Землебур самодельный, модель "Вася 1.0"
Rebir IE-1206-16 2000ER

   Фундамент по технологии ТИСЭ предполагает бурение довольно большого количества свай в грунте на приличную глубину. Автор технологии предлагает использовать ручной бур, а если уж очень хочется, то можно купить и бензобур. Бензобур может пробурить скважину, однако расширение всё равно придётся делать вручную ручным буром.  Конечно, мы купили ручной бур - иного простого способа сделать расширение на глубине мы не смогли придумать. Испытание на реальном грунте показали, что одну скважину глубиной 1,6м мы можем сделать не быстрее, чем за 20 минут. За день, если работать не до полного изнеможения, можно пробурить 7 - 9 скважин. Результат не сильно впечатляет, если представить себе весь объём работы. У меня по проекту пребовалось 72 скважины, а поскольку мои друзья так-же остановились на выборе фундамента по технологии ТИСЭ, то на всех нам нужно пробурить более 470 скважин!!! Можно было бы дать всем по буру и до одури коллективно сверлить землю несколько недель, но ведь мы же хотим получить удовольствие от постройки дома, а не сдохнуть на стадии фундамента! 

      В общем, пробурив десяток скважин ручным буром я всерьёз задумался об автоматизации этого не очень творческого дела. И первая мысль была очень проста: шнек от какого-то бензобура прикрутить к электродрели. Вариант покупки бензобура я не стал рассматривать в силу немалой стоимости (около 1000$, если не самый примитивный) и личной нелюбви к бензиновой технике (электричество я люблю). В качестве 

силового агрегата была однозначно выбрана дрель литовской фирмы "Rebir" IE-1206-16/2000ER

мощностью 2кВт. Стоимость её чертовски невысока (150$) по сравнению с именитыми

аналогами, например от Bosсh за 900$. 

Технические характеристики:

Мощность: 2000Вт

Две скорости вращения:

    n1= 0-330 минˉ¹­

    n2= 0-500 минˉ¹­

Напряжение: однофазное 220В

Трёхступенчатый понижающий редуктор

Реверсивный режим: есть

Регулировка оборотов: есть

Съёмныйпатрон с хвостовиком конус Морзе 3

 

         Фактически, это большой двигатель с без особой фантазии приделанной

ручкой. Эта ручка вместе с дополнительной рукояткой вызывают странное 

ощущение, что если этот двигатель как-либо заклинит случайно при сверлении,

то пользователь останется без рук. На фотографии она выглядит не так, как 

когда берёшь её в руки... даже включать страшно! Однако, как показала практика,

этот двигатель действительно мощный и довольно надёжный, в отличие от 

корпуса редуктора...

      В качестве шнека я купил бур от какого-то бензобура, марку которого, к сожалению, не запомнил. Однако, это оказался очень внушительного веса бур, из гораздо более толстой стали, чем на любой картинке в интернете. Толщина стали в лопасти 5мм, толщина центральной трубы - 8мм! Вес этого бура чуть более 15 кг + удлинитель 8 кг.

Итого, бур с дрелью весят около 30 кг, общая высота около 160см и работать таким инструментом в одиночку - самоубийство! Не говоря уже о том, что есть вращающиеся части, да ещё, если бур вбурится в землю, то как его достать с землёй вместе?! В общем, первая мысль заключалась вот в такой конструкции:

    Ручку с курком я открутил и вмонтировал курок в квадратную трубу, чтобы удобно было управлять этой зверь-машиной. Полевые испытания проводил на своём участке. Вот маленький видеоотчёт об испытании: 

    Выявленные особенности, плюсы и недостатки:

  1. Когда бур набирает много грунта, достать его из земли даже вдвоём - задачка не для слабых спин, рук и ног!

  2. Положение по вертикали "на глазок" можно контролировать только в одной плоскости, в другой - нужен третий человек с чёткой системой команд. Приложенный сверху уровень не помогает, поскольку сильная вибрация и случайные колебания во время бурения делают пузырёк совершенно невоспринимаемым глазу.

  3. Рычаг в 1 метр излишен, боковых усилий мы почти не испытали, даже когда бур упёрся в камень и предохранительная шпилька диаметром 6мм, соединяющая бур и дрель, лопнула.

  4. Регулятор при таких нагрузках показал себя на "отлично!" Всё прекрасно регулируется и мощи 2кВт хватает.

  5. Поднимать 30-и килограммовую штуковину с грунтом ещё на 10-20 кг на высоту в 1,5 метра очень напрягает!

  6. Бурение на неподготовленном грунте с травой приводит к тому, что на бур наматывается трава, которая незаметно смещает центр бура. В экспериментальной скважине на траве мы, незаметно для себя, сместились от разметки на 15 см!!!  Такая точность никуда не годится! 

 

Землебур самодельный, модель "Вася 1.1"
 

     Для повышения точности и вертикальности было принято решение собрать деревянные направляющие, которые не прошли испытание. При неравномерном подьёме бура их заклинивало, установка конструкции в расчётное положение занимала очень много времени и сил, регулировка по вертикали осуществлялась подкладыванием под опоры различной толщины дощечек. Деревянные направляющие были сожжены без исторических снимков!

     Хотя, случайно в архивах фотографий нашёлся кадр, в который эта кнструкция попала.

Землебур самодельный, модель "Вася 2.0"

    Прогресс не стоит на месте, и я тоже решил всерьёз занятся проблемой бурения полтысячи скважин для ТИСЭ. Я решил подойти к вопросу основательно! Было куплено 8 метров швеллера №6.5, несколько длинных болтов, резьбовые шпильки, лебёдка с червячной передачей и пара колёс от тачки. Пособирал по своим заначкам подшипники побольше, а так же пришлось изыскать две невостребованные дешёвенькие дрели. Наконец-то мне выдалась хорошая возможность отработать навыки электросварки (до этого я никогда не варил металл!). SketchUp тоже не остался в стороне. Прежде, чем браться за "болгарку", я нарисовал будущую конструкцию в 3D.

Итак, вот что получилось:

     Бур закреплён на двух подшипниках от ступицы переднего колеса

автомобиля Ауди (модель не знаю, самые дешёвые, по 15$ за штуку).

Подшипники зажаты в деревянные ступицы четырьмя болтами М8.

Каретка с буром и закреплённой на ней дрелью перемещается по

вертикально установленным швеллерам на 6 подшипниках фикси-

рующим каретку в одной плоскости и 4 подшипника поменьше для

фиксации в другой плоскости. Лебёдка рассчитана на 900 кг и имеет

червячную передачу, что позволяет подсоединить к ней дрель и плавно

как поднимать, так и опускать лебёдку безо всяких стопорных механиз-

мов. Редуктор имеет довольно большой коэффициент редукции (1:50),

и бытовой маломощной дрели на 500Вт хватает. Вторую маломощную

дрель я закрепил на диагональной укосине, в патрон которой я зажал

шпильку М16. Эта дрель нужна для лёгкого и быстрого регулирования

вертикального положения всей буровой установки вдоль одной из осей.

Хотелось ещё такую же регулировку вдоль второй оси, но невостребо-

ванных дрелей больше не оказалось =) потому были приварены возле

колёс две гайки М16 и в качестве регулировок использованы резьбовые

шпильки. Ручку с курком от Rebir'a я открутил и удлинил многожильным

проводом, получился выносной пульт управления. Чтобы этот пульт не

болтался просто так, в основание ручки я вклеил эпоксидной смолой

неодимовый магнит из старого "винчестера". Поскольку вся конструкция из металла, пульт можно прилепить в любом сподручном месте, и он не мешает перекатывать установку с одного места на другое. Так же впоследствии я прикрутил ещё два колеса на "буровую каретку", чтобы её легче было перетаскивать на большие расстояния (каретка легко снимается с направляющих в горизонтальном положении и транспортируется отдельно). В таком варианте этим буром мы пробурили уже более 360 скважин. 

Процесс бурения скважин
Бур и скважина
Буровая установка "Вася 2.0"

          Глубина бурения этой установки - 150 см. Перед бурением мы снимали плодородный слой грунта примерно на 30 ... 40 см, потому суммарная глубина относительно уровня грунта может быть около 1,8 м. Поскольку глубина промерзания в нашем районе не более 0,5 м, мы решили делать сваи глубиной 1,5 м. 

       Диаметр бура 200 мм. Почему 200 - рассмотрено в статье про ТИСЭ. Этот параметр меньше, чем допускает СНиП, однако, количество свай и общий вес дома в моём случае позволяет мне пренебречь нормами, разработанными для гражданского строительства в общем случае. Но, это решение было принято нами на наш страх и риск, и я не стал бы спорить со строителями-инженерами насчёт правильности нашего выбора. Однако, при этом, я считаю такое решение обоснованным и в некотором роде подтверждённым расчётами. Практика покажет...

        Скорость бурения - то, ради чего всё это делалось - зависит непосредственно от грунтов. На песчаных грунтах бурение одной скважины происходит за 30 секунд! =)  Бур легко погружается в грунт за один проход на всю глубину и лебёдка легко поднимает его обратно вместе с песком. На суглинках с примесью небольших камней требуется до 5 минут и 2 ... 3 прохода вверх-вниз для того, чтобы поднять и сбросить грунт со шнека. Если грунт - плотная глина - то проходов нужно больше, поскольку лебёдка не может вытащить шнек, глина прочно цепляется за стенки скважины. Это увеличивает время бурения максимум до 10 минут. Самое неприятное, если бур на глубине больше метра упирается в крупный камень (более 7 см диаметром). Тогда приходится выковыривать этот камень вручную всякими подручными средствами, тяпками, ключками, ломами и пр. В этом случае бурение одной скважины может затянуться надолго. Однажды мне попался крупный камень около 20 см диаметром, выпирающий в скважину маленьким краешком. Поскльку это была угловая скважина, конечно же её нельзя было перенести на полметра в сторону. На выковыривание этого камня у меня ушло часа 3!!! При хороших грунтах у нас получалось пробурить 40 скважин за день. И ещё полтора дня ушло на расширения ручным буром. Для сравнения приведу данные по скорости бурения из книги автора ТИСЭ:

      "Продолжительность бурения одной скважины с расширением сильно зависит от грунта. На песке это займёт не более 30 минут, на глине - около 1,2 часа, а на жёсткой глине - не менее 1,5 ... 2 часов."

     Точность бурения - не менее важная характеристика! Автор технологии рекомендует соблюдать точность расположения скважины вдоль ленты-ростверка 10 см, а в боковом направлении - 1 см; отклонение по вертикали - не более 5°. В моём случае вертикальность в процессе установки и бурения контролируется двумя пузырьковыми уровнями, закреплёнными в двух взаимоперпендикулярных плоскостях. Регулируется же в одной плоскости с помощью дрели на диагональной штанге, в другой - вручную опорными шпильками. Точность положения скважины на поверхности грунта зависит исключительно от перфекционизма оператора буровой =)  Обычно мы устанавливаем бур так, чтобы он едва касался внешней гранью шнека верёвки обноски, или двух верёвок, если это будет свая на пересечении ленты (конечно, обноска смещена от центра свай на 10 см заранее). Таким образом, точность положения готовых столбов у нас получалась довольно хорошей, +/- 5мм. Можно было бы и точнее, но с верёвочной обноской сложно получить достоверные координаты. Верёвки растягиваются, на больших расстояниях их сдувает ветром на сантиметры, как бы их ни натягивали, фибергласовые рулетки на расстоянии больше 10 метров тоже можно по разному натягивать и получать разные величины - в общем, точность, понятие относительное! При этом, у нас небыло ещё ни одного повода расстраиваться из за точности бурения. Из за аккуратности заливки бетона - было, но к бурению это не относится.

     На фото ниже изображены некоторые узлы буровой установки:

Недостатки.

      Вес. Установка получилась очень тяжёлой! Одному её можно транспортировать от участка к участку лишь по частям, шасси и буровая каретка с буром по отдельности. В собранном виде установить её в вертикальное положение одному не под силу! Бурить в пределах одного объекта можно одному, но в двоём удобнее. Основное неудобство - перемещение от скважины к скважине - стройплощадка всё-же не корт, установка хоть и на колёсах, но по песку или по колдобинам таскать её не очень удобно.

  Хрупкость. Основной рабочий инструмент установки, это двухкиловаттная дрель Rebir с понижающим трёхступенчатым редуктором. В процессе эксплуатации выяснилось, что мощности в 2 кВт более, чем достаточно для бурения шнеком 200 мм диаметром даже в плотном глинистом грунте. Однако вот корпус редуктора выполнен из литого под давлением алюминия не очень большого сечения. Именно корпус редуктора оказался слабым звеном во всей этой установке! Конечно, был предусмотрен "предохранитель" - соединительная шпилька диаметром 6мм между дрелью и шнеком, и этот предохранитель несколько раз успешно срабатывал.  Однако в один прекрасный момент корпус всё же лопнул, из за чего ось шестерни в редукторе сместилась, а двигатель её всё равно провернул, в результате чего сорвало несколько зубцов на шестерне. Конечно, запчастей к этой дрели днём с огнём не сыщешь, и от отчаяния мы решили попробовать запустить сломанный редуктор. Треснутый корпус я стянул хомутом из стальной полосы толщиной 4 мм, и переключил редуктор на вторую передачу для того, чтобы задействовать ещё не сломанные шестерни. На 2-й передаче обороты дрели несколько выше (0 ... 500) и крутящий момент, соответственно, несколько меньше. А это значит, что нагрузка на двигатель теперь больше. В таком варианте установка пробурила на данный момент больше 150 скважин. 

     Эта ситуация с редуктором подвела меня к такому выводу: двигатель дрели способен создавать усилие, которое не способен выдержать редуктор на пониженной передаче. Однако, на повышенной передаче прочность редуктора становится сопоставимой с усилием двигателя! При бурении плотной глины сломанный редуктор работает, а двигатель порой уже едва тянет, источая запах нагреваемого пластика. Этот момент легко контролировать и легко его не допускать, вовремя доставая бур с набранным грунтом. Нужно было сразу работать на второй передаче...

 

     Дополнение год спустя.

     Пробурив ещё полсотни скважин на второй передаче в один прекрасный момент мы упёрлись в большой камень, который заклинил шнек в скважине. Предохранительная шпилька не сработала и мы второй раз сломали редуктор! Теперь вырвало несколько зубьев подряд на промежуточном валу внутри редуктора и он просто прокручивался. Конструкция этого вала оказалась весьма удачной даже для такой поломки, когда уже ни одна передача не работала! Мне удалось разобрать этот вал и переместить шестерню на ширину вырванных зубьев, ампутировав механизм переключения передач. Под этим механизмом оказалось ещё достаточно места с выточенными целыми зубьями и нужно было лишь подвинуть ведомую шестерню. Проделав эту операцию уже дважды сломанный редуктор с расколотым надвое корпусом заработал вновь на пониженной передаче, и без лишних звуков, скрипов и хрустов пробурил оставшиеся полсотни скважин! 
     В общем, с точки зрения производителя Rebir - мы крайне плохие потребители =)

     

    P.S. Почему-то нам захотелось называть эту конструкцию не просто "буровая установка" или ещё как-то там непонятно, а по имени. Чтобы не путаться, мы выбрали такое имя, которое бы не пересекалось ни с одним из наших общих друзей и знакомых - остановились на имени "Василий"! Получается, когда нужно пробурить кому-нибудь скважины, мы зовём на помощь Васю =)

     Ну и напоследок, маленький кусочек тайм-лапс, где я с друзьями сверлим скважины.

Спасибо всем, кто помогает проекту! Любая ваша помощь значима!

Российский руб.

© 2015 «Project - House».  

Сайт Дмитрия Петрова