اثر طول نفوذ شمع در لايه خاک
در عملیات ژئوتكنیكی، هنگامی از شمع‌ها استفاده می‌شود كه از پی‌های سطحی به دلایلی مانند عدم ظرفیت باربری كافی لایه‌های سطحی خاک و یا مساله‌دار بودن آنها نتوان استفاده كرد. در طراحی پی‌ها، تعیین ظرفیت باربری شمع‌ها به عنوان مساله‌ای مبهم و دارای عدم اطمینان شناخته شده است. ظرفیت باربری شمع‌ها از تركیب ظرفیت باربری نوک و جداره آنها به دست آمده كه به روش‌های تحلیل استاتیكی، تحلیل دینامیكی، آزمایش دینامیكی، آزمایش‌های درجا و آزمایش بارگذاری اقدام به تعیین آن می‌شود.
در این میان، آزمایش بارگذاری، بهترین و قابل اعتماد‌ترین روش برای تعیین ظرفیت باربری شمع‌ها است. از سوی دیگر، شمع‌های درجاریز نوعی از شمع‌ها بوده كه به دلیل مزیت‌های بسیار زیاد آنها در مقایسه با سایر انواع شمع، در سا‌ل‌های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.
از آ‌نجا كه ظرفیت باربری جداره شمع‌های درجاریز در مراحل اولیه بارگذاری شمع كامل می‌شود، بنابراین تعیین ظرفیت باربری نوک شمع‌های درجاریز در خاکهای ماسه‌ای نقش بسیار مهمی در طراحی آنها دارد.
با توجه به پیشرفت‌های صورت گرفته در جوامع امروزی و لزوم احداث ساختمان‌های بلند و سازه‌های ویژه كه بارهای زیادی نیز با خود به همراه دارند، همیشه نمی‌توان به شالوده‌های سطحی اكتفا كرد. در بعضی موارد، ممكن است سازه‌ها، بار زیادی به همراه نداشته باشند ولی خاک زیر شالوده ظرفیت باربری كمی داشته یا دارای نشست پذیری زیادی باشد. از دیدگاه ژئوتكنیكی، روش‌های زیادی برای حل چنین مشكلاتی وجود دارد كه یكی از رایج‌ترین روش‌ها (مخصوصاً در ایران)، استفاده از شمع است. بنابراین، پژوهش و بررسی هر چه بیشتر در مورد چگونگی عملكرد شمع‌ها امری ضروری به نظر می‌رسد. شمع‌ها، اعضا سازه‌ای یا ستون‌های زیرزمینی نسبتاً بلندی است كه برای انتقال بارهای سازه از میان لایه‌های خاک با ظرفیت باربری كم (یا نشست زیاد) به خاکهای سخت و محكم با ظرفیت باربری زیاد در ژرفای بیشتر یا روی بستر سنگی به كار می‌روند. شمع‌ها بر حسب مصالحی كه از آن ساخته می‌شوند، دارای انواع بتنی، فولادی، چوبی و مركب است. از نظر چگونگی اجرا و نصب، شمع‌ها در حالت كلی بر دو دسته‌اند.
در گروه نخست كه به نام شمع‌های پیش ساخته خوانده می‌شوند، شمع‌ها به كمك كوبیدن در خاک فرو برده می‌شوند. گروه دوم، شمع‌های درجاریز است. این شمع‌ها به صورت درجا و با حفاری خاک، اجرا می‌شوند. به دلیل مزایای بسیار زیاد شمع‌های درجاریز، استفاده از این شمع‌ها به طور وسیعی گسترش یافته است.
از مزایای شمع‌های درجاریز می‌توان به مواردی مانند اقتصادی بودن، آلودگی صوتی كمتر در مقایسه با شمع‌های پیش ساخته و امكا‌ن بررسی و نمونه‌گیری از چاه حفاری شده برای كنترل شرایط پیش بینی شده برای خاک اشاره كرد.
با وجود پیشرفت‌های علم مكانیک خاک، تعیین ظرفیت باربری شمع‌ها هنوز با دشواری‌هایی همراه است. عواملی مانند اندركنش پیچیده خاک و شمع، چگونگی اجرا، جنس و حتی شكل شمع، روند تعیین ظرفیت باربری را با مشكل همراه می‌كنند. به دلیل وجود موارد عدم اطمینان متعدد در روند تحلیل و طراحی شمع‌ها، انجام آزمایش بارگذاری روی شمع‌ها به یك امر ضروری در بیشتر پروژه‌های مهم تبدیل شده است. انجام آزمایش بارگذاری در محل، بهترین، كامل‌ترین و قابل اطمینان‌ترین روش برای تعیین ظرفیت باربری شمع بوده كه می‌تواند ظرفیت باربری یك شمع را مستقیماً و بر اساس شرایط واقعی و در محل تعیین نماید.
از آزمایش بارگذاری شمع، به عنوان یك مبنا برای مقایسه بین روش‌های مختلف تعیین ظرفیت باربری شمع استفاده می‌شود و به كمک آن، صحت اندازه‌های نظری به دست آمده از ظرفیت باربری نیز تایید می‌شود. ظرفیت باربری شمع را می‌توان مجموعع ظرفیت باربری نوک و ظرفیت باربری اصطكاک جلدی شمع در نظر گرفت. در این میان، ظرفیت باربری نوک نقش بسیار مهمی در طراحی و ابعاد هندسی شمع‌ها دارد، به گو‌نه‌ای كه در بعضی از پروژه‌ها، شمع‌ها (به خصوص شمع‌های درجاریز) اصولاً بر اساس مقدار ظرفیت باربری نوک آنها طراحی می‌شوند.
