اهمیت مطالعات ژئوتکنیک و میکروپایل در پروژهای عمرانی

. از این طریق Ù…ÛŒ‌توان برآورد‌ها Ùˆ اطلاعات اولیه مناسبی در مورد شرایط فیزیکی Ùˆ مهندسی منطقه به دست آورد Ùˆ همچنین طرح‌های پیشنهادی مختلفی بیان کرد. تمام فرایند سنجش این داده­Ù‡Ø§ باید توسط افراد متخصص در حوزه مهندسی، ژئوتکنیک Ùˆ زمین‌شناسی انجام شود. از همین روست Ú©Ù‡ مطالعات ژئوتکنیک از اهمیت بالایی برخوردار است.

ابتدایی ترین اقدام پیش از اجرای گودبرداری و ساخت هر سازه ای انجام مطالعات صحرایی و شناسایی های ژئوتکنیکی است. مطالعات و شناسایی های ژئوتکنیکی شامل عملیات گمانه زنی به صورت دستی یا ماشینی، اخذ نمونه از لایه های مختلف خاک در عمق و انجام آزمونهای شناسایی به روی این نمونه ها می باشد. این عملیات به منظور شناسایی وضعیت و جنس لایه های زیر سطحی، تعیین سطح آب زیرزمینی و برآورد مشخصات مهندسی خاک در محل انجام می شود. آزمونهای شناسایی شامل آزمونهای آزمایشـگاهی و آزمونهای برجا می باشد. بر اســاس نتایج بدست آمده از آزمونهای شناسایی می توان ظرفیت باربری، میزان نشست، خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک و سایر پارامترهای مورد نیاز برای تحلیل و طراحی های ژئوتکنیکی را بدست آورد.

معرفی علم ژئوتکنیک

در حالت کلی، به دانشی Ú©Ù‡ زمینه مطالعه تکنیکی اطلاعات زمین‌شناسی را فراهم Ù…ÛŒ‌کند، ژئوتکنیک گفته Ù…ÛŒ‌شود. اطلاعاتی Ú©Ù‡ از طریق مطالعات ژئوتکنیک به دست Ù…ÛŒ‌آید، برای انجام برنامه‌ریزی، ساخت Ùˆ بهره‌برداری پروژه‌های معدنی یا عمرانی استفاده Ù…ÛŒ‌شود. این اطلاعات Ù…ÛŒ‌تواند کارایی Ùˆ امنیت پروژه‌ها را تضمین کند Ùˆ نحوه کار دقیق Ùˆ اصولی را در اختیار مهندسان قرار دهد.

از طریق دانش ژئوتکنیک شما Ù…ÛŒ‌توانید داده‌های گسترده‌ای در حوزه خاک، آب، زمین‌شناسی، زیست‌محیطی، سنگ Ùˆ لرزه‌خیزی به­Ø¯Ø³Øª آورید Ùˆ از این داده‌ها برای انجام پروژه‌های مختلف مهندسی استفاده کنید. افرادی Ú©Ù‡ متخصصان این رشته هستند تمام روش‌های لازم برای بررسی شرایط محیطی محل پروژه را یاد گرفته‌اند.

اهداف انجام مطالعات ژئوتکنیک

هنگامی­Ú©Ù‡ مهندسان بخواهند در یک زمین یا منطقه خاص پروژه ساخت‌وساز انجام دهند، باید اطلاعات مختلفی درباره محیط Ùˆ کارایی آن داشته باشند. به همین دلیل علم مطالعات ژئوتکنیک با اهداف مختلفی استفاده Ù…ÛŒ‌شود Ú©Ù‡ شامل موارد زیر است:

• بررسی Ùˆ شناخت لایه‌های زیرزمینی
• مشخص‌کردن شرایط مکانیکی Ùˆ فیزیکی خاک محیط موردنظر
• تعیین نوع Ù¾ÛŒ مورد استفاده Ùˆ تعیین عمق لازم برای اجرای آن
• تعیین ظرفیت دقیق باربری برای Ù¾ÛŒ
• مشخص‌کردن ضریب عکس‌العمل خاک نسبت به Ù¾ÛŒ Ùˆ طراحی سازه‌ای آن
• دسته‌بندی زمین طبق آیین‌نامه Û²Û¸Û°Û°
• تعیین نوع سیمان مورد استفاده برای بتن سازه
• تحقیق درباره شرایط آب‌های زیرزمینی محیط
• ارائه توصیه‌های فنی در خصوص انجام پروژه

مراحل انجام مطالعات ژئوتکنیک سازه

مطالعات ژئوتکنیک در هنگام اجرای یک پروژه ساختمانی مراحل مختلفی را Ø·ÛŒ Ù…ÛŒ‌کند Ú©Ù‡ شامل موارد زیر است:

• در مرحله ابتدایی اطلاعات لازم درباره سنگ بستر محیط Ùˆ سازنده‌های آن جمع‌آوری Ù…ÛŒ‌شود.
• سپس تمام اطلاعات درباره زمین‌لرزه‌های این منطقه در چند سال اخیر Ùˆ موقعیت‌های دقیق مکانی Ùˆ زمانی آن جمع‌آوری Ù…ÛŒ‌گردد.
• در مرحله بعد زمین‌لرزه‌های دستگاهی منطقه به­Ø·ÙˆØ± کامل مطالعه Ù…ÛŒ‌شود Ùˆ سازوکار زمین‌لرزه‌ها به‌صورت کانونی بررسی Ù…ÛŒ‌شود.
• نوع خاک Ùˆ سنگ موجود در زمین مشخص Ù…ÛŒ‌شود Ùˆ اطلاعات مربوط به گسل‌ها Ùˆ فواصل آن در نزدیکی پروژه تعیین خواهد شد.
• سپس نوع زمین بر اساس مطالعات ژئوتکنیک به‌دست‌آمده طبقه‌بندی شده Ùˆ آزمایش‌های لازم درباره مطالعات صحرایی به انجام Ù…ÛŒ‌رسد‌.
• پس از آن شرایط پروژه نسبت به تأسیسات Ùˆ ساختمان‌های اطراف تعیین Ù…ÛŒ‌شود Ùˆ میزان عمق مناسب برای گمانه‌ها مشخص خواهد شد.
• پس از انجام طبقه‌بندی نوع خاک، خصوصیات مکانیکی، شیمیایی Ùˆ فیزیکی آن مشخص شده Ùˆ آزمایش‌های لازم بر روی نمونه خاک در آزمایشگاه انجام Ù…ÛŒ‌شود.
• در این مرحله از نتایج مطالعه ژئوتکنیک مشخصات خاک تعیین شده Ùˆ ظرفیت باربری خاک محاسبه Ù…ÛŒ­Ú¯Ø±Ø¯Ø¯.
• در پایان خاک‌های مسئله‌دار محدوده پروژه بررسی شده Ùˆ شرایط آن برای استفاده از روش‌های بهسازی مثل میکروپایل یا ... در اختیار مهندسان قرار Ù…ÛŒ‌گیرد.

مطالعات ژئوتکنیک از Ú†Ù‡ روش‌هایی انجام Ù…ÛŒ‌شوند؟

فرایند مربوط به طبقه‌بندی Ùˆ شناسایی نوع خاک به دو صورت مستقیم Ùˆ غیرمستقیم انجام Ù…ÛŒ‌شود. در روش مستقیم فرایند حفاری Ùˆ گمانه‌زنی همراه با چاله‌های آزمایش استفاده Ù…ÛŒ‌گردد. در روش غیرمستقیم نیز عکس‌های ماهواره‌ای Ùˆ هوایی منطقه برای انجام مطالعات ژئوتکنیک به کار Ù…ÛŒ‌روند.

در آزمایشگاه ژئوتکنیک به­Ø·ÙˆØ± معمول نمونه‌های خاک محیط ارزیابی Ù…ÛŒ‌شوند Ùˆ خواص مهندسی آن‌ها مشخص Ù…ÛŒ‌شود. همچنین آزمایشات مختلف جهت بارگذاری شمع Ùˆ زیر شمع (میکروپایل)ØŒ بارگذاری انواع ستون Ùˆ... انجام Ù…ÛŒ‌شود.

طراحی میکروپایل برای بهسازی شرایط خاک

در تعریف میکروپایل Ù…ÛŒ‌توان به شمع‌هایی با قطر کمتر از ۳۰سانتی­Ù…تر اشاره کرد Ú©Ù‡ برای تسلیح فولادی Ùˆ تزریق مناسب هستند. این روش از گذشته برای افزایش کارایی زمین ساختمان‌های آسیب‌دیده استفاده Ù…ÛŒ‌شد. بر اساس مطالعات ژئوتکنیک انجام شده، محاسبات مهندسی میکروپایل تابع نوع کاربری آن است Ùˆ برای افزایش تحکیم Ùˆ بهسازی بستر Ù¾ÛŒ کاربرد دارند.

محاسبات انجام شده برای میکروپایل همانند محاسبات شمع‌های معمولی است. بررسی اصول طراحی میکروپایل در سه بخش طرح سازه‌ای، ژئوتکنیکی Ùˆ کنترل برش پانچ انجام Ù…ÛŒ‌شوند. در محاسبه طرح سازه‌ای ظرفیت باربری المان‌ها Ùˆ آرماتور Ùˆ دوغاب مشخص Ù…ÛŒ‌شود Ú©Ù‡ این ظرفیت باید بیشتر از بار میکروپایل باشد‌.

در محاسبه تکنیکی میزان مقاومت اصطکاکی میکروپایل در مقایسه با خاک محیط مشخص Ù…ÛŒ‌شود. در نهایت میزان مقاومت میکروپایل‌ها در برابر برش پانچ تعیین خواهد شد Ú©Ù‡ انجام تمام این محاسبات از اصول اساسی طراحی ریز شمع است.

میکروپایل چگونه اجرا Ù…ÛŒ‌شود؟

شرکت عمران طرح ابرند سیستم میکروپایل را در چندین مرحله مختلف اجرا Ù…ÛŒ‌کند Ú©Ù‡ در ادامه هر یک را توضیح Ù…ÛŒ‌دهیم. البته تمام این فرایند با استفاده از اطلاعات حاصل از مطالعات ژئوتکنیک انجام Ù…ÛŒ­Ø´ÙˆØ¯.

• حفاری: در حالت Ú©Ù„ÛŒ ریز شمع‌ها به دو روش کوبش یا حفاری در محیط جاگذاری Ù…ÛŒ‌شوند. در روش جاگذاری کوبشی میان لوله‌ها Ùˆ جداره خاک پیرامون آن اصطکاک ایجاد Ù…ÛŒ‌شود Ùˆ فشار تزریق دوغاب سیمان افزایش پیدا Ù…ÛŒ‌کند Ú©Ù‡ در نتیجه عملکرد باربری ریز شمع بهبود Ù…ÛŒ‌یابد. در نتیجه بهتر است روش کوبش استفاده شود Ùˆ برای جاگذاری ریز شمع در اعماق زیاد عملیات حفاری انجام بگیرد.
• لوله کوبی: پس از انجام فرایند حفاری لوله‌های مخصوص ریز شمع از طریق دستگاه‌های مخصوص در محل‌های معینی کوبیده Ù…ÛŒ‌شوند. این لوله‌ها به یکدیگر متصل هستند Ùˆ عملیات کوبش تا جایی Ú©Ù‡ امکان داشته باشد، انجام Ù…ÛŒ‌شود. لوله‌های مخصوص ریز شمع دارای قطر خارجی ۷۶میلیمتری Ùˆ قطر داخلی ۶۸میلیمتری است Ú©Ù‡ در ابعاد طولی ۲متری هستند .
• تزریق: این دستگاه‌ها دارای سه بخش مختلف میکسر اولیه، ثانویه Ùˆ پمپ مخصوص تزریق هستند. در میکسر اولیه نوع اختلاط، سیستم چرخش آب سریع انجام Ù…ÛŒ­Ø´ÙˆØ¯ Ùˆ در میکسر ثانویه به‌ صورت پره‌ای است. دوغاب ابتدا در میکسر اولیه آماده Ù…ÛŒ‌شود Ùˆ سپس در میکسر دوم نگهداری Ù…ÛŒ‌شود تا وارد پمپ‌های تزریق گردد.
• در این مرحله از مطالعات ژئوتکنیک، فرایند تزریق از طریق شلنگ‌هایی به نام پکر انجام Ù…ÛŒ‌شود Ú©Ù‡ این شلنگ Ù…ÛŒ‌تواند جداره لوله را در هنگام تزریق دوغاب ببندد Ùˆ مانع برگشت دوغاب شود. پس از این کار عملیات تزریق به پایان Ù…ÛŒ‌رسد Ùˆ دوغاب از میکروپایل‌های جانبی نشتی پیدا Ù…ÛŒ‌کند.
• تسلیح پایانی Ùˆ نصب فلنج: پس از انجام فرایند اجرای میکروپایل باربر آرماتور تسلیح در داخل لوله جاگذاری شده Ùˆ فلنج بر روی آن نصب Ù…ÛŒ‌شود. البته این آرماتور باید قبل از فرایند گیرش در داخل گمانه قرار بگیرد. در مرحله آخر فلنج برای ایجاد اتصال کامل میان میکروپایل Ùˆ بتن فونداسیون نصب Ù…ÛŒ‌شود.

کاربرد‌های ریز شمع

میکروپایل در مطالعات ژئوتکنیک دارای دو کاربرد اصلی افزایش ظرفیت باربری بستر Ù¾ÛŒ سازه Ùˆ اصلاح Ùˆ بهسازی خاک محیط پروژه است. امروز تحقیقات بسیار زیادی در مجامع تخصصی درباره میکروپایل انجام Ù…ÛŒ‌شود Ùˆ در تحقیقات مختلف نحوه استفاده Ùˆ طراحی زیر شمع در انواع خاک انجام Ù…ÛŒ‌شود. در نتیجه دامنه استفاده از آن مدام در حال افزایش است.

نتیجه‌گیری

ژئوتکنیک به‌ عنوان یک علم پویا در حوزه زمین‌شناسی انجام Ù…ÛŒ‌شود Ùˆ جزء زیر شاخه‌های تخصصی مهندسی عمران است. اطلاعات به‌دست ‌آمده از این علم برای بهره‌برداری سازه‌های مهندسی Ùˆ پروژه‌های عمرانی استفاده Ù…ÛŒ‌شوند Ùˆ اطلاعات آن دامنه زیادی از داده‌های مربوط به خاک، سنگ، لرزه، آب Ùˆ... را در برمی‌گیرد.

داده‌های مطالعات ژئوتکنیک Ù…ÛŒ‌تواند برای برنامه‌ریزی Ùˆ طراحی Ùˆ بهره‌برداری سازه‌ها Ùˆ پروژه‌های مختلف عمرانی Ùˆ مهندسی استفاده شود Ùˆ ایمنی Ùˆ کارایی محیط را افزایش دهد. یکی از روش‌های افزایش بهسازی Ùˆ بهبود شرایط خاک منطقه برای انجام پروژه‌های مختلف استفاده از میکروپایل است Ú©Ù‡ در مراحل مختلفی در سطح موردنظر اجرا Ù…ÛŒ‌شود.

فرایند اجرای پروژه‌های مختلف Ùˆ بررسی شرایط مهندسی آن‌ها باید توسط افراد متخصص انجام شود تا هرگونه اشتباه در آن به حداقل برسد. شما Ù…ÛŒ‌توانید از شرکت عمران طرح ابرند برای انجام اصولی پروژه‌های خود Ú©Ù…Ú© بگیرید.

شرکت مهندسی عمرانابـرند با استفاده از نیروهای متخصص Ùˆ با تجربه Ùˆ دارا بودن تجهیزات فنی Ùˆ اجرایی لازم Ùˆ همچنین داشتن سوابق مفید Ùˆ ارزشمند در زمینۀ مهندسی ژئوتکنیک، با انتخاب سیستم‌­Ù‡Ø§ÛŒ مدیریت کیفیت ISO 9001 Ùˆ مدیریت زیست محیطی ISO 14001 Ùˆ مدیریت ایمنی Ùˆ بهداشت حرفه‌­Ø§ÛŒ OHSAS 18001 ارائه دهنده تمامی خدمات مربوط به پروژه های عمرانی Ù…ÛŒ‌باشد.