روش های حفاری خاک

در مهندسی ژئوتکنیک، روش های مختلف حفاری برای درک بهتر خاکی که در زیر سطح زمین قرار دارد استفاده می شود. سه روش رایجی که وجود دارد عبارتند از: یکمته فلزی توپر حلزونی،یکمته توخالی و حفاری چرخشی با گل. در این مقاله مواردی که لازم است درباره هر روش بدانید گفته شده است.

در مهندسی ژئوتکنیک، روش های مختلف حفاری برای درک بهتر خاکی که در زیر سطح زمین قرار دارد استفاده می شود. سه روش رایجی که وجود دارد عبارتند از: یکمته فلزی توپر حلزونی،یکمته توخالی و حفاری چرخشی با گل. در این مقاله مواردی که لازم است درباره هر روش بدانید گفته شده است.

روش های حفاری  خاک

روش حفاری شماره ۱ –مته فلزی توپر حلزونی

مته فلزی توپر حلزونی از مته های پیوسته ای استفاده می کنند که عملیات حفاری خاک را به صورت پیوسته انجام می دهد و این شکل حلزونی مته ها به طور پیوسته خاک حفاری شده را به سطح زمین می برد. مته ها با قطر های ۳ تا ۱۴ اینچ در دسترس هستند. این روش دارای مزایایی میباشد.خاک های متوسط را بدون نیاز به مایعیا گل، حفاری می کند و به سطح زمین می آورد. همچنین این روش از لوله های جدار نازکی که جهت نمونه گیری از آن ها استفاده می شود پشتیبانی می کند. از آنجا که نیروی دورانی مته پایین است، در صورت لزوم می توان از سر مته هایی نیز استفاده کرد. انجام این کار حفاری در سایت را ساده تر کرده و اغلب هزینه های کمتری را به همراه دارد.

آزمون نظام مهندسی عمران ۹۸

نظام مهندسی عمران نظارت

با این حال، این روش حفاری همچنین دارای معایبی می باشد.برای به دست آوردن نمونه های خاک، مته توپر باید از حفره خارج شود. بنابراین، این تکنیک محدود به خاک های پایدار است که وقتی مته حذف می شود ریزش نخواهد کرد. نمونه برداری در این روش کار نسبتا دشواری است زیرا هر بار باید مته خارج شود و لوله جدار نازک نمونه وارد گودال شود و نمونه گیری انجام شود و این سختی بیشتر زمانی به چشم می خورد که گود عمیق باشد.

روش حفاری شماره ۲– مته فلزی توخالی

مته فلزی توخالی معمولا برای ایجاد چاه های پایش آب زیرزمینی برای کاربردهای زیست محیطی و ژئوتکنیکی استفاده می شوند، اما همچنین می توانند برای بدست آوردن نمونه های خاک استفاده شوند. در این روش مته با استفاده از قطر بزرگ (تا قطر خارج از قطر ۱۴ اینچ)،که عملیات حفاری خاک را به صورت پیوسته انجام می دهد و به طور پیوسته خاک حفاری شده را به سطح زمین می برد.یک قطعه مرکزی، که به میله حفاری متصل شده است که این میله خود در درون حفره خالی قرار دارد و این سر مته با این میله متصل شده است و به هنگام همراه با مته می چرخد و خاک کف گودال را سست می کنند و سپس از خاک به سطح زمین منتقل می شود.

مته فلزی توخالی  دارای تعدادی مزیت است. مته ها درزمان حفاری به عنوان یک نگهدارنده موقت خاک عمل می کنند. این قابلیت نمونه گیری از خاک در زمانی که خاک سست باشد یا آب باشد راحت می کند و همچنین نصب چاهک های پایش را تسهیل می کند. این روند نسبتا سریع است و هیچ مایعی در روند حفاری مورد نیاز نمی باشد. علاوه بر این، این روش حفاری به آسانی از نمونه گیرهای جدار نازک  پشتیبانی می کند.

این روش دارای معایبی نیز می باشد.به عنوان مثال، از آن تنها برای حفاری در خاک های سست و متوسط می توان استفاده کرد. حفاری به حداکثر عمق ۱۵۰ فوت(۵۰ متر) محدود می شود. اگر به سنگ بستر در مسیر حفاری برخورد کنیم که عمق ۵۰ متاری نیز حاصل نخواهد شد. همچنین در صورت بالا بودن فشار آب حفره ای اگر خاک از جنس ماسه باشد جوشش ماسه در کف گودال ممکن است رخ دهد و امکان نمونه گیری و حفاری دیگر وجود نداشته باشد.

روش های حفاری ۳ – حفاری چرخشی با گل

روش حفاری با گل حفاری با استفاده از یک قطعه حفار که در انتهای  میله مته نصب می شود و می چرخد عملیات حفاری را انجام می دهد.خاک های حفاری شده با استفاده از پمپ کردن مایع حفاری (آب یا آب مخلوط با بنتونیت) که از طریق میله های حفاری پمپ می شوند به روی سطح منتقل می شوند.گل حفاری همچنین برای خنک کردن سر مته حفاری و پایداری دیواره گمانه استفاده می شود.

این روش دارای مزیت هایی می باشد. اینیک ابزار بسیار سریع و کارآمد برای حفاری عملیات حفاری می باشد که می تواند چند صد فوت حفاری را در روز ایجاد کند. گل های حفاری با نسبت های مختلف با طیف گسترده ای از شرایط  زمین سازگار هستند. با این حال، برای سنگ های بزرگ مناسب نمی باشد.

در کنار مزایا معایبی نیز دارد برای مثال گل حفاری ممکن است در خاک نفوذ کند و نمونه بدست آمده دیگر دست نخورده نخواهد بود.