روش های طراحی و اجرای بهسازی خاک
تزریق جت گروتینگ، تکنیک نسبتاً جدیدی است که برای اولین بار در ژاپن مورداستفاده قرار گرفت. ایده اجرای روش جت گروتینگ از ایجاد برش به وسیله جت آب ایجاد شد. جت گروتینگ یا تزریق پر فشار (Jet grouting) یکی از شیوههای پایدارسازی و افزایش مقاومت و توان باربری خاک بهصورت درجا میباشد. در روش جت گروتینگ پس از حفاری گمانه تا عمق موردنظر، مخلوط دوغاب آب و سیمان با فشار بسیار زیاد (بین 450 تا 600 اتمسفر ) و با سرعت از نازل انتهای میله حفاری خارجشده و همزمان با دوران میله حفاری، خاک اطراف محل خروج مخلوط تخریب گشته و با آن آمیخته میشود. در روش جت گروتینگ یا تزریق پرفشار جت دوغاب پس از اصابت به دیواره گمانه، بهطور همزمان، از یکسو مصالح موجود را حفاری نموده و از سویی دیگر نیز با خاک مخلوط میشود. هنگامیکه دوغاب تزریق در جت گروتینگ با فشار بسیار بالا از نازل خارج و به درون بافت خاک میرود، مشخصات ژئوتکنیکی خاک، مطابق با ملزومات ویژه پروژه، تغییر مینماید. نتیجه کار نیز، ستونی از خاک تغییر یافته است که نفوذپذیری آن پایین آمده و مقاومت آن نیز بهبود یافته است. راد یا میله حفاری همگام با عمل تزریق بهآرامی بالا کشیده میشود و بدین ترتیب ستونی متشکل از مصالح ترکیب شده با دوغاب تشکیل میگردد و تا ارتفاع موردنظر ادامه پیدا میکند.
روش اختلاط عمقی خاک که Deep soil mixing یا DSM نامیده می شود یک از روش های بهسازی خاک مبنتی بر اصلاح خاک با سایر مواد افزودنی است. اولین بار روش اختلاط عمیق خاک در نزدیکی فرودگاه هاندا در سال 1971 استفاده شد. در این پروژه از آهک به عنوان مواد افزودنی استفاده شد. گسترش روش اختلاط عمیق خاک در خاک اروپا از کشورهای شمالی قاره و از اواسط دهه 1970 آغاز گردید. آغاز بکار این روش در آمریکا زمانی بود که در ژاپن پیمانکاران تخصصی زیادی در این زمینه فعالیت میکردند. عبارت اختلاط عمیق خاک به روشی اطلاق میشود که در آن مواد پایدارکنندهای نظیر سیمان یا آهک با استفاده از یک حفار با محور توخالی بصورت مکانیکی با خاک مخلوط میشود و فرآیند بهسازی خاک صورت می گیرد. فرآیند اختلاط خاک موجب تولید ستون یکنواختی (با پهنای ثابت) از خاک و ماده افزودنی میگردد. با اختلاط عمیق خاک در محل میتوان انواع متفاوت خاکها را اصلاح نمود. در روش اختلاط عمیق خاک ابتدا اوگر حفاری با بازوهای خود در زمین حفاری را آغاز میکند. زمانی که به عمق مورد نظر رسید حفاری متوقف شده و اوگر دارای بازو به صورت معکوس حرکت را آغاز میکند و به طور آهسته به سمت بالا رانده میشود. در زمان حرکت اوگر به سمت بالا از درون نازل های تعبیه شده در نوک بازو ها دوغاب با فشار بسیار زیاد به درون خاک تزریق میشود. این حرکت به سوی بالا مرحلهای بوده و پس از طی فاصله 1 متر رو به بالا، تقریباً یک دقیقه در همان تراز میچرخد و دوغاب به داخل زمین تزریق میشود. البته فاصلهها و زمانهای اشاره شده با توجه به نوع دستگاه و نوع خاک متفاوت است.
استفاده از روش اختلاط عمیق خاک یا Deep soil mixing یا DSM باعث کاهش نفوذ پذیری خاک ، افزایش مقاومت خاک ، کاهش نشست خاک ، جلوگیری از روانگرائی و بهسازی خاک می شود.
روش نیلینگ و انکراژ دیوارهها به معنای مسلح سازی برجای توده خاک با استفاده از میگلرد های فولادی یا نیل است. نیل ها و انکر ها در روش نیلینگ در فواصل نزدیک به هم در یک سطح شیبدار و یا در محل گودبرداری اجرا می شوند. معمولا برای جلوگیری از خوردگی میلگرد ها در روش نیلینگ داخل گمانه ها توسط عملیات تزریق دوغاب سیمان پر می شود. عملیات تزریق باعث ایجاد توده ای یکنواخت در اطراف المان های نیلینگ و توزیع یکنواخت نیرو در اطراف آن می شود.
روش نیلینگ در سال 1960 میلادی برای اولین بار مورد استفاده قرار گرفت. این روش بر اساس روش سیستم مهاربندی و پیچ کردن سنگها و انکراژ آن ها میباشد. اولین بار این سیستم پایدارسازی گود های عمیق برای حفر تونل در استرالیا در سال 1960 به کار گرفته شد. از دیدگاه اصول علمی مهندسی ژئوتکنیک، روش میخکوبی اثر خود را از طریق اندرکنش خاک – میلگرد حاصل از ایجاد تغییر شکل در خاک اعمال میکند. المان های نیلینگ در کشش عمل میکنند ولی در شرایط خاصی، عملکرد خمشی و برشی آنها نیز در نظر گرفته میشود. در روش نیلینگ و انکراژ پس از نصب میلگردها، یک دیواره سطحی کم ضخامت که معمولاً شامل شاتکریت همراه با یک لایه مش فولادی سبک میباشد، سطح دیواره شیروانی یا گود را میپوشاند. هدف از اجرای این دیواره جلوگیری از فرسایش سطحی خاک، ایجاد سطح تمام شده مناسبتر برای ساخت و سازهای احتمالی بعدی و افزایش بازدهی عملکرد سیستم خاک تحکیم پایدارسازی شده است. نیلینگ و انکراژ خاک روش های جدیدی اند که به دلیل اقتصادی بودن به عنوان راهحل بسیار مناسبی در موارد مختلف از جمله پایدارسازی گود های شهری با ایجاد حداقل دستخوردگی در وضعیت طبیعی زمین کاربردهای فراوانی دارد. روش پیشنهادی سامان پی به منظور اجرای نیلینگ و انکراژ جهت پایدارسازی دیواره گودها معمولاً مشتمل بر 5 مرحله اصلی، شامل گودبرداری مقطعی، حفاری گمانهها، نصب میلگرد تسلیح، تزریق دوغاب سیمان، بتنپاشی و نصب صفحه سرنیل و مهره میباشد. پس از تکمیل مراحل اجرایی فوق برای گام اول گودبرداری، این مراحل برای گامهای بعدی تا رسیدن به رقوم کف مورد نظر گود تکرار میگردد.
روش میکروپایل یکی از روش های مقابله با خاک های مئسله دار است که هم موجب بهسازی خاک و بهبود پارامتر های مقاومتی آن می شود و از طرفی المان های باربر مانند شمع را در خاک ایجاد می کند. در روش میکروپایل از تزریق دوغاب سیمان نیز استفاده می شود. میکروپایل به شمعهای با قطر کوچک (کمتر از mm300) اطلاق میگردد که غالباً با تسلیح فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان همراه میباشند. میکروپایل علاوه برآنکه به عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل میکند، بدلیل تزریق دوغاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مکانیکی (مقاومتی و رفتاری) خاک اطراف نیز میگردد. ابداع میکروپایل به اوایل دهه پنجاه میلادی، بر می گردد که در آن زمان ساختمان های تخریب شده ناشی از جنگ جهانی دوم نیاز به ترمیم سازه ای داشتند. بطور کلی کاربرد میکروپایل ها در مهندسی ژئوتکنیک مشتمل بر دو بخش استفاده در بستر پی سازهها و اصلاح و بهسازی برجای خاک میباشد. روش تراکم ارتعاشی از حدود سال های 1930 در اروپا و 1970 در آمریکا و سایر نقاط جهان جهت اصلاح عمیق خاکهای دانهای، چسبنده و مخلوط توسط مهندسان مورد استفاده قرار گرفته است. شرکت سامان پی نیز روش تراکم ارتعاشی و اجرای ستون های شنی ارتعاشی را در سبد روش های اجرائی بهسازی خاک قرار داده است. در روش ستون های شنی ارتعاشی در خاک های سست، در نقاط معلوم و در یک شبکه منظم، ستون های متراکمی که دارای دانهبندی مناسبی نیز میباشند، ایجاد میگردد. در روش تراکم ارتعاشی بدون اضافه کردن مصالح درشتدانه سعی بر این است که توده خاک موجود به کمک ارتعاش، متراکم گردد. از اینرو کاربرد این روش به خاک های دانهای محدود میگردد. قابلیت اجرای سریع، آسان و ارزان ستون های شنی با این روش از یک سو و بهبود خواص فیزیکی- مکانیکی توده خاک حاصل از آن از سوی دیگر، باعث افزایش روز افزون اقبال عمومی جامعه مهندسی نسبت به آن گردیده، به طوری که تقریبا در کلیه عرصههای ساخت و ساز برای مثال در افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست پذیری خاک بستر پیها و کاهش پتانسیل روانگرایی قابل استفاده است.
شرکت سامان پی ارائه کننده خدمات مطالعات ژئوتکنیک و خاک و پی نیز می باشد. تعیین خواص مهندسی خاک و سنگ و نحوه اندرکنش آنها با توسعه عمرانی آتی مورد نظر مطالعات ساختگاه نامیده میشود. هدف از این مطالعات، تعیین پارامتراها ی مورد نظر به منظور طراحی فونداسیون، سازههای زیرزمینی و زیرساختها و تخمین ریسکهای ژئوتکنیکی، زیست محیطی، ژئولوژیکی و هیدروژئولوژیکی برای انسان و محیط میباشد. مطالعات ژئوتکنیک و آزمایشگاه خاک ساختگاه توسط کارشناس ژئوتکنیک یا مشاور ژئوتکنیک دارای صلاحیت انجام میشود و سامان پی توانسته است در طی چندین سال تجربه اجرای دقیق و علمی این مطالعات را
با موفقیت به پایان رساند. شرکت سامانپی با بهرهگیری از توان علمی بالای کارشناسان خود توانسته است تاکنون پروژههای متعدد و متنوعی را در زمینه طراحی، اجرا، پایش (Monitoring) و نظارت پایدارسازی گودبرداری های شهری و ترانشهها را در رزومه خود به ثبت رساند.