بالنسبة لطبقات الصخور والتربة ذات الالتصاق الجيد، يمكن استخدام تقنيات الحفر الجاف أو الحفر بالماء النظيف دون الحاجة إلى تدعيم الجدران بالطين. أما بالنسبة للتكوينات الرخوة المعرضة للانهيار، أو المناطق ذات المياه الجوفية، أو جدران الآبار غير المستقرة، فيجب استخدام تقنية تدعيم الجدران بالطين الساكن لحقن طين التدعيم أو سائل التثبيت في البئر.
1. تتكون عملية بناء رافعة الحفر الدوارة من الخطوات السبع التالية بشكل أساسي
□ تحديد موقع أساس الركيزة: بناءً على نقاط التسوية وشبكة التحكم في القياس التي يوفرها جهاز المساحة، يتم وضع النقاط على خط امتداد المحور. وأثناء عملية بناء الركيزة، يتم فحص نقاط التحكم الميدانية وحمايتها بشكل فعال.□ تثبيت الغلاف: تتم محاذاة الخط المركزي للغلاف مع مركز موقع الركيزة المقاسة، مع الحفاظ بشكل صارم على عمودية الغلاف، وضمان تطابق خطه المركزي مع مركز الركيزة؛ وبعد تثبيت الغلاف في الموضع الصحيح، يتم الردم حوله بالطين ودمكه لضمان عموديته.
□ وضع جهاز الحفر في موضعه: بعد تركيب جهاز الحفر في موضعه، تتم محاذاة مركز المثقاب مع مركز موقع الركيزة لضمان عدم حدوث إزاحة أثناء البناء. (تتميز رافعات الحفر الدوارة عمومًا بوظيفة القفل بعد تحديد الموضع. وما دام الجهاز لا يزاح ككل، يمكن لقضيب الحفر الدوران بحرية، وبفضل خبرة المشغّل، يظل محاذيًا لمركز الركيزة الأصلي.)
□ الحفر: بالاعتماد على صندوق الطين وحفرة الطين معًا، يُحضَّر الطين يدويًا (باستخدام مضخة طين للخلط والتحضير، مع استخدام البنتونيت الصوديومي أو الكالسيومي، ويمكن تحديد الجرعة وفقًا لمتطلبات كثافة الطين أو ضبطها بمقياس كثافة الطين) لتدعيم الجدار أثناء الحفر. تُحدَّد كثافة الطين وفقًا للظروف الفعلية للقاع، وتُحدَّد معلمات الحفر في مختلف الظروف الجيولوجية بناءً على تجارب الركائز والخبرة الميدانية (ويتراوح نطاق كثافة الطين عادة بين 1.05 و1.10)؛ وبعد الحفر، تُفحص المؤشرات المختلفة مثل قطر البئر وعمقه والرواسب وكثافة الطين. وتتمثل الميزة الأكبر للحفر الدوار في إمكانية إعادة استخدام الطين مرارًا وتكرارًا. وبعد إنتاج الطين الأولي، يمكن إضافة كميات تكميلية مناسبة لاحقًا
□ وضع القفص الفولاذي: تُستخدم رافعة لرفع القفص الفولاذي عموديًا داخل البئر، ووضعه عند منسوب التصميم، وتثبيته في موضعه.
□ تركيب الأنبوب الواصل: تُستخدم الرافعة لإدخال الأنبوب الواصل. يجب أن يتطابق قطر وطول الأنبوب مع عمق البئر، مع ترك مسافة 0.3 متر من قاع البئر. ويجب أن تضمن كمية الصب الأولية انغراس الأنبوب بعمق لا يقل عن متر واحد بعد انتشار الخرسانة.
□ صب الخرسانة: بعد حقن كمية معينة من الخرسانة، تُستخدم الرافعة لسحب الأنبوب لأعلى لضمان انتشار الخرسانة ودمكها، وتتكرر هذه العملية حتى السطح العلوي. لا يجوز أن يقل عمق الانغراس الأدنى عن 0.5 متر، ويمكن أن يصل عمق الانغراس الأقصى إلى 10 أمتار أو أكثر. ويُعزى ذلك بشكل أساسي إلى أن الحفر الدوار يتطلب كثافة طين أقل، ورواسب أقل، وفارقًا وزنيًا كبيرًا بين الخرسانة والطين.
خصائص الحفر في رافعات الحفر الدوارة
بالمقارنة مع آلات حفر الركائز التقليدية، يمكننا استنتاج أن آلات الحفر الدوارة تتمتع بمزايا كبيرة في عملية الحفر، ونلخص أبرز مزاياها فيما يلي:□ سرعة الحفر عالية، إذ تزيد عن 5 أضعاف سرعة آلات الحفر العادية، مما يضمن تقدم المشروع بفعالية. وقضيب الحفر في الرافعة الدوارة هو قضيب تلسكوبي يتميز بسرعة حفر عالية وقدرة تكيّف قوية مع مختلف الظروف الجيولوجية، مما يجعله واسع الاستخدام.
□ سهولة الحركة: إن معظم رافعات الحفر الدوارة مزودة بهيكل جنزيري هيدروليكي تلسكوبي، مما يتيح نقل الجهاز بسهولة إلى الموضع المطلوب، على عكس رافعات الحفر العادية التي يصعب تحريكها، مع ضمان ثبات الماكينة بالكامل وقدرة مناورة جيدة.
□ سرعة تحديد الموضع عالية ودقة التموضع مرتفعة. قبل الحفر، تتم محاذاة مركز المثقاب مع موقع الركيزة، ثم تُحدَّد الإحداثيات المقابلة كإحداثيات محور بواسطة الذراع الآلية. وأثناء البناء، يمكن للمشغّل استخدام الأجهزة الإلكترونية المتقدمة في مقصورة القيادة لتحقيق المحاذاة بدقة، مما يتيح للرافعة الوصول إلى حالة الحفر المثلى.
□ يمكن اكتشاف عمق الحفر والعمودية والتحكم فيهما تلقائيًا. نظرًا لارتفاع درجة الأتمتة في الرافعة نفسها، يمكن التحكم في عمق الحفر والعمودية بواسطة نظام إلكتروني وعرضهما في الوقت الفعلي على الشاشة. وبالمقارنة مع الركائز المحفورة التقليدية، تزداد قدرة التحميل لركائز الحفر الدوار بشكل ملحوظ، وتُضمن جودة بناء ركائز التحميل.
□ تبرز مزايا السلامة وحماية البيئة. تعتمد الماكينة بالكامل على ناقل حركة هيدروليكي، وتتم مساعدة التسوية وإزاحة الحركة لكل الماكينة بواسطة محركات أو أسطوانات هيدروليكية. فهي لا تتمتع فقط بحماية جيدة من التحميل الزائد، وتشغيل سلس، وسلامة وموثوقية، ومناورة مرنة وخفيفة، واهتزاز وضجيج منخفضين، مما يقلل إلى حد كبير من عبء عمل المشغّل، بل تتمتع أيضًا بأجهزة حماية سلامة مثل حد الارتفاع وحد نطاق الذراع للرافعات الرئيسية والثانوية، ومفاتيح التحكم الهيدروليكي في مقصورة القيادة، مما يعزز البناء المتحضر والإنتاج الآمن؛ كما يمكن إعادة تدوير الطين المستخدم في الحفر، ويمكن فصل ناتج الحفر عن الطين ونقله بعيدًا برفع دلو الحفر الدوار، مما يقلل التلوث ويجعل موقع البناء نظيفًا ومرتبًا نسبيًا.
□ بعد الحفر، تكون الرواسب قليلة. تستخدم الرافعة الدوارة الطين الساكن لتدعيم الجدار أثناء الحفر، ويُستخرج ناتج الحفر عبر الدلو الدوار، لذلك تكون كمية الرواسب قليلة جدًا؛ أما رافعات الحفر الأخرى فتُخرج ناتج الحفر عبر دورة الطين، لذلك من الشائع وجود رواسب أكثر.
تتميز رافعة الحفر الدوارة بقوة عالية، وسرعة حفر سريعة، ودرجة أتمتة عالية، وحركة مرنة ومريحة، وتموضع دقيق، وتوفير للعمالة، وإنتاج آمن، وسهولة في العمل، وأداء بيئي جيد، وضجيج منخفض، وكفاءة عمل عالية، وتوفير للوقت، وتكاليف بناء مخفّضة. إلا أنها تنطوي أيضًا على بعض المشكلات الناتجة عن طبيعتها. ونظرًا لتعدد مراحل عملية البناء، فإن عدم الانتباه في أي مرحلة قد يؤدي إلى حدوث مشكلات في الجودة. ويتطلب ذلك من موظفي البناء والإشراف أن يتمتعوا بروح عمل جدّية، وحسٍّ عالٍ من المسؤولية، ومستوى تقني جيد، وقدرة ميدانية على التعامل مع المواقف.