میکروپایل
توضیحات کلی
ریز شمع ها عمدتاً به عنوان تقویت کننده فوندانسیون ها، بهبود زمین، پایداری شیروانی ها و ترانشه ها و گودبرداری مورد استفاده قرار می گیرند. ریز شمع ها قادر به تحمل بارهای قائم و جانبی بوده و در هر نوع خاک و تحت هر زاوی های قابلیت اجرا دارند. بار وارد شده به ریز شمعها از طریق المان های فولادی و اصطکاک ناحیه پیوند دوغاب – خاک تحمل می شود. از نظر عملکردی ریزشمع ها به دو دسته ی زیر طبقه بندی می شوند: 1) ریز شمع های تکی یا گروهی و 2) ریز شمع های مشبک.
در دسته ی اول باربری بر عهده ی المان فولادی ریز شمع ها است و در دسته ی دوم مجموعه ی المان فولادی و خاک احاطه شده در پیرامون آنها توده خاک مسلحی را تشکیل می دهد که در برابر نیروها مقاومت می کند. بر مبنای روش و فشار تزریق که دو مولفه ی تعیین کننده در اجرا هستند نیز میکروپایل به 4 دسته تقسیم بندی می شود. در نوع A تزریق به صورت ثقلی انجام می شود. در نوع B تزریق تحت فشار 5/0 تا 1 مگاپاسگال و به همراه بیرون کشیدن غلاف انجام می شود. در نوع C تزریق طی دو مرحله صورت میگیرد. در مرحله ی اول به صورت ثقلی و مرحله ی دوم پس از سخت شدن تزریق اولیه، بدون پکر و با فشار 1Mpa انجام می شود. در نوع D مشابه نوع C تزریق طی دو مرحله انجام میشود. در مرحله اول تزریق تحت ثقل یا فشار انجام می گیرد. پس از سخت شدن تزریق اولیه دوغاب ثانویه با فشار 2 تا 8 مگاپاسکال تزریق می شود.
کاربرد ریز شمعها
ریز شمعها عمدتاً برای ((مقاوم سازی درجا)) و ((تقویت سازه ای)) استفاده می شود. از کاربرد ریز شمع ها به عنوان تقویت سازه ای می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- فوندانسیون های در دست اجرا 2- مقاوم سازی سازه های موجود
3- حفاظت گودبرداری 4- مقاوم سازی لرزه ای
همچنین از ریز شمع ها برای مقاوم سازی درجا نیز استفاده می شود. پایدارسازی شیروانی ها، مقاوم سازی زمین، کاهش نشست و پایدار سازی سازه ای از موارد آن است.
هزینه اجرای ریز شمعها ناشی از موارد زیر است:
1- شرایط محیطی 2- شرایط زیر سطحی 3- موقعیت پروژه 4- تعداد شمع 5- ظرفیت شمع 6- طول شمع 7-زاویه انحراف شمع 8- ارزیابی ریسک
روش اجرا
اجرای میکروپایل شامل موارد زیر است:
حفاری
به منظور اجرای میکروپایل بایستی ابتدا گمانه حفر شود، در صورتی که غلاف گذاری نیاز باشد در همین مرحله جایگذاری انجام می شود. برای حفاری خاک یا سازه موجود (مانند فوندانسیون) باید از ادوات و ماشین آلاتی استفاده شود که کمترین آسیب را به زمین و سازه وارد کند. انواع روش های حفاری شامل حفاری شستشویی، دوران مضاعف، اوگر توخالی، حفاری ضربه ای – دورانی و … می باشد.
تزریق
همانطور که پیشتر شرح داده شد تزریق تاثیر مهمی بر ظرفیت باربری ریز شمع ها دارد. دوغاب سیمان باید سیالیت، مقاومت، استحکام و دوام پذیری لازم را دارا باشد. دوغاب باید بتواند بارهای اعمالی بین آرماتور و خاک اطرافش را انتقال دهد. با توجه به آنکه دوغاب بخشی از مقطع عرضی شمع را تشکیل می دهد باید بتواند بارهای اعمالی را تحمل کند و همینطور المانهای فولادی را از خوردگی باز دارد.
تسلیح
میزان المانهای فولادی قرار داده شده در ریز شمع بر اساس بارگذاری تکیه گاهی آن و سختی مورد نیاز برای جابه جایی الاستیک تعیین می شود. المان مسلح کننده ممکن است میلگرد منفرد، گروه میلگرد، غلاف لوله فولادی، یا فولاد سازه ای نورد شده باشد.
آزمایش
هدف از انجام آزمایش این است که آیا ریز شمع می تواند بارهای طراحی را با احتساب ضریب اطمینان در طول عمر بهره برداری سازه تحمل کند. باید شرایط و ادوات حفاری و عملیات تزریق شمع های آزمایشی دقیقاً مشابه شمع های بهره برداری باشد. چنانچه نتایج آزمایش، نشانگر عملکرد ناقص ریز شمع ها باشد و یا ظرفیت باربری طرح تامین نشود بایستی یا روش اجرا و یا طرح تغییر کند.
مجموعه آزمایش هایی که بر روی ریز شمع ها باید انجام پذیرد شامل آزمایش نهایی، آزمایش ارزیابی، آزمایش شاهد و آزمایش خزش است.
آزمایش نهایی
این آزمایش بر روی شمع هایی انجام می شود که اصطلاحاً به آنها شمع های قربانی گفته می شود. این شمع ها در حین بهره برداری مورد استفاده قرار نمی گیرند. با استفاده از آنها ظرفیت باربری نهایی طول پیوند دوغاب – خاک تعیین می شود و ضریب اطمینان برای طول پیوند دوغاب – خاک بررسی می شود.
آزمایش ارزیابی
در این آزمایش تعیین می شود که آیا ریز شمع ها قادر به رسیدن به ظرفیت باربری مشخص شده برای مجموعه دوغاب – خاک با احتساب ضریب اطمینان می باشند.
آزمایش شاهد
این آزمایش بر روی تعدادی از شمع های بهره برداری انجام می شود. این آزمایش اطلاعات لازم برای ارزیابی توانائی پایداری ایمن ریزشمع های بهره برداری در برابر بارهای سرویس طرح را تامین می کند.
آزمایش خزش
چنانچه ریز شمعها درون خاک مستعد خزش احاطه شده باشند، در حین آزمایشهای شاهد، ارزیابی و نهایی نیز این مسئله تحت بررسی قرار میگیرد.
