حفاری ضربه‌ای

روش حفاری ضربه‌ای یکی از روش‌های اساسی و پرکاربرد در حفاری‌های ژئوتکنیکی و بررسی‌های سایت به ویژه برای پروژه‌های فونداسیون عمیق است، جایی که درک شرایط زیرسطحی برای طراحی و اجرای موفقیت‌آمیز فونداسیون بسیار حیاتی است. این روش که با نام‌های حفاری ضربه‌ای کابلی یا حفاری ابزار کابلی نیز شناخته می‌شود، از یک چکش ضربه‌ای سنگین استفاده می‌کند که به وسیله یک کابل فولادی آویزان شده و به طور مکرر به لایه‌های خاک و سنگ ضربه وارد می‌کند تا حفره‌ای عمیق ایجاد شود. این روش به دلیل سادگی، مقرون به صرفه بودن و توانایی تولید نمونه‌های خاک و سنگ دست‌خورده که به طور دقیق لایه‌بندی زیرسطحی را در چندین لایه و افق نشان می‌دهند، همچنان رویکردی ترجیحی در مهندسی فونداسیون و بررسی‌های زمینی باقی مانده است. فرایند حفاری ضربه‌ای شامل پایین و بالا بردن مکرر مجموعه چکش ضربه‌ای و ابزار برش برای شکستن و خارج کردن مواد است که سپس با استفاده از یک پوسته (شل) یا بیلر استخراج می‌شوند. این حرکت تکراری ضربه‌ای به ویژه در خاک‌های متراکم، رسوبات شن و قلوه‌سنگ‌ها و سنگ‌های ضعیف تا نسبتاً مقاوم که معمولاً در حفاری‌های بررسی سایت برای طراحی فونداسیون‌های شمعی با آن مواجه می‌شوند، بسیار مؤثر است. این روش به پیمانکاران حفاری اجازه می‌دهد تا انتقال انواع خاک، مکان‌یابی لایه‌های bearing مناسب برای پشتیبانی فونداسیون و طبقه‌بندی عمق رویه (overburden) را شناسایی کنند—همه این داده‌ها برای تعیین طول شمع‌ها، انواع شمع‌ها (شمع‌های کوبشی، شمع‌های حفاری‌شده) و پارامترهای طراحی فونداسیون ضروری هستند. دستگاه‌های حفاری ضربه‌ای معمولاً سیار هستند، می‌توانند در فضاهای محدود مستقر شوند و نسبت به سیستم‌های حفاری چرخشی یا اوگر نیاز به آماده‌سازی سایت کمتری دارند که آن‌ها را برای گمانه‌های بررسی پراکنده در سایت‌های بزرگ اقتصادی می‌کند. حفاری ضربه‌ای به ویژه برای به دست آوردن نمونه‌های آزمون نفوذ استاندارد (SPT) در اعماق دقیق ارزشمند است و با ارائه اندازه‌گیری مستقیم چگالی خاک و ویژگی‌های زاویه اصطکاک از طریق مقادیر N، به مهندسان در تخمین ظرفیت باربری و پیش‌بینی نشست برای فونداسیون‌های کم‌عمق و عمیق کمک می‌کند. این روش در شرایط زمین دشوار از جمله خاک رس حاوی تخته‌سنگ، سنگ بستر هوازده، توالی‌های خاک-سنگ مخلوط و لایه‌های رس سفت که حفاری چرخشی معمولی ممکن است با چالش‌های عملیاتی مواجه شود، برتری دارد. پروژه‌های ساخت‌وساز از فونداسیون ساختمان‌های بلند و پایه پل‌ها گرفته تا طراحی دیوارهای حائل و زیرساخت‌های زیرزمینی به طور منظم به حفاری ضربه‌ای برای شناسایی زیرسطحی متکی هستند و اطمینان حاصل می‌کنند که بررسی‌های ژئوتکنیکی بارهای طراحی فونداسیون قابل اعتماد و روش‌های ساخت را تعیین می‌کنند. نمونه‌های به دست آمده از گمانه، گزارش‌های گمانه و داده‌های آزمون نفوذ تولید شده از کمپین‌های حفاری ضربه‌ای به طور مستقیم بر تصمیمات طراحی سازه‌ای تأثیر می‌گذارند و به پیمانکاران کمک می‌کنند تا مشخصات شمع، عمق و روش‌های نصب را برای کاربردهای فونداسیون در خشکی و دریا، مطابق با استانداردهای مهندسی ژئوتکنیک و کدهای ساختمانی، بهینه‌سازی کنند.