وب سایت مهندسی عمران ژئوتکنیک

راهنمایی در زمینه نگارش پروپزال

در این قسمت اطلاعاتی در زمینه نحوه نگارش پروپزال ارائه خواهد شد

۰ نظر

۰

۰ ۳۰ دی ۹۵ ، ۰۸:۵۹

رامین مرادی

بهسازی خاک

روشهای بهسازی لایه های خاک

به منظور انتخاب روش مناسب پی سازی و انجام یک مقایسة معنا دار بین مشخصات فنی و اقتصادی روش های مختلف باید تمام شرایط اصلی و مرزی یک پروژه به شرح زیر بررسی گردد.

مساحت و حجم مصالحی که باید بهسازی گردند.

نوع تجهیزات لازم، نحوة اعمال بار متناسب با نوع آن، احجام و موقعیت محل مورد نظر.
سهولت دسترسی به مصالح، لوازم و پرسنل فنی مورد نیاز
تأثیر بر روی محیط زیست و زمین های اطراف
انتخاب بهترین روش بهسازی باید بر پایة مطالعة فنی کامل و دقیق و مقایسة اقتصادی استوار باشد.

مراحل طراحی روش بهسازی به شرح زیر میباشد:

تعیین شرایط زمین ضعیف شامل میزان گسترش و توع نقاط ضعف
تعیین و تثبیت نیاز های اجرایی
تعیین محدودیت های محیطی و مکانی
مطالعه و بررسی دقیق شرایط زمین
طراحی اولیه شامل محدودیت های ناشی از لایه های زیرسطحی،روش های اجرایی، احجام کارو محدودیت های زمانی و محیطی
مقایسه میان عملکرد، قابلیت اجرا، هزینه و سایر عوامل مرتبط

در صورت برخورد به لایههای ماسهای مستعد روانگرایی و همچنین به لایههای رس و لای نرم در محدوده مورد مطالعه، به منظور دستیابی به مقاومت بالاتر یا باید با استفاده از شمع بار سازه به لایههای مقاومتر عمق پایین منتقل گردد و یا خاک زیر پی بهسازی گردد. با توجه به ضخامت و جنس لایههای سست یا نرم موجود در منطقه، روشهایی زیر میتوانند مناسب باشند.

1- تثبیت خاک با سیمان یا آهک در عمق (Deep Soil Mixing)

یکی از روشهای بهبود رفتار خاکهای ریزدانه، تثبیت آنها با افزودن مصالح مناسب مانند آهک و سیمان میباشد. مواد افزودنی علاوه بر بهبود خصوصیات خمیری خاکهای ریزدانه، باعث افزایش مقاومت آن نیز میشوند. در خاکهای دانهای نیز تثبیت خاک باعث افزایش مقاومت خاک در مقابل روانگرایی میشود. تثبیت خاک توسط دو ماده زیر صورت میگیرد.

- تثبیت با آهک

برای تثبیت خاک معمولاً از آهکهای هیدراته با درصد کلسیم بالا مانند Ca(OH)²، CaO و CaO+MgO استفاده
میشود. تثبیت با آهک برای خاکهای با شاخص خمیری (PI) کمتر از 10 مناسب میباشد. اما برای خاکهای با درصد مواد آلی بیش از 2 درصد و یا سولفات بیش از 5/0 درصد توصیه نمیشود. با توجه به اینکه در محدوده مورد مطالعه درصد سولفات احتمالاً بیش از 5/0 درصد میباشد، ممکن است استفاده از آهک جهت تثبیت خاک مناسب نباشد.

- تثبیت با سیمان

استفاده از سیمان برای تثبیت خاکهای رسی با حد روانی (LL) بیش از 45 و شاخص خمیری بیش از 25 مناسب نمیباشد. حداقل سیمان مورد نیاز جهت تثبیت بسته به جنس و خصوصیات خاک بین 8 تا 12 درصد متغیر میباشد. لیکن تعیین دقیق درصد سیمان بهینه نیازمند انجام آزمایشهای آزمایشگاهی بر روی مخلوط خاک و سیمان است.

تثبیت خاک با سیمان معمولاً به دو روش صورت میپذیرد:

تزریق دوغاب سیمان
مخلوط کردن خاک با سیمان (Deep Mixing)

با توجه به بالا بودن درصد ریزدانه در لایههای سست، تزریق دوغاب با مشکلاتی از جمله عدم نفوذ مناسب همراه خواهد بود. بنابراین می توان از روش Deep Mixing استفاده نمود.

مخلوط کردن خاک بایستی تا اطمینان از رسیدن به لایههای مناسب ادامه یابد. قطر تیغه مخلوط کننده بین 50 تا 150 سانتیمتر متغیر میباشد. مخلوط کردن خاک بر روی نقاط یک شبکه با فاصله 5/1 تا 5/2 متر صورت میپذیرد. همانگونه که ذکر گردید تثبیت خاک با سیمان باعث کاهش رفتار خمیری و افزایش سختی و مقاومت لایههای سست شده و در نتیجه منجر به کاهش نشست خاک زیر پی میشود. برای طراحی دقیق روش بهسازی شامل تعیین قطر گمانهها، فاصله آنها از هم و همچنین درصد سیمان بهینه مورد نیاز در تثبیت جهت کاهش نشست پیها در حد مجاز، بایستی آزمایشهای آزمایشگاهی مناسب بر روی مخلوط خاک و سیمان با درصدهای مختلف انجام شود. در حین اجرای عملیات بهسازی بایستی به صورت مداوم صحت انجام کار با نمونهگیری و انجام آزمایشهای کنترل کیفیت در محل کنترل گردد.

2- روش تراکم/جایگزینی ارتعاشی Vibroflotation

در این روش خاک به روش لرزاندن در عمق متراکم می شود. تراکم خاک، فضاهای خالی در عمق به وجود می آورد که توسط مصالح شنی پر میشود. بدین ترتیب مشخصات خاک هم با متراکم کردن خاک و هم با اضافه کردن مصالح مناسب بهبود مییابد. از طرف دیگر مصالح شنی میتوانند به صورت ستون زهکش عمل نموده و سرعت تحکیم خاک را تا حد قابل توجهی افزایش دهند. در صورت رسی بودن لایه های فوقانی بازده این روش نسبت به حالتی که بخش اعظم لایه ها ماسه ای باشند کمتر است. تامین مصالح مناسب جهت پرکردن فضاهای خالی نیز دشوار است.

3- استفاده از ریزشمع

ریزشمعها، شمعهایی با قطر کمتر از 30 سانتیمتر هستند که در خاک کوبیده یا حفر میشوند. این شمع ها پس از میلگردگذاری با فشار تزریق میگردند و بنابراین ظرفیت باربری بیش از شمع پیش ساخته کوبیدنی معادل خواهند داشت. با استفاده از ریز شمعهایی با طول مناسب میتوان بار سازه ها را به لایههای مقاومتر در عمق 15 تا 20 متر منتقل نمود. شمعها باید در شبکهای به ابعاد 5/1 تا 5/2 متر در زیر پی توزیع شوند.

4- روشهای تزریق

تزریقشاملروشهای مختلفی است که طی آن مادة قابل پمپاژی تحت فشار از طریق گمانه به داخل خاک یا سنگ نفوذ مینماید و هدف آن پر کردن فضاهای خالی، تثبیت لایههای سست یا تأمین یک واسط نفوذ ناپذیر می باشد.

در روش تزریق گمانههاییدر یک شبکه و بهفواصلمعینتوسطدستگاهحفرودرونآنهاباموادسیالدوغاب پرونفوذاینموادبه داخل زمین باسیستمهایمختلف جذبیویاایجادفشارصورت می گیرد. در صورت وجود لایه های رسی این روش باید با فشار جت و تخریب ساختار لایه های موجود صورت گیرد که اقتصادی نمیباشد.

5- پیش بارگذاری چند مرحلهای به همراه زهکش های نواری ژئوتکستایل

به منظور جلوگیری از گسیختگی و افزایش مقاومت خاک میتوان زمین را پیش بارگذاری و خاکریزی را در چند مرحله اجرا نمود. پس از هر مرحله از اجرای خاکریز بایستی فرصت کافی به خاک داده شود تا بخشی از تحکیم لایههای رسی صورت پذیرد و پارامترهای مقاومتی خاک تا حد امکان بهبود یابند. لکن زمان مورد نیاز برای دستیابی به این هدف زیاد بوده و شاید تحکیم صد در صد خاک بیش از 20 سال طول بکشد. لذا بایستی سرعت تحکیم را با استفاده از زهکشهای قائم افزایش داد. به جای چاههای زهکش شنی می توان از نوارهای زهکش موسوم به Colbonddrain استفاده کرد. این نوارها به عرض 10 سانتیمتر و ضخامت 5 میلیمتر هستند که به وسیله فشار هیدرولیکی یک دکل تا عمق مورد نیاز به داخل زمین فرو برده میشوند. از مزایای این روش قابلیت نصب سریع نوارها، یکنواختی مشخصات فنی پس از گذشت زمان، ظرفیت زهکشی بالا و عدم امکان شکست برشی در حین نشست می باشد که بازدهی آن را به نسبت چاههای زهکش شنی بالاتر میبرد. لیکن بایستی توجه داشت که نوارهای زهکش بر خلاف ستونهای شنی به عنوان المان برشی مقاوم عمل نمیکنند و مقاومت خاک را صرفاً از طریق تسریع زهکشی و تحکیم لایهها در زمان پیش بارگذاری افزایش میدهند. بنابراین اجرای زهکشهای نواری بدون پیش بارگذاری کمک چندانی به بهبود شرایط خاک نمینماید.

۰ نظر

۰

۰ ۲۹ دی ۹۵ ، ۱۵:۵۷

رامین مرادی