هنگام برنامه ریزی یک چاه، چاه یا سایر ساختارهای هیدرولوژیکی در سایت، بررسی منطقه برای وقوع آب های زیرزمینی الزامی است. در آینده، این به شما امکان می دهد تا با دقت بیشتری یک برنامه اقدام و پارامترهای شی را تشکیل دهید. با این حال، حتی با تکمیل موفقیت آمیز نظرسنجی، باید برای تشخیص شن روان آماده باشید. این یک نوع خاک با آب نشسته است که هم در حین عملیات خاکی و هم در حین بهره برداری از انواع سازه ها در این سایت می تواند مشکلات زیادی ایجاد کند.
شن روان چیست؟
طبق تعریف دایره المعارفی، شن روان باید به عنوان ماسه اشباع شده از آب درک شود. در مفهوم گسترده تر، این یک لایه خاک است که می تواند جریان یابد یا پخش شود. همچنین در عمل می توان لوم های شنی کمی منسجم یا غیر چسبنده با ویژگی های مشابه را ملاقات کرد. اما در هر مورد، فرض بر این است که شن روان مقداری استحجم ذرات کوچک کلوئیدی تا قطر 0.001 میلی متر. خاصیت اشباع آب برای چنین خاک هایی تعیین کننده است، اما آب بندی نیز مشخصه شن های روان است. معمولاً در شرایط طبیعی، لایه ای از سیلت اشباع شده با آب بسته می شود و هیچ ناراحتی ایجاد نمی کند. یک خانه یا یک سازه مهندسی می تواند بر روی چنین سکوی ایستاده باشد. در مواردی که نیاز به انجام عملیات خاکی تا حد یافتن خاک اشباع از آب باشد، مشکلاتی در عملکرد سایت‌های دارای شن روان ایجاد می‌شود.
ویژگی های شن روان
شما یک ساکن تابستانی با تجربه را با تعامل نزدیک خاک با محیط آبی شگفت زده نخواهید کرد. هنگام تجهیز یک سیستم تامین آب فردی با هزینه یک چاه یا چاه آرتزین، ناگزیر باید با همان آب های زیرزمینی برخورد کرد. تفاوت اساسی بین شن روان و سوف چیست؟ ویژگی کلیدی توانایی خاص ماسه سیلتی برای به دست آوردن برخی از خواص محیط مایع است. از نظر فیزیکی، این ویژگی با تعادل هیدرودینامیکی، زمانی که فشار پایین تر توسط جرم خاک متعادل می شود، بیان می شود. این اجازه می دهد تا آب در ساختار ماسه حفظ شود. شن روان تعادل فشارها را فقط در شرایط سفتی حفظ می کند. همانطور که قبلاً ذکر شد، کافی است در حین حفاری یا سایر کارهای خاکی به این سازند حمله کنید، زیرا شن و ماسه تحت تأثیر فشار کف بالا می رود. پیامدهای چنین رفتاری از زمین می تواند غیرقابل پیش بینی باشد و در هر صورت به حجم تجمعات شناور بستگی دارد.
شن های روان واقعی و کاذب - چگونه تشخیص دهیم؟
در نظرمشکلات در تعیین ویژگی‌های یک شن روان خاص و شباهت خواص آن با رفتار سایر لوم‌های شنی زمینی هنگام تعامل با محیط‌های آبی، مهندسان شن‌های روان واقعی و کاذب را جدا می‌کنند. در حالت اول منظور ماسه ها و لوم های شنی با خاصیت آب دوست است. به عنوان یک قاعده، ساختار آنها توسط عناصر کلوئیدی و رسی بسیار کوچک تشکیل می شود که به عنوان روان کننده بین ذرات بزرگتر نیز عمل می کنند. در شرایط انجماد، چنین لایه‌هایی با خاصیت برآمدگی قوی و قابلیت فیلتر پایین مشخص می‌شوند و پس از خشک شدن، انسجام پیدا می‌کنند.
به نوبه خود، ماسه روان کاذب همان لایه شنی است، اما بدون ذرات کلوئیدی که کیفیت هیدرودینامیکی جرم را تعیین می کند. نوعی تقلید از خصوصیات شن روان واقعی با تخلخل ماسه ریز توضیح داده می شود. با این حال، از نقطه نظر اقدامات عملی برای محافظت در برابر چنین پدیده هایی، هیچ تفاوت اساسی بین این انواع توده های خاک اشباع از آب وجود ندارد. شن‌های روان کاذب همچنین می‌توانند در هنگام باز شدن، ماسه را تحت فشار داخلی بیرون بریزند و تهدیدات مشابهی را ایجاد کنند.
تفاوت‌های ظریف ساخت و ساز در شن‌های روان
با برخورد با شن روان در حین اجرای فعالیت های زمینی، باید انتظار تغییر اجتناب ناپذیری در ساختار خاک در منطقه کار داشت. یک مشکل معمولی از این نوع در هنگام ساخت یک گودال و متعاقب آن حذف شن و ماسه به داخل طاقچه آن ایجاد می شود. این نه تنها کار بیشتر را به عنوان بخشی از عملیات انجام شده پیچیده می کند، بلکه منجر به تغییر شکل خاک در مناطقی از ساختمان های نزدیک می شود.به دلیل رسوب ناهموار آیا این بدان معنی است که اصولاً حفاری روی شن های روان غیرممکن است؟ راه های مختلفی برای دور زدن آنها وجود دارد، اما در اصل نمی توان همیشه یک شن روان را پیش بینی کرد و به ویژه اندازه آن را تعیین کرد. در هر صورت، باید در نظر داشت که چه تماس مستقیمی با لایه های اشباع از آب ممکن است در هنگام انجام فعالیت های ساخت و ساز زمین تهدید کند.
خطرات شن های روان
بزرگترین تهدید مربوط به عملیات خاکی دستی است که شامل حفر چاه برای تخمگذار بعدی حلقه های بتنی است. اگر لایه مهر و موم شده شن و ماسه تحت فشار زیاد باشد، در صورت پیشرفت، همراه با حلقه ها، می تواند کل تیم کارگران را با خود بردارد. همچنین مواردی از ریزش، جابجایی زمین و حداقل تغییر شکل چاه وجود دارد. همه چنین شرایطی جان حفاران را به خطر می اندازد. از سوی دیگر، ماسه روان همیشه چیز بدی نیست، زیرا شن و ماسه متعادل با فشار موجود در معدن می تواند به عنوان یک مانع فیلتر عمل کند و به طور طبیعی کیفیت آب تولید شده را بهبود بخشد.
روش‌های دور زدن شن‌های روان
با استفاده از تجربه سازندگان نقشه بردار، می توان مشکل تامین آب را حتی در سایتی با شن روان حل کرد. برای انجام این کار، از یکی از سه روش دور زدن یک سازند خطرناک استفاده کنید:
- تکنیک طناب شوک. این روش شامل حفاری یک چاه با تجهیزات ضربه‌ای در طاقچه یک محور لوله فلزی است که سازه را در برابر حادثه بیمه می‌کند. این روش بسیار پیچیده و از نظر فنی سخت است، اما از نقطه نظرنمای امنیتی، یکی از بهترین ها.
- دستگاه چاه حبشه. اگر سؤال این است که چگونه هنگام حفاری چاه های کوچک از شن روان عبور کنید ، می توانید بدون تجهیزات ویژه خود را به ساده ترین وسایل محدود کنید. به ویژه از لوله فلزی به ضخامت 2.5 سانتی متر و پمپ پمپاژ آب استفاده می شود. لوله تا عمق 15-20 متری رانده می شود و تجهیزات پمپاژ بر روی سطح نصب می شود.
- نصب متراکم حلقه های چاه. اجرای سریع و دقیق حلقه های بتنی خطر ریزش و سیل روی ماسه های روان را از بین می برد. اما فقط متخصصان با کمک تجهیزات حرفه ای قدرتمند می توانند این روش را اجرا کنند.
نکات کلی شن روان
همچنین کارشناسان توصیه های متعددی در مورد اجرای کار زمینی در مناطق خطرناک با انواع مختلف خاک اشباع از آب ارائه می دهند:
- حتی با عبور موفقیت آمیز شن های روان، نباید بلافاصله شروع به پمپاژ سریع آب در حجم های زیاد کنید. فضای خالی ایجاد شده در این حالت نیز به سرعت با لوم شنی پر می شود که کیفیت آب را کاهش می دهد.
- هنگام انجام این کار با دستان خود نکات ظریفی وجود دارد. چگونه با کمترین هزینه و بدون خطر تصادف، شن روان را به صورت دستی عبور دهیم؟ هنگام کار با یک شریک می توانید از یک مته با فرمت کوچک استفاده کنید. چاه های کوچک با قطر کم به این صورت انجام می شود. اما دقیقاً برای ایمنی فرآیند، نظارت بر تعادل هیدرولیک ضروری است. برای این کار لازم است چاه را با آب پر کنید که جبران کننده فشاری است که ماسه را از پایین چاه به بالا منتقل می کند.
- در افق آبدار، نصب اضافی مطلوب استفیلترها.
- می توان فعالیت هیدرودینامیکی شن های روان را با کمک محلول های انجماد ویژه به حداقل رساند. آنها بر روی ماسه اثر سیمانی دارند و آب را از آن خارج می کنند.
نتیجه گیری
بشر از دیرباز با شن های روان آشنا بوده است، اما هنوز هیچ فناوری جهانی برای مقابله با آنها وجود ندارد. در هر مورد، با در نظر گرفتن نتایج بررسی‌های زمین‌شناسی و زمان سال، روش خاصی برای حفاری شن روان انتخاب می‌شود. به عنوان مثال، بسیاری از متخصصان با موفقیت تکنیک عبور از یک منطقه خطرناک را در زمستان، زمانی که خاک در حالت یخ زده است، انجام می دهند. در بقیه ایام سال نیز امتناع از کارهای خاکی بی معنی است، زیرا کنترل خاک دارای آب را می توان با لوله های پوششی و تجهیزات هیدرودینامیکی ویژه انجام داد.
