اجرای عملیات خاکی معمولا طی خاکبرداری و یا خاکریزی صورت می‌گیرد. این دو فعالیت، اصلی‌ترین فعالیت‌های عملیات خاکی هستند. البته، مراحل دیگری نیز برای آماده‌سازی و نهایی‌سازی این عملیات وجود دارند که در ادامه به معرفی برخی از آن‌ها می‌پردازیم.
اطلاعات مورد نیاز برای عملیات خاکی کدام هستند؟
اجرای مطالعات زمین شناسی یکی از مراحل ثابت در اکثر پروژه‌های عمرانی و معدنی است. این مطالعات به عنوان بخشی از عملیات خاکی در نظر گرفته نمی‌شوند. با این وجود، داده‌های حاصل از آن‌ها به منظور انجام محاسبات، طراحی و کنترل اجرای این عملیات مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از این داده‌ها عبارت هستند از:
- جنس مواد
- خواص ژئومکانیکی مواد
- وضعیت آب زیرزمینی
- مشکلات زیست محیطی
پس از بررسی زمین شناسی و تایید محل اجرای پروژه، عملیات نقشه برداری برای تهیه نقشه‌های توپوگرافی و رسم پروفیل مسیر شروع می‌شود. نقشه‌های توپوگرافی و پروفیل‌ها از مهم‌ترین ابزارهای طراحی و محاسبه حجم عملیات خاکبرداری و خاکریزی هستند.
تصویر بالا، پلان توپوگرافی و مقطع عرضی بخشی از یک مسیر را نمایش می‌دهد. مهندسان پس از تهیه این مقطع، سطح پیشنهادی با شیب پایدار را رسم می‌کنند. سپس، با توجه به اختلاف بین سطح واقعی و سطح پیشنهادی در مقاطع مختلف، حجم عملیات خاکی را به دست می‌آورند.
خاکبرداری چیست ؟
«خاکبرداری» (Excavation)، یکی از مهم‌ترین عملیات خاکی مورد استفاده برای برداشت مصالح و ایجاد حفره در زمین است. خاکبرداری با توجه به ابعاد پروژه (فضای در دسترس) و نوع مواد قابل استخراج، توسط چالزنی و انفجار، خراش، کندن (بیل مکانیکی)، ضربه (چکش مکانیکی) و حفاری (رودهدر) انجام می‌شود. این عملیات خاکی دارای انواع مختلفی است که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.
انواع خاکبرداری کدام هستند؟
خاکبرداری بر اساس معیارهای نظیر نوع مصالح و سازه به انواع زیر تقسیم می‌شود:
- انواع خاکبرداری بر اساس نوع مصالح
- حفاری زمین: برداشت لایه زیرین خاک سطحی
- حفاری سنگ: برداشت لایه‌های مقاوم با استفاده از روش‌های حفاری یا انفجار
- حفاری زمین نرم: برداشت مصالح مرطوب با پایداری نامناسب
- حفاری طبقه‌بندی نشده: برداشت ترکیبی از مواد بالا (غیر قابل تمایز)
- انواع خاکبرداری بر اساس نوع سازه
- خاکبرداری و خاکریزی: برداشت خاک سطحی و استفاده از آن به عنوان مواد پرکننده خاکریز، کف فونداسیون و غیره
- حفاری ترانشه: برداشت زمین برای آماده‌سازی فونداسیون، محل جانمایی تاسیسات و غیره
- خاکبرداری زیرزمین: برداشت لایه‌های بالایی زمین تا رسیدن به عمق مورد نظر برای اجرای زیرزمین
- خاکبرداری جاده: برداشت خاک سطحی، خاکبرداری و خاکریزی
- خاکبرداری پل: برداشت مصالح برای آماده‌سازی پی و تکیه‌گاه‌های سد طی مراحل حفاری مرطوب، خشک و سنگی
- لایروبی: حفاری برای برداشت مواد رسوبی و ته نشست مواد در زیر سطح آب دریاچه، رود، اسکله و غیره
- خاکبرداری عمیق یا گودبرداری: برداشت مصالح، بیشتر از عمق مورد نیاز به دلیل استحکام پایین لایه‌ها
سیستم نگهداری خاکبرداری
پایداری انواع مصالح خاکی در حین عملیات خاکبرداری با یکدیگر تفاوت دارد. زاویه شیب طبیعی، زاویه خودنگهدار مصالح را مشخص می‌کند. این زاویه به سطح آب زیرزمینی در محل اجرای پروژه بستگی دارد و بع عنوان معیاری برای اجرای سیستم نگهداری موقت در نظر گرفته می‌شود. زاویه شیب طبیعی برخی از مواد خاکی متداول عبارت هستند از:
- رس زهکشی شده: 45 درجه
- رس مرطوب: 16 درجه
- شن و ماسه خشک: 40 درجه
- ماسه مرطوب: 22 درجه
در صورتی که زاویه شیروانی از زاویه شیب طبیعی مصالح موجود بیشتر باشد، باید با توجه به پارامترهای زیر، نوع و میزان نگهداری مورد نیاز در حین خاکبرداری را تعیین کرد:
- پایداری و زاویه شیب طبیعی خاک زیرسطحی
- نزدیکی محل خاکبرداری به ماشین آلات، تاسیسات و ساختمان‌ها
- سطح آب زیرزمینی
- نوع خاک زیرسطحی
- عمق خاکبرداری
- مدت زمان بدون نگهداری محل برداشت شده
- فصل اجرای خاکبرداری و شرایط آب و هوایی
با توجه به پارامترهای بالا، سیستم‌های نگهداری زیر برای محل خاکبرداری قابل استفاده خواهند بود:
- نگهدارنده چوبی: متداول برای ترانشه، شفت یا سقف‌های کوچک و کم خطر
- ترنچ باکس: جانمایی در ترنچ‌های حفر شده با وضعیت کم خطر
- ورق ترانشه: به صورت روی هم یا قفل شده برای نگهداری پیوسته ترانشه‌های عمیق
- انکراژ و راک بولت
- صندوق فولادی
دکوپاژ چیست ؟
دکوپاژ، یکی از فعالیت موجود در عملیات خاکی است که به منظور برداشت خاک‌های نباتی از روی سطح زمین و آماده‌سازی محل اجرای پروژه انجام می‌گیرد.