-
سیستم طبقه بندی ریزشمع یا میکروپایلها (micro pile)
-
انواع ریزشمع یا میکروپایل ها
طبقه بندی ریزشمع (یا میکروپایل) ها بر اساس دو معیار صورت میگیرد:
- فلسفه رفتاری (طراحی)
- 2) روش تزریق (اجرا و ساخت)
فلسفه رفتاری به روشهای طراحی ریزشمع (یا میکروپایل) ها اشاره دارد. روش تزریق، نمایانگر نحوه ساخت و اجرا میباشد. سیستم طبقه بندی ریزشمع (یا میکروپایل) شامل یک اندیس دوتائی میباشد. که شامل یک “شماره” بمنظور بیان روش طراحی و یک حرف بمنظور تشخیص نحوه اجرا است.
-
طبقه بندی طبقه بندی طراحی
طراحی یک ریزشمع (یا میکروپایل) منفرد یا گروهی از ریزشمع (یا میکروپایل) ها بطور کلی با طراحی ریزشمع (یا میکروپایل) های مشبک که بسیار نزدیک هم اجرا میشوند، تفاوت دارد. این تفاوت خود موجب تعریف ریزشمع (یا میکروپایل) “تیپ 1” و “تیپ 2” میشود. ریزشمع (یا میکروپایل) “تیپ 1” بطور مستقیم بارگذاری شده و آرماتور شمع، مقاومت اصلی را در برابر بارهای اعمالی نشان میدهد (شکل 1).
“تیپ 2” خاک را از داخل (بین خود) به احاطه درآورده و یک توده خاکی تقویت شده ایجاد میکند که در برابر بارهای اعمالی ایستادگی مینماید . ریزشمع (یا میکروپایل) “تیپ 2″، در واقع همان ریزشمع (یا میکروپایل) های مشبک میباشد.
جهت انتقال بارهای سازهای به لایه های خاکی مقاوم تر و مستحکم در اعماق پائین، میتوان ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” را جایگزین شمع های مرسوم نمود. شمع هایی که مستقیم بارگذاری شوند (بارگذاری محوری یا جانبی) اشاره به ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” دارند.
بارها به لحاظ سازه ای توسط آرماتورهای فولادی و به لحاظ ژئوتکنیکی توسط ناحیه پیوند دوغاب- زمین تک تک شمع ها تحمل میگردند.
تا به امروز حداقل 90 درصد از پروژهها در شمال آمریکا، از جمله ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” بوده اند. این شمعها به نحوی طراحی میشوند که بطور انفرادی عمل کنند، اگرچه ممکن است که بطور گروهی اجرا گردند.
کاربرد دیگر شامل شبکه ای از ریزشمع (یا میکروپایل) های مشبک، بعنوان توده خاک مسلح می باشند، که برای پایدارسازی و نگهداری مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع از ریزشمع (یا میکروپایل) ها اشاره به ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 2” دارند. این بار، بارهای سازه ای بر کل توده خاکی تقویت شده تحمیل میگردد. ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 2” بسیار سبک آرماتورگذاری میگردند چرا که همانند المانهای “تیپ 1” مستقیماً در معرض بار قرار نمیگیرند.
وجه اشتراک بین ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” و “تیپ 2” وجود دارد
چند وجه اشتراک بین ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” و “تیپ 2” وجود دارد.
مثلاً، یک ردیف ریزشمع (یا میکروپایل) را در نظر بگیرید که در سرتاسر صفحه گسیختگی بمنظور پایدارسازی شیروانی اجرا شده اند.
تحقیقات اخیر (Pearlman, et al, 1992) نشان میدهد که اندرکنش شمع- زمین، فقط در نزدیک صفحه گسیختگی رخ میدهد.
در این حالت، شمع ها به مانند المان های “تیپ 1” عمل میکنند چرا که بطور مستقیم در معرض بار قرار میگیرند.
بالای صفحه گسیختگی، گروه شمع ها بر پیوستگی توده خاک تقویت شده میافزایند. این رفتار مختص المانهای “تیپ 2” میباشد.
لذا این مثال نشان اشتراک رفتاری “تیپ 1” و “تیپ 2” میباشد.
فلسفه طراحی یک ریزشمع (یا میکروپایل) منفرد “تیپ 1” با فلسفه طراحی گروهی از ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” یکسان میباشد.
ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” بسیار نزدیک به هم (عمدتاً موازی نه در هم) اجرا میشوند، و هر کدام بطور مستقیم بارگذاری می شوند.
رفتار و روش طراحی یک گروه از ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” نبایستی با گروه ریزشمع (یا میکروپایل) های شبکه بندی شده اشتباه گرفته شود. اگرچه ممکن است هندسه آنها شبیه هم باشد.
تاثیر گروه بر ظرفیت باربری ریزشمع (یا میکروپایل) ها و روشهای طراحی ریزشمع (یا میکروپایل) های “تیپ 1” در حالت منفرد و گروهی در فصل 5 مورد بحث قرار گرفته است. روش طراحی گروه ریزشمع (یا میکروپایل) های مشبک “تیپ 2” در این کتاب بررسی نمیشود.
-
طبقه بندی به لحاظ اجرا
بطور کلی، روش تزریق در حین اجرا، حساسترین پارامتر موثر بر ظرفیت باربری مجموعه زمین- دوغاب میباشد. ظرفیت باربری مجموعه زمین- دوغاب بطور مستقیم با تغییر روش تزریق، تغییر میکند. بخش دوم طبقه بندی ریزشمع (یا میکروپایل) ها شامل یک حرف مشخص (از A تا D) میباشد که بر اساس روش تزریق و فشار تزریق مورد استفاده در حین اجرا انتخاب میشود. استفاده از غلافگذاری و آرماتور، این طبقه بندی را ریزتر میکند. این طبقهبندی در شکل 2-5 بطور شماتیک نشان داده شده است.
نوع A
نوع A : طبقه بندی نوع A بیانگر یک تزریق ثقلی (بدون فشار پمپ) میباشد. از آنجا که ستون تزریق تحت فشار نمیباشد، هم میتوان از ملات ماسه- سیمان، و هم از دوغاب سیمان استفاده نمود. بمنظور افزایش ظرفیت کششی، میتوان قطر گمانه شمع را بیشتر نمود. اگرچه این تکنیک رایج نبوده و در سایر انواع شمعها مورد استفاده قرار نمیگیرد.
نوع B
نوع B : نوع B دلالت بر تزریق تحت فشار دوغاب سیمان به درون گمانه دارد، در حالیکه غلاف اولیه حفاری، بیرون کشیده میشود. فشار تزریق معمولاً بین “5/0 تا 1 مگا پاسکال” متغیر است و در محدودهای نگه داشته میشود که در خاک اطراف ترکهای هیدورلیکی (hydrofracturing) ایجاد نگردد و از طرفی پوشش و درزگیری لازم برای جلوگیری از ریزش جداره در حین بیرون کشیدن غلاف، حدالامکان تامین گردد.
نوع C
نوع C : نوع C بیانگر یک پروسه تزریق دو مرحله ای میباشد: 1) دوغاب سیمان تحت اثر وزن خود به مانند نوع A تزریق میگردد و 2) پس از سخت شدن تزریق اولیه (بعد از تقریباً 15 تا 25 دقیقه) تزریقی مشابه، ولی این بار از طریق یک لوله تزریق غلاف دار بدون استفاده از پکر (در سطح مشترک ناحیه تزریق)، تحت فشاری حداقل 1 مگا پاسکال صورت میگیرد.
به نظر میرسد که این نوع شمع فقط در فرانسه استفاده میگردد و به نوعIGU اشاره دارد.
نوع D
نوع D : نوع D، به یک پروسه تزریق دو بخشی مشابه نوع C، البته با اصلاحاتی در مرحله دوم آن اشاره دارد. در مرحله اول دوغاب سیمان همانند نوع A و C بصورت ثقلی تزریق میگردد و شاید همانند نوع B تحت فشار صورت گیرد. بعد از سخت شدن تزریق اولیه، دوغاب ثانویه از طریق یک لوله تزریق غلافدار تحت فشار 2 تا 8 مگاپاسکال تزریق میشود. ممکن است از یک پکر نیز استفاده شود، تا در صورت لزوم حرکت افقی غلاف محدود گردد. این نوع شمع بطور رایج در تمام جهان استفاده میگردد و در فرانسه بنام IRS (Injection Répéctitive et Sélective) شناخته میشود.
جدول 2-1 جزئیات طبقه بندی ریزشمع (یا میکروپایل) ها بر اساس روش تزریق (اجرا) را شرح میدهد. تقسیم بندیهای ریزتر (شمارههای1،2و3) بابت حفاری با غلاف و آرماتورگذاری میباشد. این تقسیمبندیها همچنین بیانگر نوع سیستم تقویتی مورد نیاز بر اساس طراحی نیز میباشند. (برای مثال آرماتورگذاری، غلاف گذاری و یا هردو). جدول 1 سیستم طبقه بندی ریزشمع (یا میکروپایل) ها را بر اساس نوع اجرا ارائه میکند.
جدول 1. جزئیات طبقه بندی ریزشمع (یا میکروپایل) ها بر اساس نوع ساخت |
||||
| نوع ریزشمع (یا میکروپایل) و روش تزریق | زیر گروه | غلاف حفاری | سیستم تسلیح | تزریق |
| نوع A
تزریق ثقلی |
A1 | موقت یا بدون لوله گذاری
(open hole or auger) |
بدون تسلیح، میلگرد، قفسه، لوله یا مقطع سازهای | ملات ماسه- سیمان یا دوغاب سیمان تمیز از طریق لوله tremie (یا غلاف) بدون هیچ اضافه فشاری به ته گمانه ریخته میشود. |
| A2 | دائمی، تمام طول | خود غلاف حفاری | ||
| A3 | دائمی، فقط بالای میل چاه | غلاف حفاری در مقطع بالایی میل چاه، میلگرد(ها) یا لوله در مقطع پایینی میل چاه (ممکن است در تمام طول ادامه داده شود) | ||
نوعB
تزریق تحت فشار در حین بیرون کشیدن اوگر یا غلاف حفاری |
B1 | موقت یا بدون لوله گذاری
(open hole or auger) |
میلگرد یا لوله (بعلت ظرفیت باربری کم قفس، استفاده از آن توصیه نمیشود) | دوغاب سیمان تمیز ابتدا از طریق لولهtremie بداخل غلاف حفاری یا اوگر ریخته میشود. در حین بیرون کشیدن غلاف یا اوگر، فشار اضافی (معمولاً در حدود 1 مگاپاسکال) به دوغاب ثانویه تزریقی اعمال میشود. |
| B2 | دائمی، بخشی از طول چاه | خود غلاف حفاری | ||
| B3 | دائمی، فقط بالای میل چاه | غلاف حفاری در مقطع بالایی میل چاه، میلگرد(ها) یا لوله در مقطع پایینی میل چاه (ممکن است در تمام طول ادامه پیدا کند) | ||
| نوع C
تزریق ثقلی اولیه، سپس تزریق ثانویه تک مرحلهای تحت فشار |
C1 | موقت یا بدون لوله گذاری
(open hole or auger) |
میلگردها یا لوله (بعلت ظرفیت باربری کم قفس، استفاده از آن توصیه نمیشود) | ابتدا دوغاب سیمان تمیز از طریق لوله tremie بداخل غلاف حفاری یا اوگر وارد میشود. بین 15 تا 25 دقیقه بعد، دوغاب مشابهی از میان لوله (یا لوله تقویتی)، با فشاری در حدود 1 مگاپاسکال از بالا تزریق میشود. |
| C2 | مشخص نشده است | — | ||
| C3 | مشخص نشده است | — | ||
نوع D
تزریق اولیه ثقلی (نوعA) یا تحت فشار (نوعB). سپس تزریق ثانویه یک یا دو مرحلهای تحت فشار |
D1 | موقت یا بدون لوله گذاری
(open hole or auger) |
میلگردها یا لوله (بعلت ظرفیت باربری کم قفس، استفاده از آن توصیه نمیشود) | ابتدا دوغاب سیمان تمیز از طریق لوله tremie (نوعA) و یا تحت فشار (نوعB) بداخل گمانه یا غلاف یا اوگر تزریق میشود. چند ساعت بعد، دوغاب مشابهی از میان لوله یا آرماتورهای جاگذاری ، از طریق پکر تزریق میشود، که بسیاری از اوقات برای حصول پیوند مد نظر ضروری میباشد. |
| D2 | تنها زمانی کاربرد دارد که لوله تزریق مجدد بطور تمام طول بیرون غلاف، قرار داده شود | خود غلاف حفاری | ||
| D3 | موقت یا بدون لوله گذاری
(open hole or auger) |
غلاف حفاری در مقطع بالایی میل چاه، میلگرد(ها) یا لوله در مقطع پایینی میل چاه (ممکن است در تمام طول ادامه داده شود) | ||
درج دیدگاه