پایدار سازی شیروانی ها

مقاوم سازی لرزه ای پی سازه های موجود

بهسازی و نوسازی پی های آسیب دیده

پی سازه های جدید

شکل ۱-۳ نمونه ای از کاربردهای ریز شمع
۱-۴ معرفی ریز شمع
بطور کلی ریز شمع ها از لحاظ ساخت و اجرا به دو گروه تقسیم میشوند :
۱- ریز شمع های کوبیدنی (جابجایی)
۲- ریز شمع های درجا (تعویضی)
ریز شمع های کوبیدنی، اعضایی هستند که چون در زمین کوبیده شده و حرکت می کنند خاک اطراف را هنگام نصب بطور جانبی جابجا می‌کنند و ریز شمع های درجا در حفره هایی که قبلاً حفر شده‌اند، گذاشته میشوند و یا در محل حفره‌ها ساخته می‌شوند، بنابراین خاک حفاری شده جابجا می‌شود.

ریز شمع به شمع هایی با قطر کوچک (کمتر از mm300 ) اطلاق می گردد که غالباً با تسلیح فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان همراه می باشند که معمولاً مسلح میشود. مراحل اجرای ریز شمع شامل حفر چاه یا گمانه، قرار دادن مصالح مسلح کننده (آرماتور) و تزریق درون گمانه می‌باشد. در شکل شماره ۱-۴ مراحل اجرای یک ریز شمع نشان داده شده است.
شکل۱-۴ مراحل نصب ریز شمع با بهره گرفتن از لوله جدار محافظ
برای توصیف بهتر ریز شمع می‌توان به موارد زیر اشاره نمود :
* ریز شمع ها میتوانند در مقابل بار های قائم و یا بارهای جانبی مقاومت کنند، همچنین می‌توانند بجای یک ریز شمع معمولی بکار برده شوند و یا می‌توانند بصورت یک عضو در مجموعه توده خاک و ریز شمع، با توجه به ایده طراحی، بکار گرفته شوند.
* ریز شمع ها بوسیله روشهایی که کمترین آسیب را به سازه ها و خاک محیط وارد میکنند، اجرا میشوند.در هنگام نصب ریز شمع ها حداقل تکان و لرزش و صدا ایجاد شده و آنها میتوانند در وضعیتهای با فاصله کم نسبت به هم اجرا شوند.
* ریز شمع ها را میتوان در محیط های قابل دسترسی و یا دارای محدودیت و در تمام انواع خاک ها و وضعیت های مختلف زمین، بکار برد. همچنین آنها را میتوان در حالتهای مختلف (با هر زاویه ای نسبت به افق) بکار برد.
* بعلت قطر کوچک ریز شمع از ظرفیت های باربری نوک آنها، عموماً صرفنظر می‌شود.
* مقاومت و پیوستگی محدوده باند تزریق بستگی به نوع زمین، روش و فشار و غلظت مایع تزریق و … دارد. تزریق، بار وارده را بوسیله اصطکاک از مصالح مسلح کننده به زمین در منطقه پیوستگی (باند تزریق) ریز شمع، انتقال می‌دهد.
* برای نصب ریز شمع ها در زمینهای نرم، اغلب تجهیزات حفاری مخصوص مورد نیاز است.
۱-۵ سیستم های طبقه بندی ریز شمع ها
طبقه بندی ریز شمع‌ها، یکی از موارد مهم در توسعه و گسترش آنها بوده و این طبقه بندی اختلافات مهندسی درباره طراحی و رفتار اجزای مشابه ریز شمع ها و استفاده از وسایل و مصالح و روش های معمول ساخت را حل می‌کند. در سال ۱۹۹۷ طبقه بندی جامعی از ریز شمع ها توسط اداره راه آمریکا ارائه شد.
این سیستم طبقه بندی بر پایه دو معیار استوار است :
۱- فلسفه طراحی و عملکرد
۲- روش های ساخت و تزریق
معیار اول روش طراحی ریز شمع را بیان می‌کند و معیار، دوم روش‌های مختلف تزریق و ظرفیت چسبندگی بین خاک و مصالح را شرح می‌دهد که معمولاً بیشترین کنترل سازه ای بر ظرفیت ریز شمع را دارد.
۱-۵-۱ طبقه بندی ریز شمع ها بر اساس فلسفه طراحی و عملکرد
طراحی یک ریز شمع یا گروه ریز شمع با طراحی یک شبکه نزدیک بهم ریز شمع ها فرق زیادی دارد. این امر ما را به تعریف ریز شمع نوع ۱ (CASE1 ) می‌رساند (شکل ۱-۵ ) . این ریز شمع ها بطور مستقیم بارگذاری می‌شوند و ریز شمع های مسلح شده ای هستند که بار های بزرگ وارده را تحمل میکنند. ریز شمع های نوع ۲ (CASE2 )، المانهای مسلح کننده توده خاک می‌باشند که مقاومت در برابر بارهای وارده را بر عهده دارند و بصورت شبکه ای استفاده می‌شوند (شکل ۱-۶ ). ریز شمع نوع ۱ میتواند بعنوان جانشین برای بیشتر انواع معمول شمعها جهت انتقال بار های سازه ای به لایه های عمیق مناسب و پایدار، استفاده شود. این ریز شمع ها بطور مستقیم بارگذاری می‌شوند که این بارگذاری می‌تواند در وضعیتهای قائم و یا جانبی انجام گیرد. بار وارده روی هر ریز شمع، بطور سازه ای توسط فلز مسلح کننده (آرماتور یا لوله و یا هر دو ) و بطور ژئوتکنیکی توسط محدوده تزریق اطراف ریز شمع و اندرکنش آن با خاک اطراف و جدار ریز شمع، تحمل میشود.
شکل ۱-۵ ریز شمع های نوع ۱ (بارگذاری مستقیم)
ریز شمع‌های نوع ۱ معمولاً بصورت منفرد طراحی می‌شوند، ولی می‌توان از آنها بصورت گروهی نیز استفاده نمود. نمونه‌هایی از این ریز شمع ها در شکل (۱-۷) آمده است. در این طبقه بندی ریز شمع های نوع ۲ (CASE2 )، ریز شمعهایی هستند که بصورت گروهی جهت مسلح کردن توده خاک استفاده میشوند.در این حالت بارهای سازه ای توسط توده مسلح شده خاک تحمل میشوند. در صورتیکه در ریز شمع نوع ۱، این بارها توسط تک ریز شمعها تحمل می‌شود. ریز شمع های نوع ۲ کمتر مسلح میشوند، زیرا بر خلاف نوع ۱ بصورت انفرادی بارگذاری نمی‌شوند. یک گروه ریز شمع در شکل(۱-۸) نشان داده شده است که کاربردی از ریز شمع های نوع ۲ است.
شکل۱-۶ ریز شمع های نوع ۲ (المان مسلح کننده خاک)
شکل۱-۷ نمونه ای از کاربرد ریز شمع‌های نوع ۱
شکل۱-۸ نمونه ای از کاربرد ریز شمعهای نوع ۲
فلسفه طراحی ریز شمعهای نوع ۱ و۲ را می‌توان با هم ترکیب نمود. بعنوان مثال می‌توان از نصب یک ردیف ریز شمع در سراسر صفحه گسیختگی یک شیروانی خاکی جهت پایدارسازی شیب آن نام برد. تحقیقات اخیر این مطلب را می‌رساند که اندرکنش بین ریز شمع و خاک فقط در نزدیکی صفحه لغزش اتفاق می افتد. در این حالت ریز شمع بصورت المان ریز شمع نوع یک عمل میکند، زیرا بطور مستقیم بارها را تحمل میکند. در روی صفحه گسیختگی گروه ریز شمع، یک درجه اطمینان از پیوستگی را به سازه مرکب خاک مسلح اضافه می‌کند، که این رفتار ریز شمع نوع ۲ می‌باشد. بنابراین در این حالت ریز‌شمع هم بصورت المان ریز شمع نوع ۱ وهم بصورت ریز شمع نوع ۲ عمل می‌کند.
فلسفه طراحی تک ریز شمع نوع ۱ مشابه گروه ریز شمع نوع ۱ می‌باشد، یک گروه از المانهای ریز شمع نوع ۱ بصورت یک چیده‌مان با فواصل نزدیک و معمولاً موازی مشخص می‌شوند که هر کدام از ریز شمع ها بصورت مستقیم بارگذاری می‌شوند. رفتار و طراحی بدست آمده از المانهای گروه ریز شمع نوع ۱ نباید با طراحی شبکه ریز شمع‌ها اشتباه شود، اگرچه ممکن است هندسه آن‌ ها شبیه بهم بنظر برسد. در گروه ریز شمع نوع ۲ عملکرد مستقل هر ریز شمع و بارگذاری مستقل آن مطرح نیست بلکه عملکرد کل مجموعه مطرح می‌باشد.
۱-۵-۲ طبقه بندی ریز شمع ها بر اساس روش های اجرایی ساخت و تزریق
روش تزریق عموماً بعنوان مهمترین عامل کنترل ظرفیت باربری توده خاک و مصالح تزریق در نظر گرفته می‌شود. ظرفیت باربری توده خاک و مصالح تزریقی بطور مستقیم به روش تزریق بستگی دارد. دومین قسمت از طبقه بندی ریز شمعها شامل چهار گروه A ، B ، C و D می‌باشد که اساس این طبقه بندی بر پایه روش تزریق و فشار تزریق در مدت ساخت می‌باشد. این طبقه بندی در شکل ۱ – ۹ نشان داده شده است.
چهار گروه طبقه بندی ریز شمعها در زیر شرح داده شده اند:
۱- ریز شمع نوع A :
طبقه بندی نوع A ، نشان می‌دهد که تزریق تحت فشار جاذبه (بصورت ثقلی) انجام می‌گیرد. برای انجام این تزریق از دوغاب سیمان خالص استفاده می شود. حفره ریز شمع ممکن است برای افزایش ظرفیت کششی، عریض شود. اگرچه این روش معمول نیست و در انواع دیگر ریز شمع نیز استفاده نمی‌شود.