اختلاط عمیق خاک چیست؟
عبارت اختلاط خاک در عمق به روشی اطلاق می‌گردد که در آن مواد پایدارکننده‌ای نظیر سیمان یا آهک با استفاده از یک حفار با محور توخالی بصورت مکانیکی با خاک مخلوط میشود. فرآیند اختلاط خاک موجب تولید ستون یکنواختی ( با پهنای ثابت ) از خاک و ماده افزودنی می‌گردد. با همپوشانی ستون‌ها قبل از گیرش کامل، دیوار های پیوسته‌ای زیر سطح زمین قابل احداث می‌باشند.
هدف از اختلاط خاک دستيابی به پارامترهاي ژئوتکنيکی اصلاح شده از قبيل مقاومت فشاری، مقاومت برشی و نفوذپذيری است. در زمينه های زيست محيطی نيز به منظور محدود کردن يا ثابت نمودن مواد شيميايي مضر در خاک به کار می رود. همچنين در ساخت بندرها و سازه هاي دريايی، با اجراي کار از روی بارج، ميتوان به نتايج با ارزشی دست يافت. در استفاده از اختلاط عمقی خــاک (DSM)، زمين در شرايط درجــا اصلاح مي شود، مشخصات ژئوتکنيکی آن به سطح قابل قبول رسانده می شود و اين زمين اصلاح شده بخشی از سیستم خاک– سازه می گردد. کنترل و تاييد کيفی کار نيز در این روش مقدور است.
مقاومت خاک مخلوط بدست آمده تابع عواملی نظیر نوع ماده افزودنی، نوع خاک و روش اجرا می‌باشد. روش اختلاط عمیق خاک (DSM) برای بهسازی محدوده‌ی وسیعی از خاک‌های نرم غیر‌آلی و خاک‌هایی که سایر روش‌های بهسازی در آنها مناسب نیستند کاربرد دارد.
با اختلاط خاک در محل می توان انواع متفاوت خاک ها را اصلاح نمود. روش اصلاح بسته به ميزان انرژی اختلاط و نوع مواد افزودنی متفاوت است. در مقايسه با ساير روش‌هاي اصلاح در خاک های نرم، اين روش از اقتصادی ترين شيوه‌هاي بهسازی خاک است. در اين روش، با اختلاط دوغاب با خاك مصالحی ساخته می شود كه باگذشت زمان سخت‌تر شده و مقاومت آن افزايش می يابد و می تواند به عنوان مصالح مهندسی با خصوصيات ژئوتكنيكی بهتر از خاك محل در طراحی ها استفاده گردد.
به طور كلی يک روش اختلاط خاک در جايی می تواند بيشترين كاربرد را داشته باشد كه شناسايی محلی وجود يک پروفيل خاک نرم تا سست بدون هيچگونه مانعی تا عمق حدود 30 متر را نشان دهد.
موارد کاربرد روش اختلاط عمیق خاک (DSM)
كاربردهای اصلی شناخته شده برای اين گروه از روش های اختلاط عمیق خاک عبارتند از:
- تقويت پی در انواع سازه‌ها
- پایدارسازی گود
- تقویت پی در راه سازی
- استفاده در پی مخازن نفتی
- کاهش پتانسیل روانگرایی
- دیوار آب‌بند
- اجراي ديواره‌های قائم
- حفاظت شيب خاكبرداری
- توسعه‌ی بنادر
مزایای استفاده از روش اختلاط عمیق خاک (DSM)
- کاهش نفوذپذیری خاک
- افزایش مقاومت خاک
- کاهش نشست خاک بر اثر سربار
- جلوگیری از روانگرایی
- مقاومت برشی G به مراتب بالاتر نسبت به روش های تراکمی و ستون سنگی
- اصلاح درجای زمین
- كنترل و تأييد كيفي كار به سادگی امکان‌پذیر است.
- زمين بخشي از سيستم خاک– سازه می گردد
- هزینه تجهیز کارگاه بسیار کمتر از موارد مشابه نظیر جابجایی خاک یا اجرای شمع می‌باشد.
- سرعت اجرای بسیار بالا
- هزینه اجرای این روش بسیار کمتر از موارد مشابه است
- در این روش تولید صدا و ارتعاش بسیار کمتر از روش‌های مشابه می‌باشد.
نحوه و مکانیزم اختلاط عمیق خاک و مواد تثبیت کننده
معمول‌ترین ماده افزودنی در روش اختلاط خاک سیمان می‌باشد:
در مدت هیدراتاسیون سیمان، هیدروکسید کلسیم آزاد میشود. محصولات ناشی از هیدراتاسیون سیمان مقاومت بالایی دارند که با گذشت زمان مقدار این مقاومت بیشتر میشود. از سوی دیگر هیدروکسید کلسیم در واکنش پوزولانی در حالت اختلاط همراه با آهک شرکت میکند. مکانیزم پایدارسازی با سیمان به صورت ساده برای واکنش بین رس، آب حفره‌ای، سیمان و سرباره کوره می باشد.
مشخصات مهندسی اختلاط عمیق خاک و مواد تثبیت کننده
از آنجايی كه تراز بهسازی به دست آمده در محل، تابعی از مشخصات تجهيزات مورد استفاده دراختلاط، سرعت نفوذ، سرعت گردش مخلوط‌كن، سرعت تزريق و روش آن و سرعت بيرون كشيدن است، پيش‌بينی دقيق مقاومت برجا بسيار مشكل است. در ادامه عوامل تأثیرگذار بر مقاومت مخلوط خاک و مواد تثبیت کننده شرح داده میشود.
مراحل اجرای روش اختلاط عمیق
همانطور که در تصویر دیده می شود، در این روش ابتدا اوگر حفاری با بازوهای خود در زمین حفاری را آغاز می کند. زمانی که به عمق مورد نظر رسید حفاری متوقف شده و اوگر دارای بازو به صورت معکوس حرکت را آغاز میکند و به طور آهسته به سمت بالا رانده می شود. در زمان حرکت اوگر به سمت بالا از درون نازل های تعبیه شده در نوک بازو ها دوغاب با فشار بسیار زیاد به درون خاک تزریق می شود. این حرکت به سوی بالا مرحله ای بوده و طی فاصله 1 متر رو به بالا تقریبا یک دقیقه در همان تراز می چرخد و دوغاب به داخل زمین تزریق می شود. البته فاصله ها و زمان های اشاره شده با توجه به نوع دستگاه و نوع خاک متغیر است.
مطالب بیشتر
سایر خدمات
.
