Буровые установки для устройства свай

Использование забивных свай ограничено особенностями грунта и местности в целом. Альтернативой забивным сваям являются буронабивные сваи. Чтобы выполнить постройку свай, необходимо использовать бурильные установки, предназначение которых может заключаться в бурении скважин и в формировании непосредственно самих набивных свай.

Работы по производству свай начинаются с самого бурения, устройства пяты для уширения, погружения труб для обсадки, установки металлокаркаса, заливки бетона и извлечения погруженных труб. Данные операции невыполнимы без применения специализированной техники.

Назначение и принцип работы

Буровые станки для установки свай используются различной конструкции и конфигурации. Большинство подобных агрегатов имеют в своей основе шнековый механизм, благодаря которому на поверхность доставляется грунт с помощью движения лопастей, то есть винта. Дробление плотных грунтовых и горных пород выполняется за счет применения в конструкции оборудования элементов из высокопрочных высоколегированных сплавов. Такие элементы называются коронками. Их габариты и конструктивные особенности зависят от вида породы. Диаметр коронки, а также шнековой части достигает порядка 1,5 метра.

Кроме шнекового бура применяется келли-штанга.

Данное устройство предназначено для передачи момента вращения на саму коронку, которая расположена в скважине. Келли-штанги используются в аппаратах, извлечение породы в которых выполняется при помощи ковшебура.

В строительных работах зачастую применяются бурильные установки, рассчитанные на бурение порядка 40 метров вглубь.

Буровые установки чаще всего являются универсальными для выполнения широкого спектра работ. Установки предусматривают реконструкцию имеющихся и создание уникальных скважин. Мачта подвижного типа с шасси является одним из базовых элементов машины. Мачта может маневрировать и контролировать навесное оборудование.

Основная классификация

Все буровые и буронабивные установки подразделаются по множеству критериев в зависимости от конструкции, вида работ и условий бурения.

По виду бурения:

• вращательные;
• ударные;
• шнекового типа.

По методу защиты стен скважины:

• защищаемые;
• не защищаемые с помощью извлекаемых и не извлекаемых обсадных труб.

По способу работы:

• с вращающимися рабочими элементами;
• с непрерывным извлечением через шнековую спираль.

В зависимости от вида передвижения:

• с шагающим механизмом на платформе;
• на гусеничном ходу;
• на пневматическом ходу;
• стационарные.

По типу привода:

• электромоторные;
• пневмоприводные;
• гидроприводные;
• с ДВС.

Видео процесса бурения и бетонирования буронабивной сваи при помощи буровой установки BAUER BG24H

Конструкции буровых установок с навесным оборудованием

Основное различие в конструкции буровых установок заключается в расположении оборудования, которое может быть подвесным и навесным. Машина с навесным оборудованием не предназначена для вспомогательных подъёмно-транспортных операций. Если оборудование подвесное, оно легко поддаётся демонтажу.

Установка с подвесным оборудованием используется и для вспомогательных операций, таких как подача арматуры или заливка бетона.

Типичная модель буровой установки для свай, с наличием навесного оборудования состоит из базовой направляющей опорной стойки и экскаватора. Данная стойка закреплена на дополнительной стойке с одного конца, и к экскаваторной стреле с другой. На стойке с возможностью передвижения расположена карета с электроприводом. Карета совершает движение при помощи канатов лебедки с участием отклоняющего натяжного ролика с дополнительными блоками. Карета с электроприводом является редуктором, тихоходный вал которого закреплён на буровой колонне телескопического типа с инструментами для бурения и дополнительными очистителями.

Одним из основных рабочих инструментов являются шнековые лопатки. В процессе работы опорой для стойки направляющей служит домкрат. Установка буровой колонны в скважине производится при помощи кондуктора, функция которого заключается в удержании колоны, предотвращения её выпадения.

В состав самой буровой колонны входит пара секций с болтовым соединением. Секции идентичны, состоят и труб с сердечниками, имеющими квадрат в поперечном сечении. Квадраты имеют способность маневрировать до достижения ходоограничителей и упоров. Дополнительная фиксация квадратов производится с помощью пальцев. На нижней секции колонны закреплен шнек с буровой колонной. Колонна вращается от привода с использованием муфты.

Конструкции буровых установок с подвесным оборудованием

Бурильная установка с оборудованием подвесного типа состоит из основной машины, к которой при помощи крюка подвешен основной рабочий инструмент. Рабочий орган изготовлен в виде подвески, которая подсоединена к штанге вместе со стабилизатором. Уже к самому стабилизатору закреплён привод и бур ковшового типа. На приводе при помощи шпонок выполнено закрепление переходника, который зацепляется с обсадным патрубком, установленном на кондукторе. Кондуктор при помощи анкерных штырей крепится в грунте. Штанга представлена в виде трубы с наружными уголками.

Электропривод является мотором-редуктором. На тихоходном валу крепится бур ковшового типа. Сам редуктор защищён специальным кожухом, для предотвращения попадания грунтовой жидкости в процессе бурения для строительства свай.

На видео — работа буровой установки Bauer MBG12

Основные аспекты выбора бурильных установок

Любая бурильная установка выбирается согласно определённым критериям.

Необходимо чтобы суммарные рабочие нагрузки при движении вниз и вверх наиболее массивных частей агрегата не превышали допустимые значения.

Расчетом рабочих динамических и статистических нагрузок занимаются профессионалы, допускаемые нагрузки должны быть указаны в паспортных данных оборудования.

Согласно транспортабельности бурильная установка выбирается с учётом условий рельефа, вида грунтов, погодных условий, условий местности и так далее. Учитываются также условия бурения, глубина и особенности скважины, ее устройства. Важным показателем является грузоподъёмность машины. Выбор агрегата согласно условию грузоподъёмности сводится к определению массы бурильных колонн и дополнительных инструментов.

Распространённые модели бурильных установок

На данный момент очень востребованным оборудованием для бурения и строительства свай являются буровые установки универсального типа различных моделей бренда SANY. Предлагаемый ряд моделей состоит из машин SR роторного типа, способных выполнять бурение и устанавливать сваи глубиной до 120 метров при диаметре скважины порядка 3,5 метра. Также в модельный ряд входят буровые установки CFA со шнековым буром поло типа. Глубина бурения скважин таким оборудованием составляет до 24 метров, диаметром до 0,8 метра.

Из зарубежных буровых установок популярность обрели такие бренды, как Bauer, KATO, Zoomlion, Trive.

Отечественные буровые агрегаты представлены бурильными машинами БМ 811, базирующиеся на машине Урал 4320. До сих пор применяются и советские модели буровых установок, такие как БИЗ-3М, СО2, УСГ-010, ЛБУ-50.