میکروشمع یا میکروپایل چیست؟
از پیشرفته‌ترین روش های بهسازی خاک میکروپایل می باشد. میکروپایل ها در مراجع مختلف به شمع هایی با قطر کمتر از 30 سانت اطلاق می گردد.
کاربرد میکروپایل ها در مهندسی ژئو تکنیک تقسیم بر دو بخش می شود که عبارتند از استفاده در بستر پی سازه ها و اصلاح و بهسازی به جای خاک می باشد.
میکروپایل چیست؟
از پیشرفته ترین روش های بهسازی خاک میکروپایل می باشد و به طور کلی در مواجهه با خاک های مسئله دار نظیر خاک های سست با قابلیت باربری کم، نشست‌پذیری زیاد، روانگرا، خاک های دستی و… دو راه پیش روی مهندسین ژئو تکنیک قرار می گیرد:
- الف: استفاده از المان های باربر در خاک
- ب: بهسازی و اصلاح خواص فیزیکی_مکانیکی توده خاک
میکروپایل ها در لغت به معنای ریز شمع می باشند و به شمع هایی با قطر کمتر از 300 میلی متر که باربر و مقاوم می باشند میکروپایل گفته می شود. که با اضافه شدن آن به خاک و در کنار آن استفاده از دوغاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مکانیکی (مقاومتی و رفتاری) خاک اطراف نیز می‌گردد.
تاریخچه میکروپایل
میکروپایل ها در مراجع مختلف به شمع هایی با قطر کمتر از 30 سانت اطلاق می گردد که با تسلیح فولادی و تزریق همراه می باشد. اگر به تاریخچه میکروپایل برگردیم به اوایل دهه ۱۹۵۰ میلادی می رسیم. اینکه چرا این کار انجام شد چون در آن زمان بعد از پایان جنگ جهانی دوم نیاز به ترمیم ساختمان های آسیب دیده بسیار دیده می شد.
آنگاه بود که شخصی به نام میکروپایل توسط Fondedile پیمانکار مشهور ایتالیایی آن را ساخت. با توجه به کارایی و قابلیت اجرای آن در ساختمان های آسیب دیده و همچنین سرعت اجرای آن به سرعت در ایتالیا گسترش یافت.
پس از اینکه ساختار میکروپایل معرفی و به دنیا عرضه شد سازمان ها و پژوهشکده های علمی به تنظیم آئین نامه ها و استانداردهای میکروپایل پرداختند.
معروف ترین آن ها آیین نامه Micropile Design and construction است که توسط انجمن بزرگراه های آمریکا (FHWA) تنظیم شده است. همچنین در پروژه ملی Forever فرانسه نیز در مورد بررسی رفتار میکروپایل ها تحقیقات جامعی صورت گرفت.
میکروپایل و کاربردهای آن
بطور کلی کاربرد میکروپایل ها در مهندسی ژئوتکنیک تقسیم بر دو بخش می شود که عبارتند از استفاده در بستر پی سازه‌ها و اصلاح و بهسازی به جای خاک می باشد. روز به روز تحقیقات گسترده تری برای بهتر انجام شدن میکروپایل ها در مجموعه های تخصصی و علمی در حال انجام است.
از جمله اینکه کارشناسان به بررسی رفتار استاتیکی، دینامیکی و لرزه‌ای آن ها می پردازند. در بسیاری از تحقیقات چگونگی رفتار و معیارهای طراحی میکروپایل ها در خاک های مختلف، مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین امروزه دامنه استفاده از میکروپایل گسترش فراوانی یافته است.
میکروپایل چگونه به اجرا در می آید؟
ابتدا باید نوع کاربری میکروپایل و به تبع آن نحوه رفتار آن را بدانیم تا اصول محاسبات مهندسی میکروپایل را رعایت کرده باشیم. در واقع میکروپایل‌ها به جهت تحکیم و بهسازی بستر پی سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد و شما مشابهت زیادی بین محاسبات فنی ساختمان و محاسبات میکروپایل می بینید.
اگر بخواهیم این محاسبات را تقسیم بندی نماییم به سه بخش طرح سازه ای (Structural Design)، طرح ژئوتکنیکی (Geotechnical Design) و کنترل برش پانج (Cone Shear) می رسیم.
توضیح هر یک از بخش های سه گانه طرح میکرو پایل
در محاسبه طرح سازه‌ای به ظرفیت باربری المان های میکروپایل مشتمل بر جدار فولادی، آرماتور تسلیح و دوغاب سیمان می بایست دقت داشته باشیم چرا که این ظرفیت حتما باید با ضریب اطمینان مناسبی، بالاتر از بار وارده به میکروپایل محاسبه شود. مقاومت اصطکاکی جداره میکروپایل با خاک اطراف محاسبه می گردد.
این مقاومت اصطکاکی می بایست با ضریب اطمینان مناسبی، بالاتر از بار وارده باشد تا امکان جدایی میکروپایل از خاک قبل از وقوع تسلیم عوامل مسلح کننده میسر نگردد این طرح، طرح ژئوتکنیکی نام دارد.
در طرح سوم که طرح پایانی کار میکروپایل است، با توجه به این امر که میکروپایل‌ها دارای بار متمرکز زیاد و قطر کوچک بوده و برش پانج با توجه به سربارهای وارده محتمل می باشد، کنترل مقاومت در برابر برش پانچ که منتهی به ارائه طرح فلنج مناسب می گردد، انجام می شود.
نحوه اجرای میکروپایل در ساختمان
شرکت مهندسی شیلاو خاورمیانه با دارا بودن بیش از یک دهه فعلایت حرفه ای در حوزه ژئوتکنیک، استفاده از دو تکنیک روز، بهسازی خاک به روش میکروپایل را انجام می دهد. روش اول روش مرسومی است که مشتمل بر چهار مرحله حفاری (در صورت نیاز)، لوله‌کوبی، تزریق و تسلیح می باشد که به طور شماتیک نشان داده شده است. اما این شرکت با استفاده از میکروپایل های خود حفار – خود تزریق نیز اقدام به بهسازی خاک می کند.
چگونه میکروپایل را با روش خودحفار و خود تزریق اجرا کنیم؟
ابتدا باید به کنترل کیفی میکروپایل بپردازیم، با توجه به هدف اجرای میکروپایل و نگاه عملکردی به آن آزمایش های کنترل کیفی مختلفی را میتوان برای این روش تعریف کرد که اگر به برخی از آنها اشاره کنیم شامل موارد زیر میشوند:
1. آزمایش بارگذاری فشاری میکروپایل
2. آزمایش بارگذاری کششی میکروپایل
3. آزمایش بارگذاری جانبی میکروپایل
استفاده از میکروپایل چه مزایایی دارد؟
از مزایایی که میکروپایل ها دارند، به موارد زیر اشاره می کنیم:
* کنترل نشست خاک یکی از مزایای میکروپایل می باشد که در این روش به دلیل استفاده از آرماتور و سختی بالای آن از ریزش خاک جلوگیری می شود، و با استفاده از آن بار موجود به لایه های مقاوم زیرین منتقل می‌شود.
* تزریق دوغاب در اجرای میکروپایل ها، خصوصیات مکانیکی خاک نظیر سختی، تراکم‌پذیری، ظرفیت باربری، ضریب اصطکاک و چسبندگی و … را بهبود می‌بخشد.
* کوبش میکروپایل ها موجب تراکم و تحکیم توده خاک اطراف می‌شود.
* انرژی پایین کوبش و قطر ناچیز حفاری، اثرات جانبی و لرزش در سازه‌های مجاور را به حداقل مقدار ممکن می رساند.
* به جهت استفاده از حجم کم مصالح مشتمل بر فولاد و سیمان، هزینه‌های پائین تجهیز کارگاه روشی اقتصادی می‌باشد.
* با توجه به ابعاد کمتری که ماشین‌آلات اجرای میکروپایل نسبت به سایر ماشین‌آلات دارند، علاوه بر اینکه دارای قابلیت حمل و جابجایی آسان را در کارگاه دارند، می توانند امکان اجرای عملیات در چند جبهه کاری مختلف را بدون تداخل کاری فراهم نمایند.
آزمایشات بررسی صحت عملکرد میکروپایل
میکروپایل با دو هدف استفاده در بستر پی سازه‌ها و اصلاح و بهسازی به جای خاک استفاده می‌شود. پس از اجرای آن نیز آزمایش‌های کنترل کیفی مختلفی شامل آزمایش بارگذاری فشاری، کششی و جانبی جهت بررسی عملکرد سازه انجام می‌شود.
مطالب بیشتر
سایر خدمات
.