بهسازی با میکرو پایل
امروزه به منظور تثبیت و بهسازی زمین‌های سست و بالا بردن ظرفیت باربری آنها روش‌های بسیار گسترده و متنوعی به کار م‌رود. یکی از مناسبترین روش‌ها استفاده از میکرو پایل‌ها است که کاربرد آن به دلایلی نظیر صرفه جویی در زمان کاهش هزینه‌های اجرایی مصالح کمتر، امکان تجهیز و حمل و سریعتر وسایل برای اجرای میکرو پایل و کنترل نشست‌ها در حال افزایش است.
میکرو پایل
میکرو پایل‌ها شمع‌های لوله‌ای هستند که به وسیله دستگاه شمع کوبی در زمان کوبیده میشود و توسط دستگاه تزریق دوغاب سیمان با غلظت و فشار معینی طی چندین مرحله تزریق میشود. متناسب با خواص اولیه خاک و مشخصات فنی اجرایی تزریق عملیات تزریق سبب بهبود خواص اولیه خاک میشود. بدین صورت که در خاک‌های دانه‌ای، دوغاب تزریق در فضای خالی دانه‌های خاک نفوذ نموده و با ایجاد یک ناحیه سخت شده اطراف گمانه تزریق در شعاع مفروضی سبب بهبود خواص اولیه زمین میشود. در خاک‌های ریز و چسبنده، دوغاب تزریق موجب ایجاد ترک و نفوذ لابلای ذرات خاک و ترک‌های حاصل شده و در نهایت یک اسکلت به هم پیوسته از دوغاب تزریق ایجاد میشود.
میکرو پایل‌ها در مواردی به کار می‌روند که زمین از مقاومت مکانیکی بسیار پایینی برخوردار است. میزان خاک رس همراه با لای، ماسه نرم و اکثراً مواد آلی، امکان ایجاد فونداسیونی از نوع معمول و کلاسیک را غیر ممکن می‌سازد. در زمین‌های شالیزار و ماسه‌های ساحلی از زمین‌های رسی سیلتی در خوزستان و زمین‌های رسی در بسیاری از نقاط کشور مانند شیراز، استفاده از میکرو پایل‌ها به عنوان روشی مناسب جهت بهسازی و افزایش توان باربری این زمین‌ها به نظر می‌رسد. میکرو پایل‌های دامنه کاربرد بسیار گسترده و متنوعی دارند که می‌توان به مواردی نظیر تحکیم و افزایش ظرفیت باربری زمین‌های سست زیر فونداسیون‌ها، برای سازه‌های مهمی نظیر دکل‌های خطوط انتقال نیرو، پل‌ها و برج مراقبت فرودگاه‌ها، مقابله با نیروهای بالا دهنده که به واسطه بارهای باد و زلزله ایجاد میشود و در سازه‌های بلند تاثیر بیشتری دارد.
جلوگیری از لرزش در ساختمان‌هایی نظیر فرودگاه‌ها، پل‌ها و سازه‌های در معرض نیروه‌ی دینامیکی و به صورت مهاری برای نگهداری دیوارهای حایل و سازه‌های طره‌ای اشاره نمود. سازه‌های زیادی در ایران با این روش تقویت و بازسازی شده‌اند که می‌توان به طراحی و اجرای بازسازی نیروگاه‌ها، تقویت فونداسیون پل بزرگ میان پشته و طراحی و تقویت فرودگاه اشاره نمود.
در اثر بارهای باد و زلزله نیروهای بالادهنده بسیار شدیدی به فونداسیون این دکل‌ها اعمال میشود. استفاده از سیستم آرایش میکرو پایل جهت تثبیت این زمین‌ها، بار دکل‌ها به آن به عنوان روشی مناسب جهت بالا بردن ظرفیت باربری نهایی پیشنهاد شده است.
طبقه بندی انواع میکرو پایل
سیستم طبقه بندی ریزشمع‌ها بر دو اصل اساسی بنا شده است.
- فلسفه رفتاری ریزشم‌ها (طراحی)
- روش تزریق دوغاب (اجر‌ا)
فلسفه رفتاری ریزشمع‌ها تعیین كننده روش بكار گرفته شده در طراحی آنها است. بر اساس رفتار، ریزشمع‌ها را می‌توان به دو نوع یك و دو تقسیم كرد. در ریزشمع‌های نوع یك المان‌های ریزشمع بطور مستقیم بارگذاری می‌شوند. ریزشمع‌های نوع دو همان شبكه ریزشمع‌های مجتمع است كه همانند ریشه‌های درخت به عنوان عناصر تقویت كننده خاك هستند. برای پایدارسازی و تكیه گاه مورد استفاده قرار می‌گیرند. روش تزریق دوغاب معمولاً به عنوان حساسترین عامل كنترل كننده ظرفیت اتصال زمین و دوغاب بوده و این ظرفیت اتصال بطور مستقیم با روش‌های تزریق دوغاب تغییر می‌کند.
استفاده از ریز شمع‌های مایل در مناطق لرزه‌ای موجب افزایش نیروی محوری ریزشمع، كاهش نیروی برشی و لنگر خمشی نسبت به ریزشمع‌های قائم میشود. با افزایش زاویه انحراف ریزشمع تا حدود زاویه ۴۵ درجه نیروی محوری افزایش و نیروی برشی و لنگر خمشی كاهش می‌یابد.
استفاده از زاویه انحراف‌های بزرگ (حدود ۴۵ درجه و بیشتر) در اجرای ریزشمع‌ها باعث كاهش عملكرد ستونی ریزشمع و افزایش شدید نیروی
برشی و لنگر خمشی میشود.
نیروی اینرسی روسازه اثر مهمی بر پاسخ ریزشمع تحت بارگذاری لرزه‌ای دارد و موجب ایجاد بیشینه نیروی برشی و لنگر خمشی در نزدیكی سر ریزشمع میشود.
بیشینه پاسخ شتاب افقی پی ناشی از بارگذاری زلزله در ریزشمع‌های قائم بیشتر از ریزشمع‌های مایل است و با افزایش زاویه انحراف ریزشمع‌ها از میزان پاسخ شتاب بیشینه پی كاسته میشود.
