Фундамент из бутового камня – все варианты строительства + Видео

Презентабельность на первом месте: фундамент из бутового камня

Добавил(а): Ксения Зубкова 23 августа

Дома ставят на основание из бутовых камней уже сотни лет. Этот материал не забывается, потому что славится своей прочностью и доступностью, как древесина или глина. Впрочем, бут завоевал доверие строителей не только качеством, но и эстетичным видом.

Незаменимый бутовый камень

Бут — камень необычный, потому что его края неровные. Появление этого материала размером до 50 см — это результат разрушения скал, что считается естественным явлением. Другой способ получения бута представляет собой искусственный процесс и заключается во взрыве карьеров.

Бутовый камень, как сверхпрочный материал, используют для сооружения фундамента

Наиболее известны несколько пород бутового камня: песчаник, доломит, ракушечник и плитняк. Но только последний вариант используется как материал для сооружения фундамента.

Бут-плитняк — не круглый, а плоский камень

Бут-плитняк отличается плоской формой и практическими одинаковыми краями. Благодаря этим свойствам у строителей, выполняющих кладку, отпадает необходимость постоянно смотреть, подходит ли тот или иной камень на предоставляемое ему место.

Выбирая бут для строительства фундамента, необходимо провести небольшое исследование: проверить камень на наличие трещин, расслоений и прочих повреждений. Прочность материала можно оценить, ударив по нему молотком. Звонкий звук и сохранение камня в первозданном виде — подтверждение его хорошего качества.

Фотогалерея: дома на фундаменте из бутового камня

Описание фундамента из бута

Используя специальный материал, можно сделать обычный бутовый или бутобетонный фундамент. Основание называют бутобетонным, если на 10% оно состоит из специальной закрепляющей смеси.

Для создания бутового фундамента берут крупные камни, а на сооружение бутобетонного фундамента уходит одинаковое количество небольших камней и бетона

Если строитель собирается делать фундамент из бутового камня, то у него есть только два варианта: выложить камни непрерывной лентой или отдельными плитами, которые представляют собой несколько засыпанных землёй блоков, расположенных под углами здания.

Ленточный фундамент из бута популярнее плитного, поскольку считается более надёжным

Бутобетонный фундамент можно сопоставить с каменным основанием, от сооружения которого давно отказались. Всё-таки по размеру бут гораздо меньше обычного камня-валуна длиной порядка полутора метров.

Выкладывать бутовые камни, формируя фундамент, можно без заминок. Разрешается использовать сырьё меньшего и большего размера, ведь бутобетонное основание в любом случае будет выглядеть эффектно.

Ленточное бутовое основание

Фундамент в виде ленты из бутовых камней создают для здания, перекрытия и стены которого запланировано сделать из тяжёлых материалов. Благодаря ленточной конструкции фундамент не оказывается перегруженным.

На бутовый фундамент ставят постройки из бревён или других тяжёлых материалов

Ленточное бутовое основание характеризуется следующими преимуществами:

  • идеальная несущая способность, гарантирующая долговечность всего дома;
  • абсолютная невосприимчивость к сырости, отчего допускается выполнять гидроизоляцию материалов только на уровне ростверка;
  • нестандартный вид, позволяющий обходиться без облицовки наружной стороны сооружения.

Минусами ленточного фундамента из бута считают:

  • значительную стоимость, ведь по приемлемой цене материал получится приобрести только у жителей гористой местности;
  • необходимость нанимать рабочих и платить им за кропотливый труд большие суммы;
  • срок работ, которые не ограничивается двумя или тремя днями, а занимают целые недели, уходящие на сборку в нужном порядке мозаики из фрагментов весом по 30 кг.

На гидроизоляционном материале, закрывающем кладку из бута, возводят стены из кирпича или иного материала

Технология возведения суперпрочного основания

Фундамент из бутовых камней надо сооружать так, чтобы в будущем не возникало сомнений в его прочности. Для этого в процессе кладки бута требуется придерживаться правил:

  • брать только качественный материал;
  • использовать предварительно очищенные и увлажнённые камни, что обеспечит хорошее соединение раствора и камней;
  • заполнять пустоты между камнями, применяя не только раствор, но и щебень с параметрами 4х7 см;

Пустоты между камнями заполняют не только раствором, но и мелким щебнем

Видео: принцип заливки траншеи с бутовыми камнями

Инструкция по сооружению фундамента из бута и бетона

Работа по сооружению бутобетонного ленточного фундамента состоит из трёх этапов: подготовки площадки под строительство, заливки бетона и кладки камней.

Подготовка строительной площадки

Перед возведением бутобетонного фундамента выполняют следующие задачи:

  1. С участка убирают мусор и растительность, снимают пласт почвы толщиной 30 см, дабы избежать произрастания сорной травы.
  2. Дно полученного котлована выравнивают. Для этого с кочек снимают грунт и заполняют им ямки. После равномерного распределения земли дно котлована трамбуют.
  3. Площадку размечают под фундамент, вбивая в землю по углам постройки колышки и натягивая между ними капроновый шнур. У получившегося прямоугольника проверяют углы. Они должны быть идеально прямыми.

По периметру участка выкапывают траншею

Засыпанные в траншею материалы должны быть спрессоваными

Заливка бетона

Для создания опалубки и формирования бетонной платформы под укладку бутовых камней действуют следующим образом:

    Из листов фанеры создают опалубку. При этом 25 см конструкции должны находиться над уровнем грунта.

Опалубку для бутового фундамента рекомендуют делать из фанеры

Опалубку делают устойчивой при помощи перемычек

Кладка камней на бетон

Чтобы уложить на бетон камни и тем самым сформировать бутобетонное основание, делают следующее:

  1. Находят такие инструменты, как кувалда и молоток-кулачок, и готовят раствор для склеивания камней.
  2. Отобранные бутовые камни сбрызгивают водой, чтобы они намертво сцеплялись с бетоном.
  3. В ранее залитый жидкий бетон закладывают камни. Первыми в составе утапливают большие элементы, потому что они усилят основание и тем самым увеличат его выносливость. Бутовые камни кладут, оставляя между ними зазоры по 5 см. При этом тычок — короткую часть камня — чередуют с ложком, то есть длинной стороной используемого материала. Верх камней оставляют на виду, иными словами, не прячут в растворе.

Первый слой формируют из самых больших камней

Слой за слоем камни укладывают то вдоль,то поперёк

Чтобы кладка выглядела красиво, камни кладут не хаотично, а в определённом порядке

Приготовление раствора для заливки бута

Раствор, связывающий между собой ряды кладки из бутовых камней, готовят на базе цемента М-300, М-400 или М-500. Строительное сырьё указанных марок сделает смесь более плотной. В качестве второго компонента раствора берут чистый песок без содержания примесей. Материал с добавками негативно скажется на прочности бетона.

Готовя раствор, важно соблюдать пропорции компонентов

Раствор замешивают из одной части цемента и трёх частей песка. Когда этот состав должен послужить средством для скрепления камней бутобетонного фундамента, в него не мешает внести 3 части щебня размером 5х20 мм.

Количество воды, задача которой — связать компоненты раствора между собой, должно быть таким, чтобы состав получился текучим и закупорил все просветы между элементами кладки фундамента.

Чересчур густая смесь станет причиной формирования пузырьков, провоцирующих саморазрушение фундамента. Слишком жидкий состав, без остатка растекающийся по пустотам в каменной кладке, сделает основание слабым.

Видео: кладка фундамента из бутового камня своими руками

Бутобетонный фундамент под силу создать начинающему любителю и экспериментатору в строительстве. Процесс формирования этого основания считают проще технологии сооружения армированной фундаментной ленты.

Бутовый фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Строительство дома начинается с закладки фундамента. Чтобы дом стоял долго, был надежным, для его основы лучше использовать проверенный временем материал – природный камень или бут. Фундамент для дома из камня это не только красиво, но еще и долговечно. Это надежная защита от промерзаний, от грунтовых вод. Но самое главное, что такая конструкция легко выполнима, для ее возведения не нужны особые навыки и специальные инструменты. Много положительных отзывов можно встретить о бутовом фундаменте.

Технологические особенности

Что это такое бут — это природный материал, нередко используемый в строительстве. Срок эксплуатации конструкции, выполненной из указанного сырья, составляет не менее 150 лет. Несмотря на простоту использования и возведения фундамента из бутового камня, следует отметить особенности работы с этим природным материалом. Как правило, основание, на которое потом станет дом, выстраивают высотой не менее 1,6 метра. При этом верхний пояс обязательно армируют. Однако если будет сделана хорошая песчаная подушка с системой дренажа или более крепкий армируемый пояс, то можно снизить высоту постройки.

Закладка фундамента из камня своими руками выбирается ниже глубины, где начинает промерзать почва. В качестве скрепляющего состава используется цемент марки 100 и выше. Основа будущего дома обязана возвышаться над уровнем земли не меньше 30 сантиметров. Далее накладывается цоколь будущего строения.

Что еще можно вынести в особенности работы с природным камнем при строительстве:

  • первый слой бутобетонного фундамента выкладывается булыжниками, имеющими правильную форму. В случае нехватки камня, следует подкорректировать уже имеющийся материал. Для этого используется стамеска и молоток;
  • при строительстве углов бутового ленточного фундамента следует укладывать камни правильной формы с усилием, чтобы обеспечить прочность связки. Потому стоит обеспечить достаточное количество «правильных камней»;

  • если в цементном растворе присутствует щебенка, то кладка производится послойно. Это значит, что идет слой бута, засыпается щебенка, после заливается цементный раствор. Действия должны выполняются параллельно;
  • в случае использования дополнительного строительного материала: кирпича, блока, то необходимо проводить армирование с помощью проволоки, имеющей диаметр 12 мм;
  • перед началом работ, нужно спроектировать, где и как будут расположены вентиляционные каналы. Затем в период стройки основания тщательно следить за монтажом систем;
  • возведение столбчатого фундамента из бутового камня проводится так, чтобы передача нагрузки по вертикали происходила по всей плоскости камня, а не в отдельных точках. Тогда камни не сдвинутся, кладка будет прочной

Для подсчета необходимого количества природного камня, в расчет берется ширина, периметр и глубина будущего бутового фундамента. При этом полученную цифру нужно округлять в большую сторону, чтобы материал был с запасом.

На сегодня предлагается материал колотый или плиточный. Главное требование, предъявляемое к камню – это прочность. Для обеспечения качества кладки следует использовать в строительстве постелистую или плиточную горную породу. Камень с ровными гранями значительно проще уложить, по сравнению с булыжниками с неправильными краями.

Способ кладки бутового камня для фундамента сравним с методом возведения стен из кирпича. Принцип постройки основан на постепенной укладке одного камня на другой, связывая их с помощью цементного раствора. Единственное различие: в используемом материале и в составе для связки. Для соединения кирпичей между собой используется раствор из цемента и песка, причем, количество песка значительно превышает объем цемента. Для укладки бутового камня берется бетонный раствор, который является более прочный и способный противостоять многим негативным внешним факторам природы.

Если планируется устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента, то нужно обязательно использовать обсыпку из материала, не склонного к пучению (песок). Это необходимо для предотвращения действия касательной силы мороза в почве, способной выдавить или разрушить фундамент. Также не следует оставлять основание на зиму незаконченным. Нужно до холодов возвести стены, утеплить основу и выполнить отмостки.

Сфера применения

Фундамент из бута используется:

  • для возведения кирпичного одноэтажного дома, двух этажного и даже трех этажей. В качестве материала для основного строения используется красный или силикатный кирпич;
  • для постройки жилого строения, выполненного из железобетона. В указанном случае дом должен иметь среднюю тяжесть;
  • Дом, выполненный полностью из камня;
  • Дом, построенный из бревен;
  • Строение из газобетонных блоков;
  • Под гараж;
  • Постройка бань.

Также бутовое основание подходит под хозяйственные постройки, заборы, под различные ограждения.

Ленточный фундамент, выполненный из природного камня, получил широкое применение благодаря многим положительным моментам:

  • Есть возможность создание цокольного этажа или обустройства подвального помещения в доме;
  • Материал крепкий, может выдерживать постройки, состоящие из двух или трех этажей. Фундамент используют там, где предполагаются большие нагрузки;
  • Используемый материал дает возможность в качестве перекрытий использовать бетонные плиты. Такой способностью может похвастаться далеко не каждое основание под дом;
  • Прост при возведении, допускается самостоятельное возведение сооружения.

Однако несмотря на большое количество положительных моментов, используемый основной материал и дополнительные строительные ингредиенты будут немало стоить. Потому, выбирая для своего дома бутовый фундамент, следует приготовиться к большим тратам. Однако конечный результат будет стоить потраченных денежных средств.

Материалы и инструменты для работы

Перед началом работ, нужно подготовить материал, который будет использоваться при строительстве. Что может понадобиться в ходе возведения основания дома:

  • Бутовый камень;

  • Щебень. Используется для заполнения пустот, образующихся при кладке камня;
  • Цемент марки 100 или выше;
  • Доски для создания опалубки;
  • Деревянные колышки для закрепления;
  • Веревка.

Также понадобится песок. Он необходим для создания подушки под фундамент и для добавления в бетонный раствор.

При выборе бутового камня следует учесть следующие рекомендации строителей, специализирующихся на фундаментах из природного материала:

  • Для возведения строения следует использовать камень, добытый в ходе выработки каменного карьера. При этом скальная порода может давать породу самой разной формы;
  • Поскольку в возводимом сооружении 90 процентов составляет основной материал бут, то и заготавливать его нужно больше. Это нужно учитывать и закупать материал с запасом. Лишний камень можно пустить на облагораживание дорожек, стен и прочее;

  • Желательно брать скальные породы определенных размеров в пределах 20-50 сантиметров. Кусок с весом свыше 30 килограмм лучше разбить на более мелкие куски;
  • Породы, используемые и рекомендованные строителями для бутового фундамента: гранит, известняк, доломит, песчаник и туф.

Также нужно подготовить инструменты, используемые для создания фундамента:

  • Емкость. В ней будет замешиваться бетонный раствор. Можно использовать минибетономешалку, для автоматического перемешивания всех ингредиентов раствора и для создания качественного строительного материала для связки;
  • Лопата;
  • Молоток – кирка;
  • Зубило. С помощью зубила и молотка выравниваются края булыжников для получения ровных граней;
  • Кувалда. Инструмент необходим для разбивания крупных кусков на камни меньших размеров.

Не следует для возведения фундамента брать камни, имеющие длину больше 30 сантиметров.

Подготовительные работы

Этап подготовки является немаловажным и здесь не бывает мелочей. Камень предварительно моют. Это необходимо для того, чтобы бетонный раствор хорошо смог сцепится с материалом, что обеспечить крепкий и надежный фундамент. Если жидкость накладывать на грязный камень, то бетонный раствор не сможет достаточно качественно связаться с бутом, возрастает риск разрушения основания, когда начнут возводить стены и на фундамент будет оказываться давление.

Булыжники, имеющие вес больше 30 килограмм подвергаются «плинтованию». Для получения кусков поменьше нужно выполнить несколько действий:

  • Карандашом на камне размечается линия, по которой будет раскалываться камень;
  • Затем берется капроновая прочная нить, с помощью мела намеливается;
  • Растянуть нитку над графитной линией и резко опустит на камень. В результате на булыжнике появится четкая граница;
  • Берется зубило и молоток. Зубило устанавливается на полученной меловой линии и путем локтевых ударов молоток опускается на зубило. Так постепенно добиваются ровного раскола.

В качестве основания кладки (подушки) используется песок, но лучше будет положить на дно рубероид. Листы укладывают внахлест. Это не дает раствору терять жидкость, впоследствии это будет отличный гидроизоляционный материал для бутового фундамента.

При приготовлении бетонного раствора следует брать песок и цемент в пропорции 3:1. Консистенция раствора должна напоминать сметану – это обеспечит хорошее проникание во все щели кладки.

При укладке фундамента из камня можно в качестве связующего использовать глину, смешанную с раствором.

Кладка фундамента из бутового камня

При возведении основания здания следует придерживаться пошаговой инструкции (регламентирующая создание фундамента из камня), тогда результат будет радовать еще 150 лет. На сегодня предлагается три способа укладки фундамента:

  • Под залив;
  • Под лопатку;
  • Под скобу.

В строительстве используется название для каждой стороны камня, которое потом используется для названия слоев:

  • Тычковая сторона – это короткая сторона камня;
  • Ложковая, соответственно, означает длинную сторону.

В таблице кратко описаны последовательность действий, при использовании каждой методики заливки фундамента из бутового камня:

Порядок действийПод заливПод лопаткуПод скобу
1 действиеПроизводится укладка тычкового ряда.Укладка тычкового ряда бутового фундамента выполняется насухо, т.е. без цемента. Толщина слоя 30 сантиметровВсе действия идентичны кладке «под лопатку». Есть одно отличие. Используемые камни должны иметь одинаковый размер, форму. Это довольно трудоемкий процесс и дорогой.
2 действиеЗасыпается щебень, все трамбуется. Далее заливается раствор.Производится трамбование камней с последующим заполнением пустот щебнем
3 действиеЛожится ложковый ряд, снова добавляется щебень и растворЗаливается ряд приготовленным бетонным раствором
4 действиеДостигнув верхнего слоя следует накрыть последний ряд камней слоем бетона высотой до 60 сантиметров. Провести действия по уплотнению, чтобы конус давал усадку не более 6 см.Укладывается следующий ложковый ряд. По толщине и высоте слои должны быть равны между собой.
ПримечаниеДля использования данного метода требуется установка опалубки

Необходимо соблюдать правило: камни не должны соприкасаться между собой. Это условие выполняется независимо от выбранного способа укладки материала.

Использование укладки «под залив» следует учесть, что полученный фундамент больше подойдет под ограждения, либо под баню, выполненную из каркаса и легкую, под печь, поскольку имеет низкую прочность.

Основное применение способа «пол скобу» — это возведение простенок и столбов.

Как правильно заложить бутовый фундамент под будущее строение:

  • Роется траншея;
  • Выполняется подушка под фундамент. Здесь используют три слоя, состоящие из утрамбованного песка, уплотненной щебенки и гидроизоляционного материала;
  • Производится монтаж опалубки, если это предусматривает выбранный способ укладки;
  • Далее на подушку ложится камень, сверху засыпается щебенка и все заливается раствором.

Для сохранения целостности гидроизоляции дна, нужно подбирать камни без острых углов и других деталей, способных повредить материал.

Следует обязательно сохранять перевязку швов, наподобие кирпичной кладки. Если планируется делать высокий фундамент, то желательно между слоями прокладывать армирование в виде проволоки или арматуры. Следует регулярно утрамбовывать конструкцию, тогда раствор проникнет во все щели и обеспечит прочное скрепление.

Достоинства и недостатки

При возведении бутового фундамента для будущего строения следует рассмотреть все плюсы и минусы данной конструкции.

  • Конструкция получается настолько прочная, что разрешает возводить, строения до 3 этажей и больших площадей;
  • Используется только природное сырье, которое не вредит ни человеку, ни окружающей среде;
  • Фундамент долговечен и надежен;
  • Износостойкий;
  • Позволяет создавать дома любой формы, размеров;
  • Не требует дополнительного усиления;

  • Влагостойкий, не допускает проникновения грунтовых вод;
  • Фундамент не только прочный, но и имеет приятный эстетичный вид;
  • Возможность создавать комбинированные виды фундамента;
  • Не промерзает и выдерживает температурные колебания воздуха;
  • Отсутствует необходимость ремонта.
  • Из-за натуральности сырья, стоимость камня довольно высока;
  • При расчете требуемого количества следует обладать некоторыми навыками работы с указанным материалом. Подсчеты проводятся согласно СНиПу и ГОСТу, также нужно знать, как глубоко проходят грунтовые воды и глубину промерзания грунта;
  • Работа только ручная;
  • Если камни неровные, то это создать дополнительные хлопоты;
  • В случае ошибки при расчете прочности фундамента (какой вес выдержит 1 м3 конструкции), понадобится дополнительное усиление. Это происходит и в местах, где грунт подвижен.

Фундамент для дома – это основание, которое служит долго, чем сам дом, а потому выбирая бутовый материал, следует оценить все за и против и принять правильное решение.

Шнековое бурение скважин: особенности технологии и снаряда для бурения вручную и установкой

Шнековое бурение скважин для питьевой воды – самый популярный сегодня способ бурения на территории частных домохозяйств. Самостоятельно устроить неглубокую водоносную скважину можно с помощью ручного земляного бура. Чтобы облегчить труд, нередко задействуют малогабаритные буровые установки с приводом.

Мы расскажем, почему этот метод настолько популярен. Разберем, чем он отличается от других способов бурения, в каких ситуациях его эффективно применять. В статье детально описана шнековая технология и конструкция бурильного оборудования, а также буровой инструмент, применяемый в ручном и механическом бурении.

Специфика шнекового бурения

Буровая скважина представляет собой выработку цилиндрической формы в земной коре, которая при большой протяжённости имеет малое поперечное сечение. Её начало называют устьем, боковую поверхность – стенками, а дно выработки – забоем.

Оптимальный способ бурения выбирают с учётом функционального назначения скважины, нужного диаметра и глубины. Важно учесть физико-механические свойства пород, которые необходимо пройти в процессе формирования водозаборной выработки.

Влияет также технико-экономическая целесообразность бурения в конкретных условиях. Это значимый этап при проектировании скважин, в ходе которого определяют базовые технологические решения – тип используемого оборудования и режимы бурения.

При проектировании и последующем бурении водозаборных скважин необходимо ориентироваться именно на долгосрочность использования. Важна способность сохранять стабильный дебет и неизменную водопроницаемость призабойной зоны в течение длительного периода времени.

Процесс бурения скважины включает несколько рабочих операций:

  1. Разрушение породы на забое, то есть отделение частиц от массива.
  2. Транспортировку отработанного грунта на поверхность.
  3. Подготовку скважины к эксплуатации путем прочистки и обустройства ствола, а также проведения промывки водозаборной выработки.

Эффективность бурения напрямую зависит от заложенных природой физико-механических свойств, а именно: плотности сложения, пористости, водопроницаемости несвязных грунтов, консистенции глинистых связных пород.

Для бурения скальных пород, характеризующихся монолитностью и кристаллическим типом связей между частицами, данный способ не подходит. Чем прочнее консолидированы минеральные зерна в составе породы, тем большая работа расходуется на её разрушение.

Преимущества и недостатки метода

Шнековый вариант бурения применяют и в промышленности, и в гражданском строительстве, и в ручном бурении скважин. Отличительная особенность его заключается в удалении разрушенной породы не промывочной жидкостью или специальными газожидкостными смесями, а непосредственно деталями шнекового снаряда.

Различают вертикально и горизонтально направленное шнековое бурение. Первый метод задействуют при устройстве водоносных скважин, а также для формирования отверстий под сваи. Второй – используют при прокладке инженерных коммуникаций бестраншейным способом.

Этот метод обеспечивает одновременно высокую скорость проходки в нескальных грунтах на глубину до 50-80 метров, позволяющий сразу формировать стенки выработки путем установки колонны обсадных труб.

Ещё один плюс – извлечение отработанного грунта на поверхность без подъёма инструмента. И еще: поскольку для шнекового бурения не нужно промывочной жидкости, его успешно применяют в безводных регионах, а также используют в периоды с преобладанием низких температур.

Сегодня бурение шнековыми агрегатами используют:

  • Для устройства индивидуальных водозаборных скважин;
  • При строительстве фундаментов из винтовых/буронабивных свай;
  • Для установки ограждений и железобетонных опор;
  • При выполнении бестраншейной прокладки коммуникаций;
  • Для строительства неглубоких колодцев и приямков.

Однако есть и недостатки. Шнеками невозможно выбурить скважину в породах высокой твёрдости. При проходке в твердых и полутвердых суглинках, глинах с прослойками известняка могут возникнуть осложнения, а при бурении абразивных пород отмечается большой расход бурового сняряда.

Кроме того, есть ограничение по глубине выработки. Устроить скважину глубиной более 80 метров таким способом очень тяжело.

Технология вертикальной проходки выработок

Шнек – высокопрочная бурильная труба с навитой спиралью, которая выполняет функцию вертикального винтового транспортёра. Под действием осевой нагрузки рабочая часть бурового снаряда внедряется в породу и разрушает её путём резания и разрыхления. Одновременно шнековым буром производится подача отработанного грунта на спираль шнека.

Под действием центробежных сил разрыхленный грунт поднимаются по лопастям буровой колонны вверх. Подъём происходит благодаря скольжению по спирали, так как трение грунта о шнек меньше, чем о стенки скважины.

Так разрушенная порода доставляется в измельченном состоянии от забоя на поверхность, и выбрасывается через устье скважины. При незатрудненной транспортировке грунт заполняет 30-40% от всего объёма межвиткового пространства.

Параметры шнековой колонны должны обеспечивать быстрый подъём всей массы грунта, разрушенного шнеком. Однако при бурении часть разрыхленного грунта осыпается обратно на забой. Потому при выполнении шнекового бурения и требуется более усиленная прочистка ствола, а по завершении нужна обязательная промывка.

Горизонтально направленное бурение шнеком

При монтаже инженерных коммуникаций различного функционального назначения под препятствиями (автомагистралями, железнодорожными путями, лесными массивами) применяют горизонтально направленное шнековое бурение.

На начальном этапе работ роют два котлована – стартовый (рабочий) и приёмный. Они должны находиться на одном уровне со спроектированной скважиной. После этого в рабочий котлован спускают и монтируют необходимое оборудование.

Такое оборудование имеет большой ход подачи и оснащено износостойкой буровой головкой из высоколегированной стали. На нём также установлен зонд для отслеживания бурения. Получая на монитор сигналы, оператор контролирует ход процесса и может корректировать направление движения, а также угол наклона буровой головки.

Когда шнек входит в приёмный котлован, то есть конечную точку согласно проекту, бур снимают. Вместо него фиксируют расширитель и трубу. После этого запускают вращение лопастей в обратном направлении, чтобы затянуть трубу в готовую скважину. По окончанию бурильных работ из стартового котлована извлекают шнековую установку.

Бестраншейный метод позволяет осуществлять прокладку труб под коммуникации ниже уровня грунтовых вод длиной до 80 м. При этом все сложные работы выполняются без трудоемкой разработки траншей, что даёт возможность минимизировать время исполнения и сократить финансовые затраты.

Применяют горизонтальное шнековое бурения при укладке напорных трубопроводов и монтаже систем связи в зонах, где произвести прокладку другими способами невозможно. Главное преимущество бестраншейной прокладки – экономичность. Кроме того, для поддержки устойчивости готовой выработки нет необходимости использовать бетонит или другие полимеры.

Особенности бурения в разных породах

Базовые технологические параметры бурения скважины – осевая нагрузка и частота вращения винта шнекового транспортёра. При увеличении нагрузки непременно повышается и скорость проходки, что может привести к возникновению разных аварийных ситуаций.

Поэтому обязательно нужно следить, чтобы объём отделяемой в единицу времени шнеком породы не превышал производительности транспортёра. В противном случае на витках образуются пробки.

Как правило, пластичные глинистые породы, пески рыхлые и средней плотности бурят без принудительной подачи осевой нагрузки. Шнековый инструмент внедряется в грунт под своим весом, а также за счёт реактивного усилия, возникающего при подаче отработанной породы к устью цилиндрической выработки.

Осевые нагрузки до 5 кН обычно создают при стартовом забуривании скважины, при бурении в твердых супесях, суглинках, глинах, аргиллитах, алевролитах. Частота вращения колонны при этом не должна превышать 1,7-3,3 с -1 .

При более высоких частотах внутри возникают вибрации, из-за которых звенья буровой колонны могут утратить соединения. В итоге буровой снаряд останется на забое, достать его практически невозможно, значит, придется бурить новую выработку. А при малых частотах сильно затрудняется транспортировка отработанного грунта наверх.

С увеличением твёрдости пород осевые нагрузки повышают. Бурение в гравийных и дресвяно-щебнистых грунтах, мёрзлых суглинках, водонасыщенных песках, алевролитах с включением кварца производят с осевой нагрузкой 8-10 кН на долото и частотой вращения колонны 1,3-2,2 с -1 .

Галечники и породы с включением валунов шнековым методом не бурят. Эти окатанные обломки скальных пород разрушают долотом и поднимают на дневную поверхность желонкой.

Бурение в песках различной плотности и степени насыщения водой, гравийных и щебенистых отложениях ведут при больших оборотах и одновременно укрепляют стенки выработки обсадными конструкциями.

Чтобы этого избежать, снижают скорость бурения до минимально возможной, расхаживают колонну и добавляют воду в скважину. Также в подобной ситуации помогает периодический подъём бурильного инструмента на поверхность и очистка от налипшего суглинка.

Инструмент для шнекового бурения

Инструменты для шнекового бурения скважин по типу конструкции различают по числу витков и геометрии режущей части. Для проходки в твердых и полутвердых супесях и суглинках нередко используют буровые снаряды, кромка которых снабжена дополнительными резцами.

Чаще всего для проходки водозаборной выработки для частников используют только один стартовый шнек без каких либо дополнений, т.к. бурить предстоит осадочные связные и несвязные породы. При заглублении инструмент просто наращивают буровыми штангами.

В этом случае снаряд из ствола скважины извлекают через каждые 0,5 – 0,7 м, чтобы очистить сам бур и забой от разрушенной породы. Это более экономичный, но и более трудоемкий вариант бурения.

Для разбуривания валунов и гальки, которые могут встретиться в осадочных грунтах, переходят на ударно-канатный метод. Как правило, используют для этого долото, выполненное из инструментальной стали. Этот заостренный с нижнего торца бур с усилием “бросают” на забой до тех пор, пока не разрушат “твердую преграду”.

После разрушения гальки или валуна осколки извлекают на поверхность стаканом (колонковой трубой) или желонкой. Затем снова переходят на шнековый метод. Чаще всего для проходки выработки приходится использовать несколько буровых способов в комплексе.

При бурении рыхлых песков и мягких суглинков используют буровые шнековые снаряды с развёрнутыми к забою лопастями под углом 30-60º, а для бурения в связных глинистых породах – 90º.

Получают эту спираль путём намотки высокопрочной стальной ленты диаметром 5-7 мм на винтовую оправку. Её растягивают на трубе/стержне, после чего приваривают.

Чем больше диаметр трубы-основы, тем меньше транспортирующая способность шнека. Однако диаметр длинномерного изделия ограничен механической прочностью шнека, а также технологией его производства.

Сегодня изготовляют два вида шнеков:

  • С центральным отверстием, то есть полые;
  • Утяжелённые – без отверстия.

Чтобы минимизировать износ винтового транспортёра при бурении в абразивных породах, на наружную кромку наворачивают полосу из стали или же наплавляют на поверхность слой металла.

При высоких скоростях шнекового бурения над снарядом фиксируют специальный переходник с двухзаходной навивкой полосовой стали. При этом основная масса породы попадает на винтовой транспортёр без перетирания.

На конце трубы с навитой спиралью обязательно приваривают элементы соединения. Различают два типа соединения шнеков: безрезьбовое и резьбовое. В первом случае шнеки соединяются муфтовыми замками и удерживаются за счёт металлических пальцев с фиксаторами, во втором случае – методом ввинчивания.

Резьбовое соединение шнеков в бурильную колонну даёт возможность механизировать их соединение и разъединение при выполнении спуско-подъёмных операций, при подаче жидкости на забой. Но есть и существенный минус – возможности обратного вращения шнеков в этом случае нет. А потому безрезьбовое соединение получило более широкое распространение.

Специальные буровые установки, как правило, включают набор шнеков разных диаметров.

Полые шнеки с резьбовым типом соединения задействуют при бурении с продувкой, для откачки воды при проходке цилиндрических выработок в земной коре, для установки заряда в геофизические скважины, для закачки бетона в отверстия под сваи. Также их можно использовать в качестве обсадной колонны.

При бурении сплошным забоем центральный канал перекрывают буровым инструментом на канате.

Обзор буровых станков

Для шнекового бурения задействуют как ручные инструменты, так и механизированные установки. Самым простым по конструкции является ручной земляной бур. Он состоит из стержня/трубы с винтообразным ножом и жёстко зафиксированной Т-образной ручки.

Бурильный инструмент такого типа ввинчивают в грунт подобно штопору. В процессе проходки выработки его наращивают штангами. Ручные земляные буры изготовляют разборными, чтобы было максимально удобно их перевозить в легковом автотранспорте. Также это позволяет изменять длину шнековой буровой колонны.

Ручным инструментом можно делать отверстия глубиной до 2-х метров при диаметре не более 20 сантиметров. Существуют и мотобуры с бензиновым или электрическим приводом. Их конструкция включает винтовой транспортёр, то есть шнек, и двигатель с редуктором. Вращение вала мотора обеспечивает движение шнека.

С использованием приводного инструмента при наличии буровых штанг для наращивания можно бурить скважины глубиной до 25 метров. При диаметре до 30 сантиметров его используют под установку опор освещения на улице, для монтажа столбов ограждений, шурфов для осмотра фундамента, грунтового основания.

Мобильные агрегаты представляют собой станки небольших размеров с электро- или бензомотором. С их помощью можно быстро пробурить скважину для дачи подготовить большое количество ям для опор различного функционального назначения.

Нередко такие буровые станки изготовляют в виде прицепа к легковым авто, чтобы облегчить транспортировку к месту проведения работ.

В гражданском и промышленном строительстве для формирования выработок большой глубины и диаметра задействуют шнековое спецоборудование, зафиксированное на передвижной технике – грузовых автомобилях, тракторах.

Его используют при монтаже опор высоковольтных линий электропередач и столбов уличного освещения, при установке опор заборов стадионов, спорткомплексов, промышленных объектов, аэродромов. Помимо этого, с помощью шнековых буровых установок на передвижной технике строят шпунтовое ограждение котлованов, ставят винтовые сваи.

Полезное видео по теме

Шнековое бурение водозаборной скважины глубиной 20 м на территории частного домохозяйства:

В этом видео показана технология горизонтального шнекового бурения скважины для прокладки коммуникаций под автомагистралью:

Устройство свай непрерывным шнеком большого диаметра с центральным каналом. Для проведения работ используется буровая установка Bauer BG-30 и высокопроизводительный стационарный бетононасос Liebherr:

Шнековый способ обеспечивает высокие темпы бурения скважин. Разработка скважины и подача отработанного грунта от забоя к устью выработки происходит одновременно и непрерывно, что экономит и время, и усилия буровиков, и вложенные в проект средства. Поэтому метод шнекового бурения и пользуется популярностью.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. Расскажите, приходилось ли вам использовать ручной шнековый инструмент или бурить на малогабаритном буровом станке с использованием шнека. Поделитесь технологическими тонкостями, которые могут пригодиться посетителям сайта.

Шнековое бурение особенности технологии и ее достоинства, этапы работ

Шнековое бурение скважин

Бурение скважин шнековым методом применяется в основном для песчаных и гравийно-песчаных грунтов. Оно производится установкой, которая имеет буровую головку, следом за которой идут шнеки, отводящие грунт. У шнекового бурения скважин есть несомненное преимущество по скорости проходки.

Кроме этого, одновременно с бурением продавливаются и укладываются стенки скважины, которые удерживают породу и предотвращают ее обрушение. Устанавливаемые стенки скважины могут быть как бетонными, так и стальными.

При шнековом бурении скважин отпадает необходимость в промывке скважины во время бурения.

Шнек – это бурильная труба, вся длина которой обвита стальной лентой. Бурение шнековым методом производится буровыми механизмами, имеющими подвижный вращатель. Шнеки соединяются резьбой или элементами, имеющими фигурное сечение.

Ход подачи при бурении шнековым методом от 1,9-15 м.

Полые герметичные шнеки оборудованы реверсивными замками, имеющими различные долота. За счет высококачественной стали замковых соединений, имеющих высокую износоустойчивость, время на бурение значительно сокращается. При этом производительность работ возрастает.

При шнековом бурении скважин на мягких и рыхлых грунтах лопасти долота должны находиться под углом 30-60о по отношению к забою. На плотных грунтах или гравийно-галечных отложениях лопасти долота должны иметь угол 90о по отношению к забою. Установка угла при бурении зависит от твердости пробуриваемого грунта.

Режущие элементы бура охлаждаются за счет разрушаемого грунта. При этом разрушенная порода поднимается по спирали шнека.

Для шнеков, имеющих размер до 100 мм частота вращения не должна превышать 500 об/мин.

При бурении скважин шнековым методом наиболее эффективными считаются шнеки, имеющие центральный канал. Через него подается воздух или вода при помощи гидравлического насоса, что снижает трение при бурении. Обычно шнековое бурение скважин производят на глубину до 50 м. В исключительных случаях бурение шнековым инструментом может производиться до глубины 100-120 м.

При бурении глубоких скважин шнековое бурение обычно комбинируют с некоторыми другими видами.

При производстве шнекового бурения скважин может быть применена технология с использованием обсадных труб или же тампонированием стен скважины бетоном под давлением с поверхности. При данном виде бурения скорость прохождения грунта в сутки может доходить до 30 метров.

В станках для шнекового бурения скважин применяются литые буровые головки, имеющие режущие лопасти и хвостовик. Режущая кромка лопастей обычно должна быть наплавлена твердым сплавом. В случае бурения на особо твердых породах буровая головка должна быть оснащена техническими алмазами.

Глубина шнекового бурения скважины проводится на размер одной штанги, затем станок отключается, штанга должна быть отсоединена от шпинделя, поднята наверх и наращена новой штангой. После этого бурение может быть продолжено.

Особенности шнеков для бурения скважин на воду

Шнеки буровой установки охлаждаются за счёт разрушаемой почвы.

При этом грунт поднимается по спирали режущего инструмента:

  1. Объём грунта при средней скорости движения должен быть не больше 0,2-0,4 от общего. При этом количество вращений бура должно быть 150-200 оборотов в минуту.
  2. Для режущих элементов, которые имеют размер до 10 см, частота вращения не может быть больше 500 об./мин.
  3. При бурении скважин шнеками более результативными являются режущие элементы, которые имеют центральный канал. Через него идет воздух или вода при помощи гидравлики, что понижает трение при бурении грунта.

Перед шнековым бурением следует выполнить анализ грунта

Традиционно бурение шнеками скважин осуществляют на глубину до 50 м. В качестве исключения бурить оборудованием можно до глубины 120 м.

Этапы проведения работ

Шнековый способ бурения применяется для формирования скважин вертикального или горизонтального направления. В последнем случае присутствуют следующие этапы работ:

  1. Осуществляется подготовка оборудования, его установка на специальную устойчивую платформу.
  2. Роют котлован для удаления сыпучих и неуплотненных грунтов.
  3. При помощи лазерных измерительных устройств определяют направление бурения.
  4. Происходит установка всего необходимого оборудования, обсадной трубы.
  5. Углубление бура происходит до упора, пока не будет достигнута максимальная глубина.
  6. Рабочий инструмент извлекают на поверхность.
  7. К буру подсоединяют новую секцию, что позволяет достигнуть необходимой глубины.

Вертикальное бурение происходит также, но данный метод не требует применения обсадной трубы.

Видео по теме: Первое в жизни бурение скважины обломал шнек 16 метров глины

  • Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
  • Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
  • Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
  • Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
  • Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
  • Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Плюсы применения шнека

Процесс бурения скважин на воду путем применения режущего элемента исключает надобность перемолки и стирания отделенного от забоя грунта. Забой выполняется в непрерывном режиме, в параллель идет разрушение почвы. При отделении от забоя земли она отправляется на винт, который вращается с высочайшей скоростью. Центробежные силы, которые сопровождают процесс, прижимают грунт к стенам скважины, тогда как беспрерывно движущаяся лента толкает землю наверх. Часть грунта остаётся на стенах колодца. Эти методики обеспечивают скорость выполнения работ до 4-ой категории пород по буру.

Плюсы вращательного бура следующие:

  • Высокая скорость заглубления;
  • Транспортировка грунта без подъёма оборудования;
  • Непрерывное поступление почвы на поверхность;
  • Не требуется выполнение промывания.

Техника для шнекового бурения стоит достаточно дорого

При всех достоинствах инструмент имеет и недостатки. Для создания колодца шнековым способом имеет значение незначительная глубина бура

Также берется во внимание вращение массивной колонны шнека, требующее прикладывания значительных усилий. Чтобы сделать больше ресурс долота, его необходимо армировать резцами из твердого сплава

Долото должно иметь сечение больше шнека на 2 см.

Наиболее востребованными долотами, применяемыми для бура шнеком, выступают те, которые имеют в комплектации 2-3 лопасти. 3-лопастный инструмент имеет корпус, сделанный методом литья из металлического материала. Когда проделывается колодец, вращение инструмента на буровом оборудовании осуществляется при помощи специальных станков

Внимание! Без знания правил не получится выполнить работы по бурению, где применяется шнековый инструмент

Первое условие перед запуском оборудования — анализ грунта на участке, второе — то, на каком расстоянии идет вода. Так, работа при помощи станочного агрегата ЛБУ-50 выполняется специальным вращателем, что исключает применение роторных и шпиндельных элементов. Это потребуется для гарантии большого вращения и создания осевого поступательного движения винта.

Если колодец надо сделать максимально быстро, то нужно применить мощные станки, которые могут гарантировать высочайшую производительность. Для этого их установка выполняется на шасси автомобиля. Бурение может осуществляться станками СО-2. В такой ситуации в тандеме с оборудованием применяется современный экскаватор.

Проделывание скважин — дело непростое, однако если иметь под рукой необходимый инструмент и следовать технологии, то пробурить колодец можно и самостоятельно.

Описание технологии

Данная технология применяется только для скважин с малым дебетом.

При шнековом бурении следует соблюдать правила техники безопасности

Стандартное шнековое бурение колодца под воду выполняется в грунте:

  • Мерзлом;
  • Рыхлом;
  • Мягком.

При помощи шнека-винта из забоя устраняется выбранная при буре земля. Шнек – это труба-бур, вся длина которой заделана лентой из стали. Работа шнеком выполняется буровыми механизмами, которые имеют подвижный вращатель. Шнек соединен резьбой или элементами, которые имеют специальное сечение. Ход подавания при буре шнеком от 1,9-15 м. Полые герметичные шнековые элементы имеют специальные замочные механизмы. За счёт высокосортной стали замка, имеющей высокую износостойкость, время на бурение в разы сокращается. При этом производительность, напротив, растет.

Достоинства и недостатки метода

Технология шнекового бурения скважин имеет множество преимуществ:

  • обеспечивается высокая скорость бурения без дополнительного перемалывания отработанной породы;
  • очищение углубления в грунте осуществляется непрерывно;
  • обеспечивает глубину бурения от 1,5 до 70 м;
  • простота технологии;
  • отсутствие необходимости привлечения высокотехнологичной техники и оборудования;
  • не нужно осуществлять подачу бурильной жидкости, что упрощает процесс работы;
  • при необходимости скважина может размещаться под небольшим углом;
  • широкий спектр применения в различных отраслях – для бурения питьевых скважин, для формирования свайных фундаментов;
  • возможность осуществления геологической разведки территории.

Машины для бурения

Шнековое бурение скважин не лишено недостатков. Данный метод невозможно использовать в глинистых грунтах или при наличии почвы с большой плотностью. При попадании режущего инструмента на камень (даже небольшой по размеру) работу можно прекращать. Дальнейшее передвижение становится невозможным. Также при углублении шнека на значительную глубину необходимо приложить немало усилий.

Шнековое бурение скважин технология

Считается, что шнековое бурение является самым дешевым и простым методом бурения скважин.И действительно, бурение шнековым методом отличается высокой скоростью проходки (до 100-300 м за смену).

Если совсем просто объяснять принцип работы шнекового бурения, можно вспомнить ледовый бур, которым зимой пользуются рыбаки для того чтобы сделать лунку. Ледовый бур устанавливается вертикально и за счет вращения и нажима врезается в лёд.

Если же говорить о технологии, то при бурении скважины в теории не сильно сложнее.

Где применяется шнековое бурение

Шнековое бурение применяется в основном при бурении песчаных и песчано-гравийных грунтов, а также пород средней твердости для взрывных скважин, инженерных и гидрогеологических исследований, геологической съемке, разведки полезных ископаемых, картировании и т.п. популярно при бурении скважин на воду.

Глубина скважины, обычно до 50 метров, но в зависимости от грунтов может составлять до 100-120 метров. Диаметр бурения шнековым способом, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях используются шнеки диаметром 1500 мм и более.

Технология шнекового бурения

Шнековое бурение является одним из методов вращательного бурения и осуществляется установкой которая имеет буровую головку, а следом идут шнеки, с помощью которых на поверхность транспортируется разрушенная порода (шлам).

Разрушение породы происходит за счет вращения буровой головки, под которой понимается лопастное долото или бур. Инструмент разнообразный и подбирается исходя из свойств породы.

Слева направо: Лопастной бур; Долото двухлопастное; Долото трехлопастное.

Буровая головка и шнек могут быть раздельными или одним целым, последнее называют шнекобуром.

Затем шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.

Причем, шнек выбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема.

Это необходимо учитывать потому что в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры. Нагрев же происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.

Реборда шнека служит только для транспортировки разрушенного грунта, а значит разрушающий инструмент (долото или бур) должен быть большего диаметра.

Плюсы

  • Непрерывный процесс подъема грунта на поверхность;
  • Шнековая колонна не требует подъема во время бурения;
  • Высокая скорость углубления (До 100-300 метров за смену).

Минусы

  • Необходимо быстрое вращение большой и тяжелой шнековой колонны, следовательно, буровая установка должна быть мощной;
  • Относительно небольшая глубина бурения, обычно до 50 метров;
  • При попадании на валун дальнейшая проходка может стать проблемой, скорее всего бурить придётся рядом;
  • Бурение в породах высокой твердости невозможно;
  • В липких и вязких грунтах возможно налипание.

Технология бурения

Что такое Скважина

Для бурения скважин шнековым способом происходит постоянное вращение рабочего инструмента с лопастями. Это обеспечивает бесперебойную подачу отработанной породы на поверхность, что очень удобно. Шнеки, осуществляющие все предвиденные технологией операции, состоят из центральной трубы, которую также называют буровой штангой. По ее поверхности по всей длине под определенным углом размещается стальная полоса. Именно она транспортирует разрушению почву на поверхность.

В конструкции шнека присутствует острый наконечник, который осуществляет врезку в грунт. Чаще всего его делают съемным. Это позволяет менять наконечник, зависимо от типа обрабатываемого грунта. При шнековом бурения чаще всего применяются следующие типы наконечников:

  • долото, оснащено трема лопастями;
  • лопастный бур;
  • долото с двумя лопастями.

Во время бурения скважин на воду одновременно происходит формирование и укрепление ее стенок. Для этого может использоваться бетон или металл. Также следует не забывать, что данный метод редко применяется для производства глубоких скважин. Но при необходимости длина проходки может достигать 50 м. Поэтому шнек для бурения оснащается дополнительными секциями.

При шнековом бурении обязательно нужно сразу укреплять скважину

Правила шнекового бурения

Процесс бурения скважин на воду описанным выше способом имеет много преимуществ, одно из которых состоит в оперативности прохода. В то же время с производством бурения идет продавливание и установка стен колодца, что оказывает помощь в удержании грунта, исключая его осыпание. Устраиваемые стены могут быть металлическими или бетонными.

Этот способ используется только для таких колодцев на воду, которые имеют маленький дебет. Благодаря винту из забоя забирается почва. Устройство представляет собой специальную трубу, которая целиком обвита лентой из металла. Процесс предусматривает применение буровых агрегатов, которые устраивают подвижным вращателем. Резаки соприкасаются резьбой или деталями, что имеют фигурное сечение. Шаг подачи имеет предел до 15 м.

Для выполнения шнекового бурения необходимо минимум 2 человека

  • Включают в конструкцию полости;
  • Имеют реверсы-замки;
  • Снабжены разными долотами.

Стальная поверхность устойчива к износу, что дает возможность уменьшить период работы в разы. Если бур осуществляется на участке с мягкими и рыхлыми почвами, то лопасти долота надо устраивать под углом примерно 30-60° к забою. Если же бурить таким методом приходится на плотной почве или в грунте с включением гравия и гальки, то лопасти долота должны располагаться под прямым углом к забою. Угол выявляется в зависимости от твёрдости грунта, с которым ведется работа.

Когда устраивается колодец, режущие элементы оборудования высвобождают высокий температурный режим за счёт разрушаемого грунта. Отработанная земля уходит наверх по винту. Объём отработки при сбережении средней скорости передвижения — приблизительно 0,2-0,4 от объёма пространства. Методика предусматривает сохранение частоты кручения бура 150-200 оборотов в минуту. Если в работе применяется шнек, который имеет габариты до 10 см, то частота кручения не должна превышать 500 оборотов в минуту.

При устройстве колодца по данной технологии наиболее результативными являются шнековые винты, которые идут с каналом в центре. Именно он передает воздушные массы или воду путем гидравлического насоса, что дает возможность делать трение при выполнении работ наиболее низким.

Шнековое бурение

Шнековое бурение — самый простой и рациональный способ получить скважину глубиной до 80 метров в почве низкой степени твёрдости. Чернозём, глина, торф, песок — все эти рыхлые породы отлично поддаются проходке шнековым способом. Главное, чтобы на пути породоразрушающего инструмента не попались вкрапления камней или крупные обломки горных пород, так как их транспортировка на поверхность будет затруднена.

Диаметр скважины, получаемой при помощи шнекового бурового оборудования, может достигать 80 см. Неоспоримым преимуществом такого способа бурения является высокая скорость проходки. Тому есть две причины. Во-первых, коронка буровая почти не изнашивается, так как встречает очень незначительное сопротивление со стороны разрушаемой породы. Во-вторых, коронке не приходится повторно дробить и перемалывать уже отделённый от забоя грунт. Как только порода скалывается породоразрушающим буровым инструментом, она тут же попадает на вращающийся с высокой скоростью шнек. За счёт возникающей в процессе вращения центробежной силы, разрушенная порода прибивается к стенкам скважины и быстро доставляется шнеком на поверхность. Оставшаяся часть породы вминается в стенки ребордой шнека, освобождая забой и снимая нагрузку с силового агрегата буровой установки.

Как видим, забой скважины непрерывно очищается от остатков разбуренного грунта, что гарантирует достаточно высокую скорость бурения вплоть до пород IV категории по шкале буримости. Наивысшая скорость работы бурового оборудования достигается при обустройстве скважин в слабо цементированных залежах щебня и гальки. Такой грунт практически не требует дробления и измельчения: он сразу же выносится на поверхность. Если говорить о наиболее труднопроходимых грунтах, то наибольшую сложность для шнекового бурения представляет, как ни странно, глина. Коронка или долото буровое без особого труда вгрызаются в эту вязкую субстанцию, но как только она попадает на шнек, сразу же начинаются проблемы. Из-за своей вязкой консистенции она быстро забивает шнековый транспортёр, налипая на его стенки. Таким образом, выбуренная порода транспортируется на поверхность очень медленно, существенно снижая скорость проходки.

Высокая механическая скорость — основное, но не единственное преимущество проходки шнековым способом. Ещё одна особенность заключается в экономии ресурса эксплуатируемого бурового оборудования и в отсутствии необходимости дополнительно его охлаждать. Причиной тому — рыхлость разбуриваемой породы. За счёт этой рыхлости площадь контакта породы с поверхностью бурового инструмента повышается, и он охлаждается от самого грунта. Таким образом, чем глубже бурильная колонна проникает в грунт, тем лучше она рассеивает возникающее в процессе работы тепло.

Буровой инструмент

Оборудование для бурения шнековым способом включает в себя шнековую колонну и породоразрушающий инструмент (как правило, лопастное долото). В зависимости от типа грунта, колонна может включать в себя несколько утяжелённых шнеков и комплектоваться колонковым долотом.

Типы буровых долот

В шнековом бурении используется несколько разновидностей долот. Рассмотрим два наиболее распространённых типа.

Долото буровое трёхлопастное (ДБШ)

Долото оснащено тремя зазубренными лопастями, немного отклонёнными относительно оси. Их боковые поверхности обычно усиливаются восьмигранниками, а зубья — наваренными пластинами из твёрдого сплава ВК-8. В некоторых моделях одна из лопастей может сливаться с лопастью транспортного шнека.

Долото буровое двухлопастное (ДРШ)

Данный тип долот был сконструирован в СКВ ВПО «Союзгеотехник» ещё во времена Советского Союза. Разработка оказалась настолько удачной, что по сей день применяется для проходки пород со II по V категорию буримости. Изделие представляет собой цельнолитой корпус с двумя лопастями. Угол атаки лопастей относительно корпуса составляет 15°. Одна лопасть считается рабочей, другая — калибрующей. Они смещены одна относительно другой на 4-5 мм. Все режущие элементы долота армированы твёрдыми сплавами.

Шнековый транспортёр представляет собой трубу с резьбовыми или безрезьбовыми соединениями на концах. К наружной стенке трубы приварена спиралевидная лента из стали толщиной 4-6 мм. Шаг спирали зависит от типа транспортируемой породы и варьируется от 0,5 до одного диаметра шнека.

Шнековый транспортёр используют, когда необходимо доставить на поверхность керн для лабораторных исследований, не нарушая при этом его структуру. Устройство такого транспортёра несколько отличается: в трубе имеется большое проходное отверстие, а шнек полый. При бурении керн поступает в специальную гильзу, которая извлекается после свинчивания буровой коронки.

Особенности шнекового бурения

Шнековое бурение может осуществляться как стандартной, так и мини буровой установкой. Главное, чтобы её двигатель мог обеспечить достаточной частотой вращения шнековую колонну. Она находится в диапазоне от 100 до 200 оборотов в минуту. При превышении данного параметра начинается вибрация, а при занижении оборотов транспортировка породы на поверхность сильно ухудшается.

В большинстве случаев работа ведётся без нагрузки на породоразрушающий инструмент. Из-за рыхлости грунта долото буровое способно внедряться в породу под весом буровой колонны.

Технология шнекового бурения скважин станками

Земляные работы, несмотря на простоту, считаются самым тяжелым процессом. Шнековое бурение скважин – это способ облегчить и ускорить их, одновременно минимизировав риск обрушения пород. Высокотехнологичное оборудование позволяет проводить выработку практически круглогодично, вне зависимости от погодных условий.

Что такое шнековое бурение скважин

В регионах, где преобладают грунты с низким показателем твердости, подготовка ствола для установки водозаборного оборудования вызывает множество проблем. Поэтому при бурении песчаных и песчано-гравийных грунтов глубиной до 60 м, а иногда и более используют шнековый метод. Конструкция оборудования представлена несколькими элементами.

  • Шнек – это устройство, представляющее собой металлическую трубу с буровой головкой-долотом и винтообразно закрепленной железной пластиной-ребордой для отвода разрушенного грунта на поверхность. Изделие является сборным и состоит из нескольких, соединяющихся между собой в процессе работы элементов.
  • Долото фиксируется под углом от 300 до 600 к несущей оси. Чем рыхлее грунт, тем меньше значение угла нужно выставлять. При прохождении через твердые гравийно-галечные породы рекомендуется использовать головку с высокопрочными техническими алмазами. Сечение скважины обычно не превышает 600-800 мм, но в случае исключения допускается использование шнеков 1500 мм и более.

Шнековый способ используется в основном при обустройстве скважин с низким количеством забора жидкости или для формирования неглубоких колодцев. В первом случае используется механизированный труд, а во втором может применяться ручной. Кроме того, данный метод распространен при инженерных и сейсморазведочных работах гидрогеологических съемках при поиске полезных ископаемых.

Принцип бурения шнеком

Основой метода является вращательное действие, которое в зависимости от предстоящего объема работ выполняется ручным или механизированным способом.

  1. При выборе оборудования учитывается, что реборда предназначена лишь для транспортировки, поэтому диаметр долота или бура должен быть на 20-40 мм больше сечения шнека. При постоянном бурении с большой скоростью центробежная сила прижимает часть грунта к стенкам шахты, уплотняя их, что способствует образованию шламовой корки.
  2. Рабочий процесс должен проходить с минимальным количеством прерываний. Для увеличения силы крутящего момента и повышения производительности оборудование устанавливается на шасси.
  3. Технология шнекового бурения скважин, выполняемая станками типа ЛБУ 50 включает: охлаждение рабочего инструмента, транспортировка на поверхность разрушенного грунта, укрепление стен полученной шахты. Применение автопередвижных установок уменьшает потери времени при изменении места дислокации буровой. Использование данного оборудования позволяет заглубляться до 200 метров при сечении 190 мм. Наличие пневмоударника допускает формирование скважины диаметром 550 мм.
  4. Для запуска шнека в действие необходимо доставить его на место и перевести в рабочее положение путем опускания опорных башмаков. После этого происходит забуривание. Направленное движение шнека при высоких оборотах обеспечивается жесткой конструкцией установки. По мере погружения присоединяются дополнительные секции.
  5. При бурении скважины своими руками используя самодельный бур и дополнительные приспособления промышленного производства, технологический процесс не меняется. Единственной разницей являются габариты мобильного устройства, а так же ограничение глубины 60-70 метрами.

Метод шнекового бурения позволяет выполнить проход в вертикальной, горизонтальной и наклонной плоскостях. Технология предполагает использование гидравлической станции. При выполнении работ идет одновременное обсаживание стен металлическими трубами. В остальном процесс идентичен.

Преимущества и недостатки метода

Согласно статистике, цена производства скважин при помощи шнекового бурения является самой низкой, скорость введения их в действие наиболее быстрой. Однако данный метод имеет как плюсы, так и минусы.

Кроме быстроты исполнения работы к положительным сторонам можно отнести простоту оборудования и несложный технологический процесс, что позволяет домовладельцам выполнять малообъемные работы и добираться до глубоко залегающих водоносных слоев самостоятельно. Инструмент легко монтируется и допускает быструю замену изношенных деталей. Отсутствует необходимость проливания водой ствола шахты при бурении и возможности удаления грунта, без извлечения инструмента. Плюсом можно считать отсутствие необходимости заниматься длительной прокачкой колодца при его запуске в эксплуатацию. Глина, песок и другие примеси в стволе фактически отсутствуют, фильтры водонасосов не засоряются, рекультивация не нужна.

Отрицательных сторон у технологии также достаточно. Главными считаются ограничение по глубине и ширине скважины, а также отсутствие возможности бурения в любом грунте. Даже если параметры почвы соответствуют технологическим требованиям, присутствие на пути бура большого камня может привести к необходимости смены участка. Кроме того, при работе происходит большая нагрузка на привод инструмента и может произойти его демонтаж или поломка. Именно поэтому применение данного способа наиболее распространено в регионах с близким залеганием пригодных для питья вод и со слабым грунтом. К недостаткам шнековых скважин также можно отнести небольшой приток воды, которого может не хватить на удовлетворение запросов большой семьи.

Технология шнекового бурения скважин станками

Шнек буровой – это труба, по внешней поверхности которой спирально проходит стальная полоса (Schnecke по-немецки «улитка»). На нижнем конце трубы располагается режущий наконечник.

Принцип работы: наконечник врезается в грунт, постепенно уходя на глубину. Разрыхленный грунт, как по транспортеру, движется по спиральной полосе и поступает наверх.

Шнек может быть оборудован съемным керно-приемником. Наконечник тоже съемный (у некоторых моделей – несъемный, но это реже). В зависимости от плотности разбуриваемой породы рабочий орган оснащается:

  • лопастным буром;
  • двухлопастным долотом;
  • трехлопастным долотом.

Диаметр у долота на полтора-два сантиметра больше, чем у самого шнека: при вращении колонны на ее поверхности образуется корка шлама, нужен небольшой люфт для свободного оборачивания.

У трехлопастных долот литой корпус и зубчатые лопасти с наклоном по винтовой линии, армированные восьмигранными твердосплавными резцами. Для мягкого грунта выбирают долото с рабочими лопастями под углом до 60 градусов, для более плотного – 90 (к оси бурения).

Технология шнекового бурения скважин

Глубина бурения шнеком достигает нескольких десятков метров, поэтому в процессе погружения ствол инструмента наращивают. Скорость вращения и шаг витков спирали выбирают так, чтобы оборудование не перегревалось, например:

  • если диаметр оснастки 20 см – 150 об/мин максимум;
  • если 10 см – до 500 и т.д.

Шлам (отработанный грунт) должен занимать 30 % пространства между витками.

В одних случаях для защиты инструмента от перегрева предусмотрено водяное охлаждение: труба – полая, вода подается через внутреннее пространство стержня. В других шнек охлаждается проходящей по транспортеру почвой. Мы рекомендуем проходку полым шнеком: бурение с центральным каналом наиболее эффективно, к резцу при необходимости можно подать воздух или воду.

Для выполнения глубоких скважин мы иногда используем комбинации шнекового метода с другими – например, с канатно-ударным. Если в процессе погружения встретился пласт твердого грунта или валун, шнек его не одолеет, потребуется дополнительное оборудование.

На породах средней плотности дополнительное укрепление скважины может и не понадобиться – в процессе вращения шнек сам уплотняет стенки. На рыхлых грунтах мы используем обсадные трубы или тампонирование бетоном под высоким давлением. Средняя скорость бурения при этом около 30 метров.

Вы можете заказать шнековое бурение в нашей компании

Наш опыт работы – более 10 лет

Применение шнекового бурения

Мы используем шнековое оборудование для решения следующих задач:

  • геологоразведка, поиск полезных ископаемых;
  • гидрогеологические исследования;
  • инженерно-геологические исследования;
  • сейсморазведка;
  • геодезическая съемка;
  • бурение на воду при неглубоких горизонтах;
  • монтаж свайных фундаментов, подпорных стенок;
  • установка инженерных конструкций, опор ЛЭП, гидротехнических объектов.

Плюсы и минусы шнекового бурения

Популярность метода объясняется следующими достоинствами:

  • высокая скорость работ – во многом из-за того, что в процессе бурения не требуется поднимать инструмент и менять насадки;
  • простота – промывочный раствор тоже не требуется;
  • возможность бурить скважины большого сечения (до 80 сантиметров);
  • можно бурить в холодную погоду. Бурение на воду даже лучше выполнять в мерзлом грунте;
  • можно бурить под углом;
  • при проходке стенка скважины уплотняется;
  • универсальность применения: разведка, питьевая вода, свайные фундаменты, опоры инженерных конструкций и т.д.;
  • низкая цена бурошнекового бурения.

Минусы и ограничения:

  • не подходит для очень плотных (тем более, скальных) грунтов;
  • небольшая глубина в сравнении с другими методами;
  • возникают осложнения при работе на глинах и других вязких грунтах: изъятый материал липнет к лопасти.

Чем отличаются роторное и шнековое бурение скважин

Не следует путать эти виды бурения. Рабочий орган установки для роторного бурения – тоже металлическая колонна с долотом на конце. Но порода при погружении инструмента не транспортируется наверх автоматически, а вымывается глинистым раствором или выдувается. Различия методов:

  • глубина бурения шнеком – от полутора до 120 метров, самая глубокая роторная скважина – 9 км;
  • условия работы. Поскольку роторная технология задействует раствор, есть ограничения по внешней температуре. Рекомендуемая температура при бурении шнеком – до минус 20. Это популярный способ при бурении зимой, а ротором лучше работать в теплое время;
  • в отношении грунта роторный метод почти универсален, а шнек рекомендован для сухих мягких почв;
  • скорость шнекового бурения получается выше, поскольку можно работать одним инструментом безостановочно. При роторном часто меняют насадки;
  • стоимость роторного бурения выше за счет большей сложности технологии: вымывание, выдувание, монтаж осадочных колец.

Из-за этих различий роторный и шнековый метод применяются в разных ситуациях:

  • роторный – преимущественно при устройстве артезианских скважин, на твердых грунтах, при глубинной разведке;
  • шнековый – при устройстве скважин малой глубины: на воду в районах с неглубоким залеганием водоносного слоя, на мягком грунте, в зимний период; для фундаментов; для инженерно-геологических исследований.

Устройство шнековой буровой установки

  • стойка крепится на буровой платформе шарнирным устройством;
  • со стойкой подвижно связано навесное оборудование – рабочий орган и каретка с электроприводом;
  • на валу установлена телескопическая колонна с буровым инструментом и очистителем. Колонна состоит из двух секций, нижняя оборудована лопастями;
  • шнек с коронкой либо расширитель крепится к нижней секции пальцами. Наличие расширителя позволяет увеличить диаметр скважины до двух метров.

Шнековые бурильные комплексы функционируют по одному принципу и различаются, главным образом, спецификой производственных задач:

  • ручные мотобуры. Самые компактные и легкие: в среднем масса 50-80 кг, предел – 200. Используются для устройства скважин на воду, а также для различных строительных задач: компактность позволяет работать в предельно стесненных условиях, в т.ч. в подвалах. Подробнее

  • малогабаритные буровые установки шнековые. Масса – до тонны. Обычно мы используем эту технику на гусеничном шасси – это упрощает подъезд к труднодоступным местам. Кроме того шасси подходит в качестве платформы для бурения. Производительность такого оборудования гораздо выше, чем у ручного. Подробнее

  • тяжелое мобильное оборудование размещается на шасси грузовиков, оно интегрировано в систему машины. Установки самые производительные и автономные, работа не требует подключения дополнительного оборудования. Управляются водителем авто из кабины. Подробнее

В нашем распоряжении современное оборудование всех типов. Мы подберем буровую установку в соответствии со спецификой ваших задач, объемом работ и условиями на вашем объекте.

Читайте также:  Фасадный утеплитель под штукатурку: выбор и технология утепления
Ссылка на основную публикацию