توضيحات و عكسها را در ادامه مطلب ببينيد

 انواع روش ها و وسایل حفر گمانه

به منظور آگاهی از شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی اعماق بیشتر زمین ، معمولا گمانه‌هایی حفر می‌شود. گمانه در واقع چاه قائمی است که توسط وسایل مکانیکی در خاک یا سنگ حفر می‌شود. گمانه‌های کم عمق گاه توسط دستگاه ساده‌ای به نام اوگر (auger) که طرز کار آن مانند مته بخاری است، حفر می‌شوند. حفاری گمانه‌ها به صورتهای مختلف انجام می‌شود. در روش حفاری ضربه‌ای پیشروی توسط ضربات پی در پی به سر مته تیغه‌ای شکل انجام می‌شود و مدار کنده شده و خرد شده هر چند مدت یکبار بوسیله ابزار مخصوصی به نام گل کش از چاه خارج می‌شود. حفاری ضربه‌ای بیشتر در آبرفتها و رسوبات ناپیوسته ، مخصوصا اکتشاف زیر زمینی بکار می‌روند. نمونه‌هایی که به این ترتیب بدست می‌آید، کاملا دست خورده است.

در ادامه مطلب به تشریح موارد زیر می پردازم :

وسایل حفر گمانه

ماشین حفاری

لوله‌های جدار

لوله‌های حفاری

مته حفاری

روش حفر گمانه

برنامه ریزی عملیات حفاری

انتخاب وسایل

فاصله بین گمانه‌ها

عمق گمانه

جهت یابی گمانه

مقدمه :

پس از انتخاب پيمانكار و دريافت اطلاعات كاملي از پروژه اولين گام، تحويل زمين با حضور نمايندگان كارفرما ، نظارت مقيم و پيمانكار مي باشد كه بين آنها صورتجلسه مي‌شود . پس از آن پيمانكار برنامه زمانبندي خود را با توجه به شرايط پروژه وامكانات خود به دستگاه نظارت ارائه مي دهد .

در قدم اول پيمانكار بايد به بررسي وشروع عمليات اجرايي راههاي دسترسي اقدام نمايد. روش كار به اين طريق است كه نقشه‌هاي جزئيات را پيمانكار براساس نقشه‌هاي اصلي مشاور و برداشتهاي نقشه‌برداري تهيه و به دستگاه نظارت جهت تاييد ارسال مي شود. احداث راههاي دسترسي بايد به نحوي باشد كه محل جاده‌ها در طول اجراي كل پروژه تغيير نكند چون دوباره كاري است و هزينه اضافي را موجب مي شود حتي الامكان بهتر است جاده‌ها يكطرفه باشند تا به اين وسيله تصادفات كمتر شود.

بلدوزر ، لودر ، گريدر ، غلطك و تراك ميكسر از معمول ترين ماشين آلات راهسازي هستند كه بكارگيري مي شوند. با توجه به شرايط پروژه ، توپوگرافي و جنس زمين در صورت نياز بايد از ماشين آلات ديگري مانند بيل مكانيكي ، jack hammer يا پيكور ، دريل واگن وغيره استفاده كرد .

در طول اجراي پروژه اگر پيمانكار هنگام اجرا به مواردي برخورد نمايد كه در نقشه‌ها ديده نشده باشد، موارد را به اطلاع دستگاه نظارت مقيم رسانده و درخصوص نحوه اجراي هماهنگي لازم صورت مي‌گيرد و با نظارت صورتجلسه مي‌شود .

نحوه پرداخت هزينه پروژه به اين صورت است كه پيمانكار صورت وضعيت ماهانه را تنظيم وبه دستگاه نظارت تحويل مي دهد و دستگاه نظارت پس از بررسي اعلام نظر مي نمايد. پيمانكار نيز نظرات خود را به همراه مدارك مستند مانند صورتجلسات، برداشتهاي نقشه‌برداري وغيره ارائه نموده نتيجه به كارفرماي طرح ارائه مي شود .

مهندسی ژئوتکنیک یکی از شاخه‌های مهندسی عمران است که سالیان اخیر در پی رشد روزافزون تاسیسات حیاتی و صنایع بزرگ از یک سو و خسارات وارده بر مناطق زلزله خیز از سوی دیگر، موجب شده تا این رشته از دیدگاه بررسی تاثیر رفتار لرزه‌ای خاک بر سازه ها بسیار مورد توجه قرار گیرد. زیرا، طراحی لرزه‌ای یا مقاوم سازی سازه‌ها با ملحوظ نمودن ابعاد ژئوتکنیکی آن امری اجتناب ناپذیر است.

   به طور كلي مسئوليت حرفه اي يك زمين شناس مهندسي را مي توان در موارد زير خلاصه كرد :
_ توصيف محيط زمين شناختي مربوط به پروژه مهندسي
_ توصيف زمين مواد ، توزيع آنها و ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي آنها
_ استنتاج پيشينه رويدادهاي موثر در زمين مواد
_ پيش بيني رويداد هاي آتي و شرايطي كه مي تواند ايجاد شود
_ توصيه مواد معرف براي نمونه برداري و آزمون
_ توصيه نحوه هاي كار و عمل با مواد و فرآيتدهاي گوناگون زمين
_ توصيه يا ارائه معيارهاي طراحي استخراج به خصوص در مورد زاويه شيب هاي برش در موادي كه آزمون مهندسي آنها نامناسب بوده است يا در جاهايي كه عناصر زمين شناسي عامل كنترل پايداري هستند
_ وارسي حين كار ساختماني براي تحقق شرايط

از قرنها پبش معماران و سازندگان ابنيه بر اين نكته معترف بودند كه براي جلوگيري از نشست ، كج شدن يا فروريختن ساختمانشان محتاج آگاهي از شرايط زمين هستند . البته ساختمانهاي قديمي همواره با توجه به تجربيات سازنده بنا و اغلب به روش آزمون و خطا احداث مي شد . در سال 1776 و زماني كه كولمب براي اولين بار تئوري هاي مربوط به فشار زمين را ارائه داد ، استفاده از روش هاي تحليلي در بررسي زمين آغاز شد . بررسي هاي كولمب بر روي ديواره هاي حايل نشان داد كه وقتي ديوار حايلي كج مي شود ، گوه اي از خاك ناپايدار در پشت آن ايجاد مي گردد كه يك طرف آن ديوار و سمت ديگر آن يك سطح گسيختگي است . كولمب فشار اوليه وارده به ديوار را به وزن گوه و مقاومت برشي در امتداد سطح برش ، كه بر حسب اصطكاك داخلي بيان نمود، مربوط كرد . در سال 1871 اتومهر فرضيه اي عمومي براي مقاومت مصالح زمين شناسي در برابر گسيختگي ارائه كرد .
اين دانش دانشي است كه سطح جهان  به خوبي تعريف نشده و دامنه فعاليت هاي آن مشخص نگرديده است . بطور خلاصه مي توانيم بگوييم كه اين دانش كه اسامي مختلفي چون زمين شناسي مهندسي يا ژئو تكنيك به آن داده اند به دنبال حل آن دسته از مسايلي است كه در ارتباط با زمين براي سازه هاي مهندسي ايجاد مي شود .

    با توجه به آنچه گفته شد هدف هاي اكتشاف ژئو تكنيكي را به نحوه زير مي توان خلاصه كرد :
1)تعيين نحوه توزيع جانبي و قائم سنگ و خاك در محدوده تاثير سازه اي كه قرار است احداث شود .
2)شناسايي شرايط آب زيرزميني با توجه به تغييرات فصلي آن و تاثير استخراج و بهره برداري از آب ، بر وضعيت آب زيرزميني .
3)تشخيص شرايط مخاطره آميز طبيعي مثل : دامنه هاي ناپايدار ، گسل هاي فعال يا بالقوه فعال ، لرزه خيزي ناحيه اي ، دشتهاي سيلابي و قابليت نشست ، فرو ريزش يا تورم زمين .
4)اندازه گيري ويژگي هاي فيزيكي و مهندسي خاك و سنگ و تعيين كيفيت آب زيرزميني .
5)برآورد واكنش زمين در برابر تغيير در شرايط طبيعي مثل بارگذاريهاي ناشي از احداث سازه يا باربرداريهاي حاصل از حفاريها و استخراج مواد معدني .
6)تعيين ميزان مناسب بودن مصالح خرده سنگي جهت استفاده در بتن ، راه و خاكريز ها و به طور كلي تهيه مصالح ساختماني مناسب براي اجراي پروژه مهندسي .
پس از آنكه در يك محل خاص خطرات زمين شناسي اصلي شناسايي و ارزيابي شد و ساختگاه انتخابي مناسب تشخيص داده شد ، بايد اطلاعات تفصيلي لازم براي طراحي و برنامه ريزي ساختمان گردآوري شود . در صورتي كه اطلاعات گردآوري شده ناكافي يا نامناسب باشد ، يا به نحو نادرستي تعبير و تفسير شود ، ممكن است منجر به تاخير در ساختمان ، افزايش ناخواسته هزينه ها و بالاخره كارايي كمتر از انتظار سازه شود و در مواردي نيز مي تواند به صدمه ديدن سازه و حتي تخريب آن بيانجامد . انواع مختلف سازه ها در ارتباط با مسائل زمين شناسي ، هر يك حساسيت هاي مخصوص به خود را دارند و اين نكته ايست كه بايد در طول بررسي ها و اكتشافات همواره مورد توجه قرار گيرد .

   از مواردي كه زمين شناسي مهندسي در آن ها كاربر دارد مي توان به موارد زير اشاره كرد .
_ مطالعه پي سازه هاي مختلف همچون سد ، پي ، ساختمان هاي مرتفع و خانه ها
_ ارزيابي شرايط زمين شناسي در طول مسير تونل ها ، خطوط لوله و بزرگراه ها
_ پي جويي مواد طبيعي لازم جهت احداث ساختمان ها
_ بررسي و توسعه منابع آب سطحي و تحت الارضي
_ ارزيابي خطرات طبيعي و زمين شناختي مانند زمين لرزه ها ، سيل ها و زمين لغزش ها