مقدمه

خاک بستر در پروژه های عمرانی از اهمیت ویژه ای برخوردار است چرا که فونداسیون و یا شالوده سازه ها بر خاک نهاده شده و در نهایت فارغ از نوع سیستم سازه و یا فونداسیون پروژه، این بستر خاکی پروژه است که نیرو های وارده از سازه را تحمل می نماید. بدیهی است عواملی همچون ضعف خاک در باربری، کمبود سختی خاک و مدول شکل پذیری آن که منجر به بروز نشست های غیر مجاز (کلی یا تفاضلی)، حضور آب در خاک و بحث تراوش و مسائلی چون روانگرایی سبب افزایش اهمیت بحث بهسازی بستر در پروژه های عمرانی می گردد. عدم توجه به این موضوع سبب بروز حوادث جبران ناپذیر (نشست های غیر مجاز، گسیختگی در خاک و ناپایداری) و یا تحمیل هزینه های بسیار سنگین برای ساخت سازه می شود. این چنین است که موضوع تحلیل اندرکنش خاک – سازه و بهسازی مناسب بستر سبب ارتقای سطح کیفی و فنی سازه و کاهش هزینه های پروژه های عمرانی می گردد.

با پیشرفت علم و تکنولوژی در حوزه مصالح، طراحی و تحلیل سازه، تغییرات شگرفی در جزئیات ساخت پروژه ها ایجاد شده است. شاخه ژئوتکنیک نیز از این پیشرفت ها بی بهره نبوده و هم در فاز مهندسی شامل طراحی و مدلسازی عددی بهبود یافته است و هم در سایه پیشرفت ماشین آلات و امکانات سخت افزاری روش های نوین بهسازی در دسترس قرار گرفته است.

امکان استفاده از ماشین آلات و روش های متعدد سبب شده که مشاوران ژئوتکنیک برای حل مشکلات فوق الذکر، از تکنیک ها متنوع و یا گاهی از ترکیب آنها استفاده نمایند. روش های چون تراکم دینامیکی، تراکم عمقی و ستون سنگی، اختلاط عمقی خاک و یا استفاده از شمع های پیش ساخته یا درجا برای بهسازی بستر با بهره گیری از ماشین آلات مناسب قابل انجام است.

در سال های گذشته، تحت تأثیر زحمات اساتید به نام و زحمتکش عرصه ژئوتکنیک اکثر روش های بهسازی بستر در کشور عزیزمان قابلیت اجرا پیدا کرده است. شرکت خدمات ژئوتکنیک پی بان نیز بواسطه رسالت خود مبنی بر حضور قدرتمند در حوزه ژئوتکنیک، در حال حاضر امکان اجرای اکثر روش های بهسازی را در مجموعه خود آماده کرده و سعی بر ارائه خدمات با کیفیت با رعایت کامل استاندارهای جاری در این حرفه داشته است.

با توجه به مشکلات متعارف در سواحل شمالی و جنوبی کشور و یا در سایت های صنعتی، روش اختلاط عمقی خاک و ایجاد ستون های خاک سیمانی، از روش های متداول و مقرون به صرفه در این پروژه ها می باشد که علاوه بر سرعت و کیفیت مناسب اجرا، امکان ارزیابی طرح و کنترل کیفیت آن همواره موجود بوده و در مقایسه انجام شده توسط متخصصان این مجموعه در بسیاری از پروژه های بهسازی، مزیت های قابل توجه نسبت به اجرای شمع در جا و یا میکروپایل دارد.

اختلاط عمقی خاک یا Deep Soil Mixing که به اختصار DSM نامیده می شود، عبارت است از بهسازی خاک با اضافه کردن دوغاب و یا مصالح خشک در خاک و هم زدن خاک و مصالح به صورت مکانیکی با کمک ماشین آلات مختص اینکار شامل تعداد کافی پره همزن. این عملیات در طول ستون با مشخصات فنی تعریف شده توسط طراح پروژه انجام می شود و عملیات تزریق بنا به صلاحدید تیم طراحی پروژه، در مرحله پایین رفتن و یا بالا آمدن همزن صورت می گیرد. بنا به نیاز طراحی و مشخصات مورد نیاز گاهی این عملیات در دو و یا سه فاز اجرایی صورت گیرد. دوغاب سیمان به عنوان متداول ترین نوع بهسازی در ستون های اختلاط عمیق مورد توجه است البته مصالح دیگری چون آهک هم به صورت خشک و یا تر در این تکنیک مورد استفاده قرار گرفته است. سرعت اجرا و مشخص بودن هندسه ستون ها از مزایای قابل توجه این ستون ها بوده و قابلیت استفاده در انواع خاک ها نیز این روش را نسبت به اکثر روش های بهسازی متمایز ساخته است. محدودیت این روش لایه های سخت در زمین و یا نیاز به بهسازی در عمق مشخص از خاک می باشد. از لحاظ ماشین آلات و مکانیکی دستگاه می بایست توان هم زدن خاک را داشته باشد که لایه های سخت این مهم را تحت تأثیر قرار می دهد البته با انتخاب ابزار مناسب امکان کار در اکثر خاک ها ایجاد می شود.

اختلاط عمیق خاک به روش تزریق پر فشار (Jet Grouting) نیز دیگر روش بهسازی خاک است که همچون DSM از مقبولیت عمومی بالایی برخوردار بوده و در حال حاضر در کشور ایران نیز شرکت های متعددی خود را به این تکنیک مجهز نموده اند. اجرای ستون های اختلاط عمیق با فشار زیاد تزریق از لحاظ مبانی مشابه DSM بوده با این تفاوت که تخریب خاک و همزدن خاک توسط همزن مکانیکی صورت نگرفته و با کمک فشار تزریق صورت می گیرد. نیاز به پمپ های با فشار زیاد (تا حدود 450 بار) از ملزومات مهم این روش است که تجهیزات مربوطه را خاص می نماید. از مزایای این روش هم سرعت اجرای بالا و امکان اجرا در انواع خاک ها می باشد و حتی در لایه های سخت و سنگی نیز امکان اجرای این روش موجود بوده و اجرای ستون های بهسازی در اعماق مشخص هم ممکن می باشد و نکته مهم در رابطه با ستون های اجرا شده با این روش وابستگی هندسه ستون به مشخصات اجرا و سختی لایه های خاک می باشد که به صورت کلی قطر این ستون ها در ارتفاع ستون ها ثابت نبوده و معمولا متغیر است.

نکته مهم در کلیه تکنیک های بهسازی علی الخصوص بهسازی بستر به روش اختلاط عمیق DSM یا Jet Grouting لزوم تدوین پروتکل مناسب کنترل کیفیت و الزام به اجرای آن می باشد چرا که محصول اصلی این روش های بهسازی ستون های خاک – سیمانی است که مشخصات فنی این ستون ها کاملا در ارتباط مستقیم با کیفیت اجرای ستون ها قرار دارد و اجرای سیستم بهسازی زیر نظر گروه مجرب کنترل کیفیت ضروری می باشد.