عملیات خاکی- گودبرداری، خاک‌برداری و سازه‌های نگهبان-بخش اول ماتریکس پی وی کار

گاهی ممکن است در حین خاکبرداری با زمین سنگی مواجه شوید و قطعا مدت زیادی صرف شکستن خرد شدن آن خواهد شد. افراد متخصص در زمینه ساخت وساز با آنالیز شرایط پروژه ساختمانی شما می توانند اطلاعات دقیق تری در این زمینه در اختیار شما قرار دهند. زمین دستی به زمینی گفته می شود که بتوان بدون نیاز به ماشین آلات مکانیکی به عملیات حفاری در آن پرداخت. در چنین زمین هایی خاک بسیار نرم است و با کمک بیل و سایر تجهیزات دستی می توان خاکبرداری را پشت سر گذاشت. خاک برداری و گود برداری هر دو عملیاتی هستند که برای آماده سازی محل ساخت و ساز انجام می شود.

از بدو آفرینش انسان این مایه حیات از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بود. یکی از روش‌های دسترسی به این مایه ارزشمند حفاری چاه آب و حفاری چاه عمیق است. در گذشته با توجه به اینکه میزان آلودگی آب رودخانه‌ها به اندازه امروز نبود، مردم می‌توانستند از آب رودخانه به عنوان آب شرب و شستشو استفاده کنند. اما بعدها با گذشت زمان و پیشرفت صنعت و به طبع آن افزایش آلودگی و راه یافتن فاضلاب‌های صنعتی و خانگی به رودخانه‌ها و برکه‌ها دیگر آب رودخانه قابل شرب نبود و نمی‌توانستند برای شست‌ و شو از آن استفاده کنند. در گذشته برای حفر چاه آب از روش‌های سنتی و دستی استفاده می‌کردند.

مطمئن شوید که تمامی تجهیزات ایمنی لازم برای خاکبرداری را قبل از عملیات نصب نموده باشید. یکی از مهم ترین وظایف پیمانکار، حفظ امنیت کارگران و سایر افراد در محل ساخت و ساز است. در نهایت، ماشین آلات حفاری نه تنها ابزاری برای پیشبرد پروژه‌های عمرانی و صنعتی هستند، بلکه نمادی از پیشرفت فناوری و توانایی بشر در غلبه بر چالش‌های طبیعت محسوب می‌شوند. با ادامه نوآوری‌ها در این زمینه، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که این ماشین‌آلات نقش مهم‌تری در شکل‌دهی به آینده صنعت و زیرساخت‌های جهانی ایفا کنند. با پیشرفت فناوری، آینده ماشین آلات حفاری به سمت اتوماسیون بیشتر، کارایی بالاتر و سازگاری بیشتر با محیط زیست پیش می‌رود.

اگر سطح کره زمین را در لیسبون (Lisboa) پرتغال تصور کنیم و مرکز کره زمین را در شهر آستانه (Astana) قزاقستان، بدانیم، انسان تا الان توانسته است فقط این فاصله اندک و ناچیز را مورد کاوش قرار دهد. اگر از بالا به داخل آن سقوط کنید، ۲۵  ثانیه کامل طول می کشد تا به کف آن برخورد کرده و متوجه شوید چه بلایی سرتان آمده! کمی پایین تر، عمق ۷۰۰ متری، جایی است که معدنچیان اهل شیلی در سال ۲۰۱۰ به مدت ۶۹ روز در آنجا به دام افتادند. در مقاله بعدی در مورد روش‌های مهار گود، سازه‌های نگهبان و هم‌چنین خاک‌ریزی  را بررسی می‌کنیم. براساس مبحث ۷ مقررات ملی ساختمان مسئولیت طراحی و اجرای گود‌ها باید طبق جدول زیر توسط مهندسین مربوطه انجام پذیرد. در این مرحله یک سری ستون و علامت استاندارد به منظور تعیین یک معیار اندازه گیری مناسب نصب می شود.

از افتخارات این گروه کار در ابر پروژه سد نیروگاه کارون 3 در ایذه است. در طول انجام گودبرداری نظارت دقیق مهندس ذی‌صلاح از اهمیت زیادی برخوردار است، تا از انجام دقیق و صحیح گودبرداری تا تراز مناسب اطمینان حاصل کند. در اجرای گودبرداری و انجام اقداماتی برای خاک برداری در سایت باید عوامل مختلفی از قبیل سر و صدا در محوطه، کنترل گرد و غبار، بسته شدن گذرگاه و خیابان و غیره را در نظر گرفت. در واقع این استادکار تخریب ساختمان است که می تواند تعیین کند از چه روشی برای خاک بردای استفاده کنیم. همچنین مدت زمان فرایند خاکبرداری به منظور برنامه ریزی را باید از آن ها جویا شویم. تعداد نیروی کار، هزینه خاکبرداری و گود برداری و نکات ایمنی در حین عملیات را نیز این افراد می توانند جویا شد.

به طور کلی روش های ژئوتکنیکی را می توان به دو بخش حفاری دستی و حفاری مکانیکی یا ماشینی تقسیم کرد. در صورتی می توان در محل ساخت و ساز با استفاده از لودر به خاک برداری پرداخت که فضای کافی برای مانور آن وجود داشته باشد. تکنولوژی‌های نوین در ماشین آلات حفاری صنعت را به سمت دقت بیشتر، کارایی بالاتر و ایمنی افزون‌تر سوق داده‌اند. با ادغام هوش مصنوعی، اینترنت اشیا و روبات‌ها، آینده این صنعت بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسد. شرکت‌های فعال در این حوزه باید همگام با این پیشرفت‌ها حرکت کنند تا رقابت‌پذیری خود را حفظ نمایند. تاریخچه ماشین آلات حفاری به قرن‌ها پیش بازمی‌گردد، اما پیشرفت‌های چشمگیر در این زمینه از اواسط قرن بیستم آغاز شد.

استفاده از هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و روبوتیک در این ماشین‌آلات، دقت و ایمنی عملیات حفاری را به طور چشمگیری افزایش خواهد داد. عمیق ترین غار شناخته شده بر روی کره زمین، در عمق ۲۱۹۷ متری در گرجستان قرار دارد. اما عمیق ترین حفره ای که امکان سقوط به داخلش وجود داشته باشد می تواند فراتر از این هم باشد. در عمق ۲۸۷ متری از سطح زمین، می توانید در عمیق ترین تونل جاده ای جهان در نروژ رانندگی کنید. از مته های دستی برای حفاری تا عمق متری استفاده می شود و عمق حفاری با توجه به نوع زمین و سطح دسترسی به آب های زیرزمینی کنترل می شود. حفاری ژئوتکنیکی با مته های دستی معمولاً برای اهداف اکتشافی استفاده می شود.

در خاکبرداری عمق حفاری زمین از ۶۰ سانتی متر تجاوز نمی کند ولی در گود برداری حتی به ده ها متر هم می رسد. در عمق ۲۲۰ متری از سطح زمین، به کف عمیق ترین رودخانه جهان خواهیم رسید. به طوری که در اواخر دهه ۱۳۵۰ معلوم شد از زیر میدان امام خمینی و زیر مدرسه دارالفنون یک کانال زیرزمینی عبور می‌کند و فاضلاب‌های شهر تهران با شستن لایه های زیرین خاک، راه عبور خود را پیدا کرده اند. حفاری آزمایشی خاک به صورت دستی و مکانیکی انجام می شود.مهندسان ژئوتکنیک با خاک و سنگ که مواد طبیعی هستند سر و کار دارند و خواص این مواد از نقطه ای به نقطه دیگر و حتی از باری به بار دیگر متفاوت است. بنابراین قبل از طراحی طرح های ژئوتکنیکی و همچنین سازه های مرتبط با زمین، انجام تحقیقات میدانی و آزمایشات میدانی برای شناسایی حرکت مواد و جمع آوری داده های زمین ضروری است.

میله وسط به دسته T شکل متصل می شود و در حین کندن، دسته همزمان می چرخد و به زمین می خورد. به این ترتیب چرخش از طریق میله مرکزی به مته منتقل شده و سوراخ کاری انجام می شود. همچنین در پروژه هایی که عمق حفاری بیشتر از 30 متر است، به دلیل رعایت نکات ایمنی، حفاری ژئوتکنیکی توصیه می شود. حفاری وایرلاین یا حفاری سیم‌بکسلی، یک روش تخصصی حفاری است که برای نمونه‌برداری دقیق از لایه‌های زیرین زمین، مخصوصاً در اکتشاف معادن و مطالعات زمین‌شناسی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. موسسه حفاری باران با ۳۵ سال سابقه در زمینه حفاری چاه ،لایروبی،کف شکنی، و احیای چاه قدیمی ،ساخت انواع پمپ توربینی ، شفت و غلاف و شناور وجعبه دنده و….

در واقع استادکار ساختمان باید به شیب عرضی سطح توجه کند، غیر این صورت می تواند باعث جمع شدن آب های سطحی شود. حفاری معمولا به دلایل مختلفی از جمله احیای محیط زیست، اکتشاف، استخراج معادن و البته ساخت و ساز انجام می گردد. فرایند حفاری از عناصر مختلفی مثل آماده سازی محل، مته زنی و ترانشه برداری تشکیل می شود و در ساخت جاده ها، خطوط فاضلاب و زهکشی کاربرد دارد. پایین تر از آن، در عمق ۲۴۰ متری، می توانید با قطار از میان عمیق ترین تونل زیرزمینی جهان عبور کنید. این خط آهن دو جزیره ژاپنی هونشو و هوکایدو را به هم متصل می کند.

۱۰۰ متر پایین تر از سطح، عمقی است که دولت ها زباله های اتمی را در آن جا دفن می کنند. کمی پایین تر در عمق ۲۰ متری به عمق دخمه قبرها در زیر شهر پاریس خواهیم رسید. این آرام گاه باقی مانده بدن ۶ میلیون انسان را در خود نگه می دارد. سپس توسط پیچ و مهره و میله های مهارکننده که دور تا دور تونل به محکمی بسته می شوند اتصال برقرار میشود. باریتکو یك سایت خدمــاتی و تبلیغاتی بر طبق قوانین جمهوری اسلامی ایران می باشد. درج آگهی در باریتکو به معنی پذیرفتن قوانین و مقررات باریتکو است.

امروزه، این ماشین‌آلات با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، دقت و کارایی بالایی را در عملیات حفاری به ارمغان می‌آورند. پس از ساخت تونل‌ها، برای محافظت هر چه بیشتر سطح خارجی، آن‌ها را با آسفالت و قیر پوشش می‌دهند. تمام تغییر مسیرها و تغییر سایز انشعابات باید از قبل طراحی و مشخص شده و در کارخانه، تدابیر لازم برای موارد مذکور صورت پذیرد. این امکان وجود دارد که تمام لوله ها، کانال‌ها و کابل‌های داخل تونل از قبل محاسبه شوند و با تمام متعلقات مورد نیازشان از قبیل عایقکاری شیرآلات اتصالات و …. در حال حاضر شرکت PERMA-PIPE این تونل‌ها را با قطرهای ۶۰ تا ۹۶ اینچ تولید و عرضه می‌کند.

همچنین ممکن است کاربردهای دیگری مانند تشخیص سطح آب زیرزمینی و ایجاد چاه های زهکشی داشته باشد. خاک نباتی به خاکی اطلاق می‌شود که عموما زیر پوشش محصولات کشاورزی است. خاک دارای واد آلی مثل ریشه درختان و گیاهان و حتی زمین پوشیده از چمن نیز جزء خاک نباتی است. در زمین‌های نباتی پوشیده از چمن خاک‌برداری تا  عمق ۱۵ سانتی‌متری عموما کفایت می‌کند ولی در صورت وجود ریشه درختان و نفوذ ریشه تا عمق زیاد، خاک باید تا عمقی که خالی از تمامی ریشه‌ها و مواد آلی باشد برداشته شود. انجام عملیات خاکی در این نوع زمین‌ها باید در فصولی که بارش نیست انجام شود. براساس مقررات قطع درختان در زمین ساخت مجاز نمی‌باشد، مگر در شرایطی با دستور شهرداری امکان پذیر است.

در این نوع خاکبرداری ساختمان تعدادی نیروی کار با استفاده از بیل و کلنگ به کندن زمین به صورت افقی می پردازند. معمولا در ساخت بناهایی که نیاز به طبقات منفی یا زیرزمینی ندارند، می توان از روش افقی برای خاکبرداری بهره جست. در این مقاله، به بررسی جامع ماشین آلات حفاری پرداختیم و اهمیت حیاتی آن‌ها را در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، معدن، ساخت و ساز و منابع آب مشاهده کردیم. این تجهیزات پیشرفته نقشی اساسی در پیشبرد پروژه‌های بزرگ مقیاس و دستیابی به منابع زیرزمینی ایفا می‌کنند. حفر زمین تا تراز لازم در این نوع خاک ضروروی است و ادامه خاک باید به صورت دست‌نخورده باقی بماند، زیرا بستر سنگی و صاف بهترین گزینه برای اجرای ساختمان خواهد بود.

چاه آب وودینگدین (Woodingdean Water Well) که در انگلستان قرار دارد و تمام طول آن با دست، در سال ۱۸۶۲ توسط انسان حفاری شده است. عمق حفاری باید قبل از انجام  وشروع عملیت مشخص شود و حتما علامت‌گذاری شود، در تراز درست تا کف مناسب خاک‌برداری شود. برای انجام و پیدا کردن درست تراز خاک برداری و تسطیح سطح زیرین در صورت پیشرفته از لیزر و سیستم‌های جدید استفاده می‌کنند. در این عملیات از ابزار و روش های مختلفی برای جابجایی خاک، سنگ و سایر مصالح استفاده می شود تا محل پروژه را برای ساخت و ساز آماده کنند. انتخاب ماشین آلات حفاری مناسب نقش حیاتی در موفقیت پروژه‌های عمرانی، معدنی و نفتی دارد.

در گذشته چاه ها به صورت دستی و بیشتر جهت تأمین آب حفر می ­شدند. اما امروزه عمیق ترین چاه ها جهت کشف و استخراج منابع زیرزمینی حفر می شوند. یا به عنوان مثالی دیگر می توان به زیان‌هایی که هم اکنون به تأسیسات تلفن، برق و آب آشامیدنی در بندر بوشهر به علت بالا آمدن سطح آب زیرزمینی وارد می آید؛ اشاره کرد. اولین و موثرترین عامل در قیمت حفاری ژئوتکنیکی مکانیکی محل آزمایش است. طبیعی است که هنگام اجرای خاک آزمایشی در خاک های نرم، حفاری ارزان تر است، اما در خاک های قوی، هزینه حفاری ژئوتکنیکی ماشینی بالاست. سختی خاک با استفاده از معیارهایی مانند نوع خاک بدست آمده از آزمایش میدانی SPT یا آزمایش خاک ژئوفیزیک اندازه گیری می شود.

حفاری سوراخ قدیمی ترین روش به دست آوردن اطلاعات در مورد شرایط زیرزمینی است. حفاری گودال معمولاً با مته های موتوری با شفت بزرگ، بلند و سنگین انجام می شود. اگرچه روش حفر سوراخ دسترسی مستقیم به زمین را فراهم می کند، اما این اطلاعات فقط برای جنبه های خاص قابل اعتماد و معتبر است.بنابراین، انتقال بین این گروه ها منوط به ارزیابی مکانیکی است. قیمت یک متر حفاری دستی ژئوتکنیکی نیز به عوامل مختلفی بستگی دارد. گود‌ها از لحاظ خطر به سه گروه معمولی- زیاد و بسیار زیاد تقسیم می‌شوند. خطر گود همواره از فرمول تقسیم عمق گود بر عمق بحرانی بدست می‌آید.

همچنین باید دهانه ها را توسط در پوش‌های مخصوص بپوشانیم تا از ورود گرد و غبار و خاک به داخل تونل و لوله های از پیش نصب شده جلوگیری شود. چنانچه در طول مدت بهره برداری از دستگاه حفاری ایراد عمده از قبیل تعمیر کلی موتور دیزل،دینام،خرابی گیربکس و… پیش نیاید، هزینه های سرویس و نگهداری را می توان بطور میانگین ماهانه پنج میلیون تومان در نظر گرفت. اگر خاک زیادی را باید جابجا کنید، دستگاه ترانشه کن می تواند مفید واقع شود. این دستگاه دندانه های فولادی بزرگی دارد که روی زمین کشیده می شود و باعث حفر شیارها می گردد. می توان از این ابزار برای خاکبرداری به منظور زهکشی، کابل کشی و غیره استفاده نمود. در این تکنیک از هر دو روش عمودی و افقی به طور همزمان برای ساخت و ساز استفاده می شود.

در چنین شرایطی باید بدانید که خاک رس مناسب پی یا کف ساختمان نیست. بنابراین با اضافه کردن آهک به این خاک رس می توان خاصیت خمیری آن را کاهش داد. همچنین با بکار بردن سیمان پورتلند و افزودن آهک می توان ظرفیت باربری خاک را افزایش داد. البته میزان هر یک از این مواد و چگونگی ترکیب آن را باید پیمانکاران ساختمانی تعیین کنند. باید بدانید که انواع خاک از جمله شنی، سخت، نرم، ماسه ای، سنگی و غیره در چگونگی خاکبرداری تاثیر دارد. روش خرد کردن خاک معمولا برای خاک های سفت بکار می رود و نیاز به تجهیزات مخصوص به خود دارد.

ماشن‌آلات خاکبرداری در زمین‌های لجنی که مورد استفاده قرار می‌گیرند باید دارای سطح اتکای بزرگی باشند. خاک‌برداری در این‌زمین‌ها هزینه زیادی دارد و هم‌چنین دارای مشکلات زیادی است به همین دلیل با نظر مهندس ، پیمانکار پروژه می‌تواند ابتدا نسبت به خشک کردن لجن‌های زمین اقدام کند. برای حفاری چاه عمیق و نیمه عمیق نیاز است تا در ابتدا روش‌های حفاری چاه آب شناخته شود. روش ضربه‌ای، چرخشی، توربینی و حفاری باران.حفاری ضربه‌ایاین روش بدین صورت است که با استفاده از دستگاه‌‌های مخصوص به اطراف آن قسمت از زمین ضربه وارد می‌کنند. از روش ضربه‌ای بیشتر برای حفاری چاه آب در مناطقی که دارای سنگ‌های بزرگ و مقاوم هستند استفاده می‌شود.حفاری چرخشیاین روش بیشتر در حفاری چاه عمیق کاربرد دارد. حفاری چرخشی بدین گونه است که با استفاده از حرکت دورانی دستگاه به سطح زمین ضربه وارد شود و گل و لای نیز همزمان به بیرون از چاه ریخته ‌شود.

به طور کلی فرایند حفاری برای پی ریزی پایه ای که سازه بر روی آن ساخته خواهد شد، حیاتی است. در این مقاله به اهمیت خاک برداری، تفاوت آن با گودبرداری، انواع روش های خاکبرداری و تجهیزات مورد استفاده برای این عملیات پرداختیم. گاهی ساختمان های فرسوده و قدیمی به دلیل پایه های ضعیف، تغییر کاربری یا تعمیرات اساسی نیاز به تخریب پیدا می کنند. در چنین شرایطی به منظور تخریب ساختمان و اجرای عملیات خاکبرداری بایستی از افراد متخصص و حرفه ای در این زمینه در  شرکت خدمات فنی ساختمان کمک بخواهیم. گاهی خاک بدست آمده از عملیات خاکبرداری از کیفیت لازم برخوردار نیست و مجبور به استفاده از خاک رس با تورم بالا برای خاکریزی می شویم.