Бурение в строительстве это

В современном строительстве особого внимания заслуживают буровые работы. Они являются комплексом действий, которые направлены на создание скважин инженерного, эксплуатационного, технического, строительного, геологического и другого назначения. Они также могут включать подготовительные работы, возведение наземных дополнительных конструкций и коммуникационных сетей, монтаж и демонтаж специализированного оборудования. Бурение является технологическим процессом воздействия на горные породы или грунты в лобовой части скважины с целью их разрушения. Это процесс образования земляных выемок цилиндрической формы и подачи на поверхность продуктов разрушения.

Если буровые работы – это непрерывные процессы, то бурение отличается цикличностью. Операции по разрушению пород забоев буровыми инструментами ( при помощи долота или коронки) сменяются очищением стволов посредством сжатого воздуха и подъёмом бурильных колонн для того, чтобы производить замену рабочих органов или ремонт, крепить ствол при помощи обсадных труб и прочие действия.

Общие понятия о скважине и ее строительстве

Скважина – это выработка в горной породе или грунтах, которая имеет цилиндрическую форму. Ширина скважины намного меньше, чем ее глубина. Верх выработки – это устье скважины, стенки формируют ствол, а днище – забой. Бурение может иметь различное направление, масштабы и функциональное назначение. Также для него может использоваться разнообразное оборудование, отличающееся различными техническими характеристиками. Скважины необходимы для многих отраслей деятельности современного человека:

• поиска и разведывания мест залегания полезных ископаемых разного происхождения;
• их добычи (твердых, жидких и газообразных);
• изучения особенностей грунтов и горных пород;
• установки оборудования;
• выкачивания воды;
• закрепления грунта, устройства почвенных анкеров, цементации и усиления оснований под фундаментные конструкции;
• шпунтовых ограждений котлованов и траншей.

Учитывая огромные масштабы загородного строительства, особого внимания заслуживают такие виды буровых работ, как бурение на воду. Они дают возможность обеспечить строения индивидуальными средствами водоснабжения. Работы представляют собой комплекс высокотехнологичных операций, которые требуют тщательной подготовки, высокого уровня инженерных знаний и наличия специализированного профессионального оборудования. Бурение на воду может осуществляться на глубину до 30 м («на песок») и более («на известняк»).

Песчаные скважины пробуриваются исключительно до песчаных водоносных горизонтов. Такая вода, как правило, не используется в качестве питьевой, а только для хозяйственных нужд или полива. Однако, при помощи использования новейшего фильтрационного оборудования, можно добиться относительно высоких качественных показателей такой воды. Что касается бурения «на известняк», то оно представляет собой более сложную и трудоемкую работу и предполагает использование двух обсадных труб. Одна из них необходима для защиты от обрушений почвы, а вторая – для прокачки при помощи скважинного насоса.

Способы и технологически особенности бурения

На сегодняшний день выделяют несколько групп способов бурения. Они бывают механическими, физическими и ручными. Наибольшую популярность получили механические методы, при которых используются станки и машины ручного типа. К физическим способам можно отнести термический, гидравлические, электрогидравлические, ультразвуковые и другие, которые еще не получили широкого распространения. Ручное бурение может использоваться для грунтов, которые отличаются минимальной твердостью и плотностью.

Каждый из указанных способов бурения требует более подробного описания:

• вибрационное бурение (до 40 м) – подходит для песчаных и глинистых пород. Первый вариант предполагает собственно вибрационное бурение, а второй — виброударное. Суть вибрационного бурения состоит в том, что в результате вибрирования существенно снижаются показатели механического сопротивления породы, что обеспечивает возможность максимально быстрого погружения в грунт. Виброударное же бурение предполагает погружение инструмента под воздействием частых ударов, поэтому используется для грунтов, обладающих высоким лобовым сопротивлением;
• термическое бурение (до 22 м) – предполагает сжигание пород при температуре около +2000°С, которая обеспечивается специальной горелкой. Отличается высокой производительностью и скоростью, а также надежностью;
• гидравлическое бурение (до 8 метров) используется в легком суглинке и водонасыщенной почве. Вода под давлением разрушает породы, остатки которых выводятся с водой вдоль скважины;
• роторное бурение (до 100м) используется для обустройства скважин диаметром до 230 мм. В процессе работы подается вода или раствор глины, которые удаляются на поверхность вместе со шламом, создавая лучшие условия для работы. Отличается высокой производительностью (на 300% выше, чем вибрационного), скоростью и относительно низкой стоимостью;
• шнековое бурение (до 100м) – может проводиться сплошным или кольцевым забоем;
• вращательное бурение (до 100м) – может быть колонковым или роторным. Можно проводить как с промывкой водой, так и с пневматическим охлаждением;
• ударное бурение (до 50 м) – используются станки ударно-канатного действия, оборудованные различным инструментом — долотом, забивным стаканом, желонкой, ударной или раздвижной штангой, канатным замком и канатом
• алмазное бурение используется для того, чтобы вскрывать твёрдые строительные материалы: бетон, гранит, кирпичные стены и каменные основания;
• ударно-вращательное бурение (до 50м) используется в условиях твердых пород.

Существуют и другие способы бурения, однако они не получили большого распространение из-за того, что не до конца разработаны и отличаются дороговизной, поэтому в больших масштабах не используются.

Практическое применение бурения

Бурение необходимо в различных сферах деятельности, особенно в строительстве. Данный тип инженерно-геологических изысканий играет очень важную роль на этапе проектировки будущих сооружений и перед закладкой фундаментных конструкций. Разрабатывается проект, при котором информация о физико-химическом составе грунтов позволяет аргументировать целесообразность застройки зоны, этажность зданий и расстояние до других объектов. Бурение при земляных работах позволяет гарантировать устройство надежного фундамента, так как исходя из полученных аналитических данных, подрядчики определяют тип и количественные характеристики стройматериалов, оптимальное для строительства время года и другие особенности.

Комплекс буровых работ проводится также и с целью повышения надежности фундамента разных сооружений. Большинство зданий подвергаются негативным факторам внешнего типа – как механическим, так и химическим, связанным с сейсмическими и природными процессами. При этом повреждения фундамента являются наиболее опасными, поэтому их крепление требует кардинальных мер. Эти технические задания можно решить в результате внедрения буроинъекционных свай, для чего по всему периметру пробуриваются выемки нужной глубины, которые заполняются бетонными растворами при помощи бетонных компрессорных установок. Высокое давление толкает смесь в полости, образуя монолитное соединение – при этом сваи способны принимать на себя часть нагрузок сооружения, способствуя укреплению изоляционного слоя.

Кроме того, скважины необходимы для:

• добычи питьевой воды;
• обустройства шпунтовых ограждений – они имеют место для строительства зданий в больших городах, так как при их использовании полностью отсутствуют вибрационные процессы. Ограждение предотвращает попадание грунтовых вод в рабочие зоны и исключает влияние на фундамент соседних зданий. Оно может быть как временным, так и постоянным. Технология предполагает строительство стен, удерживаемых сваями из дерева или железобетона – такой способ укрепления грунта способен выдерживать большие нагрузки и обеспечивать безопасность проведения строительства возле многоэтажных сооружений;
• устройства свай буронабивного типа – строительных скважин, которые усиливаются металлическими каркасами и заполняются цементными растворами. Их использование позволяет существенно армировать фундаментные конструкции, и значительно продлевать эксплуатационные сроки сооружений. Данные технологические процессы особенно востребованы на водянистых грунтах, где простой ленточный фундамент не способен справиться с природными воздействиями;
• бурения скважин для тепловых насосов;
• бурения промышленных выемок и других отраслей.

Это очень важный тип работ, который используется многими подрядчиками, однако доверять их лучше всего только профессионалам икомпаниям, предлагающим современное оборудование, которое играет важнейшую роль при произведении бурения.

Буровые установки

Большая часть буровых установок оснащается механизированным приводом, поэтому может быть использована для бурения на достаточную глубину. Они отличаются высокой производительностью и мощностью, поэтому подходят для решения технологических задач любой сложности. Сегодня в строительстве наибольшей популярностью пользуются:

• установки для ударно-канатного бурения;
• шнековые буровые установки;
• роторные установки;
• ручное оборудование.

Ручные агрегаты – перфораторы функционируют при помощи сжатого воздуха, исходящего от компрессоров, и используются для твердых и мерзлых грунтов. Они бывают ручными, колонковыми или телескопическими. Рабочий орган такого инструмента – бур, обладающий ступенчатым профилем, необходимым для снижения сил трения.

Что касается ударно-канатных установок, то относительно простая конструкция такого оборудования способна обеспечить высокий рабочий ресурс. Единственным недостатком таких агрегатов является низкая скорость работы, а при прохождении водоносных горизонтов может потребоваться дополнительная обсадка трубами больших диаметров, что повысит стоимость разработки. Конструктивно установка такого типа состоит из:

• опорной треноги с блочком;
• приводного механизма;
• снаряда желонка.

Ударно-канатное оборудование очень простое в использовании и является одним из первых, которое начали разрабатывать для данных целей.

Шнековые установки состоят из шнека (винта), который обеспечивает подъем разрыхленных грунтовых масс. При этом длина штанги со шнеком составляет обычно не более 3 метров, а для дальнейшего наращивания используется специальная резьба. Бурить можно как вручную, так и механическим способом. После нескольких оборотов рабочий инструмент извлекается для того, чтобы удалять остатки раздробленных грунтов. По сравнению с канатными агрегатами, такие отличаются значительно большей производительностью, однако недостатком является необходимость постоянно доставать инструмент для очистки.

Также особого внимания заслуживает бурение с промывкой – оно осуществляется с помощью специального оборудования, которое позволяет быстро подымать разрушенные грунты при помощи потоков жидкости — промывка при этом может быть прямой или обратной. Такие установки являются очень производительными и быстрыми в работе, однако и стоимость их значительно выше.

Существуют и другие виды буровых установок – они используются в зависимости от типа грунта, условий эксплуатации, а также функционального назначения скважин, которые необходимо пробурить.

Источник: indostroy.ru

Буровые работы

Буровые работы — это комплекс действий, связанных с разрушением пород грунта с целью исследования геологических особенностей данной территории для дальнейшего строительства на ней, а также для создания скважин для извлечения из них воды и других полезных ископаемых, для обустройства скважин, организации свайного фундамента под разные виды строительных объектов, а также закрепления горных пород.

Буровые работы можно условно разделить на три основных этапа:

• разрушение грунта;
• извлечение породы из скважины;
• работы, связанные с закреплением стенок скважины.

В зависимости от поставленных задач бурение бывает:

• инженерным;
• нефтегазовым;
• гидрогеологическим.

Буровые работы бывают трех видов:

• горизонтальное бурение;
• наклонно-направленное бурение;
• вертикальное бурение.

Горизонтальное бурение является идеальным решением в тех случаях, когда задача заключается в прокладке подземных коммуникаций. Такой способ позволяет проложить нужные коммуникации с минимальным воздействием на окружающую среду от нескольких метров до нескольких километров и с диаметром более 1200 мм.

Чтобы приступить непосредственно к прокладыванию траншеи, нужно предварительно провести анализ грунта, а также выявить наличие уже существующих коммуникаций и места их дислокации, получить разрешение на проведение подобного рода работ.

Горизонтальное бурение осуществляется в четыре этапа:

• бурение пилотной скважины (т успеха данного этапа зависит результат всей операции);
• работы по расширению скважины;
• подтягивание трубопроводов;
• завершающий этап.

К преимуществам горизонтального бурения можно отнести следующие:

• позволяет прокладывать подземные коммуникации в местах с плотной застройкой домов, специфичным грунтом, наличием рек, охранных зон и других объектов;
• не требует перекрытия дороги во время проведения организационно-технических работ и не создает дискомфорта для жителей данной местности;
• оперативность;
• не нуждается в большом количестве тяжелой техники и оборудования для выполнения поставленной задачи;
• существенно уменьшается риск возникновения аварийной ситуации;
• установка является полностью автономной, поэтому не нуждается в дополнительном снабжении электроэнергией;
• в условиях высокого положения подземных вод не нужно проводить работы по понижению их уровня;
• экономически выгодный;
• не наносит вред окружающей среде и позволяет сохранять природный ландшафт.

Вертикальное бурение используется в тех случаях, когда нужно построить коттеджный поселок, частный сектор, объект промышленного или гражданского назначения. Кроме того, это идеальный вариант для добычи нефти или газа. К основным преимуществам вертикального бурения можно отнести то, что оно нетребовательно к оборудованию и расчетам, а также является достаточно простым в реализации. Кроме того, такой вид бурения позволяет сделать шахту меньшего диаметра и тем самым сэкономить денежные средства на ее формирование, а также оставить минимальный зазор и существенно облегчить спуск трубы на последующих этапах. Это универсальный способ бурения.

Вертикальное бурение проводится с помощью стационарной, а также передвижной техники на выбор. В работе используются трубы из стали или полиэтилена.

Наклонно-направленное бурение предполагает сооружение скважин сложного профиля. Оно применяется как при строительстве скважин для добычи газа и нефти, так и для разведки полезных ископаемых. Это один из популярных видов бурения. Чаше всего его используют для разработки месторождений в акваториях, а также болотистых местностях. К основным преимуществам данного вида бурения можно отнести следующие:

• этот вид бурения позволяет создавать специальные глушащие скважины, которые являются незаменимыми в условиях аварийной ситуации;
• надежность;
• долговечность построенной конструкции;
• не наносит вред окружающей среде;
• экономически выгодный;
• подходит как для суши, так и воды;
• позволяет бурить в местах залежи, когда вертикальный способ невозможен или очень затруднен.

Для проведения наклонно-направленного бурения необходима серьезная инженерная подготовка данного объекта, и только после этого можно приступать к работе.

Кроме видов буровых работ, существуют еще и методы, которые могут использоваться как в горизонтальном, так и вертикальном бурении одновременно или же только в одном из них.

К основным и самым популярным методам можно отнести следующие:

• колонковое бурение. Данный метод признан одним из самых эффективных, поскольку позволяет работать с любой горной породой. Но его основным недостатком является небольшой диаметр самого бурового отверстия, поэтому его лучше применять для разного рода разведывательных работ;
• ударно-вращательное бурение подходит для крепких скальных пород, поскольку позволяет скалывать, а также дробить горную породу специальным погружным пневматическим ударником. Все раздробленные куски породы выносятся на поверхность под действием потока сжатого воздуха;
• роторное бурение является идеальным решением для прокладки водопроводов. В его основе лежит принцип вращения ротором колонны бурильных труб. Данный метод позволяет бурить скважины разного диаметра и глубины. Иногда глубина может составлять до 300—400 м. Роторное бурение отличается отличной проходимостью, позволяет поднимать на поверхность не просто породу, а буровой раствор, отлично справляется с прослойкой известняка или скальных включений, а также подходит для местностей с рыхлым грунтом;
• ударно-канатное бурение. Это один из самых первых методов бурения. Суть его заключается в разрушении пород с помощью долота, который поднимается над забоем. Оно позволяет бурить скважины, глубина которых составляет до 300 м, а диаметр варьируется от 10 до 46 см. Скважины, которые были созданы этим методом, отличаются продолжительным сроком эксплуатации и не требуют использования огромного количества специального оборудования. Кроме того, это идеальный вариант для многих формаций, в том числе и для труднодоступных мест. К недостаткам данного метода можно отнести лишь то, что он достаточно длительный и трудоемкий;
• вибрационное бурение позволяет создать ровную и глубокую скважину. Это наиболее эффективный способ на данный момент;
• шнековое бурение является идеальным для холодного зимнего периода, отлично работает даже с промерзшим, а также мягким грунтом и характеризуется высокой скоростью применения. Оно позволяет бурить скважины, глубина которых составляет не более 50 м, и отбирать воду с песчаных слоев. Этот метод отличается большой скоростью проведения работ, является универсальным и одним из самых экономически выгодных. С помощью шнекового бурения можно сформировать небольшие скважины для гидрогеологических или инженерно-геологических работ, а также в местах, где нет твердых или сыпучих пород;
• гидробурение подходит для формирования неглубоких скважин на участках, которые имеют рыхлый грунт. В качестве бура используется вода под большим напором;
• комбинированное бурение является сочетанием сразу двух способов бурения: ударно-канатного и роторного. Такой метод чаще всего применяется в сложных гидрогеологических условиях;
• алмазное бурение. Этот метод отличается минимальным износом бура, является достаточно прочным, подходит для разного рода грунтов;
• с продувкой. Это бурение предполагает удаление продуктов разрушения пород с помощью газа;
• с промывкой. Этот метод предусматривает удаление продуктов разрушения пород с помощью потока промывочной жидкости.

Бурение — это сложный процесс, который состоит из нескольких этапов с четкой последовательностью. Сегодня одной из самых распространенных схем бурения, которая используется повсеместно, является следующая:

• подготовительный этап. Этот этап начинается сразу после того, как была утверждена следующая документация: календарный график проведения буровых, а также монтажных работ, наряды, документ, в котором отображается расчет оборудования, необходимого для бурения;
• организационный этап следует сразу после подготовительного. Он начинается с доставки оборудования на объект. Кроме того, организационный этап характеризуется созданием специальных подъездных путей, разнообразных инженерных коммуникаций, а также подготовкой площадки для бурения. Особое внимание уделяется стандартам и требованиям к охране окружающей среды, созданию такой рабочей атмосферы, работать в которой будет не только комфортно, но и безопасно. В конце данного этапа рабочая группа получает свои задания, знакомится с целью проекта, его особенностями и документацией;
• производственный этап. (особое внимание уделяется рациональному использованию ресурсов. Для этого определяются режимные параметры, которые позволят оптимизировать бурение и предотвратить аварию на площадке);
• ликвидационный этап. На данном объекте извлекают обсадные трубы, ликвидируются все временные конструкции, убираются отходы от производственных работ, происходит чистка оборудования.

Все результаты буровых работ обязательно заносятся в буровой журнал, который заполняется в течение смены. К таким данным относится время начала и окончания операции, режимные параметры, категория пород грунта, количество пробуренных метров, состояние бурового снаряда.

Мы предлагаем услугу: бурение скважин для строительства (для дальнейшего строительства фундамента из буронабивных свай, строительства шпунтового ряда, а также грунтовые сваи) и другие буровые работы разной степени сложности.

Источник: ooogtr.ru