23.02.2018

Бурение грунта


Бурение производится посредством особых инструментов, называемых бурами.

а) Щуп. Простейший прибор, которым можно исследовать почву на глубину до 2 м, называется щупом.

Этот инструмент представляет четырехгранный железный брусок (стержень), толщиною около 2,5 см и длиною 21—2,4 м (фиг. 11), заканчивающийся внизу заострением, а вверху — проушиной с обухом; в проушину закладывается деревянная ручка. На нижнем конце, по граням стержня, зарублены ерши рр, которые смазывают салом. Щуп забивают в землю на 0,45—0,6 м, поворачивают на 90—180° и вытаскивают; при этом в ершах задерживаются образчики грунта, в котором был повернут инструмент; после этого щуп вставляют в прежнюю скважину, забивают еще на 0,45—0,6 м, поворачивают, выдергивают и т. д.
С помощью описанного прибора нельзя получить точного представления о характере и составе почвы, так как щуп дает образчики грунтов лишь в самом незначительном количестве и он не может показать присутствия в почве крупных минеральных частей, напр., щебня, гравия и проч.

б) Земляной бур. Более обстоятельные разведки грунта на глубину до 2—3 м производятся посредством земляного, или американского бура, представляющего железный стержень, длиною 2—2,8 м с проушиною для ручки на верхнем конце (фиг. 12) и с широколопастным винтом или желобчатою ложкою (фиг. 12 а) на нижнем; диаметр винта 5—7,5 см; нижний конец его представляет острое винтообразное жало к. Бур этот завинчивают в грунт на 0,3 м и выдергивают для получения образчика грунта; затем, вставив в скважину, снова завинчивают на 0,3 и и выдергивают и т. д.
Земляной бур представляет весьма удобный прибор для исследования мягких и сыпучих грунтов на небольшую глубину; для твердых же и каменистых грунтов, равно как и для жидких, он не пригоден.

в) Ручные буры. Ручные буры дают возможность производить исследование грунта на глубину до 20 м; все они в общих чертах похожи Фиг. 12. друг на друга, а потому здесь будет рассмотрена конструкция только одного из лучших приборов этого типа а именно — бура Войслава.

Бур Войслава состоит из штанги, свинчивающейся из отдельных колеи, длиною 1,2 м каждое (фиг. 13); колена приготовлены на газовых трубок с наружным диаметром 1,5—2 см; концы их снабжены винтовою нарезкою, на которую навинчиваются муфты m; этими муфтами колена штанги соединяются между собою при наращивании ее. Для поворачивания бура на верхний конец штанги навинчивается ушко а, в которое может вкладываться деревянная с железною оковкою к ручка l (фиг. 14).
На нижний конец штанги навинчивается, в зависимости от свойств грунта, один из следующих наконечников:

а) Ложка (фиг. 15), имеющая вид желобчатой стамески с резцом k, представляющим винтовую поверхность, и с центрирующим штифтом (шпинделем) е на нижнем ее конце.

Ложкою углубляются, поворачивая бур слева направо (по направлению движения часовой стрелки, если смотреть сверху), пока вся ложка не уйдет в грунт, т. е. приблизительно на глубину 0,3 после чего бур вытаскивают из скважины и ложку освобождают от грунта; затем работу продолжают в таком же порядке.
Ложка пригодна для бурения в мягком и среднем грунте(ил, слежавшаяся растительная земля, насыпной грунт, суглинки, мергелистые глины и проч.), но не в сыпучем и не в жидком грунтах. Благодаря несколько эксцентричному положению шпинделя, ложка бурит скважину диаметра, превосходящего ее полную ширину; так, при ширине ложки в 4,7 см. диаметр скважины будет 5,5 см.

б) Желонка (фиг. 16) представляет собою тонкостенную стальную или медную трубку S, длиною около 0,5 м, к верхнему концу которой приклепана железная головка t с навинтованным шипом, а к нижнему — стальной нож, или башмак s, с перехватом, на закраинах которого лежит стальной или бронзовый шарик (шаровой клапан) h. Несколько выше шарика укреплен штифтик g, огpaничивающий его движение вверх. Сбоку желонка имеет отверстие в виде щели (окно), закрывающееся медною или стальною пластинкою i с защелкою k; через это отверстие желонку освобождают от наполняющего ее грунта.

Желонка предназначается для работы в жидком и мелком сыпучем грунтах, а также для поднимания из буровой скважины твердой породы, измельченной другими инструментами. Бурение желонкою производится следующим образом: навинтив ее на нижний конец штанги, опускают бур в скважину и затем производят им легкоудары по дну скважины, приподнимая каждый раз инструмент па 0,15—0,3 м; при каждом ударе часть грунта входит в желонку через нижнее отверстие, которое, при поднимании бура, плотно закрывается шариком h. Когда желонка наполняется грунтом, бур вытаскивают, желонку опоражнивают и промывают водою. Если желонкою достают измельченную твердую породу, то, при отсутствии в скважине воды, следует в нее налить сверху 3—6 литров воды, так как сухой порошок в желонку не идет. То же самое полезно делать и при работе желонкою в сухих сыпучих и рыхлых породах.

Желонка не пригодна для работы в твердых, щебенистых и каменистых грунтах; если в мягком или плывучем грунте находятся камни, щепа и другие твердые тела, то, наткнувшись на такое препятствие, следует удалить его или разбить его каким-нибудь другим наконечником, например, пирамидальным буром, долотом и пр., после чего снова продолжать работу желонкою.

в) Пирамидальный бур (фиг. 17) представляет собою тяжелый наконечник в виде цилиндра, заостренный снизу на две четырехгранных пирамиды. Действуют им ударами, причем он отодвигает или разбивает встретившиеся на пути камни, щепки и проч.
Этот наконечник имеет то неудобство, что, при недостаточно внимательном и умелом обращении с ним, он весьма легко застревает в обсадных трубах (см. дальше), отчего может произойти или поломка инструмента, или порча скважины, или, наконец, потеря части бура имеете с обсадными трубами. В то же время пирамидальный бур совершенно не применим для разбивания крупных камней твердых пород.

г) Долото (фиг. 18) назначается для прохождения твердых пород: им работают, производя легкие удары буром по дну скважины; после каждого удара бур поворачивают на 1/8 круга по часовой стрелке. Для получения скважин, диаметр которых более ширины долота, его лезвее стачивается несколько на бок. Измельченная долотом каменная порода поднимается по предыдущему из скважины желонкою.
Долотом можно успешно бурить только не очень твердые каменные породы (напр., известняки, мергели); для более твердых пород употребляют коронный бур (фиг. 19 а и b), бородка которого представляет два пересекающихся двугранных лезвия; работают им так же, как долотом.

Для предохранения скважины от засорения и заплывания при работе в сыпучем или жидком грунте употребляются обсадные, или закрепительные трубы, они тонкостенные, железные (фиг. 20); внутренний диаметр их на 0,5—0,3 см превосходит ширину наконечников для того, чтобы последние свободно в них входили; отдельные звенья обсадных труб длиною по 1,2 м свинчиваются между собою "в раструб". На нижний конец труб, навинчивается стальной башмак С с зазубренным нижним краем для более легкого опускания трубы в скважину; в верхний же конец ввинчивается короткий железный патрубок (воронка) b, предохраняющий винтовую нарезку от порчи во время работы.
Для свинчивания и развинчивания штанги и обсадных труб и для навинчивания наконечников употребляются следующие приспособления.

а) Хомуты (фиг. 21), зажимаемые посредством винта m; большие зазубренные вырезы хомута назначаются для зажимания обсадных труб, малые — для штанги: при пользовании этим инструментом не следует слишком сильно сжимать трубы, чтобы не помять их.
б) Клещи (фиг. 22), назначаемые специально для свинчивания и развинчивания штанги; этот инструмент весьма удобен в работе, не очень портит штангу и не так скоро портится, как клещи с зазубренными концами (фиг. 23), которые быстро притупляются и тогда скользят вокруг штанги.

В случае поломки бура или потери в скважине части штанги или наконечника употребляется ловилка (ловильный конус) (фиг. 24, а и б); ловилка навинчивается на конец штанги и опускается в скважину; стараясь попасть конусом на потерянную часть инструмента, вращают штангу по направлению часовой стрелки; при этом ловилка навинчивается на потерянную или обломанную часть, которую затем и вытягивают, вместе со штангою, из скважины.
г) Работа ручным буром на суше. Бурение на суше производится следующим образом: выбрав место для скважины, расчищают его от камней, щепы и других предметов, могущих затруднить углубление бура; затем на место скважины ставят бур, свинченный из одного колена штанги с ушком и ручкою, и из какого-нибудь наконечника: ложки, желонки или долота, смотря по грунту.

Бур углубляют и грунт, как было сказано выше; по мере углубления бура, скважина очищается от грунта, причем получаемые с разных глубин образчики грунтов располагаются в порядке на доске или в ящике с разгородками; каждый образчик отмечается соответствующим номером или буквою. В то же время в журнале бурения отмечаются: № скважины, глубины, с которых взяты образчики соответствующих номеров, описание образчика (вид грунта, цвет, примеси), глубина перехода от одного грунта к другому, глубина появления грунтовых вод, время бурения, месяц и число.

Когда первое звено штанги уйдет в землю, его наращивают вторым, для чего или вынимают бур из скважины, или, не вынимая его, свинчивают ушко, придержав штангу хомутом, навинчивают второе звено, на него — ушко, вставляют ручку И продолжают бурение.

Если явится необходимость в закреплении стенок скважины посредством обсадных труб, то, вынув бур из скважины, опускают в нее обсадные трубы, вращая последние все время слева направо, по часовой стрелке; это вращение трубам сообщают рабочие или посредством вышеописанных хомутов, или при помощи деревянного зажима, стягиваемого болтами (фиг. 25). Обсадные трубы постепенно углубляются в скважину, пока не дойдут до ее дна; тогда в скважину опускают бур и углубляются им на 0,3—0,6 м, после чего осаживают закрепительные трубы на ту же глубину, не вынимая бура из скважины, и т. д.
Если предполагается бурить скважины значительной глубины 8—10 м и более, то полезно связать из 6-метровых жердей треногу фиг. (26), сделав на высоте 4,5—5 м от земли вокруг ног ее обвязку из веревки; поставленная над скважиною тренога поддерживает вынимаемую штангу, которая верхним концом просовывается через веревочную обвязку, причем даже штангу длиною до 10 м можно не развинчивать, а только вынимать из ушка ручку.
д) Бурение на местности, покрытой водой. Если изыскания грунта производятся на местности, покрытой водою (напр., для исследования грунта дна реки, озера, моря), то их можно выполнить посредством ручного бура или с подмостей на козлах и сваях, или с особым образом приспособленных судов. Подмостями можно с выгодою пользоваться лишь при не очень обширном районе изысканий и при небольшой глубине; в противном же случае выгоднее производить работу бурения с судов.

С этою целью удобнее всего пользоваться шаландами, назначаемыми для перевозки камня или земли от землечерпательниц, с опускными люками в средней части их дна (фиг. 27); над средними ящиками шаланды настилается досчатая палуба, в которой оставляется отверстие 0,5—0,7 м в квадрате; над этим отверстием устанавливается тревога с веревочною обвязкою вверху для поддержания штанги; шаланда снабжается лебедкою и четырьмя якорями, на которых и устанавливается неподвижно на месте бурения скважины.
Шаланда может быть заменена паромом на двух больших лодках, на палубе которого между двух лодок вырезывается отверстие 0,5—0,7 м в квадрате для опускания бура; оснастка такого парома та же, что и шаланды.

Следует заметить, что бурение дна с судов представляет работу весьма грудную, особенно при большой глубине поды и для глубоких скважин; при волнении, при сильном ветре и при сильном течении становится почти невозможным удержать судно в неподвижном положении, а между тем как всякое передвижение его может повлечь за собою поломку и даже потерю буроного инструмента.





Яндекс.Метрика