Рис. 19. Желонки для ударного бурения:
а — желонка для вязких мягких грунтов; б, в — желонки для плотных суглинистых грунтов
Для устройства скважины в более плотных суглинистых грунтах с включением мелких фракций гальки, гравия или щебня необходимо изготовить более сложную желонку, в стальном наконечнике которой установлен специальный клапан. Через этот клапан фракции грунта при ударе желонки проходят внутрь трубы и остаются там при последующем подъеме. Клапан простой самодельной желонки можно изготовить в виде металлического диска, закрепленного на оси или в форме пластины. В верхней части желонки расположено отверстие для удаления грунта и рым-болт, к которому крепится стальной трос диаметром 10–12 мм, посредством которого производят спуск и подъем желонки. Вес самодельной желонки в собранном виде должен быть в пределах 30–35 кг. Владелец сельского подворья, самостоятельно изготавливая желонку, возможно, сможет разработать другие конструктивные узлы, руководствуясь представленными здесь типами желонок (см. рис. 19).
Первый тип упрощенной желонки (а) используется в мягком вязком грунте, который сам удерживается внутри желонки при ее подъеме за счет прилипания к стенкам трубы. Второй тип желонок с клапаном (б, в) используется в плотном суглинистом грунте, имеющем твердые включения небольших размеров (галька, камешки и т. п.). Если в месте прохождения скважины обнаружится твердый сплошной слой грунта, то его необходимо пройти, используя отрезок трубы, на конце которой закреплено долото из инструментальной стали. После раздробления крепкой породы в скважину опускают желонку с клапаном и извлекают твердый грунт. Рассмотрим технологическую последовательность производства работ при бурении желонкой неглубоких скважин (15–20 м). Сначала в предназначенном для колодца месте необходимо выкопать яму-шурф глубиной 1,5–1,7 м, в которую затем устанавливают направляющую трубу (металлическую, керамическую, чугунную), диаметр которой на 10–15 мм больше диаметра наконечника желонки. После установки направляющей трубы в яме ее засыпают грунтом, плотно утрамбовывая грунт вокруг трубы. Эта направляющая труба обеспечивает на начальных стадиях ударного бурения необходимую высоту подъема и падения желонки, а также вертикальное углубление желонки в грунт. Затем над устьем направляющей трубы устанавливают небольшую треногу из деревянных или металлических стоек, в верхней части которой закрепляют блок; через этот блок стальным тросом диаметром 10–12 мм желонку поднимают на поверхность (рис 20).
Рис. 20. Тренога для ударного бурения:
1 — направляющая труба; 2 — стойка треноги; 3 — блок; 4 — трос
Используя стальной трос, закрепленный на рым-болте, желонку поднимают в направляющей трубе и резко опускают на грунт. Желонка весом 30–35 кг врубается своим наконечником в грунт, который входит в желонку, поднимая при этом клапан и заполняя внутреннюю полость над клапаном. При подъеме желонки ее клапан закрывается под воздействием своего веса и веса грунта, расположенного над клапаном. Таким образом, при повторных ударах желонки о грунт она все больше заполняется грунтом. Затем желонку поднимают из скважины и убирают грунт, находящийся внутри, через отверстие в верхней части. В дальнейшем по мере углубления грунт может оказаться на дне скважины сухим, что затруднит работу желонки. Поэтому для повышения эффективности работы в скважину рекомендуется периодически заливать 1–2 л воды, которая размягчит грунт и упростит работу.
Ударное бурение скважины продолжают до тех пор, пока желонка не достигнет водоносного слоя, в который затем необходимо углубиться на 2–2,5 м. Бурение водоносного слоя может быть затруднено прибывающей в скважину водой, поэтому воду необходимо периодически откачивать и сразу же опускать желонку, чтобы она смогла брать грунт со дна.
После заглубления скважины в водоносный слой на 2–2,5 м можно приступать к обустройству колодца. На дно скважины прежде всего надо насыпать слой толщиной 200–250 мм промытого крупнозернистого песка, смешанного с мелким щебнем или галькой. Затем в скважине замеряют уровень воды. Его необходимо знать для определения оптимального размера фильтра на обсадной трубе. В любом случае минимальный размер сетчатого фильтра на конце обсадной трубы должен быть не менее 1,5 м. Затем в скважину опускают обсадную трубу (металлическую оцинкованную или алюминиевую, асбестоцементную, полиэтиленовую) с заглушкой на ее конце. Диаметр обсадных труб должен быть на 25–30 мм меньше диаметра скважины. Например, при диаметре скважины 100–110 мм наружный диаметр обсадной трубы должен быть в пределах 76–80 мм и т. д. Оптимальный диаметр скважины трубчатого колодца 150–200 мм.