انواع روش های تخریب سنگ و بتن (A Variety of Methods of Rock and Concrete Demolition)

در برخی از پروژه های پایدارسازی دیواره های گود شرکت ایستا سازه، وجود سنگ های حجیم و بزرگ، چالش های زیادی را برای همکاران اجرایی ما ایجاد نموده است. معمولاً در گام نخست طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود با استفاده از روش های همچون میخ کوبی (نیلینگ)، مهارگذاری (انکراژ)، سازه نگهبان خرپایی، مهار متقابل (استرات)، ساخت از بالا به پایین (تاپ – دان)، دیوار برلنی، دیوار دیافراگمی و شیب دار یا پلکانی (برم دار) و همچنین طراحی، روند انجام عملیات خاکبرداری، بارگیری و حمل خاک، گزارش مطالعات ژئوتکنیک پروژه مورد مطالعه قرار می گیرد. در بسیاری از موارد می توان بر اساس تجربیات فنی و اجرایی همکاران در پروژه های مشابه نزدیک به ساختگاه پروژه و با استناد به گزارش مطالعات مکانیک خاک به وضعیت و جنس لایه های خاک پی برد. چنانچه لایه های خاک ساختگاه پروژه در برگیرنده خاک سفت با تراکم بالا یا سنگ سخت و ساروج باشد، می بایست برای پیشرفت عملیات پایدارسازی دیواره های گود با انجام حفاری گمانه های مربوط به نصب عناصر تسلیح نظیر میخ (نیل) و مهاری (انکر) و انجام پنل برداری و همچنین انجام عملیات خاکبرداری، بارگیری و حمل خاک، با روش های متفاوتی مانند استفاده از تی ان تی و دینامیت، کتراک، اسید پانچر، واترجت و دستگاه پیکور، برای تخریب سنگ و بتن و ساروج استفاده می شود. پر واضح است وجود تکه سنگ های بزرگ و درشت، سرعت پیشرفت عملیات اجرایی را کاهش خواهد داد.

انواع روش های تخریب سنگ و بتن

امروزه با پیشرفت تکنولوژی و ظهور روش های جدید و کارآمد، روش های متفاوتی جهت تخریب اجسام سخت نظیر سنگ و بتن وجود دارد. بسیاری از این روش ها، در تخریب اجسام سخت دیگری همچون ساروج نیز به کار می رود. از این روش ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1 – استفاده از مواد تخریبی هجومی همچون تی ان تی (TNT) و دینامیت

2 – استفاده از روش تخریب با جت آب یا واترجت (Water Jet)

3 – استفاده از اسیدها و حلال های اسیدی بتن و سنگ همچون اسید پانچر

4 – استفاده از وسایل مکانیکی همچون دستگاه پیکور

5 – استفاده از مواد شیمیایی منبسط شونده همچون کتراک

استفاده از هر یک از روش های فوق در پروژه های پایدارسازی دیواره های گود متناسب با شرایط و ویژگی های پروژه امکان پذیر می باشد. این امر در ایجاد سهولت و تسریع در روند عملیات خاکبرداری، بارگیری و حمل خاک بسیار مهم و اثرگذار می باشد.

استفاده از مواد تخریبی هجومی نظیر تی ان تی (TNT) و دینامیت

دینامیت و تی ان تی (TNT) از معروف ترین ماده های منفجره می باشند. مواد تشکیل دهنده این دو، به ترتیب نیترو گیلیسرین و تری نیتروتولوئن می باشد که هر دو مواد بسیار حساسی هستند و به سرعت واکنش می دهند. از این رو بسیار خطر آفرین می باشند و به هنگام کار با آنها باید نکات و الزامات ایمنی را به طور دقیق و منظم رعایت نمود. این ویژگی به قدری حساس و حائز اهمیت می باشد که برای جابجایی این مواد، آنها را منجمد می نمایند. از این مواد در تخریب اجسام سخت همچون سنگ و بتن استفاده می شود. کارشناسان تخریب شرکت ایستاسازه در پروژه پایدارسازی دیواره های گود جمشیدیه – سی و دوم از این روش جهت خرد و تکه تکه کردن سنگ های بزرگ و درشت به دست آمده از عملیات اجرایی، استفاده نمودند.

استفاده از روش تخریب با جت آب یا واترجت (Water Jet)

استفاده از روش تخریب با واتر جت یا برش با آب، روشی بسیار مطلوب و مناسب و همسو با محیط زیست است و تخریب آن منظم تر است اما تأثیر تخریبی کمتری دارد و زمان بیشتری برای تخریب سنگ یا بتن نیاز دارد. از سویی دیگر، خرید دستگاه های جت آب برای کاربری عادی و معمولی چندان مقرون به صرفه نیست.

در دستگاه جت آب یا واترجت، از یک جریان نازک آب با سرعت و فشار بسیار بالا که از داخل یک روزنه کوچک خارج می شود، استفاده می گردد. با عبور آب از یک سوراخ یا روزنه، آب خروجی با انرژی زیادی خارج می شود و با فشار بالا سبب برش می گردد. اساس کار دستگاه جت آب دقیقاً مشابه زمانی است که باغبان فضای سبز انگشت خود را بر انتهای شلنگ آبیاری قرار می دهد.

ابزار برش در این دستگاه، آب خالص یا آب به همراه مواد ساینده همچون اکسید آلومینیوم است. مخلوط آب و مواد ساینده، یک بریدگی باریک را روی قطعه کار ایجاد می‌کند. فرآیند برش با آب خالص معمولاً برای مواد کم استحکام مانند کاغذ، شیشه، فایبرگلاس و مقوا و فرآیند برش به همراه مواد ساینده، برای مواد محکم مانند سنگ، بتن، فلز و … مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اینکه در جت آب، ماشین کاری و عمل برش توسط آب صورت می گیرد لذا امکان کند شدن عملیات وجود ندارد.

همچنین در طول عملیات برش یا تخریب، گرد و غبار تولید نمی شود. مقدار آب مصرفی در این روش کم بوده و به اندازه روزنه نازل بستگی دارد که حتی این مقدار آب مصرفی کم نیز، قابل بازیافت می باشد. همچنین مواد ساینده، طبیعی و غیرسمی بوده و قابل استفاده مجدد هستند.

مزایای استفاده از دستگاه جت آب یا واترجت

از مزایای استفاده از روش تخریب با استفاده از دستگاه جت آب یا واترجت (Water Jet) می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• دستگاه های جت آب انعطاف بالایی دارند.
• سرعت کار بالایی دارند.
• باعث صرفه جویی در زمان و هزینه می شوند.
• دارای خاصیت برشکاری سرد می باشد.
• ایجاد حرارت نمی‌کند.
• سازگار با محیط زیست هستند به طوری که جزء فناوری های سبز و پاک محسوب می شوند.
• گرد و غبار بسیار کمتری در محیط انتشار می دهند.
• در طول فرآیند برش، گازهای خطرناک ساطع نمی کنند.
• در حین کار با دستگاه، هیچ گونه خطری متوجه کاربران نمی باشد.
• آلودگی صوتی ایجاد نمی کنند.
• ضایعات زیان بار تولید نمی شود.
• به مواد روغنی و محلول های خنک کننده در طول فرآیند برش نیازی نمی باشد.

انواع مختلف دستگاه جت آب یا واترجت

•  واترجت‌ های آب ساده (بدون مواد ساینده)
• واترجت‌ های آب به همراه مواد ساینده
• واترجت ‌های آب ضربه‌ای
• واترجت ‌های کاویتاسیونی آب
• واترجت های هیبریدی

استفاده از اسیدها و حلال های اسیدی بتن و سنگ همچون اسید پانچر

اسید پانچر یا اسید تخریب کننده سنگ، بتن و ساروج (اسید ضد بتن – حلال ساروج) جزء موادی است که به منظور تخریب غیر هجومی بتن، سنگ و ساروج مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول برای اجسامی که عمق زیاد دارند، مورد استفاده قرار نمی گیرد و بیشتر برای تخریب های سطحی از این اسید استفاده می شود. در مکان هایی که بتن به صورت پسماند، خشک شده مانند مخازن میکسر بتن و جاهایی که بنایی به صورت گسترده انجام شده و بتن های اضافه به صورت سطحی جایی ریخته شده اند، می توان با اسید پانچر آن را شست و شو داد.

اسید پانچر را در وسعت های بسیار زیاد نمی توان استفاده کرد و تنها برای سطوح با قطر کم مناسب است زیرا این اسید بسیار قوی بوده و برای استفاده از آن، شرایط ایمنی خاصی نسبت به سایر محصولات تخریب کننده سنگ و بتن مورد نیاز است. اسیدهای پانچر ساختار یکسانی ندارند و برای هر نوع بتن یا سنگ، یک نوع اسید پانچر خاص استفاده می شود.

لازم به ذکر است که در مواردی که رطوبت زیاد باشد و یا آب بر روی بتن، سنگ یا ساروج باشد، نمی توان از اسید پانچر استفاده نمود. در چنین مواردی می توان از ماده کتراک استفاده نمود. در ادامه این نوشتار به توضیح روش تخریب سنگ با استفاده از ماده کتراک خواهیم پرداخت.

استفاده از وسایل مکانیکی همچون دستگاه پیکور

در این روش از وسایل مکانیکی نظیر چکش های برقی، کمپرسور و پیکور استفاده می شود. این تجهیزات، به بتن یا سنگ نیروی مکانیکی وارد کرده و با ضربه، باعث تخریب آنها می شوند. یکی از مزایای روش تخریب با روش مکانیکی این است که هزینه پایینی دارد و سرعت اجرای آن بالا است یعنی شما می توانید با استفاده از وسایل مکانیکی نظیر پیکور و چکش برقی، خیلی سریع سنگ یا بتن را تخریب کنید.

میزان تخریب در این روش، به قدرت دستگاه بستگی دارد. از معایب این روش، می توان به این موضوع اشاره کرد که ضربه و نیروی مکانیکی این وسایل، به سازه اصلی و میلگردهای سازه بتنی آسیب می رسانند؛ در نتیجه برای تخریب بتن و سنگ در سازه های بزرگ و مهم، روش خوبی به شمار نمی رود. تخریب بتن با وسایل مکانیکی در مکان های مختلف قابل استفاده است. بیشترین کاربرد این روش زمانی است که بتن فاقد میلگرد باشد یا نیازی به تخریب کامل بتن نباشد.

استفاده از مواد شیمیایی منبسط شونده همچون کتراک

یکی دیگر از روش های تخریب سنگ و بتن، استفاده از فشار فیزیکی با استفاده از مواد شیمیایی منبسط شونده است. وقتی از مواد شیمیایی منبسط شونده استفاده می شود، حجم آنها زیاد می شود و به ساروج، سنگ یا بتن فشار می آورد و آن را تخریب می کند. این مواد شیمیایی منبسط شونده، با اسامی تجاری مختلف از جمله کتراک شناخته می شوند. با این روش، می توان انواع سنگ ها و بتن ها و ساروج را تخریب کرد. استفاده از مواد شیمیایی منبسط شونده، آلودگی صوتی خاصی به همراه ندارد. همچنین هزینه این روش نیز بسیار پایین است. یکی از معایب استفاده از مواد منبسط شونده این است که غیرقابل کنترل است و سرعت بالایی ندارد. در سنگ ها یا بتن های حجیم با ضخامت پایین، از این روش برای تخریب استفاده می شود.

ماده تخریب کننده کتراک بدون ایجاد صدا و لرزش و پرتاب جزء بهترین ابزار تخریب است که ترکیب آن با آب، با ایجاد فشار عرضی باعث ترک خوردن و خرد شدن سنگ و بتن یا ساروج می شود. کتراک جهت تخریب انواع بتن در پی یا شالوده (فونداسیون) و دیواره های ساختمان ها، تخریب سنگ در مناطق مسکونی، تخریب سازه های بتنی دارای میلگرد و فاقد میلگرد،تخریب ساروج و استخراج سنگ در معادن به کار می رود.

کتراک یا فرکت ای جی، ماده منبسط شونده غیر انفجاری می باشد که با افزایش حجم باعث تخریب سنگ، بتن و ساروج می شود. برای استفاده از کتراک حتماً باید با اصولی که بعد از تهیه، آموزش داده می شود، کار کرد و در شرایط مختلف مثل دیواره، کف چاه یا سنگ آزاد انواع مختلفی دارد. به طور تجربی، میزان کتراک در سنگ های آزاد که بر روی زمین افتاده اند، برای هر متر مکعب تقریباً ۷ تا ۱۰ کیلو مصرف می شود و در سنگ هایی که در دیواره یا کف زمین محصور هستند و محیط اطراف آنها بسته است، برای هر متر مکعب بین ۲۰ تا ۴۰ کیلوگرم نیاز می باشد.

بهترین روش برای تخریب سنگ یا بتن در سطح وسیع و مکان هایی که باید عملیات تخریب با تولید کمترین آلودگی صوتی انجام شود، استفاده از کتراک می باشد.

به کارگیری روش تخریب با استفاده از ماده شیمیایی منبسط شونده کتراک در پروژه های پایدارسازی دیواره های گود

در برخی از پروژه های پایدارسازی دیواره های گود، حضور لایه های خاک سفت و گاهاً سنگ سخت در ساختگاه محل پروژه ایجاب می نماید تا عملیات پنل برداری و خاکبرداری توأم با برخورد به سنگ های حجیم و درشت باشد. از این رو، عوامل اجرایی مجبور می شوند تا جهت بارگیری و حمل خاک از محل کارگاه به محل دپوی تعیین شده از سوی شهرداری، سنگ های بزرگ و درشت را خرد و تکه تکه نمایند.

همچنین در برخی از موارد، از ماده کتراک برای تخریب و خرد کردن سنگ ها استفاده می شود. کتراک ماده ای غیر منفجره است که برای خرد کردن سنگ ها بیشتر در معادن به کار برده می شود. این ماده پس از ترکیب با آب، فشار گازی را ایجاد می کند که با استفاده از اعمال نیروی انبساط آن در دیواره، سنگ های بزرگ و درشت شکسته می شوند.

مواد کتراک پس از اختلاط با آب سرد، به شکل ملاتی درون سوراخ ها و درزهای سنگ ها ریخته می شوند و با گذشت زمان اندک، در اثر انبساط موجب شکستن و خرد شدن سنگ می گردند. فشاری که این مواد وارد می کنند تقریباً در حدود ۵۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع (معادل 50 مگاپاسکال) می باشد که می تواند به راحتی باعث خرد شدن سنگ و یا سیمان بدون ایجاد آلودگی صوتی گردد.

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

• مهندسی تخریب ساختمان (Destruction Engineering)
• خاکبرداری چیست؟ (Excavation)
• رمپ و جمع آوری رمپ در گودبرداری (Ramp removal excavation)
• گودبرداری و خاکبرداری دو عملیات متمایز از یکدیگر
• گودبرداری غیر اصولی (Unprincipled Building Excavation)
• گودبرداری چیست؟ و اصول اجرای گودبرداری های ساختمانی (Excavation)
• انواع روش های تخریب سنگ و بتن (A Variety of Methods of Rock and Concrete Demolition)

در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید : 

• ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان چیست؟ (Top-Down Construction)
• نیلینگ یا میخ کوبی دیواره چیست؟ (Soil Nailing)
• انکراژ یا مهارگذاری خاک چیست؟ (Soil Anchorage)
• مهارمتقابل یا استرات چیست؟ (Braced Excavations – Struts)
• سازه نگهبان خرپایی چیست؟ (Truss Retaining Structure)
• خاک مسلح یا ژئوسنتتیک چیست؟ (Geosynthetict)
• سپرکوبی چیست؟ (Sheet Pile)
• دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی چیست؟ (Diaphragm walls – Slurry walls)
• دیوار برلنی یا دیوار سولجر پایل چیست؟ (Berlin wall – Soldier Pile and Lagging System)
• زهکشی و آب بندی در گودبرداری چیست؟ (Drainage- Dewatering & Waterproofing )
• نقشه برداری یا مهندسی نقشه برداری چیست؟ (Surveying)
• پایش گود یا مانیتورینگ چیست؟ (Monitoring)
• دستورالعمل بهداشت، ایمنی و محیط زیست چیست؟ (HSE)
• آموزش گام به گام نقشه خوانی انواع روش های پایدارسازی و گودبرداری

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

• مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
• مطالعات لرزه خیزی چیست؟ (Seismicity studies)
• ژئوفیزیک (Geophysics)
• زمین شناسی (Geology)

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید : 

• تزریق پر فشار یا جت گروتینگ چیست؟ (Jet Grouting)
• ریزشمع یا میکروپایل چیست؟ (Micropile & Underpinning)
• پیش بارگذاری چیست؟ (fill surcharge preloading method)
• اختلاط عمیق خاک یا DSM چیست؟ (Deep Soil Mixing)
• تراکم دینامیکی یا DC چیست؟ (Dynamic Compaction)
• ستون شنی ارتعاشی یا تراکم ارتعاشی چیست؟ (Vibro Stone Column)

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

• روش اجزای محدود چیست؟ (Finite Element Method) (FEM)
• پمعرفی نرم افزار Plaxis
• معرفی نرم افزار GEOSLOPE
• معرفی نرم افزار AutoCAD
• معرفی نرم‌ افزار ETABS
• معرفی نرم افزار SAP2000
• معرفی نرم افزار SAFE
• معرفی نرم افزار ABAQUS
• معرفی نرم افزار FLAC
• معرفی نرم افزار MIDAS

در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید : 

• ساخت و ساز ابنیه و ساختمان (Building & Structure)
• قرارداد مشارکت در ساخت (Construction participation contract)
• نظارت بر اجرای پروژه های عمرانی (Construction Supervision)
• مشاوره ساختمانی (Construction consulting)
• مدیریت پیمان (Management Contracting)
• مدیریت طرح (Construction Management)
• مدل کسب و کار (B2B) یا بی تو بی (Business-to-Business)
• انواع سیستم های سازه ای (Structural System)
• مدیریت پروژه های عمرانی (Project Management)
• آیین نامه ی ۲۸۰۰ ، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله
• سازه فلزی و سازه بتنی (Steel and concrete structures)
• طراحی سازه بر اساس عملکرد (Performance Based Seismic Design, PBSD)
• تغییرمکان جانبی نسبی طبقات چیست؟ (Drift)
• طیف پاسخ و طیف طرح چیست؟ (Spectrum Response)

مطالب مرتبط :

• مقررات ملی ساختمان
• آیین نامه های FHWA
• paie-pk – Overview of Concrete Demolition Methods