إن جهاز الحفر الدوراني، وهو معدات لتشكيل الثقوب تحظى بقبول واسع النطاق في السنوات الأخيرة، أصبح طريقة معترف بها على نطاق واسع في بناء الأساسات تحت الأرض. باعتباره أسرع تقنيات بناء ثقوب الأوتاد المبتكرة تطوراً، يُشار إلى الأوتاد المصبوبة في الموقع بالحفر الدوراني على أنها "عملية بناء خضراء" نظرًا لكفاءتها العالية وجودتها الفائقة والحد الأدنى من تلوث الغبار والطين. ومع ذلك، ظهرت بعض المشكلات. تقارن هذه المقالة أجهزة الحفر الدورانية بأجهزة الحفر التقليدية والدوّارة، وتقدم توصيات عملية لاختيار معدات تشكيل الثقوب المناسبة في بناء أساسات الأوتاد.

فيما يلي تحليل ومقارنة بين الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا من أجهزة الحفر: الحفر بالصدم، والحفر الدوراني، وأجهزة الحفر الدورانية.

1. تحليل الحفر بالصدم

أجهزة الحفر بالصدم هي معدات متعددة الاستخدامات لتشكيل الثقوب تجمع بين الأنظمة الميكانيكية والهيدروليكية. إنها قابلة للتكيف مع الظروف الجيولوجية المتنوعة، بما في ذلك التربة الطينية والتربة الرملية والطبقات الحصوية والحصى والصخور والصخور اللينة والصخور الصلبة. تعتبر هذه الأجهزة فعالة بشكل خاص في قيادة الأوتاد المثبتة في الصخور في المناطق الجبلية والتلال. عند مواجهة طبقات التربة اللينة، يمكن للمشغلين استبدال التربة السطحية مؤقتًا لتثبيت جهاز الحفر.

يمكن تجميع الحفارات بالصدم ذاتيًا وفقًا لظروف الموقع الفعلية وتتميز بسهولة التشغيل. من حيث التصميم الهيكلي والتعقيد التشغيلي، تتفوق الحفارات بالصدم على الحفارات الدورانية والحفارات الدورانية. عند النظر في الظروف الجيولوجية وحدها دون عوامل مثل جدول المشروع أو الكفاءة الاقتصادية، تظل الحفارات بالصدم قابلة للتطبيق عالميًا. فيما يتعلق بسرعة تكوين الثقوب، تتخلف الحفارات بالصدم عن الحفارات الدورانية والحفارات الدورانية في بيئات جيولوجية معينة. من حيث التكلفة لكل متر طولي للحفر في حفرة واحدة، تُظهر الحفارات بالصدم أعلى كفاءة، بينما تُظهر الحفارات الدورانية الأقل، بينما تشغل الحفارات الدورانية الأرضية الوسطى.

2. تحليل جهاز الحفر الدوراني

تعتبر أجهزة الحفر ذات الدوران الإيجابي والدوران العكسي مناسبة للتربة الجافة والطبقات الأرضية التي تحتوي على حصى أو حصى صغيرة والصخور اللينة. ومع ذلك، لا يوصى بها لطبقات الأحجار الكبيرة أو الطبقات الصخرية الصلبة. تنطبق الحفارات ذات الدوران الإيجابي أيضًا على طبقات الغرين والرمل الناعم والمتوسط والخشن. على العكس من ذلك، قد تتسبب الحفارات ذات الدوران العكسي في الطبقات الرملية في وقوع حوادث في الثقوب إذا كانت معلمات تركيبة الطين غير كافية أو كانت سرعة الحفر مفرطة.

تعتبر أجهزة الحفر الدورانية مناسبة بشكل خاص لبناء الأوتاد المحفورة في السهول الداخلية ذات الطبقات الغرينية السميكة والمسطحات المدية الساحلية. من حيث سرعة تكوين الثقوب، تتفوق أجهزة الحفر الدورانية على الحفارات الإيقاعية ولكنها تتخلف عن الحفارات الدورانية. من منظور تكلفة الهندسة، تعتبر أجهزة الحفر الدورانية هي الأكثر اقتصادا بين الأنواع الثلاثة من معدات الحفر، كونها الخيار الأكثر تكلفة.

3. أوجه القصور في الحفارات بالصدم والحفارات الدورانية

كما تمت مناقشته أعلاه، تشترك كل من الحفارات بالصدم والحفارات الدورانية في الخصائص المشتركة لكونها معدات فعالة من حيث التكلفة مع عملية تشغيل بسيطة. بعد عقود من الاختيار في السوق، أصبحت الآلات السائدة لتشكيل ثقوب أساسات الأوتاد. ومع ذلك، مع تقدم المجتمع، ظهرت تدريجياً بعض أوجه القصور التي لا يمكن التغلب عليها:

تلويث البيئة، غير صديق للبيئة

يتطلب كل من بناء جدار الطين وتصريف الرواسب المعلقة الطين. ومع ذلك، يتسبب إنتاج الطين في تلوث البيئة في كل من موقع البناء والمناطق المحيطة، مما لا يفي بمطالب المجتمع الحديث المتزايدة بممارسات البناء الصديقة للبيئة. يتطلب استخدام الطين المعاد تدويره أحواض الطين، والتي تشغل مساحة بناء كبيرة.

تشكيل ثقوب بطيء

وفقًا لمتطلبات جودة البناء العادية وظروف الطبقات الجيولوجية العامة، يمكن لجهاز الحفر الدوراني حفر ثقوب بحوالي 8-10 أمتار في اليوم. ومع ذلك، فإن سرعة تكوين الثقوب في الحفر بالصدم أبطأ.

ضعف القدرة على التكيف

بالإضافة إلى القدرة القوية على التكيف للحفارات بالصدم، لا يمكن للحفارات الدورانية التعامل مع الطبقات الأكثر صلابة خارج الطبقات المتآكلة القوية. يمكن لكل من الحفارات بالصدم والحفارات الدورانية حفر ثقوب رأسية فقط، وليس ثقوب المواد.

انخفاض درجة التشغيل الآلي

تكون كثافة عمل العمال عالية. البيئة العاملة سيئة ودرجة التشغيل الآلي للحفارات بالصدم والحفارات الدورانية ليست عالية. إنها في الأساس عملية ارتداء الأذن. البيئة العاملة للعمال قاسية، وهو ما لا يتماشى مع الاتجاه الاجتماعي الحالي للإنسانية والتشغيل الآلي العالي.

4. تحليل جهاز الحفر الدوراني

الصحة البيئية

عندما يتم تشكيل ألف ثقب، لا يوجد تلوث للموقع والبيئة المحيطة. حتى عند استخدام الطين الساكن لتشكيل الثقوب، مقارنة بتلوث الحفارات بالصدم والحفارات الدورانية، تنتج آلات الحفر الدورانية تلوثًا أقل للموقع.

يتم تشكيل التكوين بسرعة

في التكوينات الجيولوجية القياسية، تحقق أجهزة الحفر الدورانية معدلات تكوين ثقوب أسرع 4-6 مرات من أجهزة الحفر التقليدية. عند بناء أساسات أوتاد الجسور على مسافة تقل عن 10 أمتار في الطبقات النموذجية، تفي عملية الحفر بمعايير مراقبة الجودة لأساسات الأوتاد المؤهلة. في حين أن الحفر الدوراني يستغرق عادةً 24-36 ساعة، يمكن لمشغلي الحفر الدوراني المهرة الذين لديهم توجيهات فنية إكمال حفر أساسات الأوتاد في 6-9 ساعات فقط. يوضح هذا الميزة الكبيرة لأجهزة الحفر الدورانية في بناء الأساسات.

القدرة على التكيف القوية

يمكن تجهيز أجهزة الحفر الدورانية بلقم حفر مختلفة. تشمل الأنواع الشائعة لقم الحفر الدورانية ودلاء الحفر الدورانية. بالإضافة إلى ذلك، توجد أدوات متخصصة مثل لقم الحفر الأسطوانية، والحفارات ذات القاعدة المتوسعة، والحفارات بالصدم، والحفارات المخروطية المصممة لظروف جيولوجية مختلفة. يمكن لهذه الأجهزة الحفر عبر طبقات الرمل والتربة والصخور وغيرها من التكوينات. تُعرف هذه الآلات باسم "الحفارات الدورانية"، ويمكنها التحرك بشكل مستقل، مما يضمن تحديد المواقع بدقة وسهولة قبل الحفر. لا يمكنهم فقط حفر الأوتاد الرأسية، ولكنهم قادرون أيضًا على بناء الأوتاد المائلة.

 فائق السرعة

تكون كثافة عمل التشغيل صغيرة. البيئة العاملة مريحة. جهاز الحفر الدوراني هو منتج يدمج الطاقة العالية والهيدروليكية الكاملة والميكاترونيك وراحة التشغيل (الإنسانية). إنه تبلور التكنولوجيا الحديثة العالية، ويجسد وحدة الإنسانية والذكاء والكفاءة العالية.