گمانه زنی یا سنداژ خاک چیست؟

گمانه زنی به فرآیند ایجاد سوراخ یا حفر چاه در زمین گفته می شود و به منظور شناسایی نوع و جنس خاک مورد استفاده قرار می گیرد. سنداژ یا حفر گمانه ، پیش از شروع عملیات ساختمانی برای تشخیص تیپ خاک ، وضعیت آب های زیرزمینی و تعیین نحوه طراحی و پی ریزی ساختمان ، کاربرد دارد. اگرچه در کشاورزی و عملیات حفاری نفت و گاز نیز از گمانه زنی استفاده می شود ، اما هدف ما از این مقاله کاربردهای این مفهوم در ژئوتکنیک و مهندسی خاک و پی است.

گمانه یا borehole  چیست؟

گمانه یا بورهول ( borehole ) ، سوراخی به قطر 5 تا 25 سانتی متر است که در زمین حفر می شود و بسته به نوع خاک قطر آن متغیر است. برای مثال در شهر تهران ، قطر گمانه های معمولا در حدود 10 سانتی متر است. درواقع گمانه نوعی چاه کوچک و با قطر کم است که در آزمون های خاک اهمیت دارد.

گمانه ها ممکن است بصورت عمودی ، افقی و یا شیب دار حفر شوند و با هدف نمونه برداری از مصالح زمین ، لایه های سطحی ، ارسال تجهیزات و ابزار ، بررسی وضعیت خاک منطقه و بسیاری از اهداف دیگر نقش مهمی در صنعت ساخت و ساز دارند.

توجه داشته باشید که برای حفر گمانه ، نیاز به دستگاه حفاری مخصوصی است و عملا نمی توان بصورت دستی ، چاهکی با این قطر کم را حفاری نمود.

روش های گمانه زنی در حفاری

همانطور که گفتیم حفاری بورهول بصورت دستی عملی بی معنی و نشدنی است. انواع مختلفی از تجهیزات و دستگاه های حفاری ماشینی برای گمانه زنی وجود دارد که بنا به هدف حفر بورهول ، از هرکدام از آنها می توان استفاده نمود.  اما 4 روش زیر بهترین روش های حفاری خاک هستند.

حفاری مارپیچی: یکی از متداول ترین روش های گمانه زنی است که مته بصورت حلزونی در زمین فرو می رود که بیشتر در زمین های نرم و نیمه سخت استفاده می شود.

حفاری شستشویی: روشی ساده برای سنداژ که در حفاری خاک نیمه سخت کاربرد دارد و معمولا سوراخ های ایجاد شده توسط این روش قطری در حدود 15 سانتیمتر دارد.

روش ضربه ای : اگر قصد گمانه زنی در خاک سخت و فشرده را داشته باشیم از روش ضربه ای استفاده می کنیم. اما به علت هزینه بالای این روش در اکتشافات ژئوتکنیک ، معمولا کمتر استفاده می شود.

روش حفر دورانی: حفاری دورانی معمولا در تمام انواع و تیپ خاک کاربرد دارد و بیشتر در پروژه های استخراج نفت و گار و برای مغزه گیری مورد توجه است.

جهت توضیحات تکمیلی در رابطه با روش های حفاری مقاله روش های حفاری جهت انجام آزمایش خاک را مطالعه نمایید.

 ابزار حفر بورهول

بنا به نوع روشی که انتخاب می شود ، ابزار و تجهیزات نیز متفاوت هستند. مته های فنری ، مته مکانیکی ، مته های پره ای ، مته محفظه ای و … هرکدام باتوجه به نوع روش انتخاب می شوند. اما در کل ، یک دستگاه حفاری قدرتمند با اجزایی همچون موتور ، پمپ ، دکل ، نمونه گیر و میله های حفاری نیاز است. همچنین ایجاد یک حوضچه جهت خرده سنگ های ناشی از حفاری ضرورت دارد که توسط تیم حفاری در مکان اجرای پروژه ایجاد می شود.

انتخاب ابزار یا روش ها به عواملی همچون موقعیت و مکان جغرافیایی پروژه ، جنس و تیپ خاک ، هدف حفاری ، قطر و عمق گمانه ها بستگی دارد. شرکت آتسا با در اختیار داشتن بهترین و پیشرفته ترین تجهیزات ، خدمات قابل توجهی را در این زمینه ارائه می دهد.

تثبیت دیواره در فرآیند سنداژ

یکی از مراحلی که در گمانه زنی یا سنداژ حتما انجام می شود و به منظور جلوگیری از ریزش دیواره ، به خصوص در خاک های غیرچسبنده باید مورد توجه قرار گیرد ، تثبیت دیواره بورهول است. کیسینگ یا استوانه های فلزی توخالی یکی از روش هایی است که از ریزش دیواره چاه جلوگیری می کند. اگرچه اجرای این روش بسیار آسان است اما هزینه بالایی دارد و برای کارفرمایانی که قصد اجرای پروژه خود با هزینه پایین را دارند پیشنهاد نمی شود. در عوض ، ما با استفاده از بنتونایت یا گل حفاری که قابلیت متورم شدن را دارد در این مرحله استفاده می کنیم. با ورود بنتونایت به گمانه و ترکیب آن با آب ، بلافاصله افزایش حجم را شاهد هستیم که مانعی جهت ریزش دیواره است. اگرچه گل های پلیمری و تزریق دوغاب نیز بعضا در برخی از عملیات سنداژ استفاده می شوند.

عمق و تعداد گمانه لازم برای آزمایش خاک

دو فاکتوری که در هزینه آزمایش خاک تاثیر دارد ، تعداد گمانه های ایجاد شده است.( پیشنهاد می کنیم جهت کسب اطلاعات بیشتر ، مطلب مهم هزینه انجام تست خاک را مطالعه نمایید). اگرچه همه افراد علاقه دارند با هزینه کمتری تست های مربوطه انجام شود ، اما طبق آیین نامه ها و استانداردهای سازمان نظام مهندسی و براساس شرایط زمین محل پروژه ، تعداد گمانه متفاوتی نیاز است. طبق اعلام نظام مهندسی برای ساختمان هایی با سطح اشغال کمتر از 300 متر مربع ، بنا به شرایط زیرسطحی زمین ، حفر 1 گمانه ضروری است. اما برای ساختمانی با سطح اشغال 300 تا 1000 مترمربع ، به حفر 2 گمانه نیاز داریم. که برای بیش از این مقدار ، به ازای هر 1000مترمربع اضافه ، یک تا دو مورد چاهک اضافه خواهد شد.

برای تعیین عمق نیز باید براساس آیین نامه های نظام مهندسی عمل کرد. عمق گودبرداری ، سطح اشغال و عرض ملک فاکتورهای تاثیرگذار در عمق بورهول هستند.  طبق بند 7-2-2-1 مبحث 7 مقررات ملی ساختمان ، تنها در شرایطی که تیپ خاک نوع 3 یا 4 باشد به کمانه زنی نیاز نیست اما برای تیپ 1و2 این فرآیند ضروری و لازم الاجراست. برای آنکه در یک ساختمان نیازی به عملیات گمانه زنی نباشد. در رابطه با تعیین تیپ خاک ، مقاله جامع و کاملی را منتشر کرده ایم که می تواند به شما در تصمیم گیری و کاهش هزینه ها کمک نماید.

در نهایت شرکت مهندسین مشاوری که وظیفه اجرای این فرآیند را دارد ، موظف است که مکانهای حفاری را به خوبی بپوشاند تا در آینده تاثیر منفی در ساختمان نداشته باشد. همچنین عمق و تعداد گمانه ها باید تا مرحله ای که اخذ مجوز از شهرداری و نظام مهنندسی محقق می شود ، ادامه یابد.