استعلام قیمت ، معرفی پیمانکار و مشاوره تلفنی

 تماس با کارشناسان سایت

 هر روز هفته و تعطیلات ساعت 8 الی 21

 استعلام قیمت ، معرفی پیمانکار و سوالات اجرایی:  4668 029 0912      کارشناس فنی و طراحی: 4658 029 0912

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
بهسازی خاک به روش ميكروپايل (ریز شمع)
 
میکروپایل چیست ؟

 بطور كلي در مواجهه با خاكهاي مسئله دار نظير خاكهاي سست با قابليت باربري كم، نشست‌پذيري زياد، روانگرا، خاكهاي دستي و ... دو راه پيش روي مهندسين ژئوتكنيك قرار دارد:

الف: استفاده از المانهاي باربر در خاك

ب: بهسازي و اصلاح خواص فيزيكي- مكانيكی توده خاک

هر يك از راه حل‌هاي فوق داراي روشها و مشخصات مربوط به خود مي‌باشند كه طي ساليان متمادي توسعه فراواني يافته‌‌اند. برخي از تكنيكهاي ابداعي نيز ماهيتي تركيبي از دو دسته فوق داشته و مزاياي هر دو دسته را تا حدودي بهمراه دارند. از آن دسته مي‌توان به استفاده از ميكروپايلها بهمراه تزريق دوغاب سيمان اشاره نمود.

ميكروپايل به شمع‌هاي با قطر كوچك (كمتر از mm300) اطلاق مي‌گردد كه غالباً با تسليح فولادي سبك و تزريق دوغاب سيمان همراه مي‌باشند. ميكروپايل علاوه برآنكه به عنوان يك المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل مي‌كند، بدليل تزريق دوغاب سيمان، سبب بهبود مشخصات مكانيكي (مقاومتي و رفتاري) خاك اطراف نيز مي‌گردد.

»» تاريخچه

تاريخچه ابداع ميكروپايل به اوايل دهه پنجاه ميلادي، زماني كه اروپا با خيل عظيمي از ساختمانهاي در معرض خرابي ناشي از صدمات وارده در جنگ جهاني دوم روبرو بوده است، برمي‌گردد. در اين دوره ابداع يك روش بهسازي بستر كه علاوه بر كارايي و قابليت اجرا در بين ساختمانهاي تخريب شده، سريع و اقتصادي نيز باشد، بسيار ضروري بود كه در چنين شرايطي ابداع ميكروپايل توسط Fondedile پيمانكار مشهور ايتاليايي صورت پذيرفت كه بدليل ويژگيهاي منحصر به فرد، اين روش گسترش فراواني يافت.

در آغاز استفاده از ميكروپايلها تنها در بهسازي بستر ضعيف ساختمانها مورد توجه قرار داشت. ليكن رفته رفته و با توسعه و اجراي اين روش در كشورهاي مختلف، دامنه كاربرد آنها به ديگر عرصه‌هاي مهندسي ژئوتكنيك نظير پايدارسازي شيبها، مقابله با روانگرايي و ... نيز كشيده شد.

در حال حاضر، دستورالعمل ارائه شده توسط (U.S.FHWA) بعنوان مرجع قابل قبول و مورد استفاده طراحان و پيمانكاران اجراي ميكروپايل مي‌باشد.

»» دامنه كاربرد

در اغلب پروژه ها با توجه به مطالعات ژئوتكنيك انجام شده در ساختگاه و شناسايي لايه‌هاي تحت‌الارضي، مشخصات ژئوتكنيكي ساختگاه پروژه تعيين مي گردد. سپس با انجام تحليل‌هاي روانگرايي در اعماق مختلف خاك محل، پتانسيل روانگرايي ساختگاه درصورت وقوع زلزله مورد ارزيابي قرار مي گيرد. با وقوع روانگرايي و زائل شدن مقاومت برشي خاك، نشستهاي بسيار بزرگي به پي سطحي ساختمان تحميل مي شود كه مي‌تواند منجر به آسيب‌ديدگي جدي سازه و عناصر غيرسازه‌اي بنا و نهايتاً تخريب آن گردد. از طرف ديگر در برخي از پروژه ها در بحث فني، تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر مورد نظر بوده و عامل تعيين كننده براي انتخاب طرح، گذشته از بحث هاي اجرايي و اقتصادي مي باشد. پس در حالت كلي میکروپایل در بعد فني در دو رويكرد جلوگيري از وقوع روانگرايي و تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر سودمند واقع مي شود و به عنوان يك گزينه مطلوب توسط مهندسان ژئوتكنيك پيشنهاد مي گردد.

در رويكرد ابتدايي و در ارتباط با ساختمانها، بسته به وزن سازه و شرايط ژئوتكنيكي محل، اغلب در 10 متري اعماق نزديك به سطح زمين روانگرايي خطرناك بوده و در اعماق بيش از 10 متر تاثيرات روانگرايي بر سازه كم خواهد بود. بنابراين اگر هدف از اجراي میکروپایل مقابله با پديده روانگرايي باشد، عمق بهسازي بايستي بگونه‌اي انتخاب گردد كه ضمن تضمين رفتار مناسب خاك در شرايط بحراني نظير زلزله و تأمين مقاومت پي در برابر اضافه بارهاي وارده و جلوگيري از نشستهاي ناهمگن، از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه باشد. از طرف ديگر معيار بعدي جهت تعيين عمق مناسب فرو رفت میکروپایل را مي توان مشاهدات ميداني ناشي از كوبش میکروپایل در خاك و ثبت تغييرات سرعت فرو رفت براساس تعداد ضربات كوبش (انرژي وارده) دانست. بنابراين با پيشرفت كار عمق طراحي متناسب با شرايط زمين قابل تغيير و تعديل بوده و اين قابليت از محاسن اجراي میکروپایل مي‌باشد، چرا كه كوبش هر میکروپایل با توجه به مشابهت با آزمايش نفوذ استاندارد (SPT) اطلاعات بسيار مفيدي در رابطه با تغيير مشخصات خاك در نقاط مختلف عمق در اختيار قرار مي‌دهد.

در رويكرد دوم، در صورتيكه قرار باشد اجراي میکروپایل بهمراه تزريق دوغاب سيمان علاوه بر بهبود مشخصات مقاومتي خاك در مقابل روانگرايي، نقش تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر را نيز ايفا نمايد، طول میکروپایل متناسب با ظرفيت باربري لازم محاسبه خواهد گرديد. در اين ميان با انتخاب روش اجراي میکروپایل بهمراه تزريق دوغاب سيمان براي پروژه مورد نظر، بررسي چيدمان ريزشمع ها در پلان و محاسبه عمق بهينه آنها، به عنوان مهمترين عناصر طرح بهسازي مطرح مي‌باشند. بدين ترتيب نظم در چيدمان ريزشمعها باعث توزيع يكنواخت عكس‌العمل تكيه‌گاهي در زير پي ساختمان گرديده و پيكرة سازه‌اي پي فوقاني نيز بر اين اساس بصورت همگن و بهينه طرح خواهد گرديد. عوامل مؤثر در طرح چيدمان میکروپایل ها به طور كلي عبارتند از:
موقعيت پي‌ها و ستون‌ها ، نحوه توزيع و مقدار بارهاي گسترده و متمركز ، پارامترهاي مقاومتي و ظرفيت باربري خاك ، نفوذپذيري خاك ، عمق ريزشمع‌ها و مشخصات هندسي و سازه‌اي پي سازه

بطور كلي كاربرد ميكروپايل ها در مهندسي ژئوتكنيك مشتمل بر دو بخش "استفاده در بستر پي سازه‌ها" و "اصلاح و بهسازي برجاي خاك" مي‌باشد.

 » اصلاح و بهسازی خاک
 
 ۱. پايدارسازي شيبها  
 ۲. ساخت ديواره‌هاي نگهبان  
 ۳. مقابله با روانگرايي  
 ۴. افزايش مقاومت توده خاك با اهداف‌خاص نظير تونلسازي و ...  

 ۵. حفاظت شيميايي بخشهاي مدفون سازه‌ها

 

 » پی سازه های جدید و موجود

 
 سازه‌هاي جديد

سازه‌‌هاي موجود 

 ۱. كاهش نشست  ۱. كنترل نشست پي‌
 ۲. افزايش باربري فشاري

۲. كنترل باربري پي‌

 ۳. تامين باربري كششي

۳. تعمير يا جايگزيني پي‌

 ۴. افزايش باربري جانبي  ۴. كنترل شستگي پي‌
   ۵. مقاوم سازي لرزه‌اي پي‌

بهسازی پی ساختمانهای قدیمی بهسازی و نوسازی پی های آسیب دیده
ساخت و ساز مجاور ساختمان های موجود پایدار سازی شیروانیها

مقاوم سازی لرزه ای پی سازه های موجود حفاظت شیمیایی بخش های مدفون سازه
پی سازه های جدید ساخت دیوارهای حایل

 

عکس های تکمیلی

بهسازی پی سازه موجود جهت کاهش نشست بهسازی پی سازه موجود جهت کاهش نشست
بهسازی پی سازه موجود جهت کاهش نشست اجرای میکروپایل در داخل ساختمان- کاهش نشست
استفاده از میکروپایل در زیر پی سازه های جدید استفاده از میکروپایل در زیر پی سازه های جدید

 

»» روش اجراي ميكروپايل

روش اجراي ميكروپايل مشتمل بر چهار مرحله حفاري (در صورت نياز)، لوله‌كوبي، تزريق و تسليح مي‌باشد كه مراحل اجرای آن در زیر تشریح شده است .

 

۱. حفاري

در صورتيكه امكان كوبش لوله‌هاي ميكروپايل از ابتدا به دلايل مختلف نظير وجود كف‌سازي، بتن مگر، لايه متراكم خاك و غيره ميسر نباشد، مي‌بايست نسبت به انجام عمليات حفاري اقدام نمود. عمليات حفاري به روش‌هاي مختلف نظير حفاري دوراني (Rotary) و يا دوراني- ضربه‌اي (D.T.H) صورت مي‌پذيرد. حفـاري مي‌بايست تا عمـقي كه امكان كوبش ميسر گردد، ادامه يابد. بعضاً حفاري در كل ارتفاع ميكروپايل نيز صورت مي‌گيرد.

 

حفاری(اجرای میکروپایل بصورت مایل) حفاری(اجرای میکروپایل بصورت مایل)
حفاری(اجرای میکروپایل بصورت قائم) حفاری(اجرای میکروپایل بصورت قائم)

 

۲. لوله‌كوبي

به منظور استقرار لوله‌هاي ميكروپايل در محل گمانه، غالباً از عمليات لوله‌كوبي استفاده مي‌گردد. براي اين منظور در مرحله اول عمليات از لوله نوك‌تيز ميكروپايل استفاده مي‌شود و  پس از فرو رفتن لوله اول، لوله دوم به لوله اول متصل گرديده و كوبيده مي‌شود و عمليات‌كوبش به همين منوال ادامه مي‌يابد. جهت اتصال كامل لوله‌‌ها به يكديگر علاوه بر استفاده از بوشن‌هاي رزوه شده، لوله‌ها به لبه بوشن نيز، جوش داده مي‌شوند. عمليات کوبش تا زمانی که امکان کوبيدن لوله ها ميسر باشد ادامه می‌يابد و اگر در ازای 30 ضربه متوالی لوله‌كوب، لوله بيشتر از 10سانتي‌متر فرو نرود، عمليات کوبش لوله میکروپایل متوقف می گردد. در اين حالت تا تحقق عمق طراحي حفاري انجام شده و سپس لوله هاي مربوط به میکروپایل در درون گمانه نصب مي گردد.

لوله هاي میکروپایل به قطر خارجي 76 ميليمتر و قطر داخلي 68 ميليمتر در  قطعات دو متري مي‌باشند. اين لوله‌ها به وسيله بوشن و جوش به يكديگر متصل مي‌شوند. هر میکروپایل داراي حدود ۵۰ سوراخ به قطر 8 ميليمتر، در هر مترطول مي باشد. محيط داخلي لوله ها بايستي برقوزده‌ باشد تا در تزريق دوغاب اثرات منفي نداشته باشد.

لوله میکروپایل با دیواره مشبک(در طولهای۲ متری) لوله نوک تیز میکروپایل جهت شروع لوله کوبی
نصب یک قطعه فولاد ضربه گیر در ابتدای لوله عملیات لوله کوبی
لوله کوبی در درون ساختمان افزودن لوله جدید با بوشن های رزوه شده و جوش
جوش لب به لب دو لوله بهم شکل نهایی اتصال دو لوله بهم

 

۳. تزريق

عمليات تزريق دوغاب سيمان بايستي با دقت در بخش ساخت دوغاب و تزريق آن صورت گيرد.مجموعه دستگاههای تزريق از سه بخش ميكسر اوليه، ميكسر ثانويه و پمپ تزريق تشكيل مي‌گردد.اختلاط در میکسر اولیه از نوع سیستم چرخش سریع آب(circulation)می باشد و میکسر ثانویه از نوع پره ای می باشد.

ساخت دوغاب تزريق در همزن هاي میکسر اوليه صورت مي گيرد. ابتدا آب به ميزان مورد نظر ريخته شده و سپس متناسب با نسبت آب به سيمان (WCR) مورد نياز، سيمان به آن افزوده مي شود. زمان حداقل هم زدن دوغاب سيمان، 30 ثانيه مي باشد. نسبت آب به سيمان مورد استفاده با توجه به شرايط زمين بين 5/0 تا 5/1مطلوب مي باشد. پس از آماده شدن دوغاب، جهت نگهداري، دوغاب در داخل همزن ثانويه ريخته شده و سپس بوسيله پمپ هاي تزريق مخصوص تزريق مي گردد.

به دلیل اینکه دوغاب سیمان باید تحت فشار زیاد در لایه های خاک نفوذ کند ، جهت تزریق دوغاب سیمان از یکسری شیلنگ دو جداره به نام پکر(packer) استفاده می شود. پکرها بعد از اینکه به درون لوله میکرو پایل فرستاده شدند جداره دوم آنها بوسیله پمپ هوا باد می شود که با این کار پکر کاملا به بدنه لوله می چسبد و مانع خروج دوغاب در حین تزریق از بالای لوله می شود. 

مثلا مرحله اول بستن پكر براي ريزشمع 8-10 متري در عمق 6 متري گمانه بوده و  پس از اتمام عمليات تزريق عمق 6 متري، پكر در عمق 4 متري بسته مي‌شود و پس از اتمام تزريق در اين مرحله، پكر در عمق 2 متري بسته مي‌شود و نهايتاً پس از تزريق در اين مرحله، پكر سرچاهي بسته مي‌شود و عمليات تزريق به اتمام مي‌رسد. در صورتيكه نشتي دوغاب از سطح يا میکروپایل هاي جانبي مشاهده شود، عمليات تزريق متوقف مي گردد.
در صورتی که درون لوله میکروپایل قبل از تزریق دوغاب سیمان ،کثیف باشد باید توسط فشار آب یا هوای فشرده درون لوله تمیز شود.

۱.۳مشخصات تزریق:

۱.۱.۳فشار تزريق:
فشار تزريق در مراحل مختلف تزريق، در اعماق مختلف، تحت تاثير جنس زمين و شرايط ژئوتكنيكي مي تواند متغير باشد. حداكثر فشار تزريق به 10 اتمسفر محدود مي گردد. 
 
۲.۱.۳مقدار سيمان مصرفي:
باتوجه به شرايط ژئوتكنيكي و ميزان باربري طراحي ريزشمع ها، مقدار سيمان برآوردي معادل هر مترطول میکروپایل تا 100 كيلوگرم مي تواند باشد. البته باتوجه به اين امر كه بايد تزريق تا فشار 10 اتمسفر ادامه يابد، لذا ممكن است مقدار سيمان از برآورد اوليه بيشتر گردد.
 
۳.۱.۳نسبت آب به سيمان دوغاب تزريق:
نسبـت آب به سيمان در دوغــاب تـزريـق مـورد استفـــاده، بيـن 5/0 تا 5/1 در شرايط عادي و نسبت آب به سيمان دوغاب در شرايط ديگر از 67/0 تا 1 مي تواند متغير  باشد. قابل ذكر است كه نسبت دوغاب در هر بخش به پيشنهاد پيمانكار و تاييد دستگاه نظارت تعيين مي گردد.

۴.۱.۳نوع سيمان مصرفي:
نوع سيمان مصرفي در ملات تزريق سيمان از نوع سيمان پرتلند تيپ دو و يا سيمان تيپ پنج با توجه به شرايط شيميايي محل مورد نظر تعيين مي گردد. 
 
۵.۱.۳ آب مصرفی:
آبي كه در تهيه دوغاب تزريق بكارمي‌رود، بايد تميز و صاف بوده و داراي كليه شرايط لازم براي آب مصرفي در ساخت بتن باشد. آب مصرفي بايستي عاري از هر نوع ماده‌اي از قبيل اسيدها، قليا‌ها، مواد قندي، نمك‌ها و مواد آلي كه منجربه ايجاد صدمه‌ به بتن مي شود، باشد. آب مورد استفاده در ساخت دوغاب تزريق بايد داراي ذرات جامد معلق كمتر از 2/0 درصد، مواد محلول كمتر از 5/3 درصد، درصد كلر كمتر از 1 درصد، درصد سولفات كمتر از 3/0 و درصد قليايي كمتر از 06/0 باشد. در حالت كلي آب قابل شرب جهت ساخت دوغاب مناسب مي‌باشد.

ساخت دوغاب سیمان جهت تزریق پمپاژ آب به درون لوله میکروپایل جهت خروج گل و لای درون آن
جاگذاری پکر جهت تزریق دوغاب به درون لوله تزریق تحت فشار دوغاب به درون لوله میکروپایل 
نمونه از تزریق دوغاب سیمان در لایه های خاک بهبود خواص خاک بعد از تزریق دوغاب سیمان

 

۴. تسليح و نصب فلنج

 گام نهايي در اجراي ميكروپايل، عمليات جاگذاری آرماتور تسليح در داخل لوله ميكروپايل و نصب فلنج (در صورت نياز) مي‌باشد. بديهي است كه آرماتور تسليح مي‌بايست قبل از گيرش سيمان، در داخل گمانه نصب شود. فلنج كه به منظور ايجاد اتصال كامل بين ميكروپايل و بتن فونداسيون و همچنين جلوگيري از برش پانچ سر ميكروپايل در داخل بتن پي بكار مي‌رود، مي‌بايست در آخرين مرحله به آرماتور تسليح ميكروپايل جوش شود .

 

نصب آرماتور تسلیح قبل از گیرش سیمان نصب فلنج
نمونه ای از میکروپایل آماده نمایی از اجرای میکروپایل در زیر فونداسیون

 

»» عکس های تکمیلی

   
 ریختن بتن مگر  ریختن بتن مگر
نمونه ای از اجرای میکروپایل در زیر پی نمونه ای از اجرای میکروپایل در زیر پی
نحوه اتصال میکرو پایل به فونداسیون نحوه اتصال میکرو پایل به فونداسیون
نحوه اتصال میکرو پایل به فونداسیون نحوه اتصال میکرو پایل به فونداسیون

 

>>> آزمايشهاي مورد نياز براي تدقيق فرضيات طراحي

به طور كلي با توجه به كاركرد در نظر گرفته شده براي میکروپایل و براي اطمينان از فرض هاي طراحي صورت گرفته، آزمايشهاي مختلفي مي توان انجام داد. اين آزمايشها عبارتند از:

- آزمايش بارگذاری فشاری ريزشمع
میکروپایل هایی كه حداقل 28 روز از زمان تزريق آنها گذشته باشد، به صورت فشاري با استفاده از جك بارگذاري، بارگذاري مي گردند. اين آزمايش با استفاده از تير بارگذاري صورت مي‌گيرد. با توجه به مشخصات فني و نقشه‌هاي اجرايي میکروپایل ها بارگذاري در دو مورد از آزمايشها، تا رسيدن به بار طراحي و در يك مورد تا رسيدن به بـار نهايي صورت مي‌گيرد. روش اجراي كليه آزمايش هاي اشاره شده، مطابق استاندارد  ASTM-D1143خواهد‌بود. در اين آزمايش ها بايد پس از انجام بارگذاري، منحني بارگذاري و نشست ترسيم گردد. در حين انجام آزمايش نيز میکروپایل تا رسيدن به بار آزمايشي بايد بطور كامل قابليت تحمل بارهاي اعمال شده را داشته ‌باشد و نشاني از گسيختگي يا تغيير مكان بيشتر از حد استاندارد از خود نشان ندهد.
در اين آزمايش، بارگذاري به روش پله اي تا رسيدن به بار آزمايشي و باربرداري تا بار صفر بوسيله جك بارگذاري انجام مي گيرد. بارگذاري در پله هاي 3 تني انجام مي پذيرد و در هر مرحله بار به مدت 5 دقيقه بر روي میکروپایل قرار مي گيرد. قرائت نشست هاي حاصل از هر پله بارگذاري در سه مرحله صورت مي پذيرد.
پس از انجام عمليات بارگذاري، نوبت به انجام عمليات باربرداري مي رسد. باربرداري نيز مانند بارگذاري به روش پله اي و در پله هاي 3 تني صورت مي گيرد. در هر مرحله از باربرداري نيز تغيير مكان ها بوسيله گيج هاي اندازه گيري تغييرمكان در سه نقطه مونيتور مي شوند. 


 
- آزمايش بارگذاری کششی ريزشمع :
اين آزمايش يا به صورت مستقل و يا بوسيله میکروپایل هاي بكار رفته به عنوان عكس العمل تير تكيه گاهي در آزمايش فشاري انجام شود. نتيجه اين آزمايش بررسي رفتار مقاومتي و تغييرشكل پذيري كششي ريزشمع مي باشد.
 
-آزمايش بارگذاری جانبی ريزشمع:
اين آزمايش جهت ارزيابي رفتار جانبي میکروپایل ها انجام مي گردد. در اين آزمايش معمولا از 2 ريزشمع كنار هم استفاده مي شود.

 

»» مروري بر مباني محاسباتي ميكروپايل

در شرايطي كه میکروپایل هابا هدف تحكيم و بهسازي بستر پي سازه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند، محاسبات فني میکروپایل ها مشابه با محاسبات فني شمع‌هاي متداول است. 
 
۱.کنترل باربری:
به طور كلي باربري در 3 بخش زير مورد ارزيابي قرار مي گيرد.

- كنترل باربري سازه اي میکروپایل :
در طرح سازه‌اي، ظرفيت باربري المانهاي میکروپایل مشتمل بر جدار فولادي، آرماتور تسليح و دوغاب سيمان محاسبه مي‌شود كه اين ظرفيت بايد با ضريب اطمينان مناسبي، بالاتر از بار وارده به میکروپایل باشد.

- كنترل باربري ژئوتكنيكي میکروپایل :
در طرح ژئوتكنيكي، مقاومت اصطكاكي جداره ريزشمع با خاك اطراف محاسبه مي‌گردد كه بايد اين مقاومت اصطكاكي با ضريب اطمينان مناسبي، بالاتر از بار وارده باشد تا امكان جدايي میکروپایل از خاك قبل از وقوع تسليم عوامل مسلح كننده ميسر نگردد.
 
- كنترل برش سوراخ كننده:
باتوجه به اين امر كه میکروپایل هاداراي بار متمركز زياد و قطر كوچك بوده و برش سوراخ كننده باتوجه به سربارهاي وارده محتمل مي‌باشد، كنترل مقاومت در برابر برش سوراخ كننده كه منتهي به ارائه طرح فلنج مناسب مي‌گردد، انجام مي‌شود. 
 
۲.کنترل نشست:
بهترين معيار براي تخمين نشست میکروپایل استفاده از نتايج آزمايش بارگذاري مي باشد. در صورت نبود اطلاعات كافي مي توان از تئوريهاي الاستيك يا تحكيم نظير شمع هاي معمولي استفاده نمود. بررسي ريزشمع با نرم افزارهايي مثل safe انجام مي شود. در اين نرم افزارها میکروپایل ها به صورت يك فنر با سختي معادل جايگزين مي گردد و سپس در نرم افزار مناسب مورد آناليز قرار مي گيرد.

 

»» مقايسه با ساير روشهاي بهسازي خاك

با توجه به وضعيت لايه‌بندي خاك تحت‌الارضي و ميزان بار وارده در زير پي با توجه به تعداد طبقات ساختمان در پروژه حاضر، مناسب‌ترين روشها جهت حل مشكل ظرفيت باربري و نشست و كاهش پتانسيل روانگرايي، استفاده از پي عميق نظير شمع (Pile) يا ريزشمع (Micropile) و يا استفاده از روشهاي تراكمي نظير تراكم ديناميكي(Dynamic Compaction) يا تراكم ارتعاشي- جايـگزيني (Vibro-Replacement) مي‌باشد. بطور كلي با توجه به ابعاد كوچك پروژه، هزينه‌هاي تجهيز مربوط به روش‌هاي تراكم ديناميكي و تراكم ارتعاشي-جايگزيني بسيار بالا مي‌باشد. با توجه به لايه‌بندي خاك و ظرفيت باربري محاسبه‌ شده براي شمعهاي كوبشي، متراژ مورد نياز جهت اجراي شمع نسبتا زياد و هزينه تجهيز كارگاه و اجراي آن بسيار بالا خواهدبود. با توجه به جميع ملاحظات فوق، ميكروپايل در مقايسه با ساير روشهاي بهسازي خاك داراي ويژگيهاي بارزي مي‌باشد كه در ذيل به صورت فهرست‌وار به آنها اشاره مي‌گردد.

a. بعد اقتصادي

باتوجه به اين امر كه اجراي ميكروپايل مبتني بر استفاده از حجم كم مصالح مشتمل بر فولاد و سيمان، هزينه‌هاي پائين تجهيز كارگاه و نيز حجم بالاي كار نيروي انساني در زمان كوتاه مي‌باشد، روش ميكروپايل در مقايسه با ساير روشهاي بهسازي نظير اجراي شمع بتني و فولادي، تثبيت با سيمان، اجراي ستونهاي شني، تراكم ديناميكي و غيره كه مبتني بر استفاده از حجم زياد مصالح و يا بكارگيري ماشين‌آلات سنگين و گران‌قيمت مي‌باشند، اقتصادي‌تر است.

b. بعد اجرايي

ماشين‌آلات اجراي ميكروپايل در مقايسه با ماشين‌آلات اجرايي ساير روشها داراي ابعاد و حجم كمتري

 مي‌باشد، لذا علاوه برآنكه داراي قابليت حمل و جابجايي آسان در كارگاه مي‌باشد، امكان اجراي عمليات در چند جبهه كاري مختلف بدون تداخل كاري را فراهم مي‌نمايد.

با توجه به ابعاد كوچك بدنه ميكروپايل، قطر ناچيز حفاري و همچنين كوبش ميكروپايل با انرژي كم، ميزان لرزش و ساير اثرات جانبي بر روي سازه‌هاي مجاور در مقايسه با ساير روشها نظير اجراي شمع، به حداقل ممكن كاهش مي‌يابد.

يكي از برترين ويژگيهاي ميكروپايل قابليت اجراي بسيار ساده در شرايط وجود آب زيرزميني است. در مناطقي كه سطح آب زيرزميني بالا بوده و حفاري‌هاي قطر بزرگ جهت اجراي شمع‌هاي بتني نيازمند پايدارسازي ديواره چاهكها و تخليه آب زيرزميني و ... مي‌باشد، اجراي ميكروپايل از سطح زمين و تزريق دوغاب سيمان از داخل آن، با سرعت فراوان انجام پذيرفته و بعلت چگالي و ويسكوزيته بيشتر دوغاب سيمان، آب حفره‌اي در اثر فشار دوغاب سيمان تخليه و با دوغاب سيمان جايگزين مي‌گردد.

c. بعد فني

ميكروپايل از يكسو با دارا بودن عناصر تسليح مشتمل بر جدار ضخيم فولادي و آرماتور تسليح، قابليت انتقال و پخش بار به لايه‌هاي مقاوم زيرين و نيز كنترل نشست به دليل سختي بالاي فولاد و تسليح عمقي خاك را دارد و از سوي ديگر بدليل تزريق دوغاب سيمان، مشخصات مكانيكي خاك، نظير سختي، تراكم پذيري، ظرفيت باربري، ضريب اصطكاك و چسبندگي و غيره را بهبود مي‌بخشد. لذا ميكروپايل در مقايسه با ساير روشها مانند حفاري و تزريق، تثبيت خاك با سيمان و يا آهك، تراكم ديناميكي، استفاده از زمين مصنوع‌ها (ژئوسنتتيك) كه صرفاً خصوصيات مكانيكي خاك را تغيير مي‌دهند و يا استفاده از شمع كه صرفاً به عنوان عنصر باربر عمل مي‌كند، بدليل عملكرد مركب (استفاده از عناصر باربر و اصلاح خاك) داراي برتري مي‌باشد. لازم به ذكر است، بعلت تزريق دوغاب سيمان و افزايش چشمگير چسبندگي جدار ميكروپايل به توده خاك و بهبود مشخصات رفتاري خاك، استفاده از ميكروپايل با قطر كم و با عمق نفوذ كمتر نسبت به شمع‌هاي بتني يا فولادي قطور و عميق، قابليت تامين باربري لازم و كنترل نشست پي را خواهد داشت. همچنين بايستي توجه نمود كه عمليات كوبش ميكروپايلها باعث انتقال انرژي جنبشي و ارتعاشي به توده خاك گرديده و منجر به تحكيم و تراكم توده خاكي اطراف ميكروپايل خواهد شد. اين امر به خصوص در خاكهاي دانه‌اي مشهودتر مي‌باشد. همچنين در شرايطي كه به علت وجود لايه‌هاي متراكم زيرسطحي (نظير آنچه در پروژه حاضر وجود دارد)، كوبش شمعهاي قطور مشكل يا غير ممكن مي‌باشد، كوبش ميكروپايل با قطر كوچك مي‌تواند بهترين راه حل باشد.

d. تضمين كيفيت عملكرد

انجام تست بارگذاري ميكروپايل با روشهاي ساده و ارزان يكي از مزاياي بسيار بزرگ اين روش در مقايسه با روشهاي ديگر نظير اجراي شمعهاي قطور بتني يا فولادي يا ستونهاي شني مي‌باشد. با توجه به باربري كمتر ميكروپايلها نسبت به شمعهاي قطور و عميق، انجام تست بارگذاري با استفاده از جكهاي سبك، با تامين نيروي عكس العمل تكيه‌گاهي كافي، با دقت بالا و به سادگي امكان‌پذير خواهد بود. با استفاده از نتايج تست بارگذاري ريزشمع، امكان بررسي رفتار، ميزان باربري، نشستهاي الاستيك و تغيير شكلهاي پسماند در حين بارگذاري وجود خواهد داشت. بدين ترتيب امكان ارزيـابي صحت و سقم فرضيات طراحي فراهم گرديده و امكان تعديل و تغيير طرح، تعداد و چيدمان ميكروپايلها با توجه به مشاهده رفتار واقعي و ميزان باربري نهايي آنها در محل وجود خواهد داشت.

e. مدت زمان اجرا

همانگونه كه قبلاً ذكر گرديد، اجراي ميكروپايل بدليل سهولت فراوان اجرايي، امكان اجرا در چند جبهه مختلف كاري و اجراي پي در پي و همزمان كليه مراحل ساخت، در مقايسه با روشهاي ديگر از سرعت بسيار بالايي برخوردار خواهد بود. همچنين عدم نياز به امكانات خاص براي تجهيز و در نتيجه عدم اتلاف وقت جهت آغاز عمليات اجرايي در مقايسه با ساير روشها، از مزيتهاي اين روش به حساب مي‌آيد.

 

 

Back to Top