امتیاز موضوع:
  • 94 رأی - میانگین امتیازات: 3.27
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
مهندسي خاك و پي
#1
تشریح کامل مراحل پي سازي (1) :

پي سازي چند مرحله دارد :

1. آزمايش زمين از لحاظ مقاومت
2. پي كني
3. پي سازي

پي وسيله اي است كه بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنين بارهاي اضافي را به زمين منتقل مي كند .
آزمايش زمين :

طبقه بندي زمين چند نوع است :

زمين هايي كه با خاك ريزي دستي پر شده است :
اين
نوع زمين ها كه عمق بيشتري دارند و با خاكهاي دستي محل گودال ها را پر
كرده اند اگر سالهاي متمادي هم بگذرد باز نمي توان جاي زمين طبيعي را
بگيرد و اين نوع زمين براي ساختمان مناسب نيست و بايد پي كني در آنها به
طريقي انجام گيرد كه پي ها به زمين طبيعي يا زمين سفت برسد .

زمينهاي ماسه اي :
زمينهاي
ماسه اي بيشتر در كنار دريا وجود دارد . اگر زمين از ماسه خشك تشكيل شده
باشد ، تا يك طبقه ساختمان را تحمل مي كند و 1.5 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع
مي توان فشار وارد آورد . ولي در صورتي كه ماسه آبدار باشد قابل ساختمان
نيست ، چون ماسه آبدار حالت لغزندگي دارد و قادر نيست كه بار وارد را تحمل
كند بنابراين ماسه از زير پي مي لغزد و جاي خالي خود را به پي مي دهد و
پايه را خراب مي كند .

زمينهاي دجي :
زمين دجي زميني است كه از
شنهاي درشت و ريز و خاك به هم فشرده تشكيل شده است و به رنگهاي مختلف ديده
مي شود :دج زرد ، دج سياه ، دج سرخ ، اين نوع زمين ها براي ساختمان مرغوب
و مناسب است .

زمينهاي رسي :
اگر رس خشك و بي آب و فشرده باشد ،
براي ساختمان زمين خوبي محسوب مي شود ، و تحمل فشار لازم را دارد . ولي
اگر رس آبدار و مرطوب باشد قابل استفاده نيست و تحمل فشار ندارد ، خصوصاً
اگر ساختمان در زمين شيب دار روي رس آبدار ساخته شود فوري نشست مي كند و
جاهاي مختلف آن ترك بر مي دارد و خراب مي شود . و اگر ساختمان در زمين
آبدار با سطح افقي ساخته شود به علت وجود آب فشار را به همه نقاط اطراف
خود منتقل مي كند و ديوارهاي كم ضخامت آن ترك بر مي دارد .

زمينهاي سنگي :
زمينهاي سنگي بيشتر در دامنه كوهها وجود دارد و از تخته سنگها ي بزرگ تشكيل شده و براي ساختمان بسيار مناسب است .

زمينهاي مخلوط :
اين
نوع زمينها از سنگ درشت و شن و خاك رس تشكيل شده اگر اين مواد كاملا به هم
فشرده باشند براي ساختمان بسيار مناسب است و اگر به هم فشرده نباشد و بايد
از ايجاد ساختمان به روي اين نوع زمينها احتراز كرد .

زمينهاي بي فايده :
زمينهاي
بي فايده مانند باتلاق ها و زمينهاي جنگل كه از خاك و برگ درختان تشكيل
شده است . در اين نوع زمين ها بايد زمين آنقدر كنده شود تا به زمين سفت و
طبيعي برسد .
آزمايش زمين :
گاهي پس از پي كني به طبقه اي از زمين
محكم و سفت مي رسند و پي سازي را شروع مي كنند ولي پس از چندي ساختمان ترك
بر مي دارد . علت آن اين است كه زمين سفتي كه به آن رسيده اند از طبقهُ
نازكي بوده است و متوجه آن نشده اند ولي براي اطمينان در جاهاي مختلف زمين
مي زنند تا از طبقات مختلف زمين آگاهي پيدا كنند و بعد شفته ريزي را شروع
مي كنند اين عمل را در ساختمان گمانه زني (سنداژ) مي گويند .
امتحان مقاومت زمين :
يك
صفحه بتني 20*20*20 یا 20*50*50 از بتن آرمه گرفته و روي آن به وسيلهُ
گذاشتن تيرآهنها فشار وارد مي آورند . وزن آهنها مشخص و سطح صفحه بتن هم
مشخص است فقط يك خط كش به صفحه بتني وصل مي كنند و به وسيله ميليمترهاي
روي آن ميزان فرورفتگي زمين را از سطح آزاد مشخص و اندازه گيري مي كنند
ولي اگر بخواهند ساختمانهاي بسيار بزرگ بسازند بايد زمين را بهتر آزمايش
كنند . براي اي منظور با دستگاه فشار سنج زمين را اندازه گيري مي كنند و
آزمايش فوق براي ساختمانهاي معمولي در كارگاه است .
پس از عمليات فوق پي كني را آغاز ميكنند و پس از پي كني شفته ريزي شروع مي شود .
توجه
شود اين عمل همان آزمايش بارگذاري صفحه است كه در درس مهندسي پي جزء
آزمايش هاي محلي و مهم محسوب ميشود البته از آنجا كه انجام عمليات مكانيك
خاك براي ساختمانهاي معمولي صرفه اقتصادي ندارد ، انجام اين آزمايش در
سازمانهاي و اداره هاي دولتي و يا ساختمانهاي بلند انجام مي شود .
افقي كردن پي ها (تراز كردن) :
براي
تراز كردن كف پي ساختمانها از تراز هاي آبي استفاده مي كنند در ديوارهاي
طويل چون كار شمشه و تراز كردن وقت بيشتري لازم دارد ، براي صرفه جويي در
وقت از سه t مي توان استفاده كرد بدين معني كه t اول را با t دوم تراز مي
كنند و t سوم را در مسافت مسير به طوري كه سه t در يك رديف قرار بگيرد
قرار مي دهند از روي t اول و دوم كه با هم برابر هستند t سوم را ميزان و
برابر مي كنند و پس از آنكه t سوم برابر شد t اول را بر مي دارند و به
فاصله بيشتري بعد از t سوم قرار مي دهند ، دوباره t دوم و سوم را با t
چهارم كه همان t اول مي باشد برابر مي كنند و دنباله اين ترازها را تا
خاتمه محل كار ادامه مي دهند .
البته اين طريق تراز كردن بيشتر در جاده سازي و زمين هاي پهناور به كار مي رود .
شفته ريزي :
كف
پي ها بايد كاملا افقي و زاويهُ كف پي نسبت به ديوار پي بايد 90 درجه باشد
. اول كف پي را بايد آب پاشيد ، تا مرطوب شود و واسطهاي بين زمين و شفته
وجود نداشته باشد ، و سپس شفته را داخل آن ريخت .
شفته عبارت است از
خاك و شن و آهك كه به نسبت 200 تا 250 كيلوگرم گرد آهك را در متر مكعب خاك
مخلوط مي كنند و گاهي هم در محلهايي كه احتياج باشد پاره سنگ به آن مي
افزايند . شفته را در پي مي ريزند و پس از اينكه ارتفاع شفته به 30
سانتيمتر رسيد آن را در يك سطح افقي هموار مي كنند و يك روز آن را به حالت
خود مي گذارند تا دو شود يعني آب آن يا در زمين فرو رود و يا تبخير گردد .
پس
از اينكه شفته دو نم شد آن را با وزنهُ سنگيني مي كوبند كه به آن تخماق
ميگويند و پس از اينكه خوب كوبيده شد دوباره شفته را به ارتفاع 30
سانتيمتر شروع مي كنند و عمل اول را انجام مي دهند . تكرار اين عمل تا پر
شدن پي ادامه دارد .
در ساختمان ها كه معمولاً در گود يا پي كني عمل
تراز كردن انجام ميگيرد محل كار در پي كه پيچ و خم زيادي دارد و تراز كردن
با شمشه و تراز مشكل مي باشد از تراز شلنگي استفاده مي كنند . بدين ترتيب
يك شلنگ چندين متري را پر از آب مي كنند به طوري كه هيچ گونه حباب هوايي
در آن نباشد و آن را در پي محل هايي كه بايد تراز گردد به گردش در مي
آورند و نقاط معين شده را با هم تراز مي كنند . آب چون در لوله هايي كه به
هم ارتباط دارند در يك سطح مي ماند بنابراين چون شلنگ پر از آب مي باشد در
هر كجا كه شلنگ را به حركت در آورند آب دو لوله استوانه اي در يك سطح مي
باشد بنابراين دو نقطه مزبور با هم تراز مي باشند بشرط آنكه مواظبت كنيم
كه شلنگ در وسط بهم گره خوردگي يا پيچش پيدا نكرده باشد تا باعث قطع
ارتباط سيال شود كه ديگر نمي توان در تراز بودن آنها مطمئن بود .
تراز
كردن گاهي بوسيله دوربين نقشه بر داري (نيو) انجام مي گيرد يعني محلي را
در ساختمان تعيين نموده دوربين را در محل تعيين شده نصب مي كنند و با مير
( تخته هاي اندازه گيري ارتفاع در نقشه برداري ) يا ژالون ( چوب هاي نيزه
اي يا آهني كه هر 50 سانتيمتر آنرا به رنگهاي سفيد و قرمز رنگ كرده اند كه
از پشت دوربين بخوبي ديده بشود ) اندازه گرفته و تراز يابي مي كنند . تراز
كردن با دوربين بهترين نوع تراز يابي مي باشد .
در زمين هايي مانند
زمين هاي شهر كرمان از آنجايي كه از زمانهاي قبل قنواتي وجود داشته و
بتدريج آب آنها خشك شده در زير زمين وجود داشته و بعد از مدتي بدون رعايت
مسائل زير سازي درون آنها خاك ريخته اند و براي شهر سازي و خيابان كشي كه
سطح خيابان ها را بالا مي آورده اند و به ظاهر در سطح زمين و حتي در عمق
هاي 3 تا 4 متري اثري از آنها نيست اگر سازه اي روي اين زمين بنا شود پس
از مدتي و بسته به عمق قنات و شرايط جوي مثلاً بعد از آمدن يك باران سازه
نشست مي كند و در بسياري از مواقع حتي تا 100 درصد خسارت مي بيند و ديگر
قابل استفاده نيست اگر در چنين ساختمان هايي از شفته آهك استفاده شود باعث
تثبيت خاك مي شود و بروز نشست در ساختمان جلوگيري مي كند .
پي سازي :
بعد
از اينكه عمل پي کني به پايان رسيد را بايد با مصالح مناسب بسازند تا به
سطح زمين رسيده و قابل قبول براي هر گونه بنا باشد مصالحي كه در پي بكار
ميرود بايد قابليت تحمل فشار مصالح بعدي را داشته باشد و ضمناً چسبندگي
مصالح نسبت به يكديگر به اندازه اي باشد كه بتوانند در مقابل بارهاي بعدي
تحمل كند و فشار را يكنواخت به تمام پي ها انتقال دهد چون هرچه ساختمان
بزرگتر باشد فشارهاي وارده زيادتر بوده و مصالحي كه در پي بكار مي رود
بايد متناسب با مصالح بعدي باشد .
پي سازي را با چند نوع مصالح انجام
مي دهند مصالحي كه در پي بكار مي رود عبارتند از شفته آهكي ، پي سازي با
سنگ ، پي سازي با بتن ، پي سازي با بتن مسلح .
پي سازي با سنگ :
پس
از اينكه عمل پي كني به پايان رسيد پي سازي با سنگ بايد از ديوارهايي كه
روي آن بنا ميگردد وسيع تر بوده و از هر طرف ديوار حداقل 15 سانتيمتر
گسترش داشته باشد يعني از دو طرف ديوار 30 سانتيمتر پهن تر مي باشد كه
ديواري را رد وسط آن بنا مي كنند ، پي سازي با سنگ با دو نوع ملات انجام
مي شود چنانچه بار و فشار بعدي زياد نباشد ملات سنگها را از ملات گل و آهك
چنانچه فشار و بار زياد باشد ملات سنگ را از ملات ماسه و سيمان استفاده مي
كنند اول كف پي را ملات ريزي نموده و سنگها را پهلوي يكديگر قرار ميدهند و
لابِلاي سنگ را با ملات ماسه و سيمان پر ميكنند (غوطه اي) به طوري كه هيچ
منفذ و سوراخي در داخل پي وجود نداشته باشد و عمل پهن كردن ملات و سنگ
چيني تا خاتمه ديوار سازي ادامه پيدا مي كند .
پي سازي با بتن :
پس
از اينكه كار پي كني به پايان رسيد كف پي را به اندازه تقريبي 10 سانتيمتر
بتن كم سيمان بنام بتن مِگر مي ريزند كه سطح خاك و بتن اصلي را از هم جدا
كند روي بتن مگر قالب بندي داخل پي را با تخته انجام ميدهند همانطور كه در
بالا گفته شد عمل قالب بندي وسيع تر از سطح زير ديوار نقشه انجام ميگيرد
تمام قالب ها كه آماده شد بتن ساخته شده را داخل قالب نموده و خوب مي
كوبند و يا با ويبراتور به آن لرزش وارد آورده تا خلل و فرج آن پر شود و
چنانچه بتن مسلح باشد ، داخل قالب را با ميله هاي گرد آرماتور بندي و بعد
از آهن بندي داخل قالب را با بتن پر ميكنند .
بتن ريزي در پي و آرماتور
داخل آن به نسبت وسعت پي براي ساختمان هاي بزرگ قابليت تحمل فشار هر گونه
را ميتواند داشته باشد و بصورت كلافي بهم پيوسته فشار ساختمان را به تمام
نقاط زمين منتقل مي كند و از شكست و ترك هاي احتمالي جلو گيري بعمل مي
آورد .
پي سازي و پي كني با هم :
در بعضي مواقع ممكن است زمين سست
بوده و پي كني بطور يكدفعه نتواند انجام پذيرد و اگر بخواهيم داخل تمام پي
ها را قالب بندي كنيم مقرون به صرفه نباشد در اين موقع قسمتي از پي را
كنده و با تخته و چوب قالب بندي نموده شفته ريزي مي كنيم پس از اينكه شفته
كمي خود را گرفت يعني آب آن تبخير و يا در زمين فرو رفت و دونم شد پي كني
قسمت بعدي را شروع نموده و با همان تخته ها ، قالب بندي مي كنيم بطوريكه
شفته اول خشك نشده باشد و بتواند با شفته اول خشك نشده باشد و بتواند با
شفته بعد خودگيري خود را انجام داده و بچسبد اين نوع پي سازي معمولاً در
زمين هاي نرم و باتلاقي ، خاك دستي و ماسه آبدار عمل ميگردد .
پي كني در زمين هاي سست :
در
زمين هاي سست و خاك دستي اگر بخواهيم ساختماني بنا كنيم بايد اول محل پي
ها را به زمين سفت رسانيده و پس از اطمينان كامل ساختمان را بنا نماييم
زيرا ساختمان كه روي اين زمين ها مطابق معمول و يا در زمين سست بنا گردد .
پس از چندي يا در همان موقع ساخته شدن باعث ترك ها و خرابي ساختمان ميگردد
. بنابراين شفته ريزي از روي زمين سفت بايد انجام گيرد و براي اينكار بشرح
زير عمل مي نمائيم :
پي كني در زمين هاي خاك دستي و سست :
پس از
پياده كردن اصل نقشه روي زمين محل پي هاي اصلي و يا در تقاطع پي ها كه
فشار پايه ها روي آن مي باشد چاه هائي حفر ميشود ، عمق اين چاهها به قدري
مي باشد تا به زمين سفت و سخت برسد بعداً محل چاه ها را با شفته آهكي پر
كرده و پس از پر كردن چاه ها و خودگيري شفته ، پي ها را به طريقه معمول
روي شفته چاه ها شفته ريزي ميكنند ، شفته ها به صورت كلافي مي باشند كه
زير آنها را تعدادي از ستون هاي شفته اي نگهداري ميكند و از فرو ريختن آن
جلوگيري مي نمايند البته بايد سعي كرد كه فاصله ستون هاي شفته اي نبايد
بيش از سه متر طول باشد .
خاصيت چاه ها بدين طريق مي باشد كه شفته پس
از خودگيري مانند ستونهايي است كه زير زمين بنا شده است و شفته روي آن
مانند كلافي پايه را به يكديگر متصل مي كنند براي مقاومت بيشتر در ساختمان
پس از اينكه آجر كاري پايه ها را شروع نموديم ما بين پايه ها را مطابق شكل
با قوسهايي به يكديگر متصل ميكنند تا پايه ها عمل فشار به اطراف خود را
خنثي نموده و فشار خود را در محل اصلي خود يعني در محلي كه شفته ريزي آن
به زمين بِكر رسيده متصل ميكند .
گاهي اتفاق مي افتد كه در ساختمان در
محل بناي يكي از پايه ها چاه هاي قديمي وجود دارد و بقيه زمين سخت بوده و
مقاومت به حد كافي براي ساختن ساختمان روي آنرا دارد براي اينكه براحتي
بتوان پايه را در محل خود ساخت و محل آن را تغيير نداد چاه را پس از لاي
روبي (پاك كردن ) با شفته آهك پر مينماييم موقعيكه شفته خودگيري خود را
انجام داد روي آنرا يك قوس آجري ساخته و در محل انتهاي كمان پايه را بنا
ميكنيم كه فشار ديوار با اطراف چاه منتقل گردد .
در بعضي مواقع چاه كني
در اين گونه زمين ها خطرناك مي باشد . زيرا زمين ريزش دارد و به كارگر
صدمه وارد مياورد و در موقع كار ممكن است او را خفه كند براي جلوگيري از
ريزش زمين بايد از پلاكهاي بتني يا سفالي كه در اصطلاح به آنها گَوَل (در
شهرستانها گوم و غيره ) مينامند استفاده شود گَوَل هاي بتني يك تكه و دو
تكه اي و گول هاي سفالي يك تكه ميباشد . گول هاي بتني را بوسيله قالب مي
سازند و گول هاي سفالي بوسيله دست و گل رس ساخته شده و در كوره هاي آجري
آن را مي پزند تا بشكل سفالي در آيد از اين گول ها در قنات ها نيز استفاده
ميشود .
طريقه عمل :
مقداري از زمين كه بصورت چاه كنده شده گول را
بشكل استوانه اي ساخته ميباشد داخل محل كنده شده نصب و عمل كندن را ادامه
ميدهند در اين موقع دو حالت وجود دارد يا اينكه گول اولي كه زير آن در اثر
كندن خالي شده براحتي پايين رفته گول دوم را نصب ميكنيم يا اينكه گول اول
در محل خود با فشار خاك كه به اطراف آن آمده تنگ مي افتد و نمي تواند محل
خود را تغيير و يا پايين تر برود در اين موقع از گول هاي دو تكه اي
استفاده مينماييم نيمي را در محل خود نصب و جاي آنرا محكم نموده و نصفه
دوم را پس از كندن محل آن نصب مي نماييم و عمل پي كني را بدين طريق ادامه
ميدهيم .
پي كني در زمين هاي سست مانند خندق هائي كه خاك دستي در آنها
ريخته شده است و مرور زمان هم اثري براي محكم شدن آن ندارد و يا زمين هاي
باتلاقي و غيره ضروري مي باشد .
زمين هائي كه قسمت خاك ريزي شده در
آنها به ارتفاع كم مي باشد و يا باتلاقي بودن آن به عمق زيادي نرسد ميتوان
در اين قبيل زمين ها پي كني عمقي انجام داد و براي جلوگيري از ريزش خاك
آنرا با تخته و چوب قالب بندي نموده تا به زمين سخت برسد .
البته قالب
بندي در اينگونه زمين ها خالي از اشكال نمي باشد بايد با منتهاي دقت انجام
گيرد پس از انجام كار قالب بندي شفته ريزي شروع ميشود و چون تخته هاي قالب
در طول قرار دارد ميتوان پس از شفته ريزي تخته دوم را شروع كرد به همين
منوال تمام پي ها را ميتوان شفته ريزي كرد بدون اينكه تكه اي و يا تخته اي
از قالب زير شفته بماند .
پاسخ
#2
شرح کامل روش اجرای آزمایش نفوذ استاندارد

روش
استاندارد آزمایش برای آزمایش نفوذ (Standard Penetration Test) و نمونه
گیری ازخاک ها با لوله شکافدار (نمونه گیر دو کفه ای) این روش آزمایش طرز
پیشروی نمونه گیر لوله ای دو کفه ای، برای بدست آوردن نمونه خاک معرف و
اندازه گیری مقاومت خاک در مقابل نفوذ نمونه گیر، را شرح می دهد و بطور
کلی بعنوان آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) شناخته شده است.

این
استاندارد تمام موارد ایمنی مربوط به کاربرد آنرا بیان نمی کند، در
مسئولیت استفاده کننده از این استاندارد است تا دستور العمل های تندرستی و
ایمنی مناسب را تهیه نماید و قبل از استفاده قابلیت اجرایی محدودیت های
تعدیلی را مشخص نماید. مقادیر بیان شده برحسب واحدهای اینچ – پوند بعنوان
استاندارد در نظر گرفته می شود.



توصیف اصطلاحات ویژه در این استاندارد:

SPT اختصار برای آزمایش نفوذ استاندارد، اصطلاحی که با آن معمولاً مهندسین به این روش مراجعه می نمایند.

سندان – آن قسمت از مجموعه وزنه کوب که با چکش برخورد می نماید و بوسیله آن انرژی چکش به میله های حفاری انتقال می یابد.

لنگرگیر
(قرقره) – چرخ استوانه گردان ؛ در سیستم بالابری، قرقره – طناب که متصدی
دور تادور آنرا طنابی می پیچد تا با سفت و شل کردن طناب اطراف استوانه،
چکش را بالا برده و پایین اندازد.

میله های حفاری - میله ها در هنگام حفاری گمانه جهت انتقال نیرو و پیچش به مته حفاری، استفاده می شوند.

مجموعه وزنه کوب – وسیله ای شامل چکش، میله هدایت چکش، سندان و هرنوع سیستم سقوط چکش.

چکش
– آن قسمت از مجموعه وزنه کوب که شامل وزنه ضربه زن 2+140 پوند (1+5/63
کیلوگرم) می باشد که پی در پی بالا برده و پایین انداخته می شود تا انرژی
انجام نمونه گیری ونفوذ را فراهم آورد.

سیستم سقوط چکش – آن قسمت از مجموعه وزن کوب که متصدی بوسیله آن بالا رفتن و پایین افتادن چکش را انجام می دهد تا ضربه ایجاد شود.

میله هدایت سقوط چکش – آن قسمت از مجموعه وزنه کوب که در هدایت سقوط چکش مورد استفاده قرار می گیرد.

مقدار
N- شمارش ضرب، معرف مقاومت خاک در مقابل نفوذ – مقدار N برحسب ضربه ها در
فوتگزارش می شود و برابر با مجموع تعداد ضربه های مورد نیاز می باشد تا
نمونه گیر را درعمق مربوطه در فاصله 6 تا 18 اینچ (150 تا 450 میلیمتر)
فرو برد.

N- تعداد ضربه های بدشت آمده در فواصل هر 6 اینچ (150میلیمتر) نفوذ نمونه گیر می باشد.

تعداد دوره های طناب – زاویه تماس کل بین طناب و قرقره در شروع کم شدن طناب متصدی تا سقوط چکش تقسیم بر 360 (شکل 1 رانگاه کنید)

میله
های نمونه گیری – میله هاییکه مجموعه وزنه کوب را به نمونه گیر وصل می
کنند. میله های حفاری اغلب برای این منظور مورد استفاده قرار می گیرند.

اهمیت و کاربرد :

این
روش آزمایش نمونه ای را، بمنظور شناسایی وآزمایشهای ازمایشگاهی مناسب
مربوط به خاک فراهم نموده و نمونه ای مناسب را که ممکن است در اثر نمونه
گیری تغییر شکل برشی زیاد دستخوردگی در آن موجب گردد، را فراهم می آورد.
این روش آزمایش بطور گسترده ای در پروژه های اکتشافی ژیوتکنیکی مورد
استفاده قرار می گیرد. رابطه های محلی زیادی و رابطه های انتشار یافته
وسیعی، که شمارش ضربه SPT یا مقدار N ورفتار مهندسی کارهای خاکی و پی ها
را مرتبط می سازد، موجود می باشد.

دستگاهها

تجهیزات حفاری –
هرنوع وسیله حفاری، که درزمان نمونه گیری حفره غیر ریزشی تمیز مناسبی را
قبل از جای گیری نمونه گیر فراهم آورد وانجام آزمایش نفوذ را روی خاک دست
نخورده تضمین نماید قابل قبول می باشد. قطعات تجهیزات بشرح زیر، برای
حفاری گمانه در بعضی از شرایط زیر سطح مناسب می باشند.

مته های
لاروب، خرد کننده و چرخنده – با قطر کمتر از 6/5 اینچ (162 میلی متر) و
بیشتر از 2/2 اینچ (56 میلیمتر) در ارتباط با روش های حفاری دورانی حفره
غیر ریزشی یا حفاری با لوله پیش رو می تواند مورد استفاده قرار گیرد. به
منظور پرهیزاز دستخوردگی خاک زیرین، مته های با تخلیه پایینی مجاز نیست،
فقط مته های تخلیه کناری مجاز می باشد.

مته های مخروط – غلتک – با
قطر کمتر از 5/6 اینچ (162 میلی متر) و بیشتر از 2/2 اینچ (56 میلی متر)
در ارتباط با روش های حفاری دورانی حفره غیر ریزشی یا حفاری با لوله پیش
رو هرگاه تخلیه مایع حفاری مایل باشد، می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

مته
های پرده دار ممتد تنه توخالی – با مجموعه یا بدون مجموعه تیغه مرکزی ممکن
است در حفاری گمانه مورد استفاده قرار گیرد. قطر داخلی مته های تنه توخالی
باید کمتر از 5/6 اینچ (162 میلی متر) و بزرگتر از 2/2 اینچ (56 میلی متر)
باشد.

مته های دستی وسطلی، پرده دار ممتد، یک پارچه- با قطر کمتر
از5/6اینچ (162میلی متر) وبزرکتر از 2/2 اینچ (56 میلی متر)، اگر در اثنای
نمونه گیری خاک در اطراف گمانه روی نمونه گیر یا میله های نمونه گیری فرو
نریزد، می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

5-2- میله های نمونه گیری
– میله های حفاری فولادی با درز جت آب باید مورد استفاده قرار گیرد تا
نمونه گیر دو کفه ای به مجموعه وزنه کوب وصل نماید. میله نمونه گیری باید
سختی (ممان اینرسی)مساوی یا بیشتر از میله دیوار موازی «A» باشد (میله ای
فولادی که قطر خارجی اینچ (2/41 میلی متر) و قطر داخلی (5/28میلی متر)
دارد.

توجه 1- پژوهش اخیر وآزمایش مقایسه ای نشان می دهد که میله
نمونه مورد استفاده با سختی حــدود تغییرات از میله اندازه «A» با میله
اندازه «N» تا اعماق حداقل 100 فوت (30 متر) معمولاً اثر جزیی بر مقادیر N
دارد.

نمونه گیر دو کفه ای– نمونه گیر باید با ابعاد مشخص ساخته
شود. پاشنه پیشرو باید از فولاد سخت باشد و هنگامیکه داندانه دار یا از
شکل طبیعی خارج می شود باید تعمیر یا جایگزین شود. استفاده از مهره ها در
ایجاد قطر داخلی ثابت اینچ (35 میلی متر) مجاز می باشد اما اگر مورد
استفاده قرار گیرد، باید در گزارش نفوذ ذکر شود. استفاده از سبد نگهداری
نمونه مجاز است اما اگر مورد استفاده قرار گیرد باید در گزارش نفوذ ذکر
شود.

توجه 2- وقتیکه مهره ها مورد استفاده قرار می گیرد هم تئوری
وهم اطلاعات آزمایش نشان می دهد که مقدار N ممکن است بین 10 تا 30 درصد
افزایش یابد.

مجموعه وزنه کوب :

چکش و سندان – چکش باید
دارای 1402پوند (1 5/63 کیلوگرم) وزن و توده فلزی صلب توپر باشد. چکش باید
به سندان برخورد نماید و هنگامی که رها می شود فولاد با فولاد تماس حاصل
نماید. یک میله هدایت سقوط چکش برای مسیر ساختن سقوط آزاد باید مورد
استفاده قرار گیرد. چکش های مورد استفاده با روش قرقره و طناب باید حداقل
4 اینچ (100 میلی متر) ظرفیت فوق بالابری بدون مانعی دارا باشد. به دلایل
ایمنی، استفاده از یک مجموعه چکش با یک سندان درونی تشویق می شود.

توجه 3- پیشنهاد می شود که میله هدایت سقوط چکش علامت گذاری دایمی شود تا متصدی یا بازرس را قادر به قضاوت ارتفاع سقوط چکش بنماید.

سیستم
سقوط چکش – سیستم های سقوط چکش اتوماتیک و نیمه اتوماتیک، لغزشی، قرقره
طنابی می تواند مورد استفاده قرار گیرد مشروط بر اینکه دستگاه بالا بر
هنگام دوباره بکار انداختن و بلند کردن چکش باعث نفوذ نمونه گیر نگردد.

تجهیزات
فرعی – لوازمی مانند برچسب ها، ظروف نمونه، ورقه های اطلاعات و وسایل
اندازه گیری سطح آب زیر زمینی مطابق با مقررات پروژه و سایر استانداردهای
ASTM باید تهیه شود.

روش حفــاری







گمانه
زنی باید طوری پیش رود تا نمونه گیری متناوب یا ممتد را ممکن سازد. نقاط و
فواصل آزمایش معمولاً توسط مهندسین پروژه یا زمین شناس قید گردد. بطور
نمونه، فواصل انتخاب شده در لایه های همگن جهت آزمایش 5 فوت (5/1متر) یا
کمتر و مکان های نمونه گیری در هر تغییر لایه می باشد.

هر روش
حفاری که حفره پایدار و تمیز مناسبی را قبل از دخول نمونه گیر فراهم آورد
و مطمین سازد که آزمایش نفوذ واقعاً روی خاک دست نخورده انجام می شود قابل
قبول می باشد. ثابت شده است هریک از روش های زیر برای بعضی از شرایط زیر
سطح قابل قبول می باشد. هنگام انتخاب روش مورد استفاده حفاری شرایط پیش
بینی شده زیر سطح باید مورد توجه قرار گیرد.


1- روش حفاری دورانی حفره غیر ریزشی
2- روش اگر تنه توخالی پرده دار ممتد
3- روش گمانه زنی شستشویی
4- روش مته توپر پرده دار ممتد













بعضی
از روش های حفاری، گمانه های غیر قابل قبولی را موجب می گردند. روند بیرون
ریختن با فشار از وسط نمونه گیر لوله ای باز وسپس نمونه گرفتن هنگامیکه به
عمق مورد نظر رسیده شود مجاز نمی باشد. روش اگر توپر بره ای ممتد، برای
گمانه زنی زیر سطح آب یا زیر بستر محدود کننده فوقانی در لایه غیر چسبنده
محدود شده ای که تحت فشار آرتزین می باشد، نباید مورد استفاده قرارگیرد.
قبل از نمونه گیری لوله نمی تواندزیر سطح نمونه گیری پیش برده گمانه زنی
با مته های تخلیه پایینی مجاز نمی باشد. برای پیشروی گمانه جهت فقط نمونه
گیری با الحاق نمونه گیر قبلی یا نمونه گیر SPT، مجاز نمی باشد. در تمام
مدت حفاری، برداشت میله های حفاری ونمونه گیری، سطح مایع حفاری داخل گمانه
یا اگرهای تنه توخالی باید نزدیک یا بالای سطح آب زیر زمینی در محل نگه
داشته شود.


نمونه گیری و روش آزمایش
بعد از اینکه گمانه زنی
به سطح نمونه گیری مورد نظر رسید و تراشه های اضافی برداشته شد، با ترتیب
عملیات زیر برای آزمایش آماده نمایید :

1- نمونه گیر دو کفه ای را
به میله های نمونه گیری وصل نمایید و بداخل گمانه پایین ببرید. نگذارید
نمونه گیر روی خاک مورد نمونه گیری بیفتد.


2- چکش را در بالا
قرار دهید وسندان را به سر میله های نمونه گیری وصل نمایید این عمل
میتواند، قبل از اینکه میله های نمونه گیری و نمونه گیر بداخل گمانه پایین
روند، انجام شود.


3- وزن مرده نمونه گیر، میله ها، سندان و
وزنه کوب را روی ته گمانه قراردهید و ضربه ای نشاننده اعمال نمایید. اگر
تراشه های اضافی در ته گمانه موجود است، نمونه گیر ولوله های نمونه گیری
را از گمانه بیرون آورید و تراشه ها را بیرون بیاورید.


4- میله
های حفاری را در سه افزایش متوالی 6 اینچی (15/0 متر) افزایش علامت گذاری
نمایید. بطوریکه جلو رفتن نمونه گیر در اثر ضربه چکش برای هر 6 اینچ (15/0
متر) افزایش به آسانی قابل مشاهده باشد.


نمونه گیر را با ضربه
های چکش 140 پوندی 05/63 کیلوگرم) بکوبید و تعداد ضربه های اعمال شده در
هر افزایش 6 اینچ (15/0 متر) را شمارش نمایید تا اینکه یکی از موارد زیر
اتفاق بیفتد:
1- جمعاً 50 ضربه در طول هریک از سه افزایش 6 اینچ (15/0 متر) اعمال شده باشد.
2- جمعاً 100 ضربه اعمال شده باشد.
3- در اثنای اعمال 10 ضربه متوالی چکش هیچ پیش روی قابل رویت نباشد.
4- نمونه گیر 18 اینچ (45/0 متر) کامل پیش برده می شود بدون محدود کردن رویداد شماره ضربات شرح داده شده است.


تعداد
ضربات مورد نیاز در انجام نفوذ 6 اینچ (15/0متر) یا کسری از آن را یادداشت
نمایید. کوبیدن 6 اینچ نخستین بعنوان نشاننده پیشرو محسوب می گردد. مجموع
تعداد ضربات مورد نیاز برای دومین و سومین 6 اینچ نفوذ، مقاومت نفوذ
استاندارد یا مقدار N نامیده می شود. اگر نمونه گیر مجاز گردیده است، کمتر
از 18 اینچ (45/0 متر) نفوذ کند، تعداد ضربات در هر افزایش 6 اینچ کامل و
در هر افزایش جزیی باید در گزارش گمانه یادداشت شود. اگر نمونه گیر در اثر
وزن استاتیک میله های حفاری یا وزن میله های حفاری بعلاوه وزن استاتیک چکش
به زیر ته گمانه فرو رود. ایناطلاعات باید در گزارش گمانه یادداشت شود.

بالا
بردن و انداختن چکش 140 پوندی (5/63 کیلوگرم) باید با استفاده یکی از دو
روش زیر انجام شود. 1- با استفاده از سیستم سقوط چکش لغزنده اتوماتیک یا
نیمه اتوماتیک که چکش 140پوندی (5/63 کیلوگرم) را بلند کنید و بگذارید تا
130 اینچ (میلی متر 25 76/0 متر) بدون مانع سقوط کند.

2- کشیدن
طنابی متصل به چکش با استفاده از قرقره وقتی که روش طناب و قرقره
مورداستفاده قرار می گیرد، سیستم و عملیات باید مطابق زیر انجام شود:

« قرقره باید اساساً عاری از زنگ زدگی، روغن و گریس باشد و دارای قطری در حدود 6 تا 10 اینچ (150تا 250) میلی متر) باشد.

توجه
4- متصدی معمولاً باید یا یا دور طناب مورد استفاده قرار دهد و بستگی به
پایان یافتن یا نیافتن طناب بالا (دور) یا پایین ( دور) قرقره دارد.
بطورکلی دانسیته و مورد قبول واقع شده که دور یا بیشتر بطور قابل ملاحظه
ای از سقوط جلوگیری می کند و نباید در انجام آزمایش مورد استفاده قرار
گیرد. طناب قرقره باید در وضعیت نسبتاً خشک، تمیز و بدون ساییدگی نگهداری
شود.



« برای هر ضربه چکش باید 30 اینچ (76/0 متر) بالا
بردن و پایین انداختی توسط متصدی اعمال گردد. عملیات کشیدن وانداختن طناب
باید بطور موزون بدون در دست داشتن طناب در موقع اوج ضربت، اجرا شود.



نمونه
گیر را به سطح آورده و باز کنید. درصد بازیافت نمونه را یادداشت نمایید
نمونه های خاک بازیافته را از نظر ترکیب، رنگ، چینه بندی، و وضعیت تشریح
کنید. سپس یک یا بیشتر بخش های معرف نمونه را بدون کوبیدن یا از شکل طبیعی
انداختن هر چینه بندی ظاهری، داخل ظرف های (شیشه های دهان گشاد) رطوبت
ناپذیر قابل درزگیری قراردهید. هر ظرف را درز بندی نمایید تا از تبخیر
رطوبت خاک جلوگیری شود. برچسب های دربردارنده عنوان کار، شماره گمانه، عمق
نمونه وتعداد ضربه در هر افزایش 6 اینچ (15/0 متر) به ظروف پیوست نمایید.
نمونه ها را در مقابل تغییرات خیلی زیاد دما محافظت نمایید اگر تغییراتی
در خاک داخل نمونه گیر وجود دارد، برای هر لایه ظرفی فراهم آورید و محل
آنرا در لوله نمونه گیر یادداشت نمایید.


گزارش
اطلاعات حفاری باید در محل یادداشت شود و باید شامل موارد زیر باشد :
1- نام ومحل کار،
2- اسامی کارکنان،
3- نوع وساخت ماشین حفاری،
4- شرایط آب وهوایی،
5- تاریخ و زمان شروع و پایان حفاری،
6- شماره گمانه و محل (جا و مختصات، اگر موج ودو قابل اجراء باشد)
7- ارتفاع سطح، در صورت موجود بودن،
8- روش پیشروی و تمیز کردن گمانه،
9- روش نگهداری گمانه غیر ریزشی،
10- عمق سطح آب وعمق حفاری در زمان کاهش قابل توجهی در مایع حفاری، وزمان و تاریخ وقتیکه قرائت انجام می شود.
11- محل تغییرات لایه های،
12- اندازه لوله، عمق بخش لوله گذاری شده گمانه،
13- تجهیزات و روش پیشروی نمونه گیر،
14- نوع نمونه گیر و طول و قطر داخلی لوله (استفاده از مهره ها را یادداشت نمایید)
15- اندازه و طول بخش میله های نمونه گیری،
16- ملاحظات


اطلاعات بدست آمده برای هر نمونه در محل باید یادداشت شود وباید شامل موارد زیر باشد.
1- عمق نمونه و اگر مورد استفاده قرار گرفته، شماره نمونه،
2- تشریح خاک،
3- تغییرات لایه ها در داخل نمونه،
4- نفوذ نمونه گیر و طول های بازیافت،
5- تعداد ضربات در هر افزایش 6 اینچ (15/0 متر) یا جزیی از این


دقت وانحراف
1-
دقت-تخمین معتبری از دقت آزمایش تعین نشده است زیرا ترتیب دادن آزمایشهای
داخل آزمایشگاهی (محلی) خیلی گران است. کمیتـه فرعی02-18D از پیشنهادات
مربوط به تعمیم دقت معتبر استقبال میکند.


2- انحراف- نظر به اینکه مصالح معرف برای این روش آزمایش وجود ندارد،نمی تواند هیچ اظهار انحرافی صورت پذیرد.


3-
هنگام استفاده از دستگاه آزمایش نفوذ و مته های متفاوت برای گمانه های
مجاور در همان تشکیلات خاک اختلافات 100% یا بیشتر در مقادیر N مشاهده شده
است. نظریه حاضر بر پایه تجربه محلی نشان می دهد که هنگام استفاده از همان
دستگاه و مته در همان خاک مقادیر N ممکن است با ضریب تغییراتی در حدود 10%
تجدید شود.


4- استفاده از ابزار معیوب، مانند سندان آسیب دیده
یا بسیار سنگین، قرقره زنگ زده، قرقره با سرعت کم، طناب روغنی، کهنه، یا
بافه های روغنکاری شده بطور ناقص یا فشرده می تواند نسبت به اختلافات در
مقادیر N بدست آمده بین سیستم های دستگاه حفاری عمل کننده سهیم باشد.


5-
اختلاف بوجود آمده در مقادیر N با دستگاههای حفاری و متصدی های مختلف، با
اندازه گرفتن آن قسمت از انرژی چکش انتقال یافته به میله های حفاری از
نمونه گیر و تطبیق کردن N بر پایه مقایسه انرژی ها، می تواند کاهش یابد.
روشی برای اندازه گیری انرژی و تطبیق مقدار N درروش آزمایش D4633 ارائه
شده است.
پاسخ
#3
آزمایش تعیین درصد رطوبت (Moisture Test)

الف ـ مقدمه
آزمایش تعیین درصد رطوبت احتمالاً رایج ترین و ساده‌ترین نوع آزمایش آزمایشگاهی مکانیک خاک است که می‌تواند بر روی خاکهای دست خورده یا دست نخورده انجام شود.
ب ـ مراحل آزمایش
1- به کمک یک ترازو، جرم یک ظرف خشک و تمیز (MC)را اندازه بگیرید. ظرف محتوی نمونه، غالباً فلزی است. شماره ظرف و جرم آن باید روی فرم اطلاعات ثبت شوند.
2- خاک مرطوب را داخل ظرف قرار دهید. جدول 1 حداقل وزن لازم جهت انجام آزمایش تعیین درصد رطوبت را برحسب بعد بزرگترین دانه تشریح می‌نماید.




بعد بزرگترین دانه (mm)-**-شماره الک مربوطه-**-حداقل جرم نمونه خاک مرطوب (gr) برای دقتمحاسباتی
1/0 درصد---1 درصد
2£---10----20
1/4---4---100
5/9---اینچ---500
19--اینچ---2500




جدول 1: حداقل جرم لازم نمونه خاک برای آزمایش تعیین درصد رطوبت.

3- به کمک یک ترازو، جرم ظرف و خاک مرطوب (Mwc) را اندازه گیری نمایید. سپس ظرف و خاک مرطوب را به مدت 12 تا 16 ساعت در آون ‌قرار دهید و با درجه حرارت 5±110 درجه سانتیگراد آنرا خشک کنید. درجه حرارت 110 درجه سانتیگراد از آنجایی انتخاب شده است که کمی از نقطه جوش آب بالاتر است.


4- ظرف و خاک را از آون خارج کنید و توسط یک ترازو، جرم ظرف و خاک خشک (Mdc) را اندازه بگیرید. اکثر ترازوهای جدید نسبت به تغییرات حرارتی غیر حساس هستند، لذا ظرف و خاک خشک را می‌توان مستقیماً روی ترازو قرار داد. چنانچه ترازوی مورد استفاده، به درجه حرارتحساس باشد قبل از قراردادن نمونه خاک در ترازو میتوان از یک دسیکاتور جهت رساندندمای خاک خشک به دمای اتاق استفاده نمود.

ج ـ محاسبات

درصد رطوبت (w ) خاک به عنوان جرم آب موجود در خاک (Mw) تقسیم بر جرم خشک (Ms) تعریفشده و بر حسب "درصد" بیان می‌شود:

که در آن

Mw= جرم آب موجود در خاک Ms= جرم خاک خشک

Mc= جرم ظرف خالی Mwc= جرم ظرف بعلاوه خاک مرطوب

Mdc= جرم ظرف بعلاوه خاک خشک

مقدار درصد رطوبت خاک غالباً‌ بر حسب نزدیکترین 1/0 یا 1 درصد بیان می‏شود. درصد رطوبت خاک می‌تواند بین 0 تا 1200 درصد متغیر باشد. درصد رطوبت صفر بیانگر یک خاک خشک است. نمونه‌ای از یک خاک خشک، شن یا ماسه تمیز در شرایط آب و هوایی بسیار گرم است. خاکهای آلی بیشترین درصد رطوبت را دارند.











د ـ اشتباهات معمول
بر اساس Rollings and Rollings (1996) اشتباهات معمول آزمایشگاهی در مورد آزمایش درصد رطوبت بشرح زیر است:

1- استفاده از ترازوی کالیبره نشده یا بد کالیبره شده.
2- از دست رفتن خاک بین توزین اولیه و ثانویه.
3- از دست رفتن رطوبت نمونه قبل از توزین اولیه.

4- اضافه شدن رطوبت به نمونه پس از خشک کردن و قبل از توزین ثانویه.
5- دمای نامناسب آون، نمونه خیلی کوچک یا وزن غلط ظرف.
6- خارج نمودن نمونه از آون قبل از دستیابی به وزن خشک ثابت.
7- توزین نمونه هنگامیکه هنوز داغ است (برای ترازوهای حساس به دما).


اشتباه معمول دیگر لبریز کردن آون با نمونه‌های خاک است. در چنین شرایطی جریان هوا محدود شده و احتمال اینکه نمونه‌ها بطور کامل خشک نشوند وجود دارد.



ه ـ جامدات محلول
بسیاری از خاکها حاوی جامدات محلول می‌باشند. برای مثال در مورد خاکهای واقع در کف اقیانوس، آب بین ذرات جامد خاک احتمالاً‌ دارای همان غلظت نمک آب دریا خواهد بود. مثال دیگر وجود کاتیونهای متمایل به سطوح ذرات رسی می‌باشد. بهنگام خشک کردن خاک، این کانیها و یونهای محلول، جزیی از جرم جامدات (MS) می‌شوند. درمورد اغلب خاکها این اثر، حداقل تغییرات را در درصد رطوبت ایجاد می‏کند.








و ـ اثرات دما
چنانکه قبلاً ذکرگردید، دمای استاندارد جهت خشک نمودن خاک 110 درجه سانتیگراد می‌باشد. شکل شماره 1، درصد رطوبت خاکها را در دماهای مختلف نشان می‌دهد. داده‌های آزمایش حاصل از پنج آزمایش مختلف در شکل 3-3 نمایش داده شده و ذیلاً هر یک بطور جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرند.


1- ماسه اوتاوا : درصد رطوبت این خاک حدوداً 24 درصد است.
2- رس آبی بوستون : درصد رطوبت این خاک حدوداً 33 درصد است.
3- رس لدا : درصد رطوبت این خاک بهنگام خشک نمودن در درجه حرارت درجه 110 سانتیگراد، 45 درصد می‌باشد و تحت حرارت 200 درجه سانتیگراد تا 46 درصد افزایش می‌یابد. حساسیت این خاک تحت دمای آزمایش متجاوز از110 درجه سانتیگراد، به مقدار اندکی افزایش می‌یابد.

4- رس مکزیکوسیتی : درصد رطوبت این خاک به دمای آزمایش خیلی حساس می‌باشد. برای مثال، در دمای110 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 345 درصد می‌باشد. در حالیکه تحت دمای190 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 380 درصد می‌باشد. (1944) Rutledge خاطر نشان می‌سازد که رس مکزیکوسیتی دارای ساختار متخلخلی از کانیهای رسی، میکروفسیل‌ها و دیاتوم‌ها می‌باشد. دیاتومها اساساً پوسته‌های توخالی سیلیسی هستند که حاوی آب می‌باشند. بنابراین در دماهای بالاتر آب بیشتری از درون دیاتوم‌ها و میکروفسیل‌ها خارج می‌شود که منجر به درصد رطوبت بالاتری می‌شود.


خاک دیاتومه‌ای: درصد رطوبت این خاک نسبت به دمای آزمایش بسیار حساس می‌باشد. برای مثال، تحت دمای110 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 620 درصد است درحالیکه در دمای 200 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 800 درصد می‌باشد. خاکهای دیاتومه‌ای معمولاً‌ از پودر سیلیسی ریز و سفید که عمدتاً از دیاتوم‌ها و بقایای آنها بوجود آمده تشکیل گردیده‌اند. چنانکه قبلاً ذکر گردید در دماهای بالاتر، آب بیشتری از درون دیاتوم‌ها خارج می‌شود که منجر به درصد رطوبت بالاتر می‌شود.
پاسخ
#4
انواع روش های حفاری

1)حفاری شوئیدنی (Wash boring)
2) مته دورانی (Ratary drill)
3) اوگر مارپیچی ممتد
4) اوگر میان تهی
5) اوگرهای با قطر زیاد
6) حفاری ضربه‌ای
7) مته چکشی
8) مته ضربه‌ای بادی
9) روش توربینی
10) ماشین های حفر تونل ( نحوه تخلیه ، قیمت آنها ، اجزاء این ماشین ها )


1)حفاری شوئیدنی (Wash boring)
این حفاری برای بدست آوردن نمونه‌های خاک ،حفاری اکتشافیبرای بررسیهای اولیه ، حفرگمانه برای برخی آزمونهای برجا از جملهآزمایش SPT بکار می‌رود.
روش حفاری :بالا و پایین رفتن سر مته باعث سست شدن مواد زیر لولهتزریق آب می‌شود. آببا فشار زیاد از سوراخ سر مته خارج و خرده‌ها را به خارج هدایت می‌کند.
مزایا:نیاز به کارگری با مهارت کم دارد. در همه نقاطی که برایوسایل سبک قابل دسترس باشند، قابل اجرا است.
محدودیتها:اجرای عملیات ، مخصوصا در عمق بیش از 10 متر کند است. نفوذ درخاکمقاوممشکل و درسنگغیر ممکن است. خارج کردن گراول از لولهجدار مشکل است و منجر به کاهش کیفیت نمونه‌ها می‌شود. گرفتن نمونه دست نخورده مشکلاست.


2) مته دورانی (Ratary drill)
این روش هم نمونه‌های خاک و سنگ را بدست می‌دهدو هم نمونه‌هایی برای انواع آزمایشهای برجا ایجاد می‌کند. این روش در حفر گمانه‌هایغیر قائم برایزهکشیافقییا ایجاد مهار کاربرد دارد. امروزه کاربرد دستگاههای حفاری چرخشیبسیار متداول شده است. این دستگاهها را می‌توان در هر نوع زمین بکار برد. ولی برتریکاربرد آنها در زمینهای نرم بیشتر است. پیشروی این دستگاهها در داخل سنگهای سخت بهکندی صورت می‌گیرد. در این روش سر مته فولادی که متصل به انتهای لوله فولادی است،از سر چاه به کمک موتور ، حرکت دورانی می‌نماید. گل حفاریاز داخل لوله به درون چاه تزریقشده و از اطراف لوله به سر چاه بر می‌گردد.
گل حفاری ضمن خنک کردن سر متهاعمال حمل خرده سنگهایی که بوسیله سر مته از ته چاه تراشیده شده است، به سر چاه وجلوگیری از فشار طبقات سست و ریزش آنها به داخل چاه را نیز انجام می‌دهد. با روشحفاری دورانی چاههای بسیار عمیق حفر می‌گردد. عمیق ترین چاه جهانکه با این روش حفرگردیده در سال 1956 در لوئیزیانا (آمریکا) به عمق 21535 فوت بود که به نفت نرسید.
روش حفاری: پیشروی توسط سر مته برنده که در انتهای لوله حفاری قراردارد و تحتفشار هیدرولیکیاست، انجام می‌شود. دیوارهچاه را معمولا گل نگاه می‌دارد.
مزایا:روشی نسبتا سریع است و می‌تواند در همه نوع مواد نفوذ کند. برای همه نوع نمونه گیری مناسب است.
محدودیتها :جابجا کردن وسایل در زمینهای ناهموار و باتلاقی مشکل است ومحتاج راه مناسب است. همچنین محتاج سکوی تسطیح شده است. کارآیی حفاری با توجه بهاندازه دستگاه متغیر است.


3) اوگر مارپیچی ممتد
این دستگاه سوراخهایی بهقطر کوچک تا متوسط حفر می‌کند و بطور پیوسته نمونه‌های دست خورده می‌گیرد. معمولادر خاکهای دارای چسبندگی ، که چاه بدون لوله جدار ریزش نمی کند، انجام می‌شود.
روش حفاری: حفاری با چرخاندن رشته ممتد اوگرمارپیچی صورت می‌گیرد.
مزایا: روش سریع در خاکهای مقاوم و سنگ نرم است. پس از خروج اوگر ،اگر چاه باز باقی بماند، امکان نمونه گیری SPT وجود دارد.
محدودیتها :پس از خروج اوگر در مواد با چسبندگی کم یا دانه‌ای و یابدون چسبندگی ، چاه ریزش می‌کند و لذا عمق حفاری تا نزدیکی سیستم ایستابی محدودمی‌شود. روشهای نمونه گیری محدود و نمونه‌های بدست آمده دست خورده‌اند.


4) اوگر میان تهی
این دستگاه سوراخهایی با قطر کمتا متوسط برای نمونه گیری از خاک حفر می‌کند.
روش حفاری: روش حفاری مشابه حالت قبل است با این تفاوت که ساقه مجوفبه داخل زمین پیچانده می‌شود تا نقش یک لوله جدا را بازی کند.
مزایا:روش سریع خاکهای ضعیف تا نسبتا مقاوم است. گرفتن نمونه‌های SPT و UD امکانپذیر است. در خاکهای مقاوم حاوی لایه‌های شنی ، نفوذ به اعماق زیادمشکل و به داخل قطعات سنگ غیر ممکن است. دست خوردگی قابل ملاحظه‌ای ممکن است بر اثرمته اوگر در خاک بوجود آید.


5) اوگرهای با قطر زیاد
این روش برای حفر سوراخهای با قطر زیاد (تا 10سانتیمتر) برای کسب نمونه‌های دست خورده و بررسی لایه‌ها در خاکهای دارای چسبندگیکه گمانه نیاز به حایل ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
روش حفاری: با چرخاندن اوگر دارای قطر زیاد خاک بریده شده و گمانهحفر می‌شود.
مزایا: روشی سریع بوده و بررسی شرایط خاک در زیر زمین از نزدیک راامکانپذیر می‌سازد.
محدودیتها:عمق حفاری توسط سطح ایستابی و شرایط سنگ محدود می‌شود. ماشینهای بزرگتر محتاج راه دسترسی مناسب هستند. برای خاکهای بدون چسبندگی ،رسهاینرمو خاکهای آلی مناسب نیست. نمونه‌ها دست خورده است.


6) حفاری ضربه‌ای
تنها در حفاری چاههای آببکار می‌رود. نمونه‌های شسته شده توسط گل‌کش ‌خارج می‌شود. عمق تا سنگ بستر را مشخصمی‌کند. دستگاههای حفاری ضربه‌ای و یاسوندوزهای ضربه‌ای ، دستگاههای ساده‌ای هستند که برای پژوهشهای آب یابی بسیار مناسبهستند. از این دستگاهها بیشتر برای چاههایی که در داخل سنگهای مقاوم حفر می‌شود،استفاده می‌کنند. اصول کار سوندوزهای ضربه‌ای خردکردن سنگهاست که این عمل بوسیلهمته‌ای به ناممته حفارییا ترپان انجام می‌گیرد. مته‌هابطور منظم از ارتفاع ثابتی روی سنگ فرود می‌آیند. دستگاه مجهز به یک خرک چهار قطبیو یا یک دکل است که مته‌های حفاری بوسیله یکقرقرهبرگشت روی آن آویزان می‌گردند.
این مته‌ها دارای حرکت رفت و آمدی می‌باشندو به منظور اجرای مانورهای پائین و بالا رفتن ، از دستگاه رفت و برگشت جدا گردیده وبه یک وسیله‌ای به نام چرخ قرقره که برای جاگذاری لوله‌ها نیز بکار می‌رود، مربوطمی‌باشند. خرکهای جدا شونده ، چوبی و یا فلزی هستند. پایه‌ها روی دالهای سیمانی کهقبل از مونتاژ دستگاه تهیه می‌شوند، قرار می‌گیرند. دکل‌های خم شونده یا تلسکوپی ،سوندوزهای دستگاههای حفاری خود کار قابل حمل را مجهز می‌نمایند. ممکن است که ایندکلها به صورت دائمی در پشت یک کامیون ثابت شده باشند. دکلها باید بوسیله کابلهایمحکم روی بلوکهای سیمانی ثابت گردند .
عمیق ترین چاه با روش ضربه ای: عمیق ترین چاه با این روش در ایالت نیویورکتوسط شرکت گاز طبیعی ایالت نیویورک در سال 1948 تا 1953 تا عمق 11145 فوت حفر گردیدکه به نفت نرسید.
روش حفاری:سر مته سنگین بالا آورده شده و رها می‌شود تا مواد شکستهشده و یک مخلوطی از خرده‌ها و آب ایجاد شود که توسط گل‌کش با پمپهای ماسه کش خارجمی‌شود. دیواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته می‌شود.
مزایا:روشی نسبتا اقتصادی جهت تعبیه گمانه‌های با قطر زیاد (تا 60سانتیمتر) در انواع مواد است.
محدودیتها :ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهای قوی و سنگ به کندیانجام می‌شود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشی از ضربات پر انرژی سر مته است، به شدتبر مقادیر SPT تاثیر می‌گذارد. مغزه گیریو نمونه UD سنگ امکانپذیر نیست.


7) مته چکشی
برای حفر چاه آب و چاههای اکتشافی در داخل قطعه سنگها مناسب است.
روش حفاری :مشابه حفاری ضربه‌ای است. شمعی که توسط نیروی دیزل راندهمی‌شود برای راندن لوله جدار مضاعف استفاده می‌شود. در حالی که جریان هوا تراشه‌هارا از لوله داخلی خارج می‌کند.
مزایا :نفوذ نسبتا سریع در قطع سنگها و قلوه سنگها است.
محدودیتها: مشابه حفاری ضربه‌ای است، با این تفاوت که پیشروی بهمراتب سریعتر است.


8) مته ضربه‌ای بادی
این روش برای حفر گمانه برایآتشباری،دوغاب زنیو مهار سنگ است. روش سریع برایحفر چالهای با قطر کم در سنگ سخت است. بهترین کاربرد را در سنگهای سخت توده‌ایدارد. نمونه‌ها منحصرا به ذرات و تراشه‌های کوچک است. برای نمونه گیری بکارنمی‌رود. در سنگهای سست دارای شکستگی با لایه‌های رس یاشیل مرطوبممکن است تمام لوله حفاری درسوراخ باقی بماند.
روش حفاری : ضربات و چرخیدن سر مته ، سنگ را خرد می‌کند و تراشه‌هاتوسط فشار هوا خارج می‌شود.


9) روش توربینی
بر حسب گزارشی که به چهارمین کنگره جهانینفت در سال 1955 در رم داده شد، شوروی سابق نوعی حفاری دورانی ابداع کرده بود که درآن سر مته به جای آنکه به کمک لوله فولادی دوران نماید، بوسیله توربینی که به عنواننیروی محرکهاز گل حفاری و یا الکتریسیتهاستفاده می‌نماید، حرکت می‌کند. در این روش قسمت متحرک تنها سر مته در عمق چاهخواهد بود. بنابراین می‌تواند سرعت دورانی به مراتب بیشتری داشته باشد. از نظر سرعتعملی که این روش دارد، دارای برتری اقتصادی زیادی است. بر حسب گزارش فوق 65 درصد کلحفاریهای نفتی شوروی سابق با این روش بوده است. این روش اکنون دراروپاو آمریکا نیز مورد استفاده قرارمی‌گیرد.


10) ماشین های حفر تونل
در این قسمت به معرفی یکی ازماشین های حفر تونل که تونل را به صورت تمام مقطع حفر می کند
می پردازم.اینماشین ها تمام مقطعهای دایره ای را یک جا حفر می کنند و معمولا آنها را به نام ماشینهای تونل حفر کن می نامند و با علامت اختصاری t.b.m که حروف اول نام انگلیسی دستگاهاست از آنها نام می برند .کامل و گسترش این دستگاه ها سبب شده است که آهنگپیشروی تونل ها در حد قابل توجهی افزایش یابد.
امروزه در سنگ های نسبتا سخت نیزبرای حفر تونل از این ماشین ها استفاده می کنند.بعد از سال ها تلا ش و ساختانواعی از این نوع ماشین ها کوشش های بعدی به منظور ساخت ماشین های تمام مقطعی بودکه شرایط سخت زمبن شناختی قادر به حفر تونل باشد که آهنگ پیشرفت و تکامل در اینزمینه در مقایسه با پیشرفت های اولیه این ماشین ها محدود تر است.در واقع شروع اینتحقیقات کوشش های رابینز در سال 1957 میلادی برای ساخت ماشین هایی بود که بتواند درسنگ های خیلی سخت نیز با راندمان معقول تونل حفر کند.
در آن زمان به تدریج ایندستگاه ها سنگینتر و محکم تر شد ند و توان آنها نیز افزایش یافت اما پیشرفت آنها درزمینه حفر سنگ های محکم کند است.به عنوان مثال عملکرد نوعی از این دستگاه ها کهمجهز به هر دو سیستم برش ناخنی و دسکی بود برای حفر در سنگهای آهکی سیلتی که دربین آنها لایه هایی با مقاومت 140mpa وجود داشت راضی کننده نبود. سر انجام ناخنها به طور کلی حذف شد و حفر تونل تنها با استفادهاز دیسک های حفار ادامه یافت.
پاسخ
#5
علل رایج تخریب سد های خاکی

در
ساخت سدهای خاکی، آنچه که در واقع جلوی آب را می‌گیرد، یک هسته نسبتاً
نازک رسی است. خاک رس این خاصیت را دارد که با مرطوب شدن، به عایق خوبی
برای نفوذ آب تبدیل می‌گردد. بجز هسته رسی،مابقی حجم سد را سنگ و خاک غیر
محلول در آب تشکیل می‌دهد. چرا که سنگهای محلول پس از مدتی باعث کاهش وزن
سد و به هم خوردن نتایج محاسبات خواهند شد.آب جمع شده در مخزن ممکن است از
محل پی سد یا تکیه گاههای جانبی آن یا از حسم سد تراوش نماید .فرار آب از
جسم سد ، به ویژه در سد های خاکی اهمیت خاصی در پایداری سد دارد. روش های
متنوعی برای کاستن از میزان آب نشتی و تحت کنترل در آوردن آن وجود
دارد.ویژگی های سنگ و خاک سازنده پی سد و تکیه گاه های آن ، مصالح در
دسترس برای ساخمان سد ، نحوه طراحی و شکل انتخاب شده برای سد و محدودیت
های اجرایی هریک به نحوی می توانند در انتخاب روش های مناسب برای آب بندی
سد موثر واقع شوند.

مهم ترین علل رایج تخریب سد های خاکی

1-سریز شدن سد:
این
امر موجب شسته شدن تاج و نهایتا تخریب سد می شود . حدود 30 درصد از خرابی
های سد خاکی ناشی از سریز شدن آن ها بوده است.برای مقابله با آن براورد
دقیق بزرگترین سیلاب محتمل و طراحی سریز هایی با ظرفیت مناسب تخلیه آنها ،
علاوه بر آن باید فاصله سطح آزاد آب مخزن تا تاج سد (ارتفاع آزاد) به گونه
ای در نظر گررفته شود تا بر اثر نشت سد یا امواج حاصل از زمین لرزه ، آب
از روی سد سریز نکند.

2-برخورد خط تراوش با دامنه پایاب:
اگر سطح ایستابی درون سر دامنه پایاب را قطع نماید ، شسته شدن ذرات ریز و ناپایداری سد را به همراه خواهد داشت .
روش مقابله این است که با بقیه زهکش های مناسب در پاشنه سد ،خط تراوش آب به داخل جسم سد منتقل می شود.

3-رگاب :
شسته
شدن ذرات ریز از میان ذرات درشت تر به تدریج به ایجاد مسیر های آزاد گذر
آب منجر می شود.روش مقابله با آن از طریق به حداقل رساندن مقدار و سرعت آب
نشتی توسط انتخاب مصالح مناسب و تعبیه هسته نفوذ ناپذیر و صافی های مناسب
صورت می گیرد.

4-مسیر آزاد گذر آب:
در امتداد ترک های ناشی از
شست سد یا ترک های ایجاد شده در مراحل آغازین گسیختگی ایجاد می شود . به
موازات سطح خارجی لوله ها و مسیر آب بر ، در امتداد سطح تماس بخش های
بتنیا خاک، و سطح لایه خاکی که به دقت کوبیده یا متراکم نشده اند و از
طریق سوراخ های ایجاد شده توسط حیوانات حفار و ریشه گیاهان به وجود می آید.
روش
مقابله : چون در سد های خاکی پس از تشکیل مسیر گذر آب ، مقابله با آن دیگر
امکان پذیر نیست . لذا باید در مراحل طراحی و اجرای سد دقت کافی جهت
جلوگیری از این شکل به عمل آید.

5-ناپایداری دامنه ها :
نشت
بدنه سد ، ایجاد ترک هایی در طول تاج سد یا دامنه پایاب و افزایش دبی زهکش
ها در پاشنه سد می توانند نشانه هایی از آغاز توسعه یک گسیختگی باشند. با
طراحی مناسب شیب دامنه های سراب و پایاب سد با در نظر گرفتن جنس و مشخصات
مصالح مصرفی ، جلوگیری از افزایش ناخواسته فشار آب در جسم سد و در نظر
گرفتن زمین لرزه های محتمل مهم ترین عوامل برای مرتفع کردن این مساله است.

6-گسیختگی پی :
اگر
بر اثر بار گذاری ناشی از ایجاد سد ، آبگیری آن با نیرو های ناشی از زمین
لرزه ، تنش های برشی ایجاد شده در پی سد از مقاومت برشی مصالح بیشتر شود ،
پی گسیخته می شود . این شرایط در رس های تحکم نیافته اغلب بلافاصله بعد از
اولین آبگیری و در رسوبات ماسه ای بیشتر بر اثر بار گذاری چرخه ای زمین
لرزه ایجاد می شود .
روش مقابله: تحکیم کافی خاک های چسبنده و متراکم
نمودن خاک های بدون چسبندگی به روش تحکیم دینامیکی یا لرزش و ایجاد ستون
های سنگی یا چاه های زهکش .

7-فرسایش پذیری:
فرسایش سطح خارجی
سد ، گرچه در کوتاه مدت همانند مشکلات دیگری که ذکر شد نمی تواند خطر
آفرین باشد . ولی در دراز مدت ممکن است از کارایی سد بکاهد.
روش مقابله:
انتخاب سنگریز مناسب در دامنه سراب برای محافظت آن از امواج و در دامنه پایاب برای مقابله با اثرات زیانیار جوی و هوازدگی
پاسخ


موضوعات مرتبط با این موضوع...
موضوع نویسنده پاسخ بازدید آخرین ارسال
  مهندسي زلزله انجمن مخ ها 6 2,910 26-10-2013، 06:05 PM
آخرین ارسال: kourosh-121
  مهندسي نقشه برداري انجمن مخ ها 0 1,319 09-10-2011، 12:29 AM
آخرین ارسال: انجمن مخ ها

پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان