Почему буровые коронки необходимы для скважин большого диаметра

Бурильный ведро Применение в проектах со скважинами большого диаметра

Инфраструктурные и энергетические проекты, требующие скважин диаметром 24–48 дюймов

Буровые бакеты действительно повышают производительность при реализации крупных инфраструктурных и энергетических проектов, где требуются широкие скважины диаметром от 24 до 48 дюймов. Ведущие производители расширили границы возможного, создав бакеты, способные работать с отверстиями до 157 дюймов (4 000 мм). Это позволяет строительным бригадам бурить различные типы грунта, включая липкие глинистые почвы, песчаные участки и разрушенные скальные породы, не нарушая устойчивость подземных слоёв. В чём их преимущество по сравнению с обычными шнеками? Вместо постоянного перемещения грунта, как это делают сплошные шнеки, буровые бакеты захватывают материал циклически и поднимают его наружу. Такой подход снижает уровень вибраций — это особенно важно при работе вблизи чувствительных сооружений, таких как мосты. Кроме того, этот метод обеспечивает более прямые скважины и уменьшает нагрузку на технику в целом.

Основные типы проектов: фундаменты мостов, основания ветряных турбин и глубокие коммуникационные шахты

Три основных применения демонстрируют универсальность буровых ковшей:

• Фундаменты мостов : Достигайте точного размещения свай в речных отложениях, используя ненарушенные образцы грунта для геотехнической проверки в реальном времени
• Площадки под ветряные турбины : Выполняйте excavation устойчивых опорных точек в различных слоях — от ледниковых отложений до скальной породы — без использования бентонитового раствора
• Глубокие коммуникационные шахты : Сооружайте шахты глубиной более 30 метров (100 футов) для городской инфраструктуры с контролируемым удалением материала, снижая объем отходов на 30% по сравнению с открытым способом разработки

Экологические и геотехнические преимущества Бурового ведра

Отсутствие необходимости в бентонитовом или полимерном растворе: снижение загрязнения площадки и расходов на транспортировку

Буровые ковши практически исключают использование традиционных стабилизирующих жидкостей, таких как бентонитовые суспензии. Это означает отсутствие риска загрязнения грунтовых вод, а также позволяет компаниям сэкономить около 40 % на расходах по утилизации опасных отходов, как показывают различные отраслевые отчёты. Отсутствие необходимости в перевозке больших объёмов суспензии значительно снижает расход топлива и углеродный след от транспортных операций. Механический метод обеспечивает устойчивость скважин за счёт точного резания, а не добавления химических реагентов. Такой подход помогает строительным бригадам соблюдать строгие экологические нормы и одновременно сокращать расходы на обработку материалов на каждом объекте на сумму от пятнадцати до двадцати тысяч долларов США.

Целые, репрезентативные керны для классификации грунта в режиме реального времени и контроля качества

Метод бурового стакана позволяет получить образцы грунта, которые показывают реальную картину происходящего под землей в отношении слоев, влажности и того, как эти слои соединяются между собой. Это отличается от шламовых технологий, которые, как правило, полностью разрушают структуру грунта. Когда инженеры исследуют эти керны непосредственно на месте, они могут оценить, выдержит ли грунт запланированные конструкции, и скорректировать проект фундамента до заливки бетона. Получение этой информации в ходе выполнения работ позволяет сэкономить деньги, поскольку никто не хочет разбирать всё наполовину постройки. Бригады обнаруживают проблемы, такие как неустойчивые песчаные линзы или глина, расширяющаяся при намокании, намного раньше, чем позволяют традиционные методы. Некоторые исследования в области геотехники показывают, что такой подход снижает количество конструкционных повреждений примерно на четверть. Кроме того, контроль качества осуществляется непрерывно на протяжении всего процесса, а не с задержкой из-за ожидания лабораторных результатов, которые приходят через несколько дней.

Повышенная несущая способность за счет расширения основания (бадьи с расширением)

Как увеличение диаметра основания повышает площадь опоры и осевую несущую способность в глубоких фундаментах

При использовании расширительных долот для подбуривания нижний диаметр буровых свай механически увеличивается, что обеспечивает большую площадь поверхности для передачи нагрузок. Такое геометрическое расширение распределяет вес конструкции на более широкий участок качественного грунта, тем самым повышая несущую способность до начала осадки. Для связных грунтов увеличение диаметра основания примерно на 30–50 процентов, как правило, повышает несущую способность на 200–400 процентов, согласно исследованиям, опубликованным в прошлом году в журнале ASCE по инженерии фундаментов. Такие улучшения позволяют инженерам проектировать менее глубокие фундаменты, сохраняя при этом структурную целостность. Особое преимущество этого метода заключается в сокращении объема дополнительного бетона и армирующих материалов — потенциально экономия может достигать четверти расходов по сравнению с традиционными вариантами прямых свай. Подрядчики также выигрывают, поскольку получают реальные образцы грунта непосредственно из скважины во время земляных работ. Эти образцы помогают проверить, соответствует ли слой грунта под основанием ожиданиям, и обеспечивают правильное взаимодействие расширенного основания с прочным грунтом ниже. Благодаря этим преимуществам многие строительные бригады сегодня активно используют специализированные буровые долота при возведении сооружений, требующих значительной поддержки, таких как сейсмостойкие мосты или массивные ветряные турбины, устойчивые к сильным ветрам.

Основные механические принципы:

• Расширение основания : Вал диаметром 36 дюймов, расширенный до 54 дюймов, увеличивает площадь основания на 125%, что прямо пропорционально росту несущей способности.
• Синергия грунта и конструкции : Увеличенные основания проникают глубже в несущие слои грунта, обеспечивая сопротивление выдергивающим усилиям в ветровых установках и опорах башен.
• Эффективность затрат : Более высокая несущая способность отдельного сваи уменьшает общее количество свай, необходимых для проекта.

Пригодность грунтов и эксплуатационные ограничения для буровых коронок

Буровые ковши хорошо работают в определённых типах грунта, но возникают проблемы, когда геология неожиданно меняется. При работе с липкими грунтами, такими как глина, ковши должны иметь более широкие режущие кромки, чтобы материал не прилипал ко всему и не нарушал весь процесс бурения. Песок — это совершенно другой случай. Зубья на ковше должны быть достаточно агрессивными, чтобы проникать сквозь рыхлый материал, не застревая. А если добавить каменистую почву или что-то очень абразивное? Тогда применяются усиленные ковши для работы с породой, оснащённые закалёнными зубьями. Но даже в этом случае начинаются трудности во влажных грунтах или неоднородных смесях, если предварительно не выполнить специальные модификации. Кроме того, существуют практические ограничения по глубине, на которой ковши перестают справляться с твёрдой породой — примерно на отметке 30 метров (100 футов), а в неустойчивых слоях гравия они испытывают значительные трудности, где иногда становятся абсолютно необходимыми колонковые трубы для обеспечения хотя бы минимальной устойчивости. Соблюдение этих базовых правил помогает сохранять целостность скважин и снижает количество раздражающих незапланированных остановок, которых все так опасаются.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое бурового ведра где используется в строительстве?

Буровые ковши применяются для создания скважин большого диаметра в проектах инфраструктуры и энергетики, таких как фундаменты мостов и площадки для ветряных турбин, за счёт эффективного удаления грунта с минимальными вибрациями.

Почему буровые ковши предпочтительнее традиционных методов?

Буровые ковши минимизируют загрязнение участка, так как не требуют использования бентонитовых растворов, обеспечивают отбор проб грунта в реальном времени для геотехнического анализа и повышают несущую способность за счёт таких методов, как расширение подошвы скважины.

Какие типы грунта подходят для буровых ковшей?

Буровые ковши эффективны в глинистых, песчаных и скальных грунтах, но требуют корректировок при работе с липкими глинами и рыхлыми песками. Они могут испытывать трудности во влажных грунтах или при неоднородных слоях почвы.