Потребность в материально-технических ресурсах

Машины для бурения скважин.

8.1.1 Буронабивные сваи устраиваются комплектами специального оборудования, которое предусматривает наибольшую механизацию работ, обеспечивает проходку как слабых, так и очень плотных, твердых прослоек грунта независимо от наличия грунтовых вод. При сооружении фундаментов из буронабивных свай одной из основных операций является бурение скважин.

Для бурения скважин в зависимости от их диаметра, глубины и свойств грунтов следует использовать универсальные отечественные и зарубежные буровые агрегаты роторного, ударного или шнекового типа, имеющие высокую производительность и позволяющие помимо бурения скважин производить установку армокаркасов, опускание готовых элементов или бетонирование набивных свай, а также извлечение обсадных труб.

8.1.2 Основными машинами, используемыми для устройства ограждений из буронабивных свай, являются бурильные и бурильно-крановые машины

8.1.3 Основными параметрами, обусловливаемыми назначением и определяющими мощность привода, конструкцию и массу бурильных машин, являются глубина бурения и диаметр скважины.

8.1.4 Машины, имеющие грузоподъемное оборудование для подъема и установки в скважину опор, столбов, свай и армокаркасов, называются бурильно-крановыми. Эти машины можно применять в талых и мерзлых грунтах I - IV категорий, не содержащих крупных твердых включений: камней, валунов, строительных отходов.

8.1.5 В зависимости от глубины бурения и массы бурильные машины условно подразделяют на: легкие - с глубиной бурения до 5 м; средние - с глубиной бурения до 20 м; тяжелые - с глубиной бурения свыше 20 м.

8.1.6 Бурильные машины также различают:

по способу приложения силовой нагрузки: вращательного, ударного и ударно-вращательного действия;

по способу удаления разрушенного грунта из забоя скважин.

с периодическим или цикличным удалением грунта (с помощью лопастных, короткошнековых, керновых и ковшовых буров при вращательном бурении; грейферов и желонок - при ударном бурении);

с непрерывным удалением грунта (шнеком, потоком сжатого воздуха или промывочной жидкостью);

по типу привода исполнительных механизмов: с механическим, гидравлическим и электрическим приводом;

по типу несущего шасси машины могут быть смонтированы на базе автомобилей, тракторов, экскаваторов, стреловых кранов, а также на спецшасси.

8.1.7 В таблице 5 настоящей работы приведены технические характеристики средних и тяжелых бурильных машин.

8.1.8 Средние и тяжелые бурильные и бурильно - крановые машины применяют главным образом в фундаментостроении. Их изготавливают на базе автомобилей повышенной грузоподъемности, экскаваторов, гусеничных и пневмоколесных кранов.

8.1.9 Средние и тяжелые машины комплектуют набором бурильного инструмента, показанного на рисунке 14, основными видами которого являются шнековый и ковшовый буры, оснащаемые также резцами и забурником. Бурение шнековым буром, в зависимости от конструкции машины и глубины скважины, может осуществляться как непрерывно на всю глубину скважины, так и циклично в грунтах, устойчивых к обрушению. Ковшовый бур и грейфер применяют преимущественно в сыпучих грунтах при бурении с использованием обсадных труб. Конструкция ковшового бура предусматривает возможность разгрузки путем механического открытия днища.

Вид применяемого бурильного инструмента зависит от геологических условий строительной площадки.

8.1.10 Для изготовления буронабивных свай с уширенной пятой в комплект инструментов средних и тяжелых машин включают расширители - буры с выдвигаемыми боковыми режущими элементами. Машины тяжелого типа, как правило, оснащают ударными долотами для бурения валунных, гравийно-галечниковых отложений и скальных пропластков.

 

 

Таблица 5 - Техническая характеристика средних и тяжелых бурильных машин

Показатель	Бурильные машины
	средние			тяжелые
	БКМ-1501	БМ-2001	БМ-2002	БМ-3002	БМ-4001
1	2	3		4	5
Глубина бурения, м	15	20		30	40
Диаметр скважины, м	0,35; 0,5; 0,63	0,63; 1,0	0,63; 1,0	1,0; 1,2; 1,5	1,2; 1,5; 1,7
		1,2
Угол бурения, °	90				78... 90
Мощность привода машины, кВт	114	125	96	114	74
Максимальный вращающий момент на буре, кНм	14,7	20,0	66,1	114	74
Частота вращения бура, с^-1	0,83... 2,0	0,83... 1,33	0,16... 1,0	0... 0,81	0,28
Осевая нагрузка на буре, кН	100	120	170	200	200
Состав комплекта бурильного инструмента	Шнековые буры и ковшовые буры		Шнековые и ковшовые буры, расширитель	Шнековые и ковшовые буры, расширитель, ударное долото, грейфер
Характеристика механизма обсадки труб: усилие погружения, кН	-	-	170	263	220
усилие извлечения, кН	-	-	940	979	970
вращающий момент на обсадной трубе, кНм	-	-	450	696	805
угол качания,... °	-	-	22	22	22
ход подачи, мм	-	-	360	360	360
масса, т	-	-	7,5	9,0	11,6
Техническая производительность бурения, м/ч	9... 15	12... 18	7... 30	5,7... 16,0	3,1
Масса машины без механизма обсадки труб, т	23,4	48,0	36,43	60	70
Базовая машина	Автомобиль КрАЗ-250	Экскаватор
		ЭО-5122	ЭО-4125	ЭО-5117 (ЭО-5123)	ЭО-6122

8.1.11 Бурильно-крановая машина БКМ-1501 по рисунку 15 на базе автомобиля КрАЗ-250 предназначена для бурения скважин глубиной до 15 м и диаметром до 0,63 м.

а - лопастной бур; б - шнековый бур; в - ковшовый бур; г - расширитель; д - грейфер; е - ударное долото; ж - обсадная труба; з - шарошечное долото.

Рисунок 14 - Виды бурильного инструмента

Машина имеет гидравлический привод исполнительных механизмов от насосной станции, приводимой двигателем базового автомобиля. Ее бурильное оборудование вместе с кабиной и гидроаппаратурой размещено на неполноповоротной платформе, что позволяет бурить скважины в пределах сектора с углом 180° в плане.

Машина БКМ-1501 имеет при эксплуатации в условиях вечномерзлых и мерзлых грунтов лучшую производительность по сравнению с подобными ей зарубежными машинами ТЕ-12008 (Япония) и RТА-Н (Италия) благодаря более высоким значениям осевого усилия и частоты вращения бура, обеспечивает более точный контроль глубины бурения и угла наклона скважин.

8.1.12 Машина БМ-2001 на базе экскаватора ЭО-5122 предназначена для бурения скважин глубиной до 20 м и диаметром 0,63 и 1,0 м под буронабивные сваи.

8.1.13 Машины БМ-2002, БМ-3002 по рисунку 16 и БМ-4001 составляют конструктивно подобный типоразмерный ряд навесного бурильного оборудования на базе экскаваторов ЭО-4125, ЭО-5123 и ЭО-6122 и предназначены для бурения скважин под буронабивные сваи и сваи-оболочки фундаментов промышленных сооружений, пойменных и русловых опор мостов.

Машины имеют гидравлический привод всех исполнительных механизмов от насосных станций базовых экскаваторов и управляются из их кабин. Бурильные штанги выполнены в виде телескопических конструкций.

У машин БМ-2002, БМ-3002 БМ-4001 вращатель можно использовать не только для передачи вращения буру, но и для задавливания им обсадных труб. Мачты шарнирно прикреплены к платформе экскаватора и укладываются в транспортное положение гидроцилиндрами. Машины оснащены механизмом погружения и извлечения обсадных труб.

1 - опорная стойка; 2 - мачта; 3 - гидроцилиндр подъема мачты; 4 - кронштейн крепления мачты к платформе; 5 - кабина; 6 - шнековый бур; 7 - задние аутригеры; 8 - поворотная платформа; 9 - насосная станция.

Рисунок 15 - Бурильно-крановая машина БКМ-1501 в транспортном положении:

1 - мачта; 2 - телескопическая штанга; 3 - гидроцилиндр подачи; 4 - вращатель; 5 - ковшовый бур; 6 - механизм извлечения и погружения обсадных труб; 7 - лебедка.

Рисунок 16 - Бурильная машина БМ-3002:

На раме механизма погружения установлены хомуты с гидроцилиндром зажима обсадной трубы, гидроцилиндры качания, погружения и извлечения обсадных труб.

По конструктивным решениям и техническим параметрам машины БМ-2002, БМ-3002 и БМ-4001 находится на высоком современном техническом уровне.

Кроме вышеприведенных машин для бурения скважин диаметром от 0,5 до 1,7 м в нашей стране применяют отечественные установки, оснащенные шнековым буром (СО-2), роторной желонкой (СО-1200, МБС-1,7, БСО-1), ударным грейфером (СП-45), технические характеристики которых представлены в таблице 6.

8.1.14 Для этих же целей используют отечественные:

- буровые установки ударного действия: УКС-22М; УКС-30М; БС-1М, представленные в таблице 7;

- агрегаты: УРБ-3АМ; СБУ-2; ЛБУ-50А;

- бурильно-крановые машины: БМ-302А; БМ-305; БМ-8020; БМ-3001; БМ-2000.

 

 

Таблица 6 - Отечественные установки для бурения скважин

Показатель	Типы установок
	СО-2	СО-1200	МБС-1,7	БСО-1	СП-45
Диаметр скважины, мм	500 - 600	800 - 1500	До 1700	1020	720 - 1220
Диаметр уширения основания, мм	1600	3000	-	-
Максимальная глубина бурения, м	31	24	28	30	60
Мощность привода, кВт	55	75	90	7,5	79,4
Частота вращения двигателя, мин.^-1	1460	740	-	-
То же бурового инструмента, мин.^-1	43	24	8,4	23
Скорость бурения скважины, м/ч	До 10	До 7	-	До 5
Масса навесного оборудования, т	12,6	13,7	-	47
Габариты в рабочем положении, м	11´3,2´23	10´3,8´30	-	10,2´3,2´15	Э-10011А
Базовая машина	Э-1252	МКГ-25	Э-1258Б	Э-1252Б	41,0
Масса, т	38,3	43,2	62,27	88,0

Импортные*: - буровые установки: «Като» (Япония) (таблица 8), «Баде» (таблица 9) и «Зальцгиттер» (Германия) (таблица 10), BSP и «Мак-Алпайн» (Великобритания), «Колвенд Дрил» (США) (таблица 11), «Соилмек» (Италия) (таблицы 12 и 13), «Беното» (Франция).

* Технические характеристики импортных машин приводятся, т.к. некоторые такие машины имеются в отечественных строительных организациях.

Таблица 7 - Буровые установки ударного действия

Показатель	Типы установок
	УКС-22М	УКС-30М	БС-1М
1	2	3	4
Глубина бурения, м	30,0	50,0	30,0
Наибольший диаметр бурения, мм	600	900	300
Скорость передвижения станка, км/ч: при буксировке по шоссе	20	20	-
своим ходом	-	-	0,9
Мощность электродвигателя, кВт	20	60	55; 75
Масса бурового инструмента, кг	1300	2500	2000; 3000
Напряжение, В	220/380	220/380	380
Число ударов бурового инструмента в мин.	40 - 50	40 - 50	48 - 52
Скорость подъема бурового инструмента, м/с	1,1 - 1,5	1,1 - 1,4	0,9
Грузоподъемность барабана, кг	2000	3000	5000
Диаметр каната, мм: бурового инструмента	21,5	26	30
челночного	12,5	17,5	15,5
Высота мачты, м	12,5	16	15
Канатоемкость барабана, м: инструментального	350	500
желоночного	350	500	-
пылевого	135	210	-
Грузоподъемность мачты, т	12	25	-
Габариты, мм:
длина в транспортном положении	8670	10000	8860
длина в рабочем положении	5800	8400	7065
ширина	2290	2640	3460
высота в транспортном положении	2750	3400	3800
высота в рабочем положении	12700	16300	15050
Масса, т	7,6	13	24

Таблица 8 - Буровая установка фирмы «Като» (Япония)

Показатель	Тип установки
	20 ТН
Размеры в рабочем положении, м	7,71´14,5´3,7
Размеры в транспортном положении, м	7,7´3,15´2,82
Максимальная мощность двигателя, кВт	120
Грузоподъемность лебедки, т	3,3
Скорость навивки каната, м/мин	68,5
Диаметр бурения, м	1,2
Длина телескопической штанги, м	27
Масса с полным оснащением, т	27

Таблица 9 - Буровые установки фирмы «Баде» (Германия)

Показатель	Типы установок
	НVМ1	НVМ26	НVМ3	НVМ4	НVМ6	НVМ7	НVМ8	НVМ9
Вращающий момент, кНм	150	250	350	450	600	1000	1500	2000
Наибольший диаметр бурения, мм	521	700	900	1100	1300	1500	1800	2000
Максимальное давление во вращательных цилиндрах	15	15	15	18	32	22	22	30
Максимальное усилие вдавливания, кН	15	15	15	20	22	22	22	30
Усилие извлечения, кН	2´15	2´15	2´15	2´15	100	150	150	200
Максимальной угол наклона буровой скважины, град.	20	20	20	20	24	24	24	24
Мощность двигателя, кВт	25	38	57	75	75	95	120	150
Масса, кг: установки без двигателя	3675	4445	4870	6585	6300	10500	13800	17000
двигателя	1115	1365	1380	1960	2900	3500	4200	5000

Таблица 10 - Буровые установки фирмы «Зальцгиттер» (Германия)

Показатель	Типы установок		Показатель	Типы установок
	SW-200	SW-300		SW-200	SW-300
Диаметр бурения, м	400 - 1500	500 - 1500	Длина каната, м	80	150
Глубина бурения, м	200	300 - 350	Диаметр каната, мм	16	16
Мощность привода, кВт	55	47	Скорость подачи каната, м/с	0,5 - 4,35	0,24 - 2,26
Частота вращения привода, мин^-1	1800	1800	Внутренний диаметр буровой штанги, мм	147	-
Тяговое усилие, кН	50	50	Габариты, м	21,1´2,5´4	12,5´2,2´3,8

Таблица 11 - Буровые установки фирм Англии и США

Фирма (страна)	Тип оборудования	Модели оборудования	Диаметр скважины, м, при бурении			Диаметр уширения, м	Глубина бурения, м	Крутящий момент ротора, кНм	Мощность двигателя ротора. КВт	Масса навесного оборудования, т
			шнеком	ковшовым буром	уширителем
ВSР (Англия)	Навесное	625	0,92	0,92	1,53	2,7	27,5	27,6	75	3,1
	- «-	1250	1,53	1,22	2,44	3,6	30	74,5	75	5,77
	- «-	2500	2,13	1,88	3,5	3,6	44	138	160	8,48
	Специализированное	400СМ	-	0,76	-	2,25	24,4	24,9	110	9,66
	- «-	1250ТК	1,53	1,22	2,44	3,6	33,5	74,5	150	19,5
«Мак Алпайн» (Англия)	Навесное	Е90	до 1,2	-	-	-	27,4	35	65	8,2
	- «-	Е140	0,6 - 2,1	-	-	5,5	39,6	51,5	110	8,63
	- «-	Е190	0,6 - 2,1	-	-	5,5	39,6	77,5	135	-
«Колвенд Дрил» (США)	Навесное	50СН	0,9	0,9	2,06	-	26	18	50	5,4
	- «-	100СН	1,22	1,22	2,54	-	30,5	90	-	6,3
	- «-	150СН	1,83	1,83	8,04	-	39,6	180	-	19,3

Таблица 12 - Буровые установки фирмы «Соилмек» (Италия)

Показатель	Типы установок
	RTS-5	РТС-5	R-18 R-18Т	R-12 R-12Т	R-9 R-9Т	R-6 R-6Т
Максимальный диаметр скважины, мм	2200	1600	3000	2000	1500	1200
Максимальная глубина, м	78	78	78	78	78	78
Максимальный крутящий момент, Нм	20600	11300	18200	12300	9000	6100
Скорость бурения, мин^-1	0 - 80	0 - 120	6,5 - 65	8 - 28,5	7,5 - 31	8 - 33
Грузоподъемность базовой машины, т	40	25	60	40	30	25

Таблица 13 - Буровые роторные установки фирмы «Соилмек» на экскаваторе

Показатель	Типы установок
	R-18С	R-12С	R-6С	СМ-35	СМ-39
Максимальный диаметр скважины, мм	3000	2000	1200	1200	1500
Максимальная глубина, м	62	44	30	34	34
Максимальный крутящий момент, Нм	18200	12300	6100	6100	9000
Скорость бурения, мин^-1	6,5 - 65	8 - 28,5	8 - 33	8 - 33	7,5 - 31
Грузоподъемность базовой машины, т	50	35	18	18	22