Ειδικός Οδηγός για την Κατασκευή Φρεατίων με Γεώτρηση στη Μηχανική Θεμελιώσεων

Η μηχανική των πασσάλων απαιτεί σχολαστικό σχεδιασμό σε κάθε στάδιο, καθώς κάθε απόφαση επηρεάζει άμεσα τη σταθερότητα και την ασφάλεια μιας κατασκευής. Όταν αντιμετωπίζουμε πολύπλοκες γεωλογικές συνθήκες, η επιλογή του κατάλληλου συστήματος γεώτρησης, των εργαλείων και των μεθόδων εγκατάστασης καθίσταται υψίστης σημασίας για την εξασφάλιση της επιτυχίας του έργου, ελαχιστοποιώντας παράλληλα το κόστος και τους κινδύνους.

Η ολοκληρωμένη γεωλογική έρευνα παραμένει απαραίτητη πριν από την έναρξη οποιουδήποτε έργου γεώτρησης. Αυτό περιλαμβάνει λεπτομερή ανάλυση των τύπων εδάφους, των επιπέδων των υπόγειων υδάτων και των σχηματισμών βράχων στο εργοτάξιο. Οι πελάτες θα πρέπει να παρέχουν λεπτομερείς εκθέσεις έρευνας που περιέχουν δείγματα πυρήνα και δεδομένα γεωλογικών δοκιμών, επιτρέποντας στις κατασκευαστικές ομάδες να επιλέξουν τον βέλτιστο εξοπλισμό και τις τεχνικές γεώτρησης.

Η επιλογή του συστήματος γεώτρησης επηρεάζει σημαντικά την αποδοτικότητα και την ποιότητα του έργου. Παρακάτω παρατίθενται κοινές μέθοδοι γεώτρησης:

Η περιστροφική γεώτρηση χρησιμεύει ως μια ευέλικτη λύση για διάφορες γεωλογικές συνθήκες, με αρκετές εξειδικευμένες παραλλαγές:

• Δράπανα Αυγού: Αυτά χρησιμοποιούν περιστρεφόμενες ελικοειδείς λεπίδες για την κοπή και τη μεταφορά χώματος ή βράχου προς τα πάνω. Το κρίσιμο στοιχείο σχεδιασμού περιλαμβάνει το «βήμα» μεταξύ των λεπίδων, το οποίο καθορίζει την αποδοτικότητα απομάκρυνσης υλικού. Το ακατάλληλο μέγεθος βήματος μπορεί είτε να εμποδίσει τη ροή του υλικού είτε να μειώσει την αποτελεσματικότητα κοπής.
• Κάδοι Γεώτρησης: Ιδανικά για χαλαρά εδάφη ή στρώματα χαλικιού, αυτά τα εργαλεία διαθέτουν κάτω ανοίγματα που συλλέγουν υλικό κατά την περιστροφή πριν από την εκφόρτιση στην επιφάνεια. Οι σχεδιαστικές εκτιμήσεις πρέπει να λαμβάνουν υπόψη το ιξώδες του εδάφους και την περιεκτικότητα σε υγρασία για την αποφυγή απώλειας υλικού κατά την ανύψωση.
• Κορωνοτρύπανα: Εξειδικευμένα για την εξαγωγή δειγμάτων βράχου, αυτά τα εργαλεία διπλού τοιχώματος χρησιμοποιούν σκληρυμένο κράμα ή διαμαντένια δόντια κοπής. Το εξωτερικό βαρέλι κόβει ενώ το εσωτερικό βαρέλι διατηρεί την ακεραιότητα του πυρήνα, απαιτώντας σχέδια που ταιριάζουν με τη σκληρότητα του βράχου και τα δομικά χαρακτηριστικά.

Κατά την επιλογή περιστροφικών συστημάτων γεώτρησης, οι επαγγελματίες πρέπει να αξιολογούν τις απαιτήσεις ροπής (για ισχύ κοπής) και την καθοδική πίεση (για ικανότητα διείσδυσης), μαζί με τους τύπους υλικών και τις ονομαστικές τιμές ισχύος του εξοπλισμού.

Τα μηχανικά συστήματα προσφέρουν απλότητα στη λειτουργία και τη συντήρηση, αλλά στερούνται ευελιξίας. Οι υδραυλικές εναλλακτικές λύσεις παρέχουν ανώτερη προσαρμοστικότητα στην τοποθέτηση εργαλείων και τη ρύθμιση γωνίας, προσφέροντας μεγαλύτερη ισχύ με ακριβή έλεγχο με υψηλότερο κόστος συντήρησης.

Αυτά τα προηγμένα υδραυλικά συστήματα χρησιμοποιούν περιστρεφόμενα περιβλήματα που ασκούν καθοδική πίεση κατά τη διάρκεια της γεώτρησης. Εναλλακτικές διαμορφώσεις τοποθετούν περιστροφικά δράπανα στην κορυφή των περιβλημάτων, χρησιμοποιώντας τεχνικές αντίστροφης κυκλοφορίας με αφαίρεση θραυσμάτων με ανύψωση αέρα. Τέτοια συστήματα απαιτούν σχολαστικό σχεδιασμό και σχεδιασμό εργοταξίου.

Οι παραδοσιακές χειροκίνητες μέθοδοι παραμένουν οικονομικά αποδοτικές για ορισμένα έργα ενίσχυσης ή επισκευής θεμελίωσης, αν και απαιτούν εκτεταμένα μέτρα ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένων δομικών υποστηριγμάτων, συστημάτων αποστράγγισης και αερισμού. Ορισμένα έργα συνδυάζουν χειροκίνητη καθοδήγηση με μηχανικά εργαλεία όπως υδραυλικές φρέζες.

• Εξέδρες τοποθετημένες σε φορτηγά: Προσφέρουν μέγιστη κινητικότητα για γρήγορη μετεγκατάσταση, αυτά τα μηχανικά συστήματα αντιμετωπίζουν περιορισμούς ύψους και περιορισμούς εδάφους.
• Ερπυστριοφόρες Εξέδρες: Εξισορροπούν την κινητικότητα με τη σταθερότητα, αυτές οι μονάδες πλοηγούνται αποτελεσματικά σε ανώμαλο έδαφος, ιδιαίτερα σε συμπαγή μοντέλα.
• Εξέδρες τοποθετημένες σε εκσκαφείς: Συνδυάζοντας την υδραυλική ευελιξία με τις πλατφόρμες εκσκαφέων, αυτά τα συστήματα διαπρέπουν σε περιορισμένους χώρους και περιβάλλοντα χαμηλής απόστασης.
• Εξέδρες τοποθετημένες σε γερανούς: Απαραίτητες για μεγάλα έργα όπως θεμέλια γεφυρών, αν και απαιτούν εξειδικευμένες λύσεις μεταφοράς.

• Αυγούρια: Διατίθενται σε παραλλαγές εδάφους, βράχου και εξειδικευμένες με σχέδια ελικοειδών λεπίδων βελτιστοποιημένα για την απομάκρυνση υλικού.
• Κάδοι Γεώτρησης: Σχεδιασμένοι για εξαγωγή χαλαρού υλικού με εκτιμήσεις για τις ιδιότητες του εδάφους.
• Διαστολείς: Επεκτείνουν τις διαμέτρους βάσης σε σταθερά εδάφη χρησιμοποιώντας αναδιπλούμενους βραχίονες κοπής.
• Εργαλεία κρούσης: Εργαλεία θραύσης βράχων, συμπεριλαμβανομένων σφυριών πτώσης, σφυριών κρούσης και εξειδικευμένων εξαρτημάτων θραυστήρα.
• Εργαλεία αρπαγής: Εξυπηρετούν διπλούς σκοπούς στην απομάκρυνση υλικού και την εκσκαφή.

Μετά την εκσκαφή, οι μέθοδοι απομάκρυνσης υλικού ποικίλλουν ανάλογα με τις απαιτήσεις του έργου. Οι τεχνικές έγχυσης ενισχύουν τα ασταθή εδάφη γεμίζοντας τα κενά, ενώ η ανάμειξη εδάφους δημιουργεί σταθεροποιημένες στήλες. Καινοτόμες προσεγγίσεις περιλαμβάνουν τη δημιουργία «τούνελ» με επένδυση από σκυρόδεμα, χύνοντας και σκληραίνοντας πρώτα υπερμεγέθεις οπές πριν από την τελική γεώτρηση.

Η επιτυχής μηχανική θεμελίωσης απαιτεί σχολαστική προετοιμασία, τεχνική τεχνογνωσία και σωστή επιλογή εξοπλισμού για τη διασφάλιση της δομικής ακεραιότητας και της ασφάλειας καθ' όλη τη διάρκεια ζωής ενός κτιρίου.