-
کنترل کیفیت و بررسی ساخت در اجرای ریزشمع یا میکروپایل
مهمترین چیزی که باید در توسعه و ارتقاء تکنولوژی های نوین در نظر بگیریم، دستیابی به تضمین کیفیت و کنترل (QA/QC) میباشد.
اهمیت کنترل ساخت در کنار تکنیکهای ساخت ریزشمع (یا میکروپایل) ها، بیشتر جلوه میکند.
در قراردادهای “طراحی و ساخت با پیمانکار”، مهندسین کارفرما و بازرسان بایستی درک روشنی از آیتمهای کنترلی، داشته باشند و نیز آیتمهایی که به صلاحدید و نظر پیمانکار کنار گذاشته میشود.
این فصل به عملیات ها و پروسه هایی اختصاص می یابد که نیازمند توجهات خاص، از جانب مهندس پروژه کارفرما و یا بازرس ساخت و اجرا میباشد.
هدف این فصل تجهیز بازرسان به دانش و علم لازم برای نظارت کافی و سند سازی از مراحل ساخت و اجرای سیستم ریزشمع (یا میکروپایل) میباشد.
پروسه QA/QC قبل از اینکه پیمانکار اختصاصی ریزشمع (یا میکروپایل) در محل پروژه حضور یابد آغاز میشود.
QA/QC در مرحله توسعه مشخصه ها و طرحها آغاز میشود، و به دفترچه مشخصات پروژه الصاق میشود.
اجرای مناسب ریزشمع (یا میکروپایل) ها پروسهای میباشد که نیازمند دید فنی یک پیمانکار اختصاصی با تجربه میباشد.
مهمترین بخش مشخصه ها که بایستی توسط کارفرما تاکید و پافشاری شود، گواهینامه های سوابق پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل) و پرسنل وی میباشد.
هرگونه تخفیف در ارائه گواهینامه های مشخص شده، راه را برای پیمانکاران فاقد تجربه هموار میسازد که سعی میکنند قیمتها را شکسته و پایین بیاورند که اغلب توام با پیامدهای منفی برای کارفرما میباشد.
نتایج سوء کار این چنین میشود؛ اجرا و ساخت نامرغوب، به تعویق افتادن پروژه و دعویهایی که بطور قابل توجهی هزینه های پروژه را افزایش میدهد.
نتایجی مشابه به این، اغلب کارفرما را از اجرا و انجام تکنولوژیهای نوین دلسرد میکند، و در هر صورت وی را بسمت روشهای سنتی میکشاند.
با بکارگیری دفترچه مشخصات مناسب میتوان از این امر اجتناب کرد..
به انضمام تجربه پیمانکار، کیفیت تک تک المان های ساخت و ساز مستقیماً با کیفیت کلی محصول نهایی مرتبط است.
ظرفیت قطعی عملی ریزشمع (یا میکروپایل) را فقط میتوان توسط آزمایش بارگذاری شمع ثبت کرد.
آزمایش تمامی المانهای اجرا شده عملی و اقتصادی نیست.
بنابراین توجهات ویژه به کیفیت مصالح، منجمله ذخیره سازی آنها، جابجایی و آماده سازی های قبل از اجرا و ساخت و اجرای تمام مراحل کار الزامی است.
بازرسی همزمان با رسیدن مصالح ریزشمع (یا میکروپایل) به محل پروژه آغاز میشود.
-
بازرسی کنترل کیفیت
جابجایی مصالح و ذخیرهسازی آنها
-
دوغاب
تهیه دوغاب کیفیت بالا مستلزم ذخیره سازی مناسب مصالح میباشد، مثلاً ممانعت از تماس و جذب آب توسط سیمان. بسته به شرایط محل پروژه، حجم کار، دسترسی محلی و هزینه، سیمان یا به شکل پاکتی و یا به شکل فلهای تهیه میشود.
سیمان باید با چرخ دستی (کفه بارگیری) چوبی حمل و جابجا شود و جهت اجتناب از جذب رطوبت در محلی مناسب ذخیره شود و نبایستی بطور مستقیم بر روی زمین و یا هرجاییکه امکان جذب رطوبت قابل توجهی را دارد، ذخیره شود.
جهت ممانعت از تراکم بیش از حد سیمان بایستی از استقرار بسته ها به تعداد زیاد روی هم پرهیز کنید.
قبل از استفاده، سیمان بایستی بطور چشمی به لحاظ کلوخه شدگی و یا سایر نشانههای جذب آب یا آلودگی مصالح و مواد خارجی کنترل شود.
سیمان ها
همه سیمانها بایستی مورد تائید استاندارد مناسب باشند.
اگر رطوبت سیمان از حد تعیین شده توسط تولید کننده، فراتر باشد بایستی چاره اندیشی گردد.
آب مورد استفاده برای مخلوط دوغاب بایستی قابل آشامیدن باشد، و محتوی ناخالصی های مضر برای فولاد و دوغاب نباشد.
آب آشامیدنی نوعاً از آب انبار (شیر آتش نشانی) و یا سایر منابع مجاور محل تامین میشود.
پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل) بایستی در حمل و ذخیرهسازی همه مصالح فولادی تقویتی مراقب باشد.
فضای انبار بایستی بدور از ترافیک ساخت و ساز باشد و در یک موقعیت محافظت شده قرار داشته باشد.
زمانیکه مصالح فولاد تقویتی به محل پروژه ارسال گشتند، بلحاظ اندازه و هر نشانهای از خوردگی کنترل گردند.
فولاد تقویتی بایستی با گواهینامههای کارخانه نورد کننده، تطبیق داده شوند.
مصالح لوله دو بار نورد شده و اگر گواهینامه نورد در دسترس نباشد، مستلزم بررسی کیفیت فولاد از طریق آزمایشهای کششی و شیمیایی بر روی نمونههای فولاد میباشد.
همه مصالح فولاد تقویتی بایستی مطابق استاندارهای مناسب، همانطور که در دفترچه مشخصات پروژه تعیین شده است، باشند.
اگر مصالح فولادی بخوبی انبار شده باشند از خوردگی یا آلودگی با چرک و لکه، خاک و یا مواد ارگانیک محافظت میشوند.
پوشال چوبی قرار داده شده، بین زمین و مصالح فولادی مانع از زنگ زدگیهای جزئی میشود. یک زنگار سطحی سبک بر روی فولاد معمول بوده و نشانگر عدم حضور روغن و گریس بر روی فولاد میباشد.
خوردگی فلسی عمیق یا سوراخ شدگی عمیق فولاد موجب عدم پذیرش فولاد میشود.
میلگردهای فولادی با پوشش اپوکسی (و یا محافظ خوردگی مضاعف) بایستی به صورت از پیش تولید شده به محل کار ارسال شوند .
میلگردهای با پوشش اپوکسی بایستی بطور مناسب با باندها و نوارهای باددار پوشیده شوند و بر روی پوشال چوبی قرار داده شوند. بمنظور اجتناب از هر گونه آسیب رسیدن به لوله های چیندار و یا پوشش اپوکسی بایستی این میلگردها با دقت انبار شوند.
کوپلینگ ها، مهره های شش گوش، متمرکز کننده ها، و جداکننده ها نوعاً در داخل جعبه به محل کارگاه ارسال میشوند.
گواهینامه های تولید کوپلینگ های فولادی و مهرههای شش گوش نیز بایستی موجود باشد.
انبار سازی این مصالح نیز بایستی از پروسه مشابهی مانند سایر مصالح تبعیت کند.
بازرسی همه المانهای فولادی مرتبط بایستی شامل موارد ذیل باشد:
- کنترل آسیب دیدگی
- بازرسی خوردگی فولاد
- کنترل اندازه مناسب
- چک کردن سیستم محافظت از خوردگی مناسب
- تهیه گواهینامه های کارخانه تولید کننده و نتایج هر گونه آزمایش های مستقل برای مصالح.
- نظارت بر ساخت و اجرا
قبل از آغاز هر گونه ساخت و ساز، بایستی چند و چون نحوه اجرای طرح پیمانکار در کنار پروژه اصلی، بررسی گردد. طرح کار بایستی تمام جنبه های مدنظر روش ساخت، منجمله هر گونه مشکلات و سختیهای مورد نظر را تشریح کند.
ذیلاً شماری از مقتضیات اجرا، آورده شده است:
- گواهینامه پیمانکار و کارکنان وی
- تشریح درک پیمانکار از گزارشهای ژئوتکنیکی با توجه به نوع خاکی که احتمال مواجهه با آنها حین حفاری وجود دارد. (لیستی از هر گونه مشکلات بالقوه)
- معیارهای عملکرد و رواداریها
- موقعیت و زاویه تمایل ریزشمع (یا میکروپایل) ها
- اندازه ریزشمع (یا میکروپایل) ها و آرایش آنها
- ظرفیت باربری ریزشمع (یا میکروپایل) ها
- الزامات و تجهیزات حفاری، منجمله تعداد مدلها و سازندگان دستگاهها، نوع سیال پاکسازی، و پیش احتیاطهای لازم در مقابل انحراف مسیر حفاری
- بار پیشبینی شده تجهیزات، بر روی سازه یا زمین مجاور در طی ساخت
- طرح عمومی اجرا، شامل مراحل پیشنهاد شده اجرا و نصب، مرحلهبندی کار، و جدول زمانبندی
- طرح اختلاط دوغاب، در کنار سیستم بچینگ، اختلاط و تکنولوژی تزریق
- سیستم تقویتی منجمله اندازه، آرایش و محافظت از خوردگی
- روشهای پس تزریق، روند کار و تجهیزات لازم (اگر لازم باشد)
- سند سازی و محافظت از تاسیسات موجود و سایر المانهای حساس در محیط ساخت، و مقیاسهای پیشنهاد شده برای پیشبینی شرایط
- شرایط سقف کم ارتفاع و محدودیتهایی مشابه
- معیارهای آزمایش منجمله: بارهای حداکثر طرح و شاهد، تغییر شکلهای مجاز تحت بار آزمایش، و پروسههای آزمایش
- موقعیت لودسلها، کالیبراسوین مناسب گیجها، و سایر ابزار آزمایش و نظارت
- جزئیات اتصال به سازههای موجود
- پیشبینی پروسههای اصلاحی
- جابجایی و دفع ضایعات (نوعاً توسط پیمانکار عمومی انجام میشود)
مهمتر از همه، محافظت فضای (سازههای) موجود، منجمله تاسیسات زیرزمینی، باید مدنظر باشد. شرایط موجود محل بایستی بوسیله پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل) و بازرسان کارفرما بررسی شود. پیمانکار در قبال تجهیز کارگاه مناسب برای شرایط خاص محلی در هر پروژه مسئول میباشد.
- حفاری
روشهای متعددی را میتوان در حفاری ریزشمع (یا میکروپایل) ها بکار برد. این تکنیکهای حفاری بایستی پیمانکار را قادر به ایجاد یک گمانه مستحکم با ابعاد مورد نیاز با رواداریهای مجاز سازند، البته بدون ایجاد خسارت به محیط اطراف.
طبیعت فیزیکی حفاری و ایجاد یک گمانه میتواند به زمین اطراف در یک زمین خاص و در محدوده یک فاصله خاص آسیب بزند. بازرسان کارفرما بایستی از این موضوع آگاه باشند و سپس تجهیزات و روشهای حفاری و تزریق و پروسههای پیشنهادی پیمانکار را تایید کنند. آسیب دیدگی زمین یک موضوع مهم است؛ استفاده از فشار بالا در عملیاتهای حفاری با آب، همواره بایستی مورد تامل قرار گیرد (که مبادا کنترل فشار آب بخوبی صورت نگیرد).
بازرس بایستی تضمین کند که عملیاتهای حفاری در زمین اطراف زیانهای غیر قابل قبول ایجاد نمیکند. نشانههای آشکاری که بازرس باید به آنها توجه کنند، موارد زیر میباشند:
- عدم قابلیت اجرای عملیات حفاری در حین بیرون کشیدن غلاف، مقادیر زیاد جداشدگی خاک در حفاری بدون غلاف یا غلاف گذاری ضعیف، فرونشست زمین در بالای منطقه حفاری و …
- ممکن است موقعیت و زاویه ریزشمع (یا میکروپایل) ها نسبت به موقعیت طراحی شده آنها قدری منحرف شود. رواداریهای زیر، مقادیر پیشنهاد شده معمول برای المانهای قطر بزرگ میباشد.
| در طرح | 75 م.م. در هر مسیر |
| عمودی | 1 در 50 |
| شیب با نسبت 1 به 6 ( عمودی به افقی) | 1 در 25 |
| شیب بیشتر از نسبت 1به 6 | 1 در 25 |
- اگرچه رواداریهای فوق الذکر برای بیشتر زمینها واقعی میباشد، اما اگر زمین دارای موانع باشد، در میزان رواداری تخفیف داده شده و مجوزهای مناسب در طراحی ریزشمع (یا میکروپایل) و اعضای مرتبط سازهای آنها در نظر گرفته میشود.
- در حین حفاری نبایستی هیچگاه اجازه ریزش دیوار گمانه داده شود. زمانیکه غلاف موقت بطور کامل در حین پروسه تزریق بیرون کشیده میشود، بایستی به طریقی آن را بیرون بکشیم که سیستم تقویتی شمع دچار خسارت و آسیب دیدگی نشود. همچنین در حین بیرون کشیدن غلاف، برای به حداقل رساندن خطر ریزش گمانه، بایستی گمانه پر از دوغاب شود.
سطح سیال در گمانه بایستی بالاتر از سطح آب زیرزمینی نگه داشته شود به نحویکه فشار داخلی سیال بطور کافی با فشار آب زیرزمینی و با فشار اکتیو خاک در سرتاسر خاکهای بالقوه ناپایدار در تعادل باشد.
- حفاری، نصب تقویت کنندهها، و تزریق ریزشمع (یا میکروپایل) بایستی طی یکسری پروسه های پیوسته با هر آن سرعتی که میسر است، اجرا شود. بعضی مصالح، همچون رسهای بیش تحکیم یافته و سنگهای ضعیف، مستعد زوال و نرم شدگی میباشند. توصیه میشود (قانون کلی) حفاری ناحیه پیوند شمع استقرار تسلیح و اجرای تزریق در طی یک روز صورت گیرد. گذشته از ساخت شمع به صورت پیوسته، دهانه گمانه شمع در سطح زمین نیز بایستی، جهت ممانعت از ورود آشغال و خار و خاشاک بداخل گمانه و همچنین برای حفظ ایمنی پرسنل اجرایی در محل پروژه موقتاً پوشیده گردد. همچنین برای اجتناب از ورود ضایعات حفاری یا آب پاکسازی شمعهای مجاور بداخل گمانه و آلوده ساختن گمانه، توصیه شده است که غلاف (موقت یا دائم) حداقل تا 30 سانتیمتر بالاتر از دهانه گمانه ادامه داده شود.
- پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل) بایستی یک سیستم دفع ضایعات و محدودیت مناسب از ضایعات حفاری دور از محل اجرا بر طبق طرح کار تصویب شده تدارک ببیند. (اگر ممکن است، جابجایی و دفع ضایعات حفاری به عهده پیمانکار باشد). از حفاری کنترل نشده با آب،که موجب فرسایش یا یخ زدگی بر روی محل کارگاه میشود، حذر کنید.
هر کدام از این تعداد بیشمار مشکلات ممکن است در طی پروسه حفاری رخ دهد و بنابراین مستلزم نظارتهای دقیق میباشد. همچنین تهیه جداول لوگ حفاری شمع الزامی است. این موضوع در ادامه این فصل مورد بحث میباشد.
- تزریق
قبل از اقدام به تزریق، بایستی تجهیزات مربوطه کنترل شده و طرح تصویبی اختلاط دوغاب، مورد بررسی قرار گیرد. مراقب باشید که نحوه اجرا و مدیریت پروسه تزریق میتواند به شدت بر عملکرد باربری شمع تاثیر بگذارد. ذیلاً برخی رهنمودهای تزریق مناسب ذکر شده است.
- برای اطمینان یافتن از تزریق پیوسته دوغاب، تجهیزات مناسبی را انتخاب کنید.
- میکسری انتخاب کنید که قادر به اختلاط کلوئیدی سیمان باشد، و یک تانک ذخیره در نظر بگیرید که پس از این مرحله امکان همزنی پیوسته دوغاب را فراهم آورد.
- به واسطه بیرون کشیدن هوا و کنترل بسته بودن مدار مکنده، از حضور هوا در میان دوغاب ممانعت نمائید.
- در طی تزریق، به هیچ وجه اجازه ندهید تراز دوغاب در داخل تانک منبع پایینتر از تراز موجود در شمع قرار گیرد.
- از عدم حضور هر گونه مواد خارجی در طی تزریق دوغاب در تمام طول شمع، اطمینان یابید.
- از روش تِرِمی استفاده کنید.
- بواسطه فشار تزریق محدود شده یا بواسطه محدود ساختن مقدار دوغاب پمپ شده، (هر کدام که لازم باشد) از آشفتگی افقی لایه های خاک جلوگیری نمائید.
- از جوشش خاک در کف شمع جلوگیری نمائید.
قبل از تزریق، قطر ریزشمع (یا میکروپایل) حفاری شده بدون احتساب غلاف بایستی بررسی گردد.
بهتر است ریزشمع (یا میکروپایل) ها به سرعت بعد از حفاری ناحیه پیوند تزریق شوند. اگر این امر ممکن نباشد، تزریق بایستی پیش از، از هم پاشیدگی گمانه حفر شده صورت گیرد.
عملیات تزریق اولیه
عملیات تزریق اولیه شامل تزریق دوغاب سیمان در پایینترین نقطه گمانه به نحوی انجام میگیرد که سر انجام گمانه عاری از هرگونه حفرات هوایی پر شود. معمولا لوله تِرِمی قبل از وارد کردن بداخل گمانه به فولاد تقویتی متصل میشود.
این اتصال بایستی حدالامکان سست و ضعیف باشد تا بتوان لوله را بعد از اتمام تزریق از گمانه بیرون کشید. پیمانکاران معمولاً از نوار کانال برای پیچیدن لوله تِرِمی و فولاد تقویتی (اتصال ضعیف) به یکدیگر استفاده میکنند.
بعد از قرارگیری فولاد تقویتی و لوله تِرِمی سر جای خود، دوغاب به انتهای شمع پمپ میشود مادامیکه دوغاب با کیفیت مناسب (با همان کیفیتی که در ابتدای تزریق داشت) از دهانه شمع بیرون بزند.
پس از آن لوله تِرِمی از گمانه شمع بیرون کشیده میشود.
تزریق بایستی طی یک عملیات پیوسته اجرا شود. برای اجتناب از مکیده شدن هوا بداخل دوغاب، بایستی دقت لازم جهت حفظ ارتفاع مثبت در تانک نگهداری دوغاب صورت پذیرد.
برای تزریق اولیه در حین بیرون کشیدن غلاف، ممکن است تزریق فشاری بکار برده شود.
بایستی دقت شود که با چنین فشاری از تنش زدایی زمین یا سازههای مجاور پرهیز گردد.
در صورت مشاهده فرار دوغاب بداخل زمین، بایستی پروسه تزریق فشاری متوقف گردد.
برای محاسبه اتلاف مسیر بین پمپ و گمانه، فشار دوغاب تا حد ممکن در نزدیکی نقطه تزریق اندازه گیری میشود.
معمولاً یک گیج فشار بر روی مته حفاری نصب شده و حین تزریق فشاری و بیرون کشیدن غلاف، توسط اپراتور حفار نظارت میشود .
در اجرای ریزشمع (یا میکروپایل) ها با اوگر تو خالی، برای اطمینان از عدم “باریک شدگی” گمانه، بایستی دوغاب تحت فشاری پیوسته پمپ شود و ارتفاع دوغاب بالاتر از نوک اوگر نگه داشته شود.
اگر “پس تزریق” انجام شود، نظارت فشار و حجم دوغاب در سرتاسر پروسه تزریق از هر غلاف بسیار مهم است.
این امر به ممانعت از بیش تزریق مضر و غیر ضروری کمک خواهد کرد و کفایت و سودمندی عملیات بهسازی را بررسی میکند.
بالاترین فشار “پس تزریق” که تا به حال به ثبت رسیده است، “5/6” مگا پاسکال میباشد.
محدوده معمول فشار پس تزریق بین 2 تا 4 مگاپاسکال میباشد.
ثبت مراحل و وقایع تزریق از موارد حیاتی در هر پروژه میباشد و در ادامه این فصل با جزئیات تشریح میشود.
- نصب سیستم تقویتی (میلگرد یا لوله و … )
سیستم تقویتی را میتوان قبل از تزریق مستقر نمود و یا اینکه قبل از بیرون کشیدن غلاف موقت در داخل گمانه پر شده از دوغاب (اگر این کار لازم باشد) قرار داد. در هر صورت، بازرس بایستی طول کلی شمع و طول ناحیه پیوند را برای هر ریزشمع (یا میکروپایل) ثبت کند. باید بتوانیم سیستم تقویتی را تا طول تعیین شده، بدون نیاز به نیرو داخل گمانه برانیم.
عدم دسترسی به این نفوذ در گمانههای غلاف نشده معمولاً بمعنی ریزش و آوار خاک بداخل گمانه می باشد، و اینکه سیستم تقویتی باید بیرون کشیده شده و اگر لازم باشد حفاری مجدداً صورت گیرد.
در چنین مواردی بازرس بایستی مانع از راندن کل طول سیستم تقویتی تحت فشار یا ضربه و یا بریدن آن شود.
بایستی دقت شود که در طی اجرا و نصب آسیبی به محافظ خوردگی یا به متمرکز کننده ها وارد نیاید.
پوشش اپوکسی، محافظ خوردگی مضاعف، یا فولاد تقویتی بدون پوشش نبایستی روی سطوح ساینده یا بر روی سطح خاک کشیده شوند.
همه اتصالات و مفاصل و کوپلها بایستی کنترل شوند. سیستم تقویتی بایستی عاری از هر گونه اجزای آسیب رسان همچون خاک سطحی، روغن و گل و لای باشد، که میتوانند دوغاب یا پوشش تقویت کننده را آلوده سازند.
برای اطمینان از ثبات آرماتورها در مرکز گمانه بایستی متمرکزکننده ها و فاصله دهنده ها از فواصل مشخص شده، معمولاً 5/2 تا 3 متر بسته شوند.
معمولاً متمرکزکننده ها با یک گره سیمی یا نوار داکت به آرماتور متصل میشوند.
نکته: اگر لوله های دوغاب تِرِمی بعد از نصب متمرکزکنندهها در انتهای گمانه قرار داده میشود این کار بایستی بدون هرگونه تداخلی صورت گیرد.
