенсации релаксации природных напряжений.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
В буровом ставе, выполненном в виде колонны, состоящей из набора последовательно соединенных между собой полых герметичных шнеков, при этом первый головной шнек снабжен буровым наконечником и сдвижным золотником с окном для закачки бетона в скважину, согласно полезной модели, между первым головным шнеком и последующими шнеками установлен полый утолщенный герметичный шнек, имеющий диаметр не менее чем на 20% больше по сравнению с первым головным шнеком и последующими шнеками колонны, при этом длина и диаметр утолщенного шнека зависит от грунтовых условий и определяется расчетным путем.
Благодаря такой конструкции бурового става при бурении скважины до заданной глубины и закачки бетона в скважину происходит формирование уплотненной грунтовой пробки между утолщенным шнеком и последующими шнеками. Это происходит за счет разности скоростей поступления грунта в суженной и обычной частях промежутков между стенкой скважины и колонной бурового става.
Полезная модель поясняется чертежом.
Буровой став состоит из набора последовательно соединенных между собой полых герметичных шнеков: первого головного шнека (1), снабженного буровым наконечником и сдвижным золотником с окном для закачки бетона (на чертеже не обозначено), утолщенного полого герметичного шнека (2) и последующих шнеков (3).
Бурение скважин с помощью предложенного бурового става производят до заданной глубины с вращением по часовой стрелке. Затем производят обратное вращение бурового става с одновременным его подъемом на высоту одной секции шнека. При этом происходит открытие окна сдвижного золотника в первом головном шнеке (1) для закачки бетона в скважину. Одновременно происходит формирование уплотненной грунтовой пробки между шнеками (2) и (3). Формирование грунтовой пробки происходит за счет разности скоростей поступления грунта в суженной полости (4) и обычной полости (5). Полости (4) и (5), образованы между стенкой скважины и буровым ставом. Уплотнение грунта в грунтовой пробке позволяет увеличить давление опрессовки в бетоне для восстановления первоначального напряженного состояния массива грунта, существующем до бурения скважины и компенсации релаксации напряжений. Избыточное давление может быть повышено в данном случае до 0,5 МПА. Закачку бетона производят без вращения бурового става с одновременным его подъемом.
Источники информации:
Каталог «Современная буровая техника» ЗАО НПЦ, прототип, (прилагается).