شرح مفصّل لاستخدام منصات الحفر الدوارة

تعد تقنية بناء جهاز الحفر الدوراني من التقنيات المتقدمة لبناء أساسات الأكوام. تم اختراعها من قِبل الإيطاليين بعد الحرب العالمية الثانية. وفي وقت لاحق، تم استخدامها على نطاق واسع نتيجة للتطور الكامل للإنشاءات في أوروبا واليابان، مما جعلها أكثر اكتمالاً وأكثر فعالية من الناحية الوظيفية. وقد أصبحت الأداة الرئيسية لتشكيل ثقوب أساسات الأكوام في إنشاءات السكك الحديدية والطرق السريعة والحفاظ على الموارد المائية، ويستخدمها العمال والأشخاص في جميع أنحاء العالم.

موقع إنشاء جهاز الحفر الدوار

1. مقدمة أساسية عن منصة الحفر الدوارة والتقنية

تتميز منصة الحفر الدوارة بخصائص قوة كبيرة، وعزم إخراج كبير، وضغط محوري عالٍ، ومرونة في المناورة، وكفاءة بناء عالية ووظائف متعددة. ويمكنها التكيف مع الظروف الأرضية والجيولوجية في معظم مناطق بلدنا. وفي الوقت الحالي، تم استخدام منصات الحفر الدوارة على نطاق واسع في مختلف أعمال الحفر الخاصة بمشاريع الخوازيق الخرسانية المصبوبة في الموقع. وتُستخدم الحفارات الدوارة بشكل رئيسي لإنشاء ثقوب لخوازيق الأساس. وتتوفر رؤوس الحفر بعدة أشكال مختلفة: مثل الدلاء الدوارة، واللولب القصير، ورؤوس حفر النوى، وغيرها. ووفقًا للظروف الجيولوجية المختلفة، يمكن استبدال رؤوس الحفر لتحقيق سرعة عالية وجودة ممتازة تلبيةً لمتطلبات تكوين الثقوب. وتتكون المنصة بشكل رئيسي من جهاز التنقل، والمحرك الرئيسي، والإطار المتصل، والسارية، والونش المساعد، والونش الرئيسي، ورأس الطاقة وأنبوب الحفر.

مبدأ التشغيل الأساسي لجهاز الحفر الدوراني هو: الاعتماد على رأس الطاقة لتوفير عزم دوران يعمل على أنبوب الحفر وقمة الحفر، مما يسمح لقمة الحفر بالدوران وتقطيع التربة. وفي الوقت نفسه، ينقل أسطوانة الزيت المضغوط الضغط إلى أنبوب الحفر وقمة الحفر من خلال رأس الطاقة، لتحقيق ضغط قمة الحفر وإدخالها في الأرض. عندما تدخل الأوساخ إلى قمة الحفر، يرفع الرافعة الرئيسية أنبوب الحفر وقمة الحفر خارج الثقب، ويتم تفريغ التربة بمساعدة الآلية الخاصة الموجودة في قمة الحفر. بعد إغلاق باب الجرافة، يتم إنزال قضيب الحفر مرة أخرى، وإعادة وضع قمة الحفر داخل فتحة المنفذ، والاستمرار في الحفر، مع تكرار العملية السابقة لتشكيل ثقب الوتد [1].

تُعرف تقنية الخوازيق المحفورة بالحفر الدوار بـ "تقنية البناء الأخضر". تتميز بكفاءة عمل عالية وجودة إنشائية جيدة، وانبعاثات أقل من الغبار والطين، وكفاءة عمل مرتفعة وجودة إنشائية جيدة وقدرة تكيف قوية وضوضاء منخفضة أثناء البناء. كما أن مزايا انخفاض كمية الطين وعدم التلوث بالبيئة تجعلها مناسبة للاستخدام في بناء الجسور العلوية الحضرية. وعلى الرغم من أن تقنية الحفر الدوار تتمتع بمزايا عديدة، إلا أن هناك أيضًا بعض العوامل المقيدة التي تحول دون تعزيز وتطبيق هذه التقنية المتقدمة:

(1) المعدات باهظة الثمن.

(2) تكاليف تشغيلية أعلى.

(3) يُقيد حسب الكمية الهندسية.

(4) مقيد بموقع البناء [2].

2. تحليل الحالة

تم اتخاذ مشروع بناء جسر معلق معين في إحدى المدن كمثال لتوضيح تطبيق منصات الحفر الدوارة في إنشاء أساسات أعمدة الجسور المعلقة الحضرية. يقع الجسر المعلق في وسط المدينة، حيث الكثافة السكانية العالية والحركة المرورية الكثيفة على طول الخط. التضاريس في الموقع مستوية، مع أرض منبسطة ومنسوب مرتفع للمياه الجوفية، مما يتطلب مستوى عالٍ من البناء. وتتمثل المتطلبات الرئيسية فيما يلي:

1. الهيكل بسيط وجمالي وسهل الصيانة والإصلاح، ويجب أن يلبي متطلبات سلامة تشغيل المركبات، وراحة الركاب، والتخطيط الحضري، والمنظر الحضري، والاقتصاد، والحماية من الماء، والمقاومة للحريق، وحماية البيئة.

2. يجب أن تلبي متطلبات المتانة، وأن تفي بمتطلبات القوة والصلابة والاستقرار ومقاومة الرياح ومقاومة الزلازل والتحكم في الشقوق وغيرها، بالإضافة إلى تلبية متطلبات عملية البناء.

3. يجب تلبية متطلبات حدود المباني، والقيادة عبر السكك الحديدية والطرق السريعة والأنهار وممرات تصريف الفيضانات، كما ينبغي أخذ تأثير التشوهات الهيكلية وتسوية الأساسات والعوامل الأخرى غير المواتية بعين الاعتبار بشكل كامل.

4. قم بإجراء مراجعة شاملة لإعدادات واجهة المعدات والمرافق المساعدة الأخرى، واحجز اتصالًا موثوقًا به بالهيكل الرئيسي العلوي لضمان التثبيت والاستخدام الطبيعي للمعدات ذات الصلة.

3. تكنولوجيا بناء منصات الحفر الدورانية وإجراءاتها التشغيلية

عملية بناء جهاز الحفر الدوراني لهذا المشروع.

تُوصف خطوات العملية الرئيسية بالتفصيل على النحو التالي:

1. يتم دفن الأنبوب الواقِي. يعدّ دفن الأنبوب الواقِي بداية إنشاء آلة الحفر الدوراني. وتعتمد دقة موضع الأنبوب الواقِي وعموديته، وكذلك مدى إحكامه وإغلاقه حول الأنبوب الواقِي وقاعدته أمام آلة الحفر الدوراني. تؤثر جودة الخوازيق بشكل كبير. وفقًا للظروف الجيولوجية، يمكن أن يصل طول الأنبوب الواقِي المدفون إلى 6.0 أمتار. في هذا المشروع، يبلغ طول الأنبوب الواقِي 4-6 أمتار، ويبلغ قطره الداخلي 1.05 متر، بينما يبلغ قطره الخارجي 1.11 متر. عند دفن الأنبوب الواقِي، استخدم ميزانًا لفحص عموديته. عادةً ما يكون الجزء العلوي من الأنبوب الواقِي أعلى من مستوى الأرض الأصلي بحوالي 0.3 متر، وذلك لتسهيل تحديد موقع قمة الحفار وحماية فتحة الخازوق.

2. تعديل الطين. يتميز هذا الجسر الاعتلالي بارتفاع منسوب المياه الجوفية بسبب طبقات الرمل الناعم والطمي والرمل الخشن الموجودة في صخور وتربة الأساس، ولذلك فإن المؤشرات المختلفة لأداء الطين تكتسب أهمية خاصة. تتكون مادة الطين من البنتونيت أو الطين، وبولي أكريلاميد، وصودا كاوية. إن إضافة كمية مناسبة من الصودا الكاوية يمكن أن تزيد من لزوجة الطين. وقد أظهرت التجارب ذات الصلة أن جزيئات طين الملاط تكون معلقة بشكل متجانس، مع ترسيب أقل وأداء مستقر، مما يلبي احتياجات الحفر.

3. بناء الحفر. عندما ينخفض مثقاب الحفر إلى عمق محدد مسبقًا، قم بتدوير دلو الحفر وتطبيق ضغط لعصر التربة داخل دلو الحفر، ثم أغلق قاع دلو الحفر وارفعه لتفريغ التربة في موقع التكديس. انتبه لمنسوب المياه الجوفية في الحفرة وأضف الماء في الوقت المناسب لمنع الانهيار. وأثناء بناء جهاز الحفر، تأكد من أن سطح الطين لا ينخفض أبدًا عن قاع الأسطوانة الواقية لضمان استقرار جدار الحفرة.

التحكم بشكل معقول في سرعة الحفر ورفع دلو الحفر. يجب التحكم بصرامة في سرعة الحفر لجهاز الحفر الدوراني أثناء عملية الحفر، والحفاظ على سرعة رفع دلو الحفر ضمن نطاق 0.70 إلى 0.85 م/ثانية. إذا كانت سرعة جهاز الحفر مرتفعة جدًا عند رفع وخفض دلو الحفر، فإن الطين الموجود بين الجدار الخارجي لدلو الحفر وجدار الثقب سيؤدي إلى غسل جدار الثقب، مما يزيد من الضغط السلبي الكبير الناتج في قاع دلو الحفر، ما يتسبب في انكماش جدار الثقب وانهياره. وعندما يكون الدلو في طبقة الطمي أو تحت الرمال، ينبغي أن تكون سرعة رفعه أبطأ. وللحفاظ على استقامة أنبوب الحفر أثناء الحفر أو عند عبور ملتقى الطبقات اللينة والصلبة، يُفضل التقدم ببطء. وأثناء عملية الحفر، يجب إزالة التربة المتراكمة في الفتحة والتربة المتناثرة على الأرض في أي وقت.

4. قم بتنظيف الحفرة. يعد تنظيف الحفرة جزءًا مهمًا من عملية إنشاء الخوازيق المحفورة لضمان جودة الخازوق. يتم التأكد من متطلبات جودة حفرة الخازوق، بما في ذلك سمك الرواسب في قاع الحفرة، وكمية خبث الحفر في السائل الدائر، وكذلك الطين الموجود على جدار الحفرة، من خلال عملية التنظيف. تتمثل طريقة تنظيف الحفرة باستخدام تقنية الحفر الدوار بالتدوير الإيجابي في: بعد الانتهاء من حفرة الخازوق، يتم زيادة أداة الحفر بمقدار 20-50 مترًا، ثم تُستخدم مضخة كبيرة لضخ طين جديد تتوافق مؤشرات أدائه مع المتطلبات، ويُحافظ على التدفق الإيجابي لأكثر من 30 دقيقة. إذا كان الطين الخارج من الحفرة خاليًا بشكل أساسي من الرغوة عند فحصه يدويًا، وكان الفرق بين العمق المقاس للحفرة والعمق الفعلي للحفر ضمن حدود 30 سم، فإن عملية تنظيف الحفرة تكون قد اكتملت في هذا الوقت.

5. تصنيع وتركيب الأقفاص الفولاذية. يتطلب إنتاج القفص الفولاذي وضع إطار الدعم الفولاذي المقطوع على نفس المستوى الأفقي ومحاذاته مع الخط الأوسط بفاصل من 2 إلى 3 أمتار، ثم يتم وضع حديد التسليح الرئيسي ذي الطول الثابت بشكل مستقيم على إطار دعم اللحام. قم بتثبيت الحلقة حول القضيب الرئيسي وفقًا لمتطلبات التصميم، واحرص على جعلها عمودية بالنسبة للقضيب الرئيسي لإجراء عملية اللحام النقطي أو الربط. وبعد أن يتم لحام الحلقات بحديد التسليح الرئيسي أو ربطها، قم بلف الحلقات حوله بفاصل محدد، واربطها بأسلاك التثبيت، ثم ثبتها باللحام النقطي على فترات منتظمة. يجب رفع القفص الفولاذي من ثلاث نقاط بحيث تتطابق محاور القفص تمامًا. وعند إدخاله في الحفرة، يجب الحفاظ دائمًا على استقامته العمودية، ومحاكاته مع موقع الحفرة، وإدخاله بلطف للحفاظ على استقراره وتجنب الاصطدام بجدار الحفرة. وفي حال مواجهة عوائق، اكتشف السبب على الفور، وامنع القيام بالهزّ أو الضرب القسري.

6. صب الخرسانة تحت الماء. يعد صب الخرسانة تحت الماء العملية الحاسمة الأخيرة. حيث ستؤثر جودة البناء بشكل خطير على جودة الخازوق المصبوب في الموقع. لذا، يجب الانتباه إلى النقاط التالية أثناء البناء:

(1) يجب أن يكون القسطرة محكمة ومتوسطة الطول، وأن تضمن بقاء الطرف السفلي على مسافة من 32 إلى 50 سم من قاع الثقب.

(2) يجب أن يكون خلط الخرسانة متجانسًا، ويجب التحكم في الانكماش بحيث يتراوح بين 18 و23 سم.

(3) يجب تشغيل صب الخرسانة بشكل مستمر، ويُمنع منعًا باتًا مقاطعة الصب [3].

رابعًا، الاستنتاج

تتخذ أساسات ركائز الجسر الارتدادي طريقة بناء بجهاز الحفر الدوراني، والتي تتمتع بمزايا جودة البناء الموثوقة، والسرعة العالية، والكفاءة العالية، وقدرة التكيف القوية، وحماية البيئة. ويمكن ملاحظة من هذه الحالة أنه على الرغم من ارتفاع تكلفة الاستثمار في أجهزة الحفر الدورانية، إلا أنّه في ظل الظروف الجيولوجية المناسبة، يظل المؤشر النهائي للفائدة الاقتصادية الشاملة أفضل من تلك الخاصة بأجهزة الحفر الدورانية العادية.

إخلاء المسؤولية: تم اقتباس هذه المقالة من الشركة المصنعة أو وسائل إعلام أخرى، ولا علاقة لها بموقع Tiejia.com. الأصالة والنص والمحتوى الواردين في المقالة لم يتم التحقق منهم من قِبل هذا الموقع. لا يقدم هذا الموقع أي ضمان أو التزام بخصوص أصالة ومدى اكتمال وحداثة هذه المقالة، أو جزء منها أو مجمل نصها. يرجى من القراء الاعتماد عليها كمرجع فقط، ويُرجى التحقق من المحتوى ذي الصلة بنفسك!