آشنایی
از آبکشی عمدتا برای پائین بردن سطح ایستابی و خشک نگاهداشتن محیط کار استفاده می‌شود. از این روش همچنین جهت کاستن از فشار آب نشتی در دامنه‌ها و کف حفاریها نیز سود جسته می‌شود. آبکشی توسط پمپاژ از
انباره یا پمپاژ نقطه‌ای و بندرت با روش
الکترواسمز ( Electroosmosis) انجام می‌شود. روش انتخابی وابسته به نوع مصالح و عمق آبکشی است.
عواملی موثر در انتخاب روش آبکشی
- عمق سطح ایستابی در طول ساختمان ، طبیعت سفره آب (آزاد ، معلق یا آرتزین) و مقدار آب جریان یافته به بخش حفاری شده از دیواره‌ها و کف باید برود.
- مقدار جریان ورودی به سیستم آبکشی که وابسته به نفوذپذیری و ضخامت سازندهای آبدار است، باید تعیین گردد. همچنین ، میزان پائین رفتن سطح ایستایی برای خشک شدن محل کار و اجتناب از رگاب و شیب آبی (گرادیان هیدرولیک) ناشی از جریان آب به سمت حفاری نیز باید مشخص شود.
- ضریب نفوذپذیری لایه‌های مختلف زمین مهمترین عامل است و می‌توان آن را از روی منحنی دانه بندی برآورد نمود. یا اینکه مقدار آن را توسط آزمایش پمپاژ و اندازه گیری میزان افت در پیزومترهای اطراف محاسبه کرد.
- مقدار نشت قابل تصور آب از سطح زمین در طول فرآیند آبکشی تاثیر آن بر سازه‌های جانبی باید ارزیابی شود و روشهایی برای کنترل آن درنظر گرفته شود.
ساده ترین روش کنترل آب ورودی به حفاریها ، ایجاد نهرهای قطع کننده آب در پای دامنه یا ورقه حفاری است. این آبروها به چاهک یا انباره‌ای متصل می‌شود که از آنجا به خارج پمپاژ می‌شود. این روش معمولا در زمینهایی مثل ماسه‌های لای دار یا رسدار ، که سرعت جریان آب زیاد نیست یا جاهایی که عمق کار فاصله زیادی با سطح ایستابی ندارد (فشار آب کم) ، مناسب است. در اینجا باید
نهرها و بستر انباره را با
شن و قلوه سنگ یا سنگ شکسته بپوشانیم تا از حرکت و مهاجرت ذرات ریز جلوگیری شود.
پمپاژ نقطه‌ای
سیستمهای منفرد و مضاعف
پمپاژ نقطه‌ای استاندارد معمولا در خاکهای ماسه‌ای یا دیگر رسوبات دارای ضریب نفوذپذیری (K) از 10 تا
سانتیمتر برثانیه بکار می‌رود. این روش متشکل از لوله‌هایی با بخش انتهایی مشبک به قطر 5 تا 7.5 سانتیمتر و طول 30 تا 100 سانتیمتر است که بسته به نفوذپذیری خاک در فواصل 1 تا 4 متری از هم در زمین نصب می‌شوند. انتهای هر لوله به لوله بزرگتری به قطر 15 الی 30 سانتیمتر وصل می‌شود. آن لوله نیز به نوبه خود به یک پمپ گریز از مرکز متصل است. استفاده از
سیستم پمپاژ نقطه‌ای تک مرحله‌ای توسط عرض و عمق حفاری محدود می‌شود.
در اینجا عمق موثر کشش پمپها حدود 4.5 الی 5.5 متر است. در مقابل سیستم چند مرحله‌ای متشکل از رشته‌هایی از سیستم تک مرحله‌ای است که در پلکانهایی با فاصله کمتر از 4.5 متری از یکدیگر ، قرار داده شده‌اند. این روش در حفاریهای بزرگی که به دلیل عرض یا عمق زیادشان یک سیستم منفرد نمی‌تواند چاره ساز باشد، بکار گرفته می‌شوند. در زمان کاربرد این روش باید توجه داشت که بالاترین بخش منحنی افت آب زیرزمینی به مقدار قابل توجهی زیر کف بخش حفاری شده قرار گیرد تا از بالازدگی و جوشیدن آب جلوگیری شود.
پمپاژ نقطه‌ای توسط خلا
در لایها که روشهای ثقلی نمی‌تواند آب منفذی نگاهداری شده توسط نیروهای موئینه را تخلیه نماید، از روش
ایجاد خلا استفاده می‌شود. به این ترتیب که انتهای مجوف لوله‌ها ، در رسوبات در حد لای قرار داده شده و بخشهای بالاتر
گمانه با
رس پر می‌شود. با بکارگیری این روش ، لایهای موجود در کف یک حفاری از حالت سریع به نمونه‌ای سخت و مقاوم تبدیل می‌شوند. البته در شرایطی که مکش ناشی از خلا به لایه‌های ماسه‌ای مجاور می‌رسد، کارآیی سیستم سریعا پائین خواهد آمد.
خاکهای بدون چسبندگی را تا عمق 15 الی 30 متری می‌توان توسط این سیستم آبکشی نمود. نکته مثبت در این روش جلوگیری از فشارهای بالازدگی در حفاریهای عمیق است. در اینجا میزان دبی آبکشی از هر چاه محدود و کمتر از 38 الی 57 لیتر بر دقیقه است. انتهای هر لوله در این سیستم به یک
انژکتور متصل است. آب از یک لوله به این نقطه می‌آید و با فشار به یک لوله کمی گشادتر وارد می‌شود. به این ترتیب مکشی در مجرایی که به راس جمع کننده آب متصل است، ایجاد می‌شود. حاصل این فرایند مکیده شدن أب از
خاک ، ورود آن به گمانه و پمپاژ آن به خارج است.
چاههای عمیق
چاههای عمیق اساسا برای حفاریهای عریض و عمیق ، مخصوصا در جاهایی که خاکهای ریز حفاری با افزایش عمق نفوذپذیرتر می‌شوند و نمی‌توان سطح ایستابی را با پمپاژ نقطه‌ای پائین برد، بکار می‌رود. در این حالت باید تا مواد نفوذپذیر تر واقع در زیر سطحی که قرار است آب زیرزمینی تا آنجا پائین برده شود، عمق کافی وجود داشته باشد تا غوطه وری کامل بخش مجوف لوله و پمپ شناور امکانپذیر گردد.
چاههای عمیق بیش از همه در سازندهای لایه لایه حاوی لایه‌های با زهکشی آزاد شنی و قلوه سنگی مفید است. از این روش همچنین برای بی آب کردن تونلها و پایدار کردن توده‌های لغزنده با سطح گسیختگی عمیق استفاده می‌شود. البته این روش پرهزینه است و برای دستیابی به پایداری مناسب باید عملیات پمپاژ بطور دایم انجام شود.
نحوه اجرای این روش به این ترتیب است که ابتدا چاههایی با فاصله 6 الی 60 متر از یکدیگر در خارج از منطقه مورد نظر حفر می‌شود و با پمپهای توربینی یا شناور تجهیز می‌گردد. قطر چاهها از 15 تا 45 سانتیمتر متغیر است و بخش مجوف انتهای طولی برابر 6 تا 22.5 متر است. این روش اغلب به همراه روش پمپاژ نقطه‌ای بکار گرفته می‌شود. به این منظور
چاههای عمیق در اطراف حفاری و سیستمهای پمپاژ نقطه‌ای در داخل بخشهای حفاری شده قرار داده می‌شود.
الکترواسمز
از این روش برای افزایش مقاومت لایه‌های ضخیم لای در حفاریهای روباز ، در دامنه‌ها و
تونلها استفاده می‌شود. به این منظور دو الکترود در عمق مورد نظر قرار داده شده و جریان مستقیم الکتریسیته به آن وصل می‌شود.
جریان القایی باعث حرکت آب از قطب مثبت (
آند) به سمت قطب منفی (
کاتد) می‌شود و از آنجا توسط پمپاژ خارج می‌گردد. نحوه قرارگیری
الکترودها باید به گونه‌ای باشد که فشارهای ناشی از نشت آب به سمت خارج از سطح حفاری شده هدایت شود تا بر پایداری خاک افزوده گردد.
مباحث مرتبط با عنوان
