БУРОВОЙ ШНЕК

Полезная модель относится к строительству, а именно к буровым шнекам, используемым преимущественно для бурения скважин при инъекционном закреплении грунтов в основании зданий и сооружений и обустройстве буроинъекционных свайных фундаментов.
Известен буровой шнек, содержащий широкую винтовую спираль и трубу с, жестко присоединенными к ее концам, замковыми соединениями (Рис.38. Вращательное шнековое бурение геологоразведочных скважин / Д.Н.Башкатов, Ю.А.Олоновский. - М.: Недра, 1968. - С.91-92).
Данный буровой шнек имеет достаточный объем межвиткового пространства, что обеспечивает хорошую выдачную способность шнека и его высокую производительность.
Недостаток данного бурового шнека при бурении скважин для инъекционного закрепления грунтов в основании зданий и сооружений и обустройстве буроинъекционных свайных фундаментов, напротив, заключается в значительном объеме разрушенного грунта, выдаваемого на поверхность из закрепляемого массива, что негативно сказывается на прочностных характеристиках всего массива.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является буровой шнек, содержащий узкую винтовую спираль и трубу с, жестко присоединенными к ее концам, замковыми соединениями. (Шнеки для буроинъекционных свай www.s-b-t.ru) Указанный буровой шнек имеет уменьшенный объем межвиткового пространства, за счет уменьшения ширины винтовой спирали (и-или, соответственно, увеличения диаметра трубы), что уменьшает объемы разрушенного грунта, выдаваемого на поверхность при бурении скважин для инъекционного закрепления грунтов в основании зданий и сооружений и тем самым снижает негативное влияние процесса шнекового бурения на прочностные характеристики закрепляемого массива.
Недостаток данного технического решения при эксплуатации в осложненных условиях (липкие и влажные грунты) заключается в низкой производительности в связи с тем, что уменьшение межвиткового пространства бурового шнека в данных условиях приводит к образованию сальников в межвитковом пространстве шнека, вследствие значительных сил трения при защемлении липкого грунта между поверхностями узкой винтовой спирали и наружной поверхностью трубы. В таких условиях процесс бурения прекращается, практически даже при заполнении (прихвате) всего лишь нескольких витков винтовой спирали бурового шнека.
Полезная модель направлена на повышение производительности бурового шнека при бурении скважин в осложненных условиях для инъекционного закрепления грунтов и обустройства буроинъекционных свайных фундаментов, которое достигается за счет того, что в буровом шнеке, содержащим узкую винтовую спираль и трубу с, жестко присоединенными к ее концам, замковыми соединениями, в межвитковом пространстве шнека, по всей наружной поверхности трубы, закреплена непрерывная полимерная противоналипающая футировочная лента, ширина которой равна шагу винтовой спирали, при этом начало и конец непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты содержит съемные упоры, размещенные на замковых соединениях бурового шнека. Причем, при закреплении непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты на толстостенной трубе используются дюбели впотай с пробками, ввинчиваемые в глухие отверстия на трубе. А при закреплении непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты на тонкостенной трубе используется клей.
На фиг.1 показан общий вид бурового шнека; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1.
Буровой шнек содержит узкую винтовую спираль 1 и трубу 2 с, жестко присоединенными к ее концам, замковыми соединениями 3. В межвитковом пространстве бурового шнека, по всей наружной поверхности трубы 2, закреплена непрерывная полимерная противоналипающая футировочная лента 4, ширина которой равна шагу узкой винтовой спирали 1, при этом начало и конец непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты 4 связаны со съемными упорами 5, имеющими равную с ними толщину, и размещенными на замковых соединениях 3 бурового шнека. Выполнение полимерной противоналипающающей футировочной ленты 4 непрерывной обеспечивает беспрепятственное движение липкого и влажного грунта по межвитковому пространству бурового шнека. При этом непрерывная полимерная противоналипающая футировочная лента может быть отформована и собрана из отдельных элементов. Наличие съемных упоров 5 с толщиной, равной толщине концов непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты 4 предохраняет острые кромки торцов ленты от механических повреждений труднобуримыми включениями бурового шлама. Защита же боковых сторон непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты 4 обеспечивается поверхностями винтовой спирали 1, т.к., ширина данной ленты равна шагу винтовой спирали 1. Выполнение упоров 5 съемными (например при помощи дюбелей впотай) позволяет их заменять по мере износа и облегчает монтаж непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты 4 (навинчивание на трубу). При этом размещение съемных упоров 5 именно на замковых соединениях 3, конструктивно имеющих, как правило, существенно утолщенные стенки, позволяет использовать крепление последних впотай при помощи дюбелей или других крепежных элементов.
Аналогично, при закреплении непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты 4 на толстостенной трубе 2 используются дюбели 6 впотай с пробками 7, ввинчиваемые в небольшие глухие отверстия на трубе 2. При этом, пробки 7 могут закрепляться в противоналипающающей футировочной ленте 4 с помощью клея или специальной сварки. А при закреплении непрерывной полимерной противоналипающающей футировочной ленты 4 на тонкостенной трубе 2 используется клей.
Предлагаемый буровой шнек работает следующим образом.
Бурение производят с помощью буровой установки буровым шнеком, оснащенным буровым наконечником (не показан), на который передают рабочие нагрузки: осевое усилие подачи и крутящий момент. По мере углубления скважины срезанный буровым наконечником липкий и влажный грунт в виде шлама поступает в межвитковое пространство бурового шнека, конструктивно и технологически суженное для ограничения выноса грунта из закрепляемого массива, однако образования сальников в этом пространстве не происходит вследствие того, что непрерывная полимерная противоналипающая футировочная лента 4 обладает известными свойствами гидрофобности и низким коэффициентом трения. При этом, в связи с повышенным давлением подпора бурового шлама в межвитковом пространстве бурового шнека на сложных грунтах, износ шнека будет незначительным, т.к., непрерывная полимерная противоналипающая футировочная лента 4 обладает достаточной износо-и ударопрочностью. (Кузнецов В.Г., Кузнецов И.П. Повышение технологических возможностей использования строительного оборудования при работе с липкими грунтами // Строительные и дорожные машины, 2003, - с.11-15.)
Таким образом, выполнение бурового шнека с узкой винтовой спиралью, указанным образом, позволяет существенно повысить производительность бурения скважин для инъекционного закрепления липких и влажных грунтов и обустройства буроинъекционных свайных фундаментов, за счет снижения возможности образования сальников в межвитковом пространстве бурового шнека.