RU2292437C2 - Способ и устройство для бурения вытеснением грунта - Google Patents

Способ и устройство для бурения вытеснением грунта Download PDF

Info

Publication number
RU2292437C2
RU2292437C2 RU2004127846/03A RU2004127846A RU2292437C2 RU 2292437 C2 RU2292437 C2 RU 2292437C2 RU 2004127846/03 A RU2004127846/03 A RU 2004127846/03A RU 2004127846 A RU2004127846 A RU 2004127846A RU 2292437 C2 RU2292437 C2 RU 2292437C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drill rod
displacing
section
head
soil
Prior art date
Application number
RU2004127846/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004127846A (ru
Inventor
Эрвин Эмиль ШТЁТЦЕР (DE)
Эрвин Эмиль Штётцер
Original Assignee
Бауэр Машинен Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бауэр Машинен Гмбх filed Critical Бауэр Машинен Гмбх
Publication of RU2004127846A publication Critical patent/RU2004127846A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2292437C2 publication Critical patent/RU2292437C2/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/72Pile shoes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/44Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/26Drilling without earth removal, e.g. with self-propelled burrowing devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

Изобретение относится к буровому устройству и способу бурения вытеснением грунта. Техническим результатом является создание способа и устройства для бурения вытеснением грунта, с помощью которых могут быть разработаны буровые скважины с особенно устойчивыми боковыми стенками. Для этого устройство содержит буровую штангу, на нижнем конце которой разъемно укреплена вытесняющая головка, и выполненный на буровой штанге вытесняющий участок, который расширен по сравнению с граничащим с ним участком буровой штанги. Причем вытесняющий участок для заглаживания стенок скважины выполнен цилиндрическим и образует нижний конец буровой штанги, на котором разъемно укреплена вытесняющая головка. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к буровому устройству для бурения вытеснением грунта, содержащему буровую штангу, на нижнем конце которой разъемно укреплена вытесняющая головка. Кроме того, изобретение относится к способу бурения вытеснением грунта, при котором вытесняющую головку, разъемно укрепленную на нижнем конце буровой штанги, вводят в грунт до предварительно определенной глубины с вытеснением грунтового материала, после чего буровую штангу отсоединяют от вытесняющей головки и выводят из грунта.
Уровень техники
Такой способ известен как способ бурения вытеснением грунта с оставляемой или невозвратной вытесняющей головкой. При этом вытесняющая головка остается в грунте и образует опорную поверхность для сооружаемой над ней бетонной или стабилизирующей сваи. Для этого после вывода буровой штанги из выполненной буровой скважины в нее подают бетон или другой материал заполнителя.
При этом в известном способе имеется проблема в том, что при определенных условиях не создается устойчивой боковой стенки буровой скважины. Это означает, что грунтовый материал может осыпаться с боковой стенки вниз до заполнения буровой скважины. Этот грунтовый материал создает в возведенной бетонной или стабилизирующей свае слабые места, которые снижают ее несущую способность.
Из патентного документа DE 19729882, МПК7 Е 21 В 7/20, 1998, известно буровое устройство для бурения вытеснением грунта, содержащее буровую штангу, на нижнем конце которой разъемно укреплена вытесняющая головка. При этом нижний конец штанги выполнен в виде многогранника, предпочтительно четырехгранника, вставляемого в вытесняющую головку. Это устройство принято в качестве прототипа.
В этом же документе описан и способ бурения вытеснением грунта, при котором вытесняющую головку, разъемно укрепленную на нижнем конце буровой штанги, вводят в грунт до предварительно определенной глубины с вытеснением грунтового материала, после чего буровую штангу выводят из грунта и отсоединяют от вытесняющей головки. Этот способ принят в качестве прототипа. Недостатками известного устройства и способа является то, что с их помощью не всегда удается в достаточной степени укрепить и загладить стенки скважины.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа и устройства для бурения вытеснением грунта, с помощью которых могут быть разработаны буровые скважины с особенно устойчивыми боковыми стенками.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается, с одной стороны, за счет создания бурового устройства, обладающего признаками по пункту 1 формулы изобретения, и, с другой стороны, за счет создания способа, обладающего признаками по пункту 9 формулы изобретения. Предпочтительно примеры осуществления изобретения отражены в соответствующих зависимых пунктах.
В соответствии с изобретением буровое устройство отличается тем, что нижний конец буровой штанги выполнен в виде вытесняющего участка, который расширен по сравнению с граничащим с ним участком буровой штанги. За счет этого после отсоединения вытесняющей головки расширенный вытесняющий участок, выполненный на нижнем конце буровой штанги, при ее выводе может еще раз произвести заглаживание боковой стенки скважины. Особенно важно, что падающий сверху грунтовый материал может вытесняться в боковую стенку посредством вытесняющего участка буровой штанги. За счет этого, с одной стороны, предотвращается нежелательное скопление грунтового материала в полости скважины, подлежащей заполнению. С другой стороны, дополнительное вытеснение грунтового материала в боковую стенку буровой скважины при выводе буровой штанги приводит к дополнительному уплотнению и укреплению, то есть повышению устойчивости стенки буровой скважины.
В принципе, вытесняющий участок может иметь различные формы, такие как коническая или шаровая форма. Однако согласно изобретению предпочтительно вытесняющий участок имеет цилиндрический сегмент, который постепенно, в частности, по конусу, переходит в граничащий с ним участок буровой штанги. Цилиндрический сегмент особенно технологичен и экономичен в изготовлении. Кроме того, цилиндрический сегмент обеспечивает равномерное вытесняющее действие по всей своей длине. Взамен строго конической формы участка перехода к вытесняющему участку может быть предусмотрена другая непрерывная форма с криволинейной образующей, например, в виде дуги или четверти окружности.
Для достижения хорошего вытесняющего воздействия в соответствии с изобретением вытесняющая головка снабжена наружной винтовой спиралью. За счет этого вытесняющая головка может завинчиваться в грунт с обеспечением особенно хорошего вытесняющего воздействия. Вытесняющая головка может быть изготовлена не только из стали, но также из синтетического материала, бетона, армированного высокопрочными непрерывными волокнами, или другого подходящего материала.
Согласно изобретению предпочтительно вытесняющий участок на буровой штанге имеет наружный диаметр, равный или меньше наружного диаметра наружной винтовой спирали вытесняющей головки. Предпочтительно наружный диаметр вытесняющего участка меньше наружного диаметра винтовой спирали вытесняющей головки на 10-20%. При этой разнице размеров также достигается хорошее заглаживание и уплотнение боковой стенки буровой скважины, которая имеет неравномерности вследствие завинчивания вытесняющей головки. Согласно изобретению особенно хорошее вытесняющее воздействие достигается, когда наружный диаметр вытесняющего участка примерно соответствует наружному диаметру наружной винтовой спирали вытесняющей головки.
В соответствии с изобретением дополнительное улучшение вытесняющего воздействия достигается за счет того, что на участке буровой штанги, который граничит с вытесняющим участком, выполнена винтовая спираль буровой штанги. Посредством этой винтовой спирали буровой штанги при ее соответствующем вращении падающий сверху грунтовый материал целенаправленно транспортируется к вытесняющему участку.
Далее, согласно изобретению предпочтительно винтовая спираль буровой штанги имеет направление спирали, противоположное направлению наружной винтовой спирали вытесняющей головки. В этом случае при противоположном вращении буровой штанги во время ее вывода из скважины достигается желательное транспортирующее воздействие в направлении к вытесняющему участку.
Для сооружения особенно устойчивых фундаментных свай в грунте согласно изобретению на вытесняющей головке могут быть укреплены армирующие элементы. Они могут представлять собой стальные тросы или металлические стержни, образующие арматуру в бетонной свае.
Для заполнения выполненной буровой скважины в соответствии с изобретением предусмотрено, что буровая штанга выполнена трубчатой для ввода материала заполнителя. За счет этого материал заполнителя может вводиться в полость скважины уже при выводе буровой штанги, что обеспечивает стабилизацию буровой скважины.
Способ в соответствии с изобретением отличается тем, что на нижнем конце буровой штанги выполнен вытесняющий участок, с помощью которого при выводе буровой штанги поступающий сверху грунтовый материал вытесняют в боковом направлении. Этот способ обеспечивает получение описанных выше преимуществ по достижении устойчивости боковой стенки буровой скважины.
Для выполнения буровой скважины предпочтительно на вытесняющей головке выполнена наружная винтовая спираль, при этом буровую штангу при вводе в грунт вращают в таком направлении, что наружная винтовая спираль транспортирует грунтовый материал в боковом направлении и вверх. За счет этого вытесняющая головка оказывает существенное вытесняющее воздействие при завинчивании в грунт.
Предпочтительный пример осуществления состоит в том, что вытесняющую головку отсоединяют от буровой штанги посредством вращения в противоположном направлении и/или посредством привода в действие разъединительного устройства. В первом случае соединение между вытесняющей головкой и буровой штангой может быть простым винтовым соединением. Однако соединительное устройство может быть выполнено другим, например, в виде байонетного (штыкового) замка или разъемного устройства с механически или электрически приводимым запорным элементом для надежного отсоединения вытесняющей головки от буровой штанги.
Согласно изобретению дополнительное уплотнение достигается за счет того, что на участке буровой штанги, который граничит с вытесняющим участком, выполнена винтовая спираль буровой штанги, при этом при выводе буровой штанги ее вращают в направлении, в котором винтовая спираль буровой штанги транспортирует поступающий сверху грунтовый материал к вытесняющему участку. При этом поступающий сверху грунтовый материал может быть запрессован также в относительно узкий зазор между вытесняющим участком и стенкой буровой скважины.
Для сооружения армированных свай в грунте согласно изобретению предусмотрено, что при выводе буровой штанги армирующие элементы, укрепленные на вытесняющей головке, направляются ею вверх.
Предпочтительно далее, что разработанную буровую скважину заполняют материалом заполнителя в процессе вывода буровой штанги. При этом боковая стенка буровой штанги в любой момент остается укрепленной либо за счет присутствия в ней бурового устройства, либо материалом заполнителя.
Далее со ссылками на прилагаемый чертеж будет подробно описан предпочтительный пример осуществления изобретения. На чертеже схематично представлено на виде сбоку буровое устройство 10 в соответствии с изобретением.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Буровое устройство 10, предназначенное для бурения вытеснением, снабжено вытесняющей головкой 40, на наружной поверхности которой выполнена наружная винтовая спираль 42. Для соединения с буровой штангой 20 на верхней стороне вытесняющей головки 40 выполнены поводки 44 в виде цапф, входящих в соответствующие выемки 34 на нижнем конце буровой штанги 20.
Трубчатая буровая штанга снабжена на своем нижнем конце расширенным вытесняющим участком 30, который посредством конуса 32 переходит к граничащему с ним участку 22 буровой штанги, имеющему постоянный наружный диаметр. На окружной периферии участка 22 буровой штанги выполнена винтовая спираль 24 буровой штанги, максимальный наружный диаметр которой примерно соответствует максимальному наружному диаметру расширенного цилиндрического участка 30. Винтовая спираль 24 буровой штанги проходит до цилиндрического участка 30, постепенно заканчиваясь на конусе 32.
В представленном примере выполнения вытесняющая головка 40 имеет в своей верхней зоне основной цилиндр 46, наружный диаметр которого соответствует наружному диаметру расширенного цилиндрического участка 30. Выступающие от него наружные винтовые спирали 42 вытесняющей головки 40 при бурении способом вытеснения грунта создают зоны разрыхления в боковой стенке буровой скважины. После отсоединения от вытесняющей головки 40 на предварительно определенной окончательной глубине буровой скважины буровую штангу 20 медленно выводят из буровой скважины при ее вращении в противоположном направлении. Падающий сверху грунтовый материал транспортируется из зоны разрыхления боковой стенки буровой скважины по винтовой спирали 24 буровой штанги вниз к вытесняющему участку 30. Благодаря наружному диаметру вытесняющего участка 30 грунтовый материал вытесняется в боковую стенку буровой скважины, в особенности в ее зону разрыхления. За счет этого боковая стенка буровой скважины заглаживается и дополнительно уплотняется. Одновременно предотвращается скопление грунтового материала на оставленной вытесняющей головке 40 и вследствие этого образование ослабленных зон при возведении бетонных свай.

Claims (14)

1. Буровое устройство для бурения вытеснением грунта, содержащее буровую штангу (20), на нижнем конце которой разъемно укреплена вытесняющая головка (40), и выполненный на буровой штанге (20) вытесняющий участок (30), который расширен по сравнению с граничащим с ним участком (22) буровой штанги, отличающееся тем, что вытесняющий участок (30) для заглаживания стенок скважины выполнен цилиндрическим и образует нижний конец буровой штанги (20), на котором разъемно укреплена вытесняющая головка (40).
2. Буровое устройство по п.1, отличающееся тем, что вытесняющий участок (30) постепенно, в частности по конусу, переходит в граничащий с ним участок (22) буровой штанги.
3. Буровое устройство по п.1, отличающееся тем, что вытесняющая головка (40) снабжена наружной винтовой спиралью (42).
4. Буровое устройство по п.3, отличающееся тем, что вытесняющий участок (30) на буровой штанге (20) имеет наружный диаметр, равный или меньший наружного диаметра наружной винтовой спирали (42) вытесняющей головки (40).
5. Буровое устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что на участке (22) буровой штанги, который граничит с вытесняющим участком (30), выполнена винтовая спираль (24) буровой штанги.
6. Буровое устройство по п.5, отличающееся тем, что винтовая спираль (24) буровой штанги имеет направление спирали, противоположное направлению наружной винтовой спирали (42) вытесняющей головки (40).
7. Буровое устройство по любому из пп.1-4 или 6, отличающееся тем, что вытесняющая головка (40) выполнена с возможностью закрепления на ней армирующих элементов.
8. Буровое устройство по любому из пп.1-4 или 6, отличающееся тем, что буровая штанга (20) выполнена трубчатой для ввода материала заполнителя.
9. Способ бурения вытеснением грунта с помощью бурового устройства, заявленном в любом из пп.1-8, при котором буровую штангу (20) с разъемно укрепленной на ее нижнем конце вытесняющей головкой (40) и с вытесняющим участком (30) вводят в грунт до предварительно определенной глубины с вытеснением грунтового материала, после чего буровую штангу (20) отсоединяют от вытесняющей головки (40) и выводят из грунта, причем при выводе буровой штанги (20) из грунта посредством вытесняющего участка (30) заглаживают стенки получаемой скважины и вытесняют в боковом направлении поступающий сверху грунтовый материал.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что на вытесняющей головке (40) выполнена наружная винтовая спираль (42), при этом буровую штангу (20) при вводе в грунт вращают в таком направлении, что наружная винтовая спираль (42) транспортирует грунтовый материал в боковом направлении и вверх.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что вытесняющую головку (40) отсоединяют от буровой штанги (20) посредством вращения в противоположном направлении и/или посредством привода в действие разъединительного устройства.
12. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что на участке (22) буровой штанги, который граничит с вытесняющим участком (30), выполнена винтовая спираль (24) буровой штанги, при этом при выводе буровой штанги (20) ее вращают в направлении, в котором винтовая спираль (24) буровой штанги транспортирует поступающий сверху грунтовый материал к вытесняющему участку (30).
13. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что при выводе буровой штанги армирующие элементы, укрепленные на вытесняющей головке (40), направляются ею вверх.
14. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что разработанную буровую скважину заполняют материалом заполнителя в процессе вывода буровой штанги (20).
RU2004127846/03A 2003-09-24 2004-09-20 Способ и устройство для бурения вытеснением грунта RU2292437C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10344353A DE10344353B4 (de) 2003-09-24 2003-09-24 Bohrvorrichtung und Verfahren zum Verdrängungsbohren im Boden
DE10344353.3 2003-09-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004127846A RU2004127846A (ru) 2006-02-20
RU2292437C2 true RU2292437C2 (ru) 2007-01-27

Family

ID=34177927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004127846/03A RU2292437C2 (ru) 2003-09-24 2004-09-20 Способ и устройство для бурения вытеснением грунта

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1519000B1 (ru)
JP (1) JP4395037B2 (ru)
CN (1) CN1320250C (ru)
AT (1) ATE327406T1 (ru)
DE (2) DE10344353B4 (ru)
RU (1) RU2292437C2 (ru)
UA (1) UA75807C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635692C2 (ru) * 2012-05-22 2017-11-15 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Режущий элемент для бурового инструмента

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5859079B2 (ja) * 2014-09-03 2016-02-10 有限会社清和実業 オーガスクリュー
US9506295B1 (en) 2014-10-17 2016-11-29 Berkel & Company Contractors, Inc. Reversible displacement auger tool
US9512588B2 (en) 2014-10-17 2016-12-06 Berkel & Company Contractors, Inc. Reversible displacement auger tool
CN104878746A (zh) * 2015-06-14 2015-09-02 孔超 双向挤压式短螺旋成桩装置与成桩方法
EP3467205B1 (de) 2017-10-06 2019-12-04 BAUER Maschinen GmbH Verfahren zum erstellen eines pfahls im boden und bodenbearbeitungsgerät hierfür
CN110685589B (zh) * 2019-09-19 2020-11-24 温州博辉新材料科技有限公司 一种内壁扩充填实的市政工程用打孔机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE903965A (nl) * 1985-12-31 1986-04-16 Coelus Gaspar Jozef Apparaat en methode om boorpalen uit te voeren.
DE4107834A1 (de) * 1991-03-12 1992-09-17 Delmag Maschinenfabrik Verdraengerbohrer sowie antriebseinrichtung fuer einen solchen
DE4220976C1 (ru) * 1992-06-26 1993-07-15 Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld Gmbh & Co, 7300 Esslingen, De
AU1323995A (en) * 1994-01-06 1995-08-01 Roxbury Limited Improvements in or relating to apparatus for use in forming piles
BE1010638A3 (nl) * 1996-09-20 1998-11-03 Poorteman Frank Boor voor het maken van een paal in de grond en werkwijze die deze boor toepast.
US6033152A (en) * 1997-04-11 2000-03-07 Berkel & Company Contractors, Inc. Pile forming apparatus
FR2826050B1 (fr) * 2001-06-19 2003-09-19 Cie Du Sol Outil de forage et de refoulement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2635692C2 (ru) * 2012-05-22 2017-11-15 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Режущий элемент для бурового инструмента

Also Published As

Publication number Publication date
EP1519000B1 (de) 2006-05-24
CN1320250C (zh) 2007-06-06
EP1519000A1 (de) 2005-03-30
UA75807C2 (en) 2006-05-15
JP4395037B2 (ja) 2010-01-06
JP2005098096A (ja) 2005-04-14
DE10344353B4 (de) 2005-10-06
CN1601044A (zh) 2005-03-30
DE10344353A1 (de) 2005-05-19
ATE327406T1 (de) 2006-06-15
DE502004000614D1 (de) 2006-06-29
RU2004127846A (ru) 2006-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5833399A (en) Apparatus for use in forming piles
US3842608A (en) Method and means for installing load bearing piles in situ
JP4980394B2 (ja) 掘削装置
US6402432B1 (en) Method for installing load bearing piles utilizing a tool with blade means
RU2270294C1 (ru) Буронабивная свая и способ возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах
JPH0531607B2 (ru)
RU2292437C2 (ru) Способ и устройство для бурения вытеснением грунта
EP0588143A1 (de) Erdbohrer zum Herstellen eines Ortbeton-Verdrängungspfahles
US6120214A (en) Process for constructing reinforced subterranean columns
US20020008328A1 (en) Pile formation
GB2329204A (en) Earth auger
JP2002537216A (ja) 弾性物質を含むコンクリートとそのコンクリートで作られたパイル
WO2000022244A1 (en) Auger
DE10219862B4 (de) Verfahren und Tiefbauvorrichtung zur Herstellung einer Gründungssäule in einem Boden
RU2317373C1 (ru) Способ возведения буронабивной винтовой сваи в грунте
RU2089706C1 (ru) Свая, вмораживаемая в вечномерзлый грунт, и способ возведения вмораживаемой в вечномерзлый грунт сваи
RU2717554C1 (ru) Способ устройства буронабивной сваи
CN221053638U (zh) 一种混凝土建筑桩基螺旋钻机
RU2208089C2 (ru) Способ возведения сваи в грунте
RU2211283C1 (ru) Способ возведения противофильтрационной инженерно-защитной конструкции
RU2208088C2 (ru) Способ возведения буронабивной сваи в грунте
CN208219625U (zh) 一种管桩
SU1141177A1 (ru) Снар д дл образовани скважин с закрепленными стенками
AU751925B2 (en) Auger
RU2586338C2 (ru) Способ установки стойки в грунт и стойка, установленная в грунт

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160921