ຊັ້ນດິນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຕ້ອງການຖັງຂຸດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼືບໍ?

ຄຸນສົມບັດຂອງຊັ້ນດິນມີຜົນຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງຖັງຢ່າງໃດ

ຄວາມຕ້ານທານ ຄວາມເຊື່ອມຕໍ່ ແລະ ຄວາມກະທຳລາຍຂອງດິນ ກຳນົດປະສິດທິພາບຂອງດິນ.

ຄຸນສົມບັດຂອງດິນກຳນົດປະສິດທິຜົນຂອງຖັງຂຸດເຈາະ ໂດຍອີງຕາມປັດໄຈສາມຢ່າງ. ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການເຈາະເຂົ້າ, ຄວາມແຂງແຮງຂອງການຢູ່ຕິດກັນ (cohesive strength), ແລະ» ຄວາມສາມາດໃນການຂັດ (abrasive potential) ລ້ວນແຕ່ມີອິດທິພົວຕໍ່ປະສິດທິຜົນຂອງຖັງ. ດິນຊີ້ນ (clays) ທີ່ມີຄວາມຢູ່ຕິດກັນສູງ ມັກຈະສ້າງແຮງດູດ (suction forces) ໃຫ້ເກີດຂື້ນຫຼາຍກວ່າ 15 kPa. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ຕ້ອງໃຊ້ຖັງທີ່ມີແຖວຕັດກວ້າງ ແລະ ເປີດຢູ່ດ້ານລຸ່ມ ພ້ອມທັງມີລະບົບການປ່ອຍວັດຖຸອອກທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງເໝາະສົມເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການຕິດຢູ່ ແລະ ການຕິດຂັດ. ຊັ້ນດິນທີ່ມີຄວາມຂັດສູງຈາກເຄື່ອງປຸງທີ່ມີໃນຫີນ granites ຫຼື quartz ຈະຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິຜົນຂອງຖັງໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ເຖິງ 40-60%. ນີ້ເປັນການປຽບທຽບລະຫວ່າງ quartz ແລະ silt ແລະ ຈະຕ້ອງໃຊ້ຖັງທີ່ມີແຂວນ (teeth) ທີ່ເຮັດຈາກ tungsten-carbide ແລະ ຕ້ອງເຮັດໃຫ້ສ່ວນທີ່ສຳເນົາການສຶກ (wear areas) ແຂງແຮງຂື້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຄວາມຕ້ານທານເພີ່ມຂື້ນຢ່າງບໍ່ເປັນເສັ້ນຕົງຕາມຄວາມໜາ. ຖ້າຫີນກ້ອນ (gravel) ຖືກບີບອັດຢ່າງແຮງ ພະລັງທີ່ຕ້ອງໃຊ້ເພື່ອດັນລົງຈະເທົ່າກັບ 3 ເທົ່າຂອງທີ່ໃຊ້ກັບທรายທີ່ບໍ່ໄດ້ຖືກບີບອັດ. ຖ້າເລືອກຖັງທີ່ເໝາະສົມຕາມຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ ການຢຸດເຄື່ອງ (stalling) ຂອງລະບົບຂຸດເຈາະ (drill string) ສາມາດຫຼຸດລົງໄດ້ປະມານ 78% ໂດຍອີງຕາມການສຶກສາດ້ານ geotechnical ທີ່ດຳເນີນໃນປີ 2023. ຄຸນສົມບັດບາງຢ່າງຈະມີຄວາມສຳຄັນກວ່າເດີມໃນການອອກແບບ.

ການຈັດປະເພດດິນ (USCS/AASHTO) ເພື່ອກຳນົດຖັງຂຸດທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດ

USCS ແລະ AASHTO ອະທິບາຍຮູບແບບທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບສະພາບດິນໃຕ້ດິນ. ດິນເຄື່ອນ (clay) ແລະ ດິນທີ່ມີຄວາມເປັນເຊື້ອເຄື່ອນສູງ (CL/CH) ຕອບສະຫນອງດີທີ່ສຸດຕໍ່ຖັງຂຸດປະເພດເປີດດ້ານລຸ່ມ ທີ່ມີແຖວຂອບກວ້າງ ແລະ ມີມຸມເບື້ອງຕ່ຳ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການດູດຂຶ້ນເທິງ ແລະ ຄວາມເຄື່ອນໄຫວຂອງຄວາມເປັນບົວຢູ່ (active buoyancy) ແລະ ເພື່ອຮັກສາຄວາມສະຖຽນຂອງຜະນັງຮູ. ດິນທີ່ບໍ່ເປັນເຊື້ອເຄື່ອນ (SW/SP) ເຊັ່ນ: ດິນທราย ຕ້ອງໃຊ້ຖັງຂຸດທີ່ມີຟັນ, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບດິນເປັນເມັດ (GP/GM) ຕ້ອງມີຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງຟັນ 25–35 ມມ ເພື່ອໃຫ້ນ້ຳໄຫຼຜ່ານໄດ້ ແລະ ຫຼີກເວັ້ນການອຸດຕັນ. ການສູນເສຍດິນໃນບໍລິເວນທີ່ດິນປ່ຽນຜ່ານຈາກ GL/SC ເມື່ອຢູ່ໃນສະພາບທີ່ເປີດນ້ຳ (saturated) ໂດຍເປັນພິເສດໃນນ້ຳ, ຖືກຮັກສາຄວາມສະຖຽນດ້ວຍຖັງຂຸດປະເພດປະກອບ (modular buckets) ທີ່ມີການປັບຄືນຄວາມກົດດັນຂອງນ້ຳ (hydraulic pressure compensation) ແລະ ມີຂໍ້ຕໍ່ດ້ານຂ້າງທີ່ປິດຢ່າງດີ. ການປະຕິບັດຕາມຂໍ້ກຳນົດຂອງ USCS/AASHTO ສຳລັບການຈັດປະເພດດິນ ສາມາດຊ່ວຍຫຼຸດເວລາຂຸດດິນໄດ້ 30% ແລະ ຫຼຸດອັດຕາຄວາມລົ້ມເຫຼວຈາກການເລືອກຖັງຂຸດທີ່ບໍ່ເໝາະສົມລົງເຫຼືອເພີຍງ 8% ຂອງໂຄງການທັງໝົດ.

ການກຳນົດປະເພດຖັງຂຸດທີ່ເໝາະສົມສຳລັບຊັ້ນດິນແຕ່ລະຊັ້ນ

ຖັງຂຸດປະເພດເປີດດ້ານລຸ່ມ ສຳລັບດິນເຄື່ອນນຸ້ມ (ດິນເຄື່ອນ, ດິນທີ່ມີເມັດບໍ່ໃຫຍ່)

ຖັງທີ່ໃຊ້ສຳລັບດິນເຄື່ອງດິນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳ ແລະ ຊັ້ນດິນທີ່ເປັນດິນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳ ແມ່ນເປັນຖັງທີ່ເປີດດ້ານລຸ່ມ. ການທີ່ບໍ່ມີກົງກົງດ້ານລຸ່ມເຮັດໃຫ້ວັດຖຸສາມາດໄຫຼຜ່ານ ແລະ ລະບາຍໄດ້ຢ່າງບໍ່ມີອຸປະສັກ. ການອຸດຕັນ ແລະ ການພັງທະລຸດຂອງຜະນັງຮູເຈาะຖືກກຳຈັດອອກຢ່າງສົມບູນ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈະຢູ່ໃນດິນທີ່ນຸ້ມນີ້, ໂດຍທີ່ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ຝາປິດທີ່ເປັນທີ່ປິດຢ່າງແໜ້ນແຟ້ນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການດຶງດູດ (suction) ໃນດິນ. ດິນເຄື່ອງດິນທີ່ນຸ້ມ ແລະ ມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳ ແລະ ດິນທີ່ເປັນດິນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຕ່ຳ ນີ້ເປັນດິນທີ່ມີຄວາມອ່ອນແອຕໍ່ການພັງທະລຸດຢ່າງເປັນພິເສດ, ແລະ ຮູບຮ່າງຂອງລະບົບເຄື່ອງຈັກຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ຊ່ວຍໃນການນຳອອກວັດຖຸທີ່ອ່ອນນີ້ ເຊິ່ງເປັນສາເຫດທີ່ເຮັດໃຫ້ດິນເກີດການພັງທະລຸດ. ຂໍ້ມູນຈາກການສຶກສາການຂຸດເຈາະໃນປີ 2023 ໄດ້ຢືນຢັນວ່າ ມີການຫຼຸດລົງ 35% ຂອງເວລາທີ່ຖັງທີ່ປິດຢ່າງແໜ້ນແຟ້ນບໍ່ສາມາດໃຊ້ງານໄດ້ໃນດິນທີ່ເປັນດິນເຄື່ອງດິນ ເມື່ອທຽບກັບວິທີການອື່ນໆ.

ຖັງທີ່ອອກແບບມາສຳລັບຫີນແຂງ ທີ່ມີຟັນທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ ເຊິ່ງສາມາດຕ້ານທານສະພາບການທີ່ມີຄວາມເປື່ອຍສູງ ແລະ ມີການເຊື່ອມຕໍ່ຢ່າງແໜ້ນແຟ້ນ ເຊັ່ນ: ກ້ອນ, ດິນທີ່ເປື່ອຍຈາກຫີນ (saprolite), ແລະ ຫີນພື້ນ.

ການເຮັດວຽກກັບຫີນກ້ອນ, ດິນທີ່ມີການສະຫຼາຍຕົວ, ແລະ ຫີນແຂງທີ່ແ cracked ຕ້ອງໃຊ້ວິສະວະກຳທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງກົລະຈັກຢ່າງຮຸນແຮງ. ຖັງຫີນທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງສູງມີຟັນທີ່ຜະລິດຈາກທັງສະເຕີດຄາບອນ (tungsten carbide) ແລະ ແຜ່ນຕ້ານການສຶກຫຼຸດທີ່ສາມາດຮັບຄວາມແຮງດັນໄດ້ເຖິງ 28 MPa. ການຈັດລຽງຟັນໃນຮູບແບບເປັນລຳດັບ (staggered) ຊ່ວຍໃນການແຕກສ່ວນທີ່ເປັນເຊມັ້ນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການສຶກຫຼຸດທີ່ເຮັດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານສັ້ນລົງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຊີລິໂຄນ (silica) ສູງ. ອາຍຸການໃຊ້ງານປົກກະຕິຂອງຖັງຈະເພີ່ມຂື້ນເຖິງ 2.8 ເທົ່າ. ການຈັດວາງຟັນໃຫ້ຢູ່ໃກ້ກັນຍັງຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການເກີດການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງກ້ອນ (rock bridging) ເຊິ່ງຈະຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນການເຈาะລົງໄປໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການສຶກຫຼຸດສູງ.

ຖັງທີ່ເໝາະສຳລັບສະພາບການທີ່ມີທັງດິນປະສົມ ແລະ ລະດັບນ້ຳຝັ່ງສູງ ເຊິ່ງມີລັກສະນະເປັນມ໋ອດູນ (modular) ແລະ ມີລະບົບປິດຜົນຢ່າງດີ.

ຊັ້ນດິນທີ່ສູງແລະປະກອບດ້ວຍຫຼາຍຊັ້ນທີ່ມີລະດັບນ້ຳສູງ ຕ້ອງການຖັງທີ່ມີຄວາມດັນສົມດຸນ ແລະມີວິສະວະກຳທີ່ສາມາດປັບຕົວໄດ້ຢ່າງຫຼວນເຫຼວ. ຖັງແບບປະກອບ (modular buckets) ປະກອບດ້ວຍຊุดຂຸດທີ່ສາມາດປ່ຽນແທນໄດ້ ແລະລະບົບໄຮໂດຣລິກທີ່ປິດຜົນຢ່າງດີ ເພື່ອຮັກສາຄວາມດັນໃນບໍ່ຂຸດໃຫ້ສົມດຸນ. ຜະລິດຕະພັນທີ່ປິດຜົນຢ່າງດີຈະປ້ອງກັນການລ້ອມເຂົ້າມາຂອງນ້ຳ ແລະທໍ່ເປີດຄວາມດັນທີ່ປິດຜົນຢ່າງດີຈະອະນຸຍາດໃຫ້ດິນທີ່ຂຸດອອກຖືກຂັບອອກດ້ວຍອັດຕາທີ່ຄວບຄຸມໄດ້. ການສຶກສາເຄື່ອງຈັກທີ່ຜ່ານມາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລະບົບແບບປະກອບ (modular systems) ມີລະບົບການປິດຜົນທີ່ດີຂຶ້ນ ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດການລ້ອມເຂົ້າມາຂອງນ້ຳລົງໄດ້ 67% (ວາລະສານດ້ານເທັກນິກດິນ, 2024). ໂດຍໃຊ້ການປັບຕົວຢ່າງໄວວາ (quick-change adaptations), ລະບົບນີ້ສາມາດຕັ້ງຄ່າໃຫ້ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບທັງໃນດິນທີ່ຢູ່ຕິດກັນ (cohesive) ແລະດິນທີ່ປະກອບດ້ວຍເມັດ (granular) ໃນເວລາພຽງບໍ່ກີ່ເຖິງບ່ອນນາທີ.

ຄຸນລັກສະນະທີ່ສຳຄັນໃນການອອກແບບຖັງຂຸດທີ່ໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກປະເພດດິນ

ເຄື່ອງປຸ້ນທີ່ມີຮູບແບບເປັນກະໂລ່ກະລຳ, ມີສ່ວນທີ່ຕັດທີ່ເຮັດຈາກທົງສະເຕນເລດທີ່ມີຫົວເຫຼັກຄາບອນ (carbide-tipped), ແລະ ເຄື່ອງປຸ້ນທີ່ມີຮູບແບບແຖວລຽບ (flat cutter tooth) ມີຢູ່ໃນວັດສະດຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ມີຮູບຮ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ເຊິ່ງຖືກນຳໃຊ້ໃນດິນທີ່ມີຄວາມເປື່ອຍ (abrasiveness) ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຄວນພິຈາລະນາເຖິງກົດເກນຂອງດິນ (soil mechanics) ແລະ ຄວາມເປື່ອຍຂອງດິນເມື່ອເລືອກໃຊ້ແຖວລຽບ. ສຳລັບດິນທີ່ເປັນດິນເຊື່ອມຕິດກັນ (cohesive clays), ແຖວລຽບໃຫ້ຜົນການຕັດທີ່ດີທີ່ສຸດ ໂດຍໃຫ້ເຂດທີ່ຕັດກວ້າງ ແລະ ມີການຢູ່ຕິດກັນ (adhesion) ໃຫ້້ນ້ອຍທີ່ສຸດ. ແຖວລຽບທີ່ມີຮູບແບບເປັນກະໂລ່ກະລຳ (conical teeth) ຊ່ວຍໃຫ້ຈຸດເນັ້ນຂອງແຮງທີ່ເກີດຂຶ້ນສົ່ງຜ່ານໄປຕາມທິດທາງຂອງເຄື່ອງມື ແລະ ມີຄວາມເໝາະສົມສຳລັບການເຈาะດິນທີ່ມີເຊີມັງຕິດຕໍ່ກັນ ຫຼື ດິນທີ່ມີຫີນທີ່ແຂງແຮງ ເພື່ອປັບປຸງຄວາມສອດຄ່ອງໃນການເຈາະ ແລະ ລຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານ. ແຖວລຽບທີ່ມີຫົວເຫຼັກຄາບອນ (carbide-tipped teeth) ສາມາດໃຊ້ງານໄດ້ຍາວນານຂຶ້ນ 3-5 ເທື່ອ ເມື່ອທຽບກັບແຖວລຽບທີ່ເຮັດຈາກເຫຼັກທຳມະດາ, ເນື່ອງຈາກການສວຍຫຼຸດ (premature wear) ທີ່ເກີດຂຶ້ນກ່ອນເວລາ ເຊິ່ງມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສະເລ່ຍ $18,000 ນ/ອາທິດ, ອີງຕາມເກນການບຳລຸງຮັກສາເຄື່ອງເຈາະປີ 2024, ໃນເວລາທີ່ມີອັດຕາການເຈາະທີ່ຖືກຈັດອັນດັບໄວ້ເທົ່າກັນ.

ການຈັດແຈງຮູນ້ຳ, ອັດຕາສ່ວນຂອງຮູທີ່ເປີດ, ແລະ ການປິດສ່ວນລ່າງຂອງຮູເພື່ອການນຳເອົາຊິ້ນດິນທີ່ຖືກຕັດອອກ (cuttings) ອອກໄດ້ດີທີ່ສຸດ ໂດຍສອດຄ່ອງກັບຄວາມປະສານງານຂອງຊັ້ນດິນ (layer permeability)

ການປະພຶດຂອງຄວາມຊຸ່ມຊື້ນຂອງດິນ ແລະ ຄວາມກົດດັນຂອງຮູບເລີກ (pore pressure) ແມ່ນຄຸນລັກສະນະຫຼັກໃນດ້ານໄຮໂດຣລິກການຂຸດດິນ. ໃນດິນທີ່ເປັນທราย ແລະ ກ້ອນຫີນນ້ອຍທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື້ນສູງ, ອັດຕາການເປີດເທື່ອລະສະເລີຍງ (opening ratio) ເທົ່າກັບ 70% ຫາ 80% ຮ່ວມກັບຮູທີ່ໃຊ້ລະບາຍນ້ຳ ສາມາດປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດສຸດດັນດູດ (suction lock). ສຳລັບດິນທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື້ນຕ່ຳ, ອັດຕາການປິດຕ້ອງຈະຕ້ອງສູງ, ຕ່ຳກວ່າ 50%, ເພື່ອຮັກສາຊິ້ນດິນທີ່ຖືກຕັດອອກ. ໃນສະຖານະການທີ່ຢູ່ຕ່ຳກວ່າລະດັບນ້ຳ, ປະຕູດ້ານລຸ່ມທີ່ສາມາດປິດຢ່າງແໜ້ນແຟ້ນ (sealing bottom gates) ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງເພື່ອຢຸດການໄຫຼຂອງດິນທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການອັດແໜ້ນ (unconsolidated soils) ເມື່ອມີຄວາມກົດດັນຈາກນ້ຳ. ການຈັດຕັ້ງກົງຈັກວາວທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ ສາມາດເຮັດໃຫ້ສູນເສຍຕົວຢ່າງໄດ້ເຖິງ 40%, ອີງຕາມການສຶກສາດ້ານເທື່ອງເທັກນິກທາງດິນທີ່ເຜີຍແຜ່ອອກມາຫຼາຍຄັ້ງ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

ສິ່ງທີ່ຄວນພິຈາລະນາເມື່ອເລືອກບັກເກີດີ່ໃຊ້ຂຸດແມ່ນຫຍັງ?

ປັດໄຈທີ່ກ່ຽວຂ້ອງປະກອບດ້ວຍ: ຄວາມຕ້ານທານ, ຄວາມເປັນເນື້ອດິນ (soil cohesion), ຄວາມເປັນກົດ (abrasiveness), ຮູບຮ່າງຂອງຟັນ, ການອອກແບບຂອງແຖວຕັດ (cutting edge design), ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການສຶກຫຼີ້ນ (wear resistance).

ເປັນຫຍັງລະບົບການຈັດປະເພດດິນເຊັ່ນ: USCS ແລະ AASHTO ຈຶ່ງມີປະໂຫຍດ?

ພວກເຂົາຊ່ວຍກຳນົດວ່າຕ້ອງເລືອກຖັງໃດເພື່ອໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບດິນໃຫ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປ້ອງກັນການບໍ່ສອດຄ່ອງ.

ເກີດຫຍັງຂຶ້ນເມື່ອໃຊ້ຖັງທີ່ເປີດດ້ານລຸ່ມໃນດິນທີ່ມີຄວາມຢູ່ຕິດກັນ?

ດິນທີ່ມີຄວາມຢູ່ຕິດກັນບໍ່ເຮັດໃຫ້ຖັງອຸດຕັນ, ແລະບໍ່ມີການສູນເສຍຄວາມສະຖຽນຂອງຄວາມດັນໃນດິນ.

ເປັນຫຍັງຊັ້ນດິນທີ່ມີຄວາມເປືອຍຈຶ່ງຕ້ອງໃຊ້ແຂວນທີ່ເຮັດຈາກທົງສະເຕັນ-ຄາໄບດ?

ພວກເຂົາມີອາຍຸການໃຊ້ງານຍາວນານກວ່າແຂວນເຫຼັກທົ່ວໄປ 2.8 ເທົ່າ.

ຂໍ້ດີຂອງຖັງແບບປະກອບໄດ້ສຳລັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ປະກອບດ້ວຍດິນປະເພດຕ່າງໆ ແລະ ສະພາບທີ່ມີນ້ຳສູງແມ່ນຫຍັງ?

ພວກເຂົາສາມາດປັບຕົວໄດ້ຕາມປະເພດດິນ, ແລະ ສ່ວນທີ່ໃຊ້ຕັດສາມາດປັບໃຫ້ປິດຜິດ ແລະ ຄວບຄຸມຄວາມດັນໄດ້ຕາມສະຖານະການ.