شرح کلی پروژه مسکونی زعفرانیه – شارستان (مطالعات ژئوتکنیک):

پروژه مسکونی زعفرانیه – شارستان ششم که یکی از پروژه های مطالعات ژئوتکنیک شرکت ایستاسازه در منطقه زعفرانیه شهر تهران می‌باشد، دارای مساحت حدود 1100 متر مربع و حداکثر عمق 14 متر است. در این پروژه مسئولیت انجام عملیات آزمایش خاک بر عهده شرکت ایستاسازه بود.

چالش‌های پروژه مسکونی زعفرانیه – شارستان (مطالعات ژئوتکنیک) :

 در هر عملیات عمرانی ما به عنوان یک مهندس با چالش‌هایی مواجه خواهیم بود. در خصوص عملیات آزمایش خاک پروژه زعفرانیه – شارستان اولین چالش‌ همکاران اجرایی ایستاسازه عمق زیاد خاک دستی بود. وجود خاک دستی در عموم اراضی امری طبیعی است. اما مشکل از جایی شروع می‌شود که عمق خاک دستی به حدی زیاد شود که خطر ریزش خاک در چاه جدی باشد. در پروژه شارستان که در واقع متشکل از دو قطعه زمین تجمیع شده است، عمق خاک دستی در نیمه‌ی غربی زمین از 1 تا 3/5 متر متغیر بود. اما در نیمه شرقی زمین چالش خاک دستی جدی‌تر بود و عمق خاک دستی از 3 تا 6 متر مشاهده گردید.

 چالش دیگر پروژه زعفرانیه – شارستان بازسازی‌ها و تغییرات چند باره ساختمان پیشین بود. به طور مشخص، وجود دو استخر که بعدا بلا استفاده و جزء حیاط ملک شده بودند، موجب ایجاد مشکلاتی به خصوص در حفر چاه توسط مقنی گردید. عمق زیاد بتن‌ریزی کف استخر، سبب کند شدن عملیات حفاری و استهلاک بالای تجهیزات گردید.

از دیگر چالش‌های حفر چاه توسط مقنی برخورد به عوارض حجیم و سخت در مسیر چاه بود. در پروژه زعفرانیه – شارستان، یکی از مشکلاتی که از ابتدا تا انتهای عملیات آزمایش خاک سبب کندی کار می‌شد وجود سنگ‌های نسبتا بزرگ در مسیر حفر چاه بود که خارج کردن آنها از خاک نیازمند صرف زمان قابل توجهی بود.

بخش دیگری از عملیات آزمایش خاک مربوط به حفاری گمانه توسط دستگاه بود. به موازات حفاری چاه‌های دستی، تعدادی گمانه نیز توسط دستگاه‌ها حفاری در زمین با تعداد و توزیع مناسب حفر گشت. به طور کلی چالش‌هایی که در حفر چاه دستی وجود دارد، در حفاری گمانه ها نیز رایج است. خاک دستی و احتمال ریزش آن در گمانه، برخورد به سنگ‌های سخت و حجیم و برخورد به چاه فاضلاب و یا انباره در خصوص گمانه‌ها نیز صادق است.

در پروژه زعفرانیه – شارستان یکی از چالش‌های همکاران اجرایی شرکت ایستاسازه در استفاده از دستگاه برای حفاری گمانه‌ها، داغ شدن سرمته حفاری به علت حفاری مداوم در سنگ بود. طبیعتاً دمای بالای موجود هنگام حفاری در سنگ موجب استهلاک بیشتر تجهیزات و به خصوص سرمته بود و باید برای آن چاره‌اندیشی می شد.

چالش دیگری که در واقع در استفاده از گل حفاری ایجاد مشکل می‌کرد، فرار آب از گمانه بود. وجود خلل و فرج در دیواره‌های دو گمانه در پروژه شارستان شرایط را برای فرار آب از گمانه فراهم می‌کرد. آب‌بندی این گمانه‌ها و جلوگیری از فرار آب در آنها عملیاتی زمانبر و البته ضروری برای امکان ادامه حفاری بود.

در پروژه زعفرانیه – شارستان، یکی از اصلی‌ترین چالش‌های عملیات حفاری دستگاه، برخورد به سنگ‌های سختی بود که  اولاً سبب کندی کار و استهلاک بالا گردید و ثانیا نمونه‌گیری در برخی از اعماق را دشوار ساخت. بریدن سنگ و نمونه‌گیری از آن به مراتب سخت‌تر از نمونه‌گیری از خاک بود. برخورد به چاه فاضلاب و یا انباره نیز همچنان یکی از چالش‌های اصلی بود. به علت عدم آگاهی ساکنین پیشین از محل چاه‌های فاضلاب و انباره ساختمان، حداقل اطلاعات در این خصوص در دسترس بود.

یکی از چالش‌های پروژه شارستان در خصوص عملیات حفاری توسط دستگاه، جابجایی دستگاه در سایت پروژه از محل گمانه‌ای به گمانه‌ی بعدی بود. با توجه به وجود دو ساختمان و عوارض متعدد در سطح زمین و همچنین استقرار کانکس‌های مهندسی و کارگری و با نظر به اینکه توزیع گمانه‌ها در سایت باید مناسب باشد، امکان استفاده از جرثقیل برای جابجایی دستگاه حفاری وجود نداشت و باید به نحو دیگری دستگاه در سایت جابجا می‌گردید.

راهکارهای ارائه شده در پروژه مسکونی زعفرانیه – شارستان (مطالعات ژئوتکنیک) :

در خصوص چاه‌هایی که در محدوده غربی توسط مقنی حفر گردید، چاهی که در حدود عمق خاک دستی 1 متری حفر گردید، طبیعتا نیازی به عملیات اضافه جهت کنترل ریزش نداشت و در چاه دیگری که تا حدود عمق 3 متری با خاک دستی مواجه بود، با گچ گرفتن دیواره چاه ریزش خاک کنترل شد. اما به دلیل عمق بسیار زیاد خاک دستی در قسمت‌های شرقی زمین حتی مجبور به تغییر محل چاه شدیم. چرا که در صورت تجاوز عمق خاک دستی از عمق حدود 3 متری روش‌هایی مانند گچ گرفتن دیواره‌ها چندان کارساز نیست و خطر ریزش چاه بسیار جدی خواهد بود.

در پروژه شارستان، چالش خاک دستی در حفاری دستگاه با به کار گرفتن گل حفاری مرتفع شد. گل حفاری ترکیبی است از آب، بنتونیت و سیمان که به صورت مداوم در حین حفاری داخل گمانه پمپ شده و در گردش است. بدین ترتیب که گل از چاله‌ای که پیش‌تر در محلی نزدیک گمانه تعبیه شده است به داخل راد یا میله پمپ می‌شود و از انتهای راد وارد گمانه می‌شود. گل خروجی از گمانه توسط یک جوی مجددا به داخل چاله هدایت می‌شود و این چرخه مدام تکرار می‌گردد. گردش گل حفاری داخل رادها و گمانه دو چالش را به صورت همزمان حل می‌کند:

1. اولین مورد کمک به تعدیل دمای سرمته حفاری است؛ به خصوص اگر حفاری در سنگ انجام شود، سرمته دمای بسیار بالایی را تحمل می‌کند که موجب سایش و استهلاک زیاد خواهد بود. گل حفاری تاثیر مهمی در کاهش دمای سرمته دارد. در پروژه شارستان، در چند مقطع از هر گمانه، حفاری در سنگ انجام گردید و استفاده از گل حفاری اجتناب‌ناپذیر بود.

1. دومین کارکرد گل حفاری چیزی شبیه به کارکرد گچ در چاه دستی است که اجازه ریزش خاک به داخل گمانه را نمی‌دهد. در هر سه گمانه‌ی حفاری شده توسط دستگاه در پروژه شارستان تا اعماق متفاوتی شاهد وجود خاک دستی بودیم. با استفاده از گل حفاری حین انجام عملیات و کارگذاری لوله پلیکا در گمانه پس از اتمام عملیات، ریزش خاک در گمانه کنترل گردید.

همانطور که پیشتر نیز اشاره شد، برخورد به سنگ حین حفاری با دستگاه در اغلب موارد بر خلاف حفاری چاه دستی موجب تغییر محل چاه نمی‌شود؛ بلکه تنها سبب استهلاک بیشتر دستگاه و به خصوص سرمته خواهد شد. اما در خصوص برخورد به چاه فاضلاب، حتی در حفاری با دستگاه نیز ناچار به تغییر محل گمانه خواهیم شد. لذا کسب اطلاعات حداکثری از محل چاه‌ها و انباره های پیشین فاضلاب، امری ضروری است.

برای جابجایی دستگاه در سایت بین گمانه‌ها، راهکار مورد استفاده اسکی کردن دستگاه در مسیر مورد نظر بود که نیازمند آن است که سطح مسیر برای اسکی کردن، صاف و البته به اندازه کافی مقاوم باشد. تسطیح ناهمواری‌های زمین به شکلی که مقاومت لازم را نیز داشته باشد امری زمانبر و نیازمند برنامه‌ریزی زمانی بود. همچنین با توجه به وجود یک سکوی بتنی در مسیر جابجایی دستگاه از گمانه اول به گمانه دوم، یا باید این سکوی بتنی ابتدا تخریب می‌شد و سپس مسیر عبور دستگاه تسطیح می‌گردید و یا باید یک رمپ سیمانی با شیب بسیار کم برای بالا رفتن دستگاه و یک رمپ دیگر باز هم با شیب بسیار کم برای پایین آمدن دستگاه از سمت دیگر تعبیه می‌شد. از آنجا که تخریب سکوی بتنی نیازمند زمان بیشتری نسبت به احداث رمپ بود، گزینه دوم انتخاب گردید.