حفاری و خاکبرداری در ساختمان سازی

نویسنده : مهندسین مشاور سپنتا موضوع : سازه بدون دیدگاه

حفاری و خاکبرداری یکی از مراحل مهم در تمام پروژه های عمرانی و ساختمان سازی و موضوع این مقاله از سایت هلدینگ ساختمانی سپنتا میباشد؛ در بحث ساخت و ساز معمولا واژه حفاری به همراه کلمات گودبرداری، پی کنی و خاکبرداری آورده میشود و تمام این موارد بیانگر یک عمل هستند که در ادامه به توضیح مفصل آن خواهیم پرداخت، اما به طور کلی این نکته را به خاطر داشته باشید که حفاری و گودبرداری به هر نوع فعالیت عمرانی گفته می شود که در آن خاکبرداری از سطح زمین صورت می گیرد.

حفاری ساختمان چیست؟

حفاری در ساختمان سازی و گودبرداری به آن قسمت از عملیات خاکی گفته می شود که پایین تر از سطح زمین برای احداث زیر زمین ، موتورخانه و حتی چاه انجام می گیرد، بنابراین حفاری و پی کنی به کلیه عملیات خاکی که در سطح زمین انجام می گیرد اطلاق می گردد.

حفاری ساختمان چیست؟

لازم است بدانید که در حفاری ها بسته به حجم عملیات خاکی، دسترسی ها و رعایت مسائل ایمنی ممکن است عملیات با دست انجام گیرد، ولی معمولا عملیات خاکی حجیم با ماشین آلات سنگین مانند بیل مکانیکی  بیل بک)، لودر و بولدزر انجام میشود؛ همچنین خیلی از اوقات خدف از خاکبرداری تخریب ساختمان های قدیمی و آماده کردن زمین برای شروع عملیات جدید ساختمان سازی میباشد

هدف از حفاری و گودبرداری چیست؟

همان طور که می دانید، حفاری یعنی حفر کردن و کندن زمین، برای رسیدن به هدفی مشخص مانند رسیدن به آب، نفت، مواد معدنی فلزی و غیر فلزی و همینطور پیدا کردن سنگ ها و کانی ها می باشد.

دلایل مختلفی برای انجام حفاری و  گودبرداری از ساختمان ها وجود دارد، از جمله گودبرداری یک ساختمان فرسوده و احداث یک ساختمان جدید که جزو پراستفاده ترین موارد در کار حفاری میباشد، علاوه برا این مورد ساخت مخازن و کانال های زیرزمینی و رسیدن به تراز مورد نظر هم نیاز به حفاری دارد.

نکته: حفاری و گودبرداری یکی از خطرناک ترین عملیات مهندسی است که نیازمند رعایت ایمنی و حفظ جان افراد داخل و خارج گود می باشد، در عملیات حفاری و گودبرداری خطرات زیادی وجود دارد و احتمال بروز اتفاقات ناگوار بالا می باشد.

معرفی انواع مختلف دکل های حفاری ساختمان

هر دکل حفاری شامل ۶ زیر مجموعه می باشد که در ادامه آنها را به همراه کاربرد و موارد مورد استفاده توضیح داده ایم، استفاده از تمام این موارد برای خاکبرداری و حفاری پروژه های ساخت و ساز ضروری است:

  1.  سیستم بالا برنده: ظرفیت سیستم های بالابرنده ۲۵ تا ۱۲۰۰ تن است که مواد حفاری شده را به صورت عمودی به سمت بالا خارج می کند، جنس این سیستم از فولاد گالوانیزه می باشد.
  2.  سیستم تولید نیروی دکل: برای آن که یک وسیله ی حفاری کار کند، احتیاج به نیرو دارد. همانطور که می دانید، برای کار به انرژی الکتریکی نیاز است، بنابراین به وسیله ی موتور دیزلی، سوخت را به انرژی مکانیکی و بعد از آن، ژنراتور انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
  3.  سیستم گردش گل: از خاک رس مخصوصی برای سیستم گردش گل استفاده می کنند، از این گل برای حمل مواد حفاری شده استفاده می شود، در واقع این گل، فشار ناشی از حمل مواد حفاری شده را به صورت چشمگیری کاهش می‌دهد؛ از کاربرد دیگر آن می توان به خنک کردن و روان کردن مته اشاره کرد.
  4.  سیستم کنترل فوران چاه: هنگام حفاری ممکن است فشار داخل زمین از فشار وسیله حفاری بیشتر شود و در این صورت نفت، آب و یا هر چیزی که هدف حفاری ما قرار دارد به بالا پرتاب می شود و فوران می کند، این امر بسیار خطرناک است و جان کارکنان را به خطر می‌اندازد. اگر درون این اجزای فوران شده گاز وجود داشته باشد ممکن است آتش‌سوزی رخ دهد. از این رو از یکسری شیرها برای کنترل این فوران ناشی از فشار استفاده می شود. این شیرها پوششی از تنگستن دارند.
  5. سیستم دورانی: در اینجا گل حفاری یعنی رس، با آب درون زمین مخلوط می شود و یک سیستم دورانی و قابل سیلان را ایجاد می‌کند. در این سیستم مته و لوله هر دو می چرخند و به سنگ انرژی وارد می کنند.
  6. سیستم ثبت تجهیزات و عملیات حفاری: داده های جمع آوری شده از چگالی و جرم برای تشخیص مشکلات، بهینه سازی و کاهش زمان بسیار کارآمد است.

 حفاری چه قطعاتی دارد ؟ 

در کل تمام قطعات و تجهیزات دکل حفاری در زیر شرح داده شده است:

  • مخزن گل
  • الک های لرزان
  • خط مکش
  •  پمپ گل
  • موتور یا منبع نیرو
  • خط جریان
  • دریچه چاه
  • رشته حفاری
  •  مته حفاری
  • کف حفاری
  • فوران گیر
  • کِلی
  •  میز دوار
  • سِت بَک
  • استند
  • مانکی برد
  • تاج دکل
  • خط حفاری
  • شلنگ کِلی
  • زانویی
  •  تاپ درایو (سویوِل)
  • جرثقیل
  •  قسمت متحرک
  • شلنگ لرزان
  • دستگاه کِشنده

چند مدل حفاری وجود دارد؟

به طور کلی حفاری در دوحالت ماشینی و دستی انجام میشود که در این بخش به معرفی مختصر هرکدام و مزایا و معایب هرکدام میپردازیم، برای آشنایی بیشتر با مدل های خاکبرداری و حفاری با ما همراه باشید:

حفاری ماشینی: اگر بخواهیم حفاری عمیق تر انجام شود، از حفاری ماشینی استفاده می‌کنیم. به حفره ای که توسط حفاری ایجاد می شود، گمانه می گوید.

 مزیت های حفاری ماشینی

  • به دلیل قدرت زیاد آن، گمانه را با عمق بیشتری ایجاد می کند.
  • امنیت آن بسیار زیاد است بنابراین احتمال آسیب‌دیدگی بسیار کم می شود.

معایب های حفاری ماشینی

  • حفاری ماشینی هزینه بسیار زیادی دارد و از نظر اقتصادی به صرفه نیست.
  • بسیار سنگین است.
  • انعطاف پذیر نیست.

حفاری دستی: اگر بخواهیم عمق گمانه زیاد نباشد، می‌توانیم از حفاری دستی استفاده کنیم. به این صورت که دو کارگر با یک دستگاه بالابر و چکش، یکی در انتها و دیگری در بالای چاه قرار می‌گیرند و عملیات حفاری را انجام می‌دهند.

 مزایای حفاری دستی

  • قیمت حفاری دستی مناسب است و از نظر اقتصادی به صرفه تر است.
  • انعطاف پذیر است و در هر مکانی می توان از آن استفاده کرد.

 معایب حفاری دستی

  • حفر کردن زمین با این روش بسیار محدود است و نمی‌توان بیشتر از ۷۰ یا ۸۰ سانتیمتر حفر کرد.
  • امنیت پایین آن که موضوع مهمی است. اگر گمانه ریزش کند، کارگر آسیبی جدی می بیند.

مقایسه حفاری دستی با ماشینی

حفاری دستی بهتر است یا ماشینی؟

با توجه به اطلاعات گفته شده در بالا، در میابیم که بستگی به نوع خاک و میزان حفر کردن چاه، از یکی از روش های حفاری دستی و ماشینی در ساختمان سازی استفاده میشود، اگر میزان عمق گمانه زیاد باشد و همین طور امکان استفاده از حفاری ماشینی فراهم باشد، بهتر است از حفاری ماشینی استفاده کنید و اگر میزان عمق گمانه کم است، حفاری دستی پیشنهاد میشود.

مقایسه حفاری دستی با ماشینی

حفاری تونل

امروزه به دلیل ارتقای شهرها، تونل‌های زیادی ساخته می‌شود. تونل ها به دلایل گوناگون مانند جلوگیری از صدا، امنیت در مقابل ریزش کوه، مشکلات ترافیکی، همینطور برای آب بر، فضاهای زیرزمینی مانند مترو و استخراج مواد معدنی  ساخته می شود.

تونل زنی در سنگ

در این نوع تونل ها ابتدا چالزنی می شود. بعد از آن با یک سری مواد آتش‌زا آن را منفجر می‌کنند و مواد تخلیه می‌ شود. این چرخه تکرار می‌شود، مواد منفجره در داخل تونل به کار گذاشته و انفجار با فرمولی خاص انجام می‌شود، سنگ‌های باطل به وسیله کارگران از تونل خارج می شوند. بعد از این مراحل، دیوارها و سقف تونل باید محکم سازی شود. برای این کار میله هایی را با فاصله کم مانند یک قاب در تونل نصب می کنند.

تونل سازی در خاک

تونل سازی در خاک با کمک گرفتن از ماشین های حفاری و همینطور به صورت دستی انجام می شود. ابتدا مقدار مشخصی از تونل را حفر می کنند، خاک باطله را خارج می‌کنند و سپس برای محکم سازی تونل، از بتن استفاده می شود، جالب است بدانید که مقدار پیشروی در حفر تونل به مقاومت زمین بستگی دارد.

تونل مترو

حفاری تونل مترو، به ۳ طریق انجام می شود:

  1.  ترانشه باز: ابتدا مهندسین، مقاومت خاک را می‌سنجند و سپس خاک برداری می کنند. وقتی تونل گود شد، کف منطقه را کاملاً صاف و مسطح می‌کنند. بعد از انجام این مراحل تونل آرماتوربندی و بتن ریزی می شود.
  2.  روش اتریشی: در این روش ابتدا به وسیله یک رمپ و یا شفت حفاری می شود و بعد از آن که به عمق مورد نظر رسیدند، خاکبرداری می‌کنند و بعد از این مراحل آماتور بندی و بتن ریزی انجام می شود.
  3.  روش ماشین حفار: در این روش ابتدا زمین توسط یک رمپ حفاری می‌شود و بعد از آن توسط ماشین حفار خاک‌برداری صورت می گیرد، این روش بیشتر برای مناطق شلوغ و پرترافیک کاربرد دارد.

خطرات موجود در حفاری

  • فروریختن دیواره محل حفاری و گودبرداری شده:

 در اثر حفاری ممکن است دیواره‌های اطراف محل حفاری سست شوند و مانند آوار بریزند همچنین ممکن است لرزش، عبور ماشین آلات سنگین و حتی صدای مهیب باعث فروریختن دیواره محل حفاری شده شود. همانطور که در ابتدا توضیح داده شد، در حفاری دستی یکی از کارگرها در پایین چاه قرار می‌گیرد، بنابراین ممکن است خاک بر سر او آوار شود. بنابراین ریزش در حفاری، نکته مهمی است که باید به آن توجه شود.

خطرات موجود در حفاری

  • سقوط افراد، مصالح و تجهیزات به داخل محل حفاری شده:

 همانطور که می دانید، وسایل مورد نیاز برای حفاری بسیار سنگین هستند و سقوط آنها می‌تواند بسیار خطرناک باشد. همچنین در اثر سهل انگاری ممکن است افراد از بالای چاه به داخل گودال بیفتند و آسیب‌های جدی ببینند.

  • استنشاق گازهای سمی:

 اگر نیاز باشد که کارگران به داخل محل حفاری شده بروند، احتمال خفگی آنها زیاد است. در حفاری دستی این امکان بیشتر وجود دارد. همچنین در اثر حفاری عمیق، گازهای سمی زیادی خارج می‌شود که برای ریه و سلامتی بسیار مضر است.

  • آب و سیلاب ها در حفاری:

 در اثر بالا رفتن فشار، آب و سیلاب به بیرون فوران می کند که خسارت هایی در پیش دارد.

نکات ایمنی در حفاری ساختمان

موارد ایمنی مربوط به حمل و نقل :

  • سعی کنید طناب انتخابی مطابق با میزان نیروی وارده باشد.
  • وسایل را در عمر حداکثر رها کنید.
  • ‌برای حمل و نقل از طناب های سالم، بدون زدگی و پوسیدگی استفاده کنید.

 موارد ایمنی برای کارگران و عابران:

  • برای چاه های حفاری شده در پوشی مناسب انتخاب کنید.
  • منطقه حفاری شده را به دقت محصور سازی کنید.
  • دور منطقه حفاری شده را خالی از خاک کنید و به کمک سنگ های سنگین ایمن سازی کنید.
  • وسایل الکتریکی را قبل از استفاده به زمین وصل کنید تا تخلیه الکتریکی صورت بگیرد و دچار برق گرفتگی نشوید.
  • کابل ها را عایق بندی کنید.
  • به افراد غیر مجاز اجازه دسترسی ندهید.

موارد ایمنی شخصی:

  • از کلاه ایمنی برای حفاظت از سر استفاده کنید.
  • با استفاده از دستکش ها و کفش های مناسب، عینک و همینطور لباس مخصوص، از دست، پا و تنه خود محافظت کنید.
  • استفاده از وسایل مخصوص در برابر سقوط الزامی ست.
  • حتماً وسایل شست و شو به همراه داشته باشید.

خدمات خاکبرداری و حفاری ساختمان در تهران

هلدینگ ساختمانی سپنتا یکی از مجموعه هایی است که خدمات طراحی، نظارت و اجرای پروژه های ساخت و ساز را در شهر تهران انجام میدهد و همانطور که متوجه شدیم، خاکبرداری و حفاری ساختمان نیز یکی از مراحل مهم و واجب در هر پروژه ساخت و ساز است که طبق مبحث دوازدهم مقررات ملی ساختمان لازم الاجراست، از این رو چنانچه برای پیاده سازی و نظارت پروژه های عمرانی خود به دنبال یک شرکت خوب حفاری در تهران میگردید، میتوانید همین حالا با ما تماس بگیرید.

02166004175