اصلاح ساختگاه

يکي از مهمترين مشکلات و دغدغه هاي موجود در رشته مهندسي عمران، احداث سازه ها، حفاظت از گودبرداري و ساختمان هاي موجود در مجاورت آن مي باشد و در صورت عدم رعايت روش هاي مناسب به منظور حفاظت گودها و همچنين شيب هاي در حال احداث، منجر به خسارت جبران ناپذيري خواهد گرديد و مخاطرات بوجود آمده ناشي از نشست هاي احتمالي و تقليل ظرفيت باربري و تغيير مکان هاي جانبي موجب ايجاد ترک در سازه هاي مجاور گود خواهد شد.

اصلاح ساختگاه

يکي از مهمترين مشکلات و دغدغه هاي موجود در رشته مهندسي عمران، احداث سازه ها، حفاظت از گودبرداري و ساختمان هاي موجود در مجاورت آن مي باشد و در صورت عدم رعايت روش هاي مناسب به منظور حفاظت گودها و همچنين شيب هاي در حال احداث، منجر به خسارت جبران ناپذيري خواهد گرديد و مخاطرات بوجود آمده ناشي از نشست هاي احتمالي و تقليل ظرفيت باربري و تغيير مکان هاي جانبي موجب ايجاد ترک در سازه هاي مجاور گود خواهد شد.

به منظور جلوگيري از موارد ذکر شده لازمست از قبل از شروع عمليات گودبرداري از روش هاي نگهداري و مهار بندي جانبي استفاده شود تا در محيطي پايدار و ايمن بتوان عمليات را ادامه داد. در اين راستا سيستم هاي حفاظت جانبي بطور کلي شامل موار زير تقسيم بندي مي شوند:

 (Braced wall using wale struts)جداره هاي مهاربندي شده توسط المانهاي افقي و مايل

 (Soldier beam& lagging) جداره هاي مهاربندي شده توسط المان هاي کششي

 (Braced sheet pile)جداره هاي مهاربندي شده توسط سپرکوبي

 (Bored pile walls)جداره هاي مهاربندي شده توسط شمع هاي درجا

 (Diaphragm walls-Slurry wall)جداره هاي مهاربندي شده توسط ديوار ديافراگم

 (Soil nailing)جداره هاي مهاربندي شده توسط نيلينگ

(micro pile) ميکروپايل

روش هاي متداول مهار بندي گود

مهار بندي جداره ها توسط المان هاي پشت بندهاي افقي و مايل (Braced wall using wale struts):
اين روش ساده براي نگهداري و حفاظت جداره هاي حاصل از گودبرداري و براي جلوگيري از تغيير مکان هاي جانبي در گودهايي با عرض کم در محيط هاي شهري استفاده مي شود از معايب اين روش اتلاف قابل توجهي از فضاي کاري داخل گود و محدوديت در بکارگيري ماشين آلات و تجهيزات مورد نياز و همچنين افزايش ريسک برخورد با المان ها و به مخاطره انداختن آنها مي باشد.

مهاربندي توسط المان هاي کششي (Soldier beam& lagging):
از اين روش بعنوان روش متداول در پايدار سازي موقت گود در مناطق شهري استفاده مي گردد. در اين روش از پروفيل هاي معمول فولادي بصورت ستونهاي پيوسته که درون خاک فرو برده مي شوند استفاده مي گردد که تا عمق کف گود اجرا خواهند شد. فاصله بين المان ها بين 2 الي 4 متر مي باشد بطوريکه بتوان فضاي بين آنها را با الوارهاي چوبي (لارده چيني) پرنمود. در اين روش از مهارهاي کششي به منظور حفاظت جانبي گود استفاده مي شود و اتصال ما بين ستونها توسط ميل مهارها و جوشکاري انجام مي شود.

مهاربندي توسط سپر کوبي (Braced sheet pile):
در اين روش صفحات فلزي Sheet pile داخل خاک و جداره گود توسط چکش پنوماتيک و با استفاده از لرزش کوبيده مي شوند و با انواع اتصالات بين خود به يکديگر متصل شده و يک جداره پيوسته را تشکيل مي دهند از مزاياي اين روش راحتي در کوبيدن ـ نصب و بيرون کشيدن آنها به ديگر روش ها برتري داشته و مصالح آن مجددا قابل استفاده در پروژه هاي ديگر مي باشد، همچنين در اين روش به المانهاي افقي و مايل کمتري نياز مي باشد.
بنابراين محدوديت هاي اشغال فضاي داخل گود کمتر وجود دارد. ليکن از جمله معايب اين روش وابستگي به نصب سپرهاي فلزي مي باشند که در محيط هاي شهري بدليل وجود تاسيسات زيربنايي شهري و ايجاد لرزش و صداي ناشي از کوبش سپرها محدوديت هايي را بوجود مي آورد. همچنين کوبيدن سپرها در زمين هاي سنگي و يا خاک هاي بسيار متراکم به سختي انجام پذير است و در زمين هاي با شرايط بالا با محدوديت مواجهه مي گردد.

مهار بندي توسط شمع هاي درجا (Bored pile walls):

مقدمه

شمع درجا از خانواده شمع هاي بتني مي باشد و نام هاي ديگر آن شمع درجا ، شمع ساخته شده در محل، شمع ريختني، شمع جايگزيني و شمع بدون تغيير مکان مي باشد. شمع درجا به دليل نامحدود بودن در قطر و عمق حفاري داراي بيشترين کاربرد و تنوع در بين تکنولوژي هاي اجراي پي هاي عميق مي باشد.
در شمع هاي درجا ابتدا توسط ماشين آلات حفاري يک چاه با مقطع و عمق مورد نظر در زمين حفر شده و سپس در داخل آن اقدام به بتن ريزي با مصالح مرغوب مي نمايند که البته اين بتن مي تواند مسلح يا غير مسلح باشد .

انواع شمع بتني درجا

a: شمع درجاي معمولي

b: شمع انباره اي يا کف پهن(پدستالي)

بسته به شرايط  ممکن است ترکيبي از روش هاي بالا اجرا شود.

مراحل اجراي شمع درجاي بتني در يک نگاه

ابعاد 

عمق معمول: ۱۰ الي 40 متر
حداکثر عمق: حدود 90 متر
قطر معمول: ۴۰ الي 150 سانتيمتر
حداکثر قطر: حدود ۳ متر

توجه: صورتيکه قطر چاه از ۷۶ سانتيمتر بيشتر شود به آن پايه عميق مي گويند. 

نوع زمين مناسب

امروزه با پيشرفت تکنولوژي،شمع هاي درجا در اکثر زمينهاي داراي خاک با پايداري و ايستايي نسبي قابل اجرا مي باشند. 

روش هاي اجرا

يکي از روشهاي متداول در پايداري و حفاظت جداره ها با شرايط متنوع اعم از زمين سخت و سست و نرم استفاده از شمع هاي درجا مي باشد و در برخي موارد علاوه بر ايفاي نقش حفاظت جانبي نقش آب بندي را نيز انجام مي دهد و همواره درصورت نياز بار قائم نيز تحمل مي کند. مهار بندي جداره ها توسط شمع هاي درجا در موارد زير بعنوان گزينه برتر براي سيستم هاي حفاظت جانبي گود مطرح مي باشند:
- در موارديکه امکان اجراي سپر فولادي (کوبيدن و نصب) وجود ندارد و يا سختي و تراکم زمين بيش از حد توان سپر کوبي و با دشواري زيادي مواجهه مي باشد.
- در شرايطي که بدليل وجود آبهاي زير زميني و بالا بودن سطح آن نياز به آب بند بودن جداره مي باشد.
- در موارديکه امکان ايجاد مهارهاي جانبي (کششي) در زير ساختمان هاي مجاور ناشي از گودبرداري وجود ندارد و يا در تلاقي با تاسيسات زير بنايي شهري و مستحدثات زيرزميني (تونل) باشد.
- در مواقعيکه امکان استفاده از سيستم حفاظت گود بعنوان بخشي از سازه اصلي و باربري وجود داشته باشد.

روشهاي مختلف براي اجراي تکنيک هاي شمع هاي درجا ريز وجود دارد و متداولترين آنها عبارتند از:الف)  اجراي ديوار محافظت پيوسته (آب بند)

 اجراي ديوار محافظت ناپيوسته ب)

الف) اجراي ديوار محافظ پيوسته (آب بند):
دراين روش ابتدا شمع هايي با بتن پلاستيک يک در ميان حفاري و اجرا مي گردد و سپس با رعايت هم پوشاني شمع هاي اصلي و سازه اي با رعايت احداث جداره زنجيره اي و پيوسته اجرا مي گردد.

ب) اجراي ديوار محافظت ناپيوسته:
در موارديکه توده خاک و سنگ داراي چسبندگي زياد بوده و سطح آبهاي زير پايين بوده مي توان از شمع هاي درجا ريز ناپيوسته و با فاصله استفاده نمود. در اين روش بدليل چسبندگي بين دانه ها خاک بين شمع ها با وجود پديده قوس خوردگي پايداري جانبي وجود دارد . با در نظر گرفتن شرايط و پارامترهاي ژئوتکنيکي خاک معمولا حداکثر فاصله محور تا محور شمع هاي اصلي 2 برابر قطر شمع ها مي باشد همچنين در اين روش پايداري در برابر نيروهاي جانبي نيز مدنظر قرار مي گيرد اين روش در پايداري هاي کوتاه مدت کارايي داشته و در اثر مرور زمين احتمال هوازدگي بين شمع ها وجود دارد و در دراز مدت نيز تغيير مشخصات خاک و برخي از پارامترهاي آن مانند از دست دادن آب و يا حالت اشباع پيدا نمودن آن باعث ريزش خاک بين شمع ها شده و براي جلوگيري از آن مي توان از بتن پاشي (شاتکريت) و با بستن مش پوشش لازم را جهت پايداري ايجاد نمود.

شکل قرارگيري شمع هاي گروهي در زير سر شمع

1. انجام مطالعات ژئوتکنيک

بر اساس مطالعات ژئوتکنيک ما به نتايج زير دست مي يابيم :

a: تعيين تکليف استفاده و يا عدم استفاده از پي هاي شمعيb: شرايط زير سطحي و محيطيc: ملاحضات اقتصاديd: انتخاب نوع پي عميق(درجا يا کوبيدني)e: جنس شمعf: تجهيزات و امکانات ساخت و اجراg: عمق شمعh: ...

2. آماده سازي محل حفاري

a: محل حفاري بايد کاملا مسطح بوده و با مصالح داراي قابليت زهکش مناسب متراکم گردد و داراي صليبت کافي جهت انجام عمليات باشد .
b: از فضاي کافي جهت مانور دستگاه حفاري و بتن ريزي برخوردار باشد.
c: در طول عمليات حفاري ، خاک حاصل از حفاري مرتبا از روي سطح پلاتفرم برداشته شود.
d: در بستر رودخانه ها و در جاهاي که در معرض آبهاي سطحي مي باشند با استفاده از سپر کوبي در اطراف محل حفاري بايد از ورود آبهاي سطحي به محل حفاري جلوگيري شود.

3. نشانه گذاري محل اجراي شمع

در اين مرحله محل دقيق شمع توسط اکيپ نقشه برداري مشخص و نشانه گذاري مي شود.

 4. انتخاب مدل دستگاه حفاري

مشخصات انواع مدل هاي دستگاه ها و مته هاي حفاري شمع درجا در قسمت معرفي اين تجهيزات آورده شده است.

 5. استقرار دستگاه حفاري

پس از آماده سازي محل اجراي شمع دستگاه حفاري در محل مستقر مي گردد. استقرار دستگاه حفاري بنحوي تعيين مي گردد که شرايط زير را تامين نمايد :

 - تا پايان حفاري يک شمع نياز به جابجايي نداشته باشد زيرا در صورت جابجايي دستگاه حفاري و استقرار مجدد باعث اختلال در تراز و شاقول بودن دستگاه حفاري مي شود.

- کمترين ضربه ديناميکي را حتي الامکان به شمع هاي اجرا شده در مراحل قبلي وارد نمايد. 

- حداقل موانع کاري را نسبت به تردد ماشين آلات مرتبط با عمليات حفاري (جرثقيل، تراک ميکسر،  لودر و ...) ايجاد نمايد.

6. تامين امکانات لازم براي جلوگيري از ريزش ديواره محل حفاري

در صورتيکه امکان ريزش ديواره هاي محل حفاري شمع ، در اثر فشار خاک و يا آب وجود داشته باشد ، بايد با به يکي از روش هاي زير از ريزش جداره جلوگيري نمود:

a: استفاده از گل بنتونيت يا مواد مشابه

با توجه به ميزان آب منفذي و همچنين ساختار مکانيکي مصالح عمدتا ديواره شمع حين حفاري پايداري لازم را نداشته و استفاده مصالح تثبيتي مانند بنتونيت با ويسکوزيته حداقل 30 ثانيه و حداکثر 50 ثانيه در ليتر لازم الاجرا مي باشد . دوغاب بنتونيت مخلوط يک نوع رس نرم در آب بصورت تعليق مي باشد که بايد با استفاده از همزن از ته نشيني آن جلوگيري شود ، با انتقال دوغاب بنتونيت به درون چاه و بنابه خاصيت تيکسوتروپي گل رس ، پوسته اي روي جدار شمع نقش بسته که از ريزش ديواره يا نفوذ آب جلوگيري مي کند. بنتونيت بايد کاملا با آب مخلوط شود تا مخلوط حالت کلوخه اي نداشته باشد. گل بنتونيت بايد قابليت ايجاد پوشش يا کيک صافي را بر روي جداره چاه داشته باشد و ذرات حفاري شده کوچکتر (حدود ۶mm) رابه حالت معلق نگه دارد.

گل بنتونيت با غلظت مناسب در حوضچه ها و يا در دستگاههاي ويژه ساخت گل بنتونيت ، ساخته مي شود و توسط لوله و پمپ به چاه حفاري منتقل مي گردد. براي جلوگيري از هدر رفتن گل بنتونيت هنگام سر ريز شدن چاه حفاري مي توان با تعبيه کردن يک حوضچه در نزديکي محل حفاري آن را به حوضچه هدايت و با جدا کردن ذرات معلق بزرگتر با سرند دوباره به چاه برگرداند. 

در مراحلي از انجام عمليات حفاري اگر ريزش به علت برخورد با لايه هاي آبرفتي با ساختار ريزدانه ماسه اي باشد که از چسبندگي لازم برخوردار نباشد دوغاب بنتونيت به تنهايي جوابگوي تثبيت نبوده و اضافه کردن دوغاب سيمان با عيار 400 کيلوگرم به دوغاب بنتونيت در محل چاه حفاري توصيه مي گردد که پس از اضافه نمودن دوغاب سيمان ، عمليات اجرايي به مدت گيرش اوليه سيمان (حدودا 25 تا 35 دقيقه) متوقف گرديده و بعد از آن عمليات حفاري ادامه مي يابد .

بايد به اين نکته نيز توجه داشت که در مواقعي که براي نگهداري ديواره چاه حفاري از بنتونيت و يا مواد مشابه استفاده مي شود ، اين مواد چنانچه غلظت زياد داشته باشند ، مي توانند در قسمت هايي از بتن ريزي با ايجاد يک لايه پوشاننده برروي بتن موجب قطع پيوستگي بتن شمع شوند .

b: استفاده از لوله غلاف (کيسينگ)

از کيسينگ در زمين هاي استفاده مي شود که امکان فرو ريزي و يا تغيير شکل جانبي زياد خاک به درون فضاي خالي چاه وجود دارد. همچنين در مواردي که آب بندي کردن ديواره چاه از ورود آبهاي زير زميني مورد نظر است نيز از کيسينگ استفاده مي شود.الزامي ندارد که ما در تمام طول چاه از کيسينگ استفاده کنيم در صورتيکه فقط عمق خاصي از چاه داراي خاک ريزشي باشد مي توانيم کيسينگ تا عمقي که از آن لايه عبور کنيم ادامه دهيم.

در بيشتر مواقع از يک لوله کيسينگ ۳ الي ۵ متري در عمق اوليه شمع براي جلوگيري از ريزش دهانه چاه حفاري استفاده مي شود.

نحوه نصب کيسينگ:

1. ابتدا چاه را تا عمقي که از لايه ريزشي عبور کنيم ، حفر مي کنيم و بعد از آن لوله کيسينگ را در آن جاگذاري مي کنيم. ادامه حفاري از دون لوله کيسينگ انجام مي شود.

2. قبل از شروع حفاري ، لوله کيسينگ را توسط ويبراتور تا عمق مورد نظر(عبوري از لايه ريزشي) در زمين مي کوبيم و در مرحله بعد از داخل لوله  شروع به حفاري مي کنيم.اين روش بيشتر در خاک هاي سست و ضعيف مانند سواحل دريا کاربرد دارد .

امروزه دستگاه هاي روتاري خود قابليت کوبش (بصورت دوراني) لوله کيسينگ در زمين را دارا مي باشند ونيازي به ويبراتور نمي باشد.

بعد از جاگذراي کيسينگ حفاري از درون لوله ادامه پيدا مي کند و در صورت لزوم تزريق گل بنتونيت نيز  در چاه ادامه مي يابد.در قسمت فوقاني کيسينگ بايد تکيه گاههاي لازم جهت نگه داشتن آن در دهانه چاه حفاري و بيرون کشيدن آن تعبيه شود.

کيسينگ را مي توان در جاي خود باقي گذاشت يا آن را بيرون کشيد(بيشتر مواق بيرون کشيده مي شود بجز در حالتي که به دليل مشکلات اجرايي غير قابل بيون کشيدن باشد.)

لوله کيسينگ را بايد بعد از اتمام بتن ريزي و قبل از گيرش اوليه بتن بيرون کشيد. در مواقعي که ابعاد کيسينگ بزرگ مي باشد معمولا کيسينگ همزمان با آخرين مراحل بتن ريزي بيرون کشيده مي شود.شکل هر دو حالت در قسمت بتن ريزي آورده شده است.

 7. حفاري

نظرات (0)

مطالب مرتبط با این پست :

می توانید دیدگاه خود را بنویسید

ارسال نظر خصوصی برای مدیریت ذخیره مشخصات