دانلود مقاله روشهای استحکام خاک و تزریق دوغالب و تجهیزات مربوطه

پیشگفتار فنی
رشد روزافزون جمعیت در عصر حاضر انسان را نیازمند استفاده بهینه‎تر و ایمن‎تر از سطح زمین شهرها و محدوده‎های صنعتی خود نموده است و پیشرفت علم و تکنولوژی در شاخه‎های مختلف علوم، ابزار این استفاده بهینه را در اختیار بشر نهاده است.

انسان امروزی در ساخت و سازهای خود عواملی چون ایمنی بودن و داشتن طول عمر مطلوب را بسیار حیاتی فرض کرد، و قبل از ساخت یک سازه به مطالعه دقیق بستر آن سازه می‎پردازد و در این راستا آزمایشات مختلفی را جهت رسیدن به اطمینانهای لازم به انجام می‎رساند و در مواردی که انجام آن آزمایشات عدم اطمینان کافی به خاک بستر را به اثبات برساند یا احتمال فروریختن دیواره‎ها در حین گودبرداری وجود داشته باشد روشهای استحکام بخشی به بستر و دیواره‎ها مطرح شده و به انجام می‎رسند.

از جمله این روشها می‎توان به دو روش استفاده از ریزشمعها برای تحکیم بستر زمین و روش نیلینگ که برای استحکام بخشی به دیواره‎ها است اشاره کرد که در این دو روش برای پایدارسازی خاک از تزریق سیمان به خاک و به کارگیری اجزایی فلزی چون لوله و میله گرد استفاده می‎شود که در نتیجه استفاده هم‎زمان از سیمان و فلز استحکام مطلوبی در خاک بوجود می‎آید.

علاوه بر دو روش اشاره شده در فوق، تزریق سیمان بدون استفاده از اجزاء فلزی نیز فراگیر بوده و در گستره عملیاتهای عمرانی موارد مصرف زیادی دارد که از جمله آنها می‎توان به تزریق تحکیمی، تزریق آب‎بندی و تزریق تماسی اشاره کرد.

در ادامه این فصل توضیحی تحکمیلی درباره هر کدام از پنج روش اشاره شده در فوق داده شده است و به دستگاه‎ها و تجهیزات مورد نیاز برای ا جرای این عملیاتها که مورد نظر این طرح می‎باشند اشاره خاص می‎شود.

درباره ریزشمعها (میکروپایل) در پایدارسازی بسترها تعریف کلی، فواید کاربرد و مراحل اجرا استفاده از ریزشمعها یکی از روشهای تحکیم زمین به حساب می‎آید در این روش خواص مکانیکی خاک و بستر به نحو قابل توجهی بهبود می‎یابد.

روش استفاده از ریزشمعها به عنوان یک روش استحکام زمین دارای مزایایی است که از جمله آنها می‎توان به هزینه اجرایی کم، سرعت عملیات اجرایی بالا، عدم نیاز به ماشین‎آلات و دستگاه‎های بسیار بزرگ، افزایش ظرفیت باربری خاک، کنترل نشستها، کنترل روانگرایی و استحکام بخشی به خاکهای دستی و مسئله‎دار استفاده نمود و از نظر نوع خاک این روش در انواع خاک‎های لجنی، سست، رسی، ماسه‎ای، شنی و انواع سنگ قابل اجرا می‎باشد.

از لحاظ دامنه کاربرد سازه‎ای می‎توان به کاربرد ریزشمعها در استحکام بستر برجهای بلند مرتبه یا سوله و مخازن بزرگ یا حتی استحکام بخشیدن به قسمتهایی از جاده یا ریل راه‎آهن که با زمین تست برخورد کرده‎اند اشاره کرد.

برای اجرا در ابتدا با توجه به پارامترهایی چون مقدار بارگذاری، نوع خاک بستر و آزمایشات انجام شده بر روی آن محاسبات مربوطه صورت پذیرفتهو عمق فرو رفتن هر شمع در زمین و فاصله شمع‎ها از یکدیگر در راستاهای طول و عرض محاسبه می‎شود و بعد از تهیه پلان اجرایی به ترتیب زیر عمل می‎شود.

در ابتدا لوله‎های فلزی که عموماً دارای قطر خارجی 5/2 اینچ می‎باشند و بدنه آنها مشبک شده است با عمقهای مشخص شده به داخل زمین کوبیده می‎شوند و یا بعد از حفاری گمانه در داخل زمین قرار داده می‎شوند و سپس دوغاب سیمان با فشار بالا به داخل این لوله‎ها تزریق می‎شود و دوغاب از سوراخهای جداره لوله به داخل بافت خاک نفوذ کرده و باعث تحکیم آن می‎شود و در مرحله بعدی در صورت نیاز میله‎گردهایی با نام انکر جهت تحمل بار عمودی در داخل لوله قرار داده می‎شود و بعد از پر کردن داخل لوله ملات سیمان فلانجی بر سر ریز شمع که از زمین بیرون مانده است جوش می‎شود تا سطح تماس ریز شمع با زمین اطراف را زیادتر کند و تکرار عمل قرار دادن ریزشمعها (با فاصله‎های کم از یکدیگر) باعث استحکام کل سطح آن زمین می‎شود.

معرفی تجهیزات و ماشین‎آلات مورد نیاز برای اجرای میکروپایل 1- لوله‎های میکروپایل: وظیفه این لوله‎ها علاوه بر تحمل بار عمودی انتقال دوغاب از جداره‎های مشبک خود به داخل خاک می‎باشد.

این لوله‎ها با طول دومتری از لوله 5/2 اینچ بریده می‎شوند و در جداره خارجی آنها تعداد زیادی سوراخ ؟؟

ایجاد می‎شود و یک سر لوله‎ها رزوه شده و به سر دیگر آنها بوشن بسته می‎شود (جهت اتصال لوله‎ها به یکدیگر) و برای رانده شدن بهتر شمعها به زمین سر لوله اول به شکل سرنیزه ساخته می‎شود.

2- دستگاه لوله‎کوب: این دستگاه در واقع نوعی چکش می‎باشد که در مواقعی که زمین سست بوده و فاقد سطحی پوشیده از بتن یا سنگهای درشت می‎باشد به کار می‎رود.

این دستگاه توانایی آن را دارد که وزنه 250 کیلوگرمی را در داخل ریل خود بالا کشیده و آن را کراراً از ارتفاع 3 متری بر سر لوله‎های آماده کوبیده شدن به زمین رها کند.

3- دستگاه حفاری پاورپک: در بسیاری از مواقع جنس زمین بستر به گونه‎ای است که رانش لوله‎ها به داخل زمین از طریق ضربه امکان‎پذیر نمی‎باشد.

در این مواقع با این دستگاه که توانایی ایجاد گمانه تا قطر 90 میلیمتر در زمین را دارد، زمین حفاری شده و بعد از رسیدن حفاری به عمق تعریف شده یا شمع کاملاً در آن جای می‎گیرد یا اینکه قسمی از شمع در گمانه قرارگرفته و باقی آن لوله‎کوبی می‎شود.

4- دستگاه هم‎زن اولیه و ثانویه دوغاب: این دستگاه‎ها، ابزار و لوازمی هستند که در آنها آب و سیمان با نسبت تعریف شده با هم مخلوط می‎شوند و این دستگاه‎ها باعث جلوگیری از ته‎نشین شدن سیمان در دوغاب می‎شوند.

5- پمپ تزریق دوغاب: دستگاهی است برای پمپاژ با فشار دوغاب به داخل لوله‎ها که باعث می‎شود دوغاب از سوراخهای داخل لوله به بافت خاک نفوذ کند.

6- پکرانتگرال: پکرهای انتگرال شیلنگهای لاستیکی هستند که وظیفه راندن دوغاب به داخل لوله‎ها و مانع شدن از خروج دوغاب از سر لوله‎ها را برعهده دارند.

7- انکرهای میکروپایل: با توجه به مقدار بار عمودی در بعضی از پروژه‎ها از انکر استفاده می‎شود و وظیفه اصلی این انکرها تحمل بار عمودی می‎باشد.

این انکرها غالباً از میله‎گردهای آجدار با طول 6 متری تهیه می‎شوند.

8- پکر مکانیکی: تلفیقی مونتاژ شده از لاستیک و لوله و پیچ و مهره می‎باشند که هنگام تزریق دوغاب در یک شمع به سرشمعهای مجاور بسته شده و مانع از خروج دوغاب از سر سایر شمعها می‎شوند.

9- فلانچ سر میکروپایل: مهمترین انتظاری که از یک شمع می‎رود، قدرت باربری و تحمل وزن عمودی آن است و جهت انتقال هر چه بیشتر وزن عمودی به لوله وانکر درون آن فلانجهایی از ورق ضخامت ‎mm20 بر سر لوله‎ها جوش می‎شود و این فلانچ بعداً در بتن زیرسازه قرار گرفته و بار عمودی را به سطح زیادتری از زمین اطلاف خود منتقل می‎کند.

درباره روش میخ‎کوبی ‎(Nailing) در پایدارسازی دیواره‎ها تعریف کلی، فواید، کاربرد و مراحل اجرا برای ساخت سازه‎های بزرگ غالباً نیاز به ساخت طبقات منفی در زیر بنا وجود دارد و می‎بایست در ابتدا گودبرداری عمیقی در بستر سازه صورت پذیرد و هنگامی که با توجه به عمق گودبرداری خاک دیواره دارای استحکام کافی نباشد یا هنگامی که بنایی دیگر در مجاورت محل گودبرداری وجود داشته باشد برای پرهیز از خطر ریزش دیواره‎ها از روش میخ‎کوبی یا ‎Nailing جهت پایدارسازی دیواره‎ها استفاده می‎شود.

این روش سریعتر از سایر روشهای پایدارسازی گود بوده و غالباً دارای هزینه‎های کمتری نیزمی‎باشد.

اجرای روش میخ‎کوبی هم در حین عملیات گودبرداری به صورت مرحله به مرحله و هم پس از عملیات گودبرداری انجام‎پذیر می‎باشد و غالباً به دو روش مختلف عملیات میخ‎کوبی صورت می‎پذیرد.

در روش اول یا روش ‎Passive ‎- دیواره گود خاک بدون هیچ‎گونه عنصر حایل دیگری نظیر دیواره بتنی مستحکم می‎شود.

این روش مشتمل بر عملیات حفاری، نصب انکر فولادی مناسب و تزریق سیمان می‎باشد.

روش دوم یا ‎Active که همراه با احداث دیواره بتنی در نمای گود می‎باشد علاوه بر مجموعه عملیات یاد شده در روش ‎Passive شامل ساخت دیواره بتنی در نمای گود و نصب مغزی و مهره در سر انکرها و اعمال تنش بر انکر و دوختن دیواره بتنی توسط انکرها به خاک نیز می‎باشد.

- برای اجرا در ابتدا با توجه به عمق گود و نوع خاک دیواره و وزن ساختمانهای مجاور محاسبات مربوطه صورت گرفته و تعداد میخها و عمق آنها و زاویه آنها با سطح دیواره و غیره مشخص می‎شود و بعد از تهیه پلان اجرایی به شرح زیر عمل می‎شود.

- در ابتدا توسط دستگاه‎های حفاری، خاک دیواره به عمق و زاویه تعریف شده به قطر حدود ‎mm90 حفاری می‎شوند و سپس میخ‎های پایدارکننده دیواره که عموماً در ایران میله‎گردهای آجدار می‎باشند به داخل گمانه‎های ایجاد شده رانده می‏‎شوند و سپس با مسدود کردن سوراخ سرگمانه، دوغاب سیمان توسط شیلنگهایی به داخل گمانه پمپاژ می‎شود تا فضای بین انکر فولادی و خاک گمانه را پر کند و در صورتی که احداث دیواره بتنی نیز مورد نظر باشد سر انکرها به اندازه‎ای از دیواره بیرون می‎ماند که بعد از احداث دیواره بتنی بتوان به سر انکر مغزی سوراخداری را جوش کرد و توسط قرار دادن پلیتی سوراخدار در دور انکر و استفاده از مهره‎های قوی پلیت را به دیوار، بتن فشرده که در این کار باعث پس تغذیه شدن انکر در خاک شده و ‎… انکرها تنش کششی دائمی به دیواره بتنی وارد خواهند کرد.

لازم به ذکر است که روش نیلینگ تنها شامل پایدارسازی دیواره‎های گود نبوده و در پروژه‎های جاده‎سازی برای جلوگیری از ریزش کوه و پروژه‎های ساخت تونل اعم از جاده‎ای، مترو یا آب برگردان نیز کاربرد دارد.

معرفی تجهیزات و ماشین‎آلات مورد نیاز برای اجرای عملیات ‎Nailing 1- دستگاه حفاری پاورپک: برای حفاری دیواره‎ها از دستگاه پاورپک در حالتی که بوم آن به شکل افقی یا زاویه‎دار تثبیت شده استه استفاده می‎شود.

هنگام استفاده از این دستگاه‎ها برای حفاری در خاک باید سرعت چرخشی ابزار حفاری زیادتر از حالت حفاری در سنگ باشد و غالباً نیاز می‎شود که دستگاه حفاری به رده داربست منتقل شود و در آنجا عملیات حفاری دیواره را انجام دهد.

2- نیل استاندارد: متأسفانه در ایران سازنده نیل استاندارد وجود ندارد.

این نیلها مجموعه‎ای از میله‎گردهای فولادی قرار داده شده در لوله‎های خرطومی می‎باشند که در داخلشان نیز ترکیبی کامپوزیتی از سیمان و الیاف مختلف قرار دارد و انواع خارجی این نیلها گران بوده و به کارگیری آن توسط شرکتهای داخلی نیز غیر اقتصادی می‎شود و در حال حاضر معدود شرکتهایی که عملیات ‎Nailing را به انجام می‎رسانند برای دیواره از م صالح ابتدایی که شامل یک میله‎گرد آجدار ساده می‎باشد استفاده می‎شود.

شاید ساخت نیلهای استاندارد از جمله اهداف ارائه دهندگان این طرح می‎باشد که در فصل بعدی توضیح زیادتری در رابطه با آن داده می‎شود.

3- پمپ تزریق دوغاب: شرح مختصر آن در قسمت میکروپایل آمده است.

4- مغزی سر انکر: این قطعه یک بوشن فلزی است که سوراخ داخل آن مطابق قطر خارجی انکر بوده و سطح قطر خارجی آن رزوه شده است و بعد از ساخت دیواره بتن سر انکر از سوراخ مغزی عبور کرده و مغزی به انکر جوش می‎شود.

5- فلنج نیلینگ: یک پلیت فلزی است که سوراخ وسط آن کمی بزرگتر از قطر انکر است و وظیفه آن اعمال نیروی حامل از فشرده شدن مهره بر سطح بزرگتری از دیواره بتنی می‎باشد.

6- مهره: وظیفه مهره آن استه که بعد از بسته شدن به روی مغزی، فلنج فلزی را به سطح دیواره بتنی فشرده سازد و باعث شود که دیواره بتنی توسط انکرها به سمت دیواره گودبرداری شده تحت تنش قرار گیرد.

تزریق سیمان بدون استفاده از اجزای فلزی عملیات تزریق دوغاب سیمان بدون استفاده از اجزاء فلزی مشتمل بر حفاری گمانه تزریق، نصب مسدودکننده مناسب ‎(Dacker) و تزریق دوغاب تحت فشار به کمک پمپ تزریق می‎باشد که عمدتاً به سه منظور زیر انجام می‎پذیرد.

تزریق تحکیمی در این روش با تزریق دوغاب سیمان در توده خاک و سنگ مشخصات مکانیکی خاک و سنگ بهبود می‎یابد و لذا تحمل بارهای بزرگتر با نشست کمتر برای زمین میسر می‎شود.

در خاکهای دانه‎ای نظیر خاکهای شنی و ماسه‎ای تزریق دوغاب سیمان عملاً سبب پدید آمدن ترکیبی نظیر بتن می‎گردد.

بتن ساخته شده با این روش بتن پیش آکنده ‎(Preplaced Aggregate concvete) نامیده می‎شود.

تزریق تحکیمی به مانند روش میلروپایل برای استحکام بهتر کاربرد دارد ولی به دلیل نداشتن شمع‎ها، فلزی تحمل بار عمودی ابزار و تجهیزات چون دستگاه‎های حفاری و تزریق دوغاب و پکرهای لاستیکی مناسب نیاز می‎باشد که شرح آنها قبلاً داده شده است.

تزریق آب‎بندی: در این روش با تزریق دوغاب سیمان تحت فشار زیاد در توده‎های نفوذپذیر خاک و سنگها، ترکها و فضاهای خالی خاکی و یا سنگ بوسیله دوغاب سیمان پر می‎شوند و لذا نفوذپذیری توده خاک و سنگ کاهش می‎یابد و در جریان آب زیرزمینی به حداقل می‎رسد.

کاربرد عمده این نوع تزریق در عملیاتهای سدسازی می‎باشد که در کف دریاچه و با ؟؟

چند ده متری در جلوی دیوار به تعداد زیاد گمانه زده شده و تزریق دوغاب صورت می‎پذیرد تا امکان فرار آب از خاکهای زیر دیوار میسر نباشد و نیز در تونلهای اب برگردان سدها از این روش استفاده می‎شود ابزار و تجهیزات مورد استفاده در این روش نیز به م انند تزریق تحکیمی می‎باشد.

تزریق تماسی: این روش غالباً در تونلهای دارای پوشش ‎(Lining) بکار می‎رود.

تزریق دوغاب سیمان تحت فشار حد فاصل پوشش و جدار داخلی تونل را پر می‎نماید و موجب عملکرد مرکب پوششی و دیواره داخلی تونل می‎گردد.

این روش در تونلهایی مثل مسترو تونلهای جاده‎ای و انتقال آب کاربرد دارد.

فصل دوم عنوان و تشریح طرح کسب و کار - عنوان طرح - بیان ابزار و تجهیزاتی در حزوه تعریف طرح بود و امکان ساخت یا ارائه خدماتشان وجود دارد.

- شرح دستگاهها و خدمات هدف‎گذاری شده - در پیرامون دستگاه تولیدی اول پاورپک - مزایا - مشخصات فنی - شرح اجزاء و نحوه عملکرد دستگاه نمونه اول پاورپک - تصاویر دستگاه ساخته شده - در پیرامون دستگاه تولیدی نمونه اول شمع‎کوب - مزایای انحصاری دستگاه شمع‎کوب - مشخصات فنی - شرح اجزاء و نحوه عملکرد دستگاه شمع‎کوب - تصاویر دستگاه ساخته شده عنوان طرح: راه‎اندازی کارگاه ماشین‎سازی فعال در امر ساخت ماشین‎آلات و تجهیزات مرتبط با تزریق سیمان و استحکام خاک و حفاری میان ابزار و تجهیزاتی که در حوزه تعریف طرح بوده و امکان ساخت یا ارائه خدماتشان وجود دارد.

حیطه کاری اشاره شده در عنوان طرح وسیع بوده و وصعت آن به گونه‎ای است که تعداد زیادی از ماشین‎آلات و تجهیزات مرتبط با یکدیگر را دربرگرفته و تنوع تولیدات را جهت برآورده شدن مفاد طرح الزام می‎نماید و تنوع تولیدات مزیتی است که دارا بودن آن بازار فروشی گسترده‎تری را مقابل سازندگان قرار می‎دهد.

در ذیل به عناوین تولیداتی که هدف‎گذاری شده‎اند اشاره می‎شود و سپس در مورد هر کدام تعریف مختصری ارائه خواهد شد.

لازم به ذکر است که قبلاً به صورت پراکنده و با استفاده از کارگاه‎هایاجاره موقت موفق به ساخت دو عنوان اول و دوم از لیست زیر شده‎ایم که تصاویر آن محصولات در ادامه این فصل قرار داده شده‎اند و امیدواریم با اعمال پشتکار و جدیت در کار بتوانیم به ساخت سایر محصولات نیز نایل شویم.

1- دستگاه حفاری پاورپک با موتور الکتریکی و بنزینی 2- دستگاه شمع‎کوب (لوله کوب) 3- دستگاه مخلوط‎کن اولیه و ثانویه دوغاب 4- دستگاه پمپ تزریق دوغاب 5- دستگاه دریل واگن 6- دستگا حفاری روتاری معادل دستگاه ‎D-750 کرلیوس 7- ساخت نیلهای استاندارد 8- ساخت شمعهای میکروپایل 9- ساخت پکرهای انتگرال و پکرهای مکانیکی 10- ساخت فلانچ میکروپایل و فلانچ نیلینگ 11- ساخت دستگاه پمپاژ بتن 12- ساخت راد و چکش حفاری 13- ساخت مدلهای توصیه شده یا ساخت از روی نمونه خارجی طبق سفارش 14- ساخت قطعات یدکی ماشین‎آلات مرتبط با این رشته که خارجی بوده و قطعات یدکیشان یافت نمی‎شود بنابر سفارش.

15- ارائه مجموعه کامل لوازم و تجهیزات میکروپایل و نیلینگ برای راه‎اندازی کارگاه اجرایی 16- ارائه آموزش شیوه بکارگیری صحیح ماشین‎آلات مرتبط به اپراتورها شرح دستگاه‎ها و خدمات هدف‎گذاری شده 1- دستگاه حفاری پاورپک با موتور الکتریکی و بنزینی: نمونه اولیه این دستگاه ساخته شده است که تصویر آن و شرح اجزا و نحوه عملکرد آن در صفحات بعدی به طور مفصل آورده شده است.

این دستگاه در امر حفاری گمانه‎ها فعال بوده و جزو ملزومات اصلی برای امر استحکام زمین می‎باشد و در فصل قبلی نیز به کاربردهای آن در استحکام زمین اشاره شده است.

2- دستگاه شمع‎کوب: نمونه اولیه این دستگاه ساخته شده است و همانطور که در فصل قبل اشاره شد این دستگاه در روش استفاده از ریزشمع‎ها در استحکام زمین کاربرد دارد و در صفحات بعدی تصاویر دستگاه ساخته شده و شرح اجزا و نحوه عملکرد آن بطور مفصل آورده شده است.

3- دستگاه‎های مخلوط‎کن اولیه و ثانویه دوغاب: این دستگاه‎ها جزو ملزومات عملیات تزریق دوغاب بوده و خوراک اولیه برای دستگاه پمپ تزریق دوغاب را فراهم می‎آورند در این دستگاه‎ها آب و سیمان به نسبت تعریف شده با هم مخلوط می‎شوند و این دستگاه‎ها باعث جلوگیری از ته‎نشین شدن سیمان در دوغاب می‎شوند.

4- دستگاه پمپ تزریق دوغاب: نوعی پمپ فشار بالا با جابجایی مثبت می‎باشد که غالباً در دو نوع پیستونی و اسکرو ساخته می‎شود و تولید فشار حداکثری به میزان 40 بار ‎(588 PSI) می‎نماید.

سختی اجزاء پمپ در برابر سایش دوغاب و همچنین سرعت باز و بسته کردن اجزای آن از ویژگیهای یک پمپ دوغاب خوب می‎باشد از لحاظ کاربری این دستگاه در تمامی روشهای استحکام بستر و دیواری و تزریق سیمان کاربری داشته و دستگاه پرکاربردی می‎باشد.

5- دستگاه دریل واگن: دریل واگن یک دستگاه حفاری خود کشش می‎باشد که در دو نوع چرخ لاستیکی و شنی‎دار ساخته می‎شود و به خاطر داشتن قوای محرکه قابلیت جابجایی در محلهای کار را دارد و نوع انرژی مصرفی آنها می‎تواند هوای فشرده یا سوخت دیزل باشد و نوعی که هوای فشرده مصرف می‎کند نیازمند کمپرسور بوده و دارای ایرموتور می‎باشد و از لحاظ روش حفاری این ماشینها دارای دو نوع روش حفاری ‎ Toplltamer و ‎DTH می‎باشند و بوم دریل واگن دارای قابلیت دوران به تمامی جهاته مختلف می‎باشد و از لحاظ موارد کاربرد در پروژه‎های راه‎سازی و سدسازی و معادن روباز جهت تخریب صخره‎ها و جاسازی مواد منفجره کاربرد دارد.

6- دستگاه حفاری روتاری معادل ‎D-750 کرلیوس: روش حفاری رتاری نوعی از حفاری است که در آن عمل حفاری با چرخش سریع سرمته و نتیجتاً سایش کانی‎ها توسط مته مناسب انجام می‎گیرد و غالباً از آب یا گل حفاری جهت خنک نمودن سرمته، خروج کاتینگها، تنظیم فشار هیدرولیکی داخل گمانه و کم کردن ضریب سایش راد با دیواره گمانه استفاده میشود.

دستگاه ‎D-750 دارای موتور دیزل قدرتمندی می‎باشد و تعداد دورانهای قابل تنظیم متنوعی نیز دارد.

این دستگاه به لحاظ سابقه طولانی‎اش در بازار کار فعالیتهای عمرانی ایران توسط اپراتورهای ایرانی شناخته شده می‎باشد و با توجه به طراحی قدیمی آن امکان اضافه شدن مزیت‎هایی جدید در طراحی خود را دارد.

7- ساخت نیلهای استاندارد: همانطور که در فصل قبل اشاره شد نیل وسیله‎ای است که برای پایدارسازی دیواره‎ها مورد استفاده قرار می‎گیرد و شرح مفص لروش استفاده از آن در قسمت ‎Nailing فصل قبل آورده شد.

متأسفانه در ایران نیلهای استاندارد ساخته نمی‎شوند و غالباً از میله‎گردهای آجدار به عنوان نیل در پروژه‎ها استفاده می‎شود و استفاده از میله‎گرد آجدار یک روش ابتدایی برای ‎Nailing به حساب می‎آید و دارای معایبی می‎باشد که در ذیل به آنها اشاره میشود.

- عدم مقاومت میله‎گرد در مقابل پوسیدگی و نتیجتاً منفصل شدن آن در درازمدت - وجود مشکل عدم انتقال درست دوغاب به نقطه پیش‎بینی شده گمانه - میله‎گردهای آجار با قطر بزرگ ساخته نمی‎شوند و در صورت ساخته شدن بسیار سنگین و پرهزینه خواهند بود و استفاده از میله‎گردهای قطر پائین ‎(حدود ‎038) مزایای تکنیکی قطرهای بالاتر را ندارد.

- اندازه و فرم آجهای میله‎گردهای آجدار معمولی برای استفاده شدن به عنوان نیل مناسب نمی‎باشد و سطح اتکا و سطح تماس کمی بین آجهای میله‎گردها با سیمان تزریق شده در گمانه بوجود می‎آید.

مجموعه عوامل یاد شده، نیازمندی پروژه‎های ‎Nailing اجرا شده د ر داخل کشور را به استفاده کردن از نیلهای استاندارد یادآوری می‎کند و از آنجا که استفاده از نمونه‎های خارجی به علت قیمت فوق‎العاده گرانشان غیراقتصادی می‎باشد طراحان طرح در نظر دارند که ساخت نیلهای استاندارد که به صورت کاربرد همزمان میله‎گرد آجدار و پوشش کاپوزیتی اطراف آن است را در دستور کار خود قرار دهند و برای اولین بار در کشور به تولید آن بپردازند.

8- ساخت شمعهای میکروپایل: غالباً جهت شمع میکروپایل از لوله‎های با قطر خارجی 5/2 که دارای گوشت دیواره ‎mm4 باشد استفاده می‎شود، برای ساخت شمع می‎باید این لوله‎ها با طول دومتری بریده شده و در بدنه هر لوله حدود 80 سوراخ ایجاد شود.

یک سر لوله‎ها رزوه شده و به سر دیگر آن بوشن بسته شود.

یک پروژه میکروپایل ممکن است نیازمند صدها شمع شود و در حال حاضر ک سانی که به تولید این قطعه مشغول هستند از روشهای سنتی سوراخکار یتک به تک استفاده می‎کنند و طراحان طرح در نظر دارند برای تولید اقتصادی این قطعه و حذف رقبا اقدام به طراحی و ساخت یک جیگ و فیکسچر سوراخکاری اتومات بنمایند تا این وسیله هزینه زمان سوراخکاری را به مقدار بسیار زیاد کاهش داده و موجبات داشتن بازار بهتر را فراهم آورد.

9- ساخت پکرهای انتگرال و پکرهای مکانیکی: پکرهای لاستیکهای مسدودکننده سرگمانه‎ها می‎باشند که عملیات تزریق دوغاب از داخل آنها صورت می‎پذیرد.

پکر انتگرال در طولهای بلند ساخته می‎شود و با عبور دوغاب دارای فشار از داخل آن، به علت خاصیت تیوپی خود که ناشی از کائوچودار بودن نوع لاستیک است باد می‎کند و خود را به دیواره‎ها می‎فشارد و مانع از خروج دوغاب از دیواره‎های میکروپایل می‎شود.

10- ساخت فلانجهای میکروپایل و نیلینگ: فلانج میکروپایل و نیلینگ صفحاتی هستند فلزی به شکل مربع شکل که در وسط آنها سوراخی جهت عبور لوله میکروپایل یا نیل ایجاد شده است و این فلانجها در پروژه‎های میکروپایل و نیلینگ به مقدار زیاد مورد استفاده قرار می‎گیرند.

11- ساخت دستگاه پمپا ژ بتنی: این پمپها عموماً از نوع پیستونی خطی با قوای محرکه هیدرولیکی می‎باشند و از این وسیله برای انتقال بتن دارای دانه‎بندی از محل استقرار پمپ به نقاط مختلف پروژه استفاده می‎شود که می‎تواند نقطه مقصد در ارتفاعی بالاتر از محل قرار گرفتن پمپ واقع شده باشد.

کاربرد این وسیله در تمامی پروژه‎های ساختمانی و عمرانی (سیول) که در آنها نیا ز به بتن‎ریزی باشد می‎باشد.

12- ساخت راد و چکش حفاری: راد یا همان سوزن حفاری که در طول و قطر و نوع رزوه متنوع تولید می‎شود وظیفه انتقال گشتاور دورانی و نیروی فشاری و نیروی کششی از دستگاه حفاری به ابزارهای حفاری را برعهده دارد و همچنین وظیفه رساندن سیال حفاری که شامل باد یا گل و کف و آب می‎شود را به سرمته برعهده دارد.

چکش حفاری وسیله‎ای درون چاهی است که پس از سرمته قرار گرفته و با دریافت هوای فشرده کار می‎کند به نحوی که پس از برخورد سرمته با جرمی سخت و فشرده شدن آن به داخل چکش، مکانیزم داخل چکش فعال شده و هوای فشرده باعث ضربات ممتد پیستون چکش بر روی سرمته می‎گردد.

13- ساخت م دلهای توصیه شده یا ساخت از روی نمونه خارجی طبق سفارش: به علت گران بودن ماشین‎آلات خارجی مرتبط با این طرح، مواردی پیش خواهد آمد که پیمانکاری نیاز به تعدادی از یک نوع ماشین دارد ولی به علت مسائل اقتصادی قدرت خرید تمامی آنها را نداشته و خواهان ساخت چند نمونه از روی تنها نمونه خود می‎باشد و یا اینکه پیمانکاری توانای و انتظاری را که از یک دستگاه دارد بیان داشته و سفارش طراحی و ساخت می‎دهد.

14- ساخت قطعات یدکی ماشین‎آلات مرتبط با این رشته که خارجی بوده و قطعات یدکیشان یافت نمی‎شود بنابر سفارش: بسیاری از پیمانکاران عمرانی که دارای ماشین‎آلات مربوطه می‎باشند دارای اطلاعات و تجربیاتی از ساخت و تولید نمی‎باشند و در صورتی که قطعه‎ای از ماشین‎آلات آنها معیوب شود و قطعه یدکی آن یافت نگردد.

نیازمند سازندگانی برای آن قطعه خواهند شد که در این مواقع پروسه‎های آنالیز و تعیین متریال و ماشینکاری توسط سازندگان به کار گرفته خواهد شد.

15- ارائه مجموعه کامل لوازم و تجهیزات میکروپایل و نیلینگ برای راه‎اندازی کارگاه اجرایی: با توجه به پیش‎بینی انجام شده در مورد افزیاش اقبال به استفاده از روش میکروپایل و نیلینگ در آینده، قطعاً این افزایش باعث افزایش تقاضا برای مجموعه کاملی لوازم میکروپایل و نیلینگ خواهد شد.

در پیرامون دستگاه تولیدی نمونه اول پاورپک مزایا 1- استفاده از روش حفاری ‎D.T.H 2- تمرکز داشتن سیستم کنترل برق و سیستم کنترل هیدرولیک در یک جا 3- سبکی و قابلیت جابجایی بالا در زمین 4- امکان دوران راستای بوم حفاری از حالت قائم به سمت افق تا 120 درجه 5- ارتفاع کم و قابلیت کار کردن در زیر سقف و فضای بستر 6- قابلیت انتقال و نصب بر روی داربست جهت حفاری دیواره‎ها مشخصات فنی موتور: موتور الکتریکی 10 اسب 5/7 کیلووات موتور آن هیدروپمپ: ‎1L40CE10B آرافنی هیدروموتور حرکت خطی 100 ‎BMR هیدروموتور حرکت دورانی: ‎BMR 4000 قدرتی ساخت ‎32 گیربلی: ‎VF86 شاکرین شیلنگهای رابط بین یونیت و اسکیت: شیلنگ ‎یک دوم دولاسیم 275 ‎Bar زنجیر: نمره 100 طول کوری حرکت خطی: 20/2 متر حداکثر قطر گمانه در سنگ: ‎mm90 حداکثر عمق گمانه در سنگ فشرده: ‎30 متر شرح اجزاء و نحوه عملکرد دستگاه نمونه اول پاورپک ماشین پاورپک یک ماشین حفاری سبک با روش ‎D.T.H (ضربه از پائین) می‎باشد.

در این روش چکش حفاری که مته به نوک آن بسته شده است به سر راد بستر می‎شود و در اثر نیروی هوای فشرده‎ای که از داخل راد به چکش می‎رسد در مته یک حرکت رفت و برگشت ضربه‎ای برای شکستن سنگها ایجاد می‎شود و نیروی دوران و ضربه با هم عمل حفاری را به انجام می‎رسانند.

این دستگاه از دو واحد مجزا به نامهای یونیت هیدرولیک و اسکید دستگاه تشکیل یافته است.

یونیت هیدرولیک واحد تولید نیرو می‎باشد،‌ در این واحد علاوه بر مخزن روغنی و تابلو برق، الکتروموتور و پمپ هیدرولیکی و مدارات هیدرولیکی مربوطه قرار دارد.

این واحد روغنی هیدرولیک را به فشار بسیار بالا (حدود 200 بار) می‎رساند و توسط شیلنگهای هیدرولیک فشار قوی که هر کدام دارای طول 10 متر می‎باشند روغن دارای فشار به سمت اسکیت که وظیفه حفاری را برعهده دارد جریان می‎یابد و اپراتور مربوطه می‎تواند توسط شیرهای هیدرولیکی یونیت کنترلهای لازم را به انجام برساند واحد اسکید از شاسی و بوم تشکیل یافته است در زیر شای یک جفت چرخ قرار داده شده است که در آن امتداد محور چرخها با محور اکسل مربوطه هم راستا نبوده و اپراتور می‎تواند با حرکت دادن اهرمی باعث دوران الکل شده و با این کار چرخها را بر روی زمین قرار داده یا از زمین فاصله دهد و لازم است.

هنگام حفاری وزن دستگاه بر روی چرخها نبوده و زیر شاسی با زمین برخورد داشته باشد تا در اثر نیروهای عکس‎العمل حفاری دستگاه حرکت نکند.

بوم دستگاه که در واقع ریل متعلقات متحرک حفاری می‎باشد توسط لوله‎های دارای مفصل به شای وصل شده است و با شل کردن پیچهای این مفاصل می‎توان زاویه بوم را باسط زمین تغییر داد و بنابر حالت حفاری بوم را به حالت قائم بر زمین یا افقی و زاویه‎دار تبدیل نمود.

قطعه‎ای که روی بوم دستگاه قرار داده می‎شود پاورهد نام دارد.

در پشت پاورهد موتور هیدرولیکی پرقدرتی به صورت هم محور با شفت پاورهد نصب شده است که این موتور انرژی روغنی تحت فشار را تبدیل به حرکت دورانی کرده و شفت مرکزی پاور هد را که در داخل پاورهد یاتاقان بندی شده است به دوران درمی‎آورد.

خود سیستم پاورهد به صورت کشوری بر روی بوم قرار گرفته و به دو طرف آن دو زنجیر وصل شده است و توسط سیستم موتور هیدرو لیکی و گیربکس حلزونی که بر سر بوم نصب شده است این زنجیر می‎تواند بالا یا پائین حرکت کرده و برای راندن ابزار حفاری به زمین یا خارج کردن ابزار از زمین حرکت فعلی پرقدرتی را ایجاد نماید و علاوه بر اینها پاورهد وظیفه هدایت هوای فشرده به داخل را در رساندن آن از این طریق به چکش را نیز برعهده دارد.

روش حفاری با این دستگاه بدین صورت می‎باشد که در ابتدا زاویه بوم را مطابق نوع حفاری مشخص کرده و بوم را در آن حالت تثبیت می‎کنند و سپس مته و چکش را به راد بستر و راد را به نوک شفت پاورهد می‎بندند و با روشن شدن دستگاه اپراتور توسط شیرهای هیدرولیک سرعت دوران پاورهد و سرعت حرکت خطی آن را کنترل می‎کند و به آهستگی مته در داخل زمین فرو می‎رود و هوای فشرده‎ای که توسط کمپرسور تولید می‎شود از داخل راد وارد گمانه شده و از نوک مته خارج می‎شود و ذرات خاک و تکه‎های سنگ خرد شده ریز را از اطراف گمانه به بیرون می‎راند و به همین ترتیب با اضافه کردن راد طول گمانه اضافه می‎شود.

در پیرامون دستگاه تولیدی نمونه اول شمع‎کوب دستگاه شمع‎کوب به خاطر ماهیت کاری خود به گونه‎ای طراحی می‎شود که بتواند وزنه سنگینی را در داخل بوم خود بالا کشیده و با رها کردن آن وزنه، انرژی لازم برای کوبیدن شمع به دل خاک را فراهم آورد و تجربیات اجرایی گذشته ما در کارگاه‎های اجرایی تحکیم زمین نشان داده بود که در اثر تکرار این ضربه‎ها به مرور قسمتهایی از دستگاه‎های شمع‎کوب دچار آسیب شدید شده و صدمه می‎بینند.

از جمله این قسمتها و آسیبهایشان می‎تواند به شکستن مکرر جوشهای نقاط مختلف بوم و شاسی این دستگاه‎ها و دمونتاژ شدن متعلقات داخلی تابلوی برق و سنسور اشاره کرد.

برای رفع این ایراد در اولین نمونه ساخته شده ابتکاراتی اعمال نموده و تغییراتی ایجاد کردیم که به این تغییرات به عنوان مزایای انحصاری این ماشین در ذیل اشاره می‎شود و لازم به ذکر است که این دستگاه نمونه اول مورد استقبال شرکت پتروشیمی مارون قرار گرفته و به آن شرکت فروخته شده است.

مزایای انحصاری دستگاه شمع‎کوب ساخته شده 1- دارا بودن بوم یک تکه و حذف شدن شکست و مفصل میانه بوم 2- نصب سیستم لرزه‎گیری در زیر محل نصب لولای بوم به شاسی 3- نصب سیستم لرزه‎گیری در اطراف پینهای قفل‎کنی بوم در حالت عمودی 4- نصب سیستم لرزه‎گیری در دو ر جک دنده‎ای که مانع از انتقال ارتعاشات به داخل جک می‎شود 5- نصب سیستم لرزه‎گیری در زیر گیربکس 6- استفاده از یاتاقان چشمی ‎040 برای نصب قرقره بالای بوم 7- نصب سیستم لرزه‎گیری برای تابلوی برق با استفاده از 8 فنر کششی و نرم کردن ارتعاشات منتقل شده به تابلو 8- استفاده از تسمه‎های ضخیم‎تر برای چهار طرف بوم 9- دارا بودن سیسام آلارمر برق که مواردی چون دوفاز شدن یا اختلاف ولتاژ را نشان می‎دهد.

مشخصات فنی الکتروموتور: 10 اسب 5/7 کیلووات ‎PEM گیربای: پایه‎دار خروجی 63 دور شافت ‎مستقیم ‎075 چکش: ‎kg240 حداکثر ارتفاع سقوط چکش: ‎cm20/3 طول شمع مصرفی: 2 متر قطر قرقره وینچ: 10 اینچ جک دنده‎ای: 5 تی با حداکثر کورس ‎cm35 طناب مصرفی: ‎022 شرح اجزاء و نحوه عملکرد دستگاه شمع‎کوب دستگاه شمع‎کوب از دو قسمت عمده شاسی و بوم تشکیل شده است.

بوم دستگاه جداگانه ساخته شده و توسط یک لولای قطور به شاسی متصل می‎شود.

دستگاه توانایی این را دارد که با پیچانده شدن اصرم جک دنده‎ای، بوم را در حول لولا دوران داد و آن را در وضعیت افقی (برای حمل و نقل و انبارش) یا در وضعیت عمودی برای کار شمع‎کوبی قرار دهد و در این وضعیت باید حتماً پینهای قفل کننده بوم نصب شده و لوله ایمنی مربوطه نیزدر جای خود قرار گیرد.