baner
09 مهر

میکروپایل

عوامل موثر در انتخاب میکروپایل­ها

عوامل مختلفی در انتخاب میکروپایل برای پی سازه و پایداری شیب­ها موثرند. این عوامل عبارتند از:

1-      شرایط فیزیکی

-         محدودیت­های دسترسی در نواحی دورافتاده؛

-         نزدیکی به ساختمان­های موجود

2-      شرایط زیر زمینی

-         شرایط زمین شناسی دشوار؛

-         زمین­های مستعد روانگرایی در طی نصب شمع

3-     شرایط محیطی

-         نواحی حساس به لرزش و صدا؛

-         خاک­های پر خطر یا آلوده  

4-     سازگاری با سازه موجود

5-     محدودیت میکروپایل­ها

6-     شرایط اقتصادی

1-شرایط فیزیکی

تجهیزات حفاری و تزریق مورد استفاده برای نصب میکروپایل، نسبتا” کوچک هستند و می توانند در نواحی محدود که امکان عبور تجهیزات نصب شمع وجود ندارد، وارد شوند. میکروپایل­ها می­توانند در داخل دیوارها و پی­های با ابعاد چند میلیمتر نصب شوند. نصب آنها تحت تأثیر نیروی فوقانی آنها یا سایر موانع که در نصب شمع ها وجود دارد، نمی­باشد. تجهیزات نصب می­توانند در نواحی با شیب تند و نیز نواحی دورافتاده حرکت کنند. همچنین عملیات حفاری و تزریق مرتبط با نصب میکروپایل­ها اگر به شیوه صحیح اجرا گردند، باعث آسیب به ساختمان­های مجاور نمی­شود.

2-شرایط زیرسطحی

میکروپایل­ها می­توانند در نواحی با شرایط زمین شناسی سخت، متغیر و غیر قابل پیش بینی مثل زمین­های دارای قلوه سنگ و تخته سنگ و تاسیسات زیرزمینی، یا وجود واریزه های گوناگون و لنزهای نامرتبی از مواد و اجزای ضعیف نصب شوند. رس­های نرم، ماسه های روان و سطح آب زیر زمینی بالا که در روش نصب سنتی شرایط نامساعد تلقی می­شوند، کمترین تاثیر را بر روی نصب میکروپایل دارند. میکروپایل­ها در سرتاسر جهان در سازندهای آهکی کارستی کاربرد دارند.

3-شرایط محیطی

میکروپایل­ها می­توانند در خاک­های پر خطر و آلوده نصب شوند. قطر کوچک آنها باعث کاهش میزان تلفات در هنگام نصب نسبت به شمع­های سنتی جانشینی می­شود. مخلوط دوغاب می­تواند به­گونه­ای طراحی شود که در برابر فعالیت شیمیایی آب و خاک مقاوم باشد. در طرح اختلاط دوغاب، می توان از افزودنی­ها استفاده نمود تا از زوال بتن در محیط­های اسیدی و خورنده جلوگیری شود.

میکروپایل­ها می­توانند در نواحی حساس مثل نواحی با طبیعت شکننده نصب شوند. تجهیزات نصب آنها به بزرگی و یا به سنگینی تجهیزات حفاری و نصب شمع­های معمولی نیست و می­تواند در نواحی باتلاقی (لجن زار) یا نواحی دیگر با خاک سطحی نرم و مرطوب، با کمترین تاثیر بر روی محیط استفاده شود. تجهیزات حفاری قابل حمل، به طور متداول در نواحی با دسترسی محدود استفاده می­گردد.

نصب میکروپایل، صدا و لرزش کمتری نسبت به تکنیک­های رایج نصب شمع­های سنتی مانند شمع کوبی ایجاد می­نماید. لرزش­های ایجاد شده در حین حفاری، ابتدا به خاک و سپس از خاک به ساختمان­های مجاور منتقل می­شود. استفاده از میکروپایل در نواحی شهری قدیمی و صنعتی، می­تواند مانع از ایجاد این اثر مخرب بر تجهیزات و سازه­های حساس مجاور شود.

میکروپایل­ها می­توانند در مناطقی که یک لایه آبدار آلوده بر روی یک لایة باربر قرار دارد، نصب شوند. بر خلاف شمع های کوبیدنی که ممکن است یک مجرای عمودی برای انتقال آلودگی ایجاد کنند، میکروپایل­ها می­توانند به­گونه­ای نصب شوند که مانع از آلودگی لایه های آبدار زیرین شوند.

 4-سازگاری با سازه موجود

میکروپایل­ها می­توانند به کلاهک شمع­های موجود اضافه شوند. بنابراین نیاز به افزایش ابعاد پی از بین می­رود. این عمل باعث تامین مقاومت فشاری، کششی و خمشی مورد­نیاز اضافی، هنگام افزایش بار سازه می­شود. گاهی محدودیت­های سازه­های مجاور، امکان افزایش ابعاد کلاهک شمع موجود را به ما نمی­دهند. بنا براین نیاز به سیستم­های معمول نصب شمع از بین می­رود.

5-محدودیت میکروپایل­ها

در برخی شرایط، میکروپایل­های عمودی ممکن است از لحاظ ظرفیت باربری جانبی و کاهش هزینه­ها دارای محدودیت باشند. همچنین فرض می­شود به خاطر قطر نسبی کوچک آنها، ظرفیت باربری محوری محدودی داشته باشند. اگرچه در آزمایش، میکروپایل­ها تا بار محوری KN 4500 در ماسه متراکم را تحمل کرده­اند. بنابراین انتظار می­رود با تحقیقات و آزمایشات بیشتر بتوان ظرفیت باربری جانبی را نیز افزایش داد. امکان نصب میکروپایل به صورت مایل، به طراحان برای رسیدن به ظرفیت باربری جانبی مورد نیاز کمک می­کند. هزینه اجرای میکروپایل­ها معمولا از سیستم­های نصب شمع سنتی و به خصوص شمع­های کوبیدنی بیشتر می­باشد. اما در برخی شرایط خاص، میکروپایل­ها به عنوان گزینه دارای صرفه اقتصادی و در عین حال تنها راه حل ممکن برای ساخت و اجرای پروژه می­باشند. استفاده از میکروپایل­ در پایدارسازی شیب­ها در ارتفاع­های محدود و بر اساس تجربیات محدود گذشته صورت گرفته است. به خاطر تعداد محدود پروژه­های اجرا شده، پیشنهاد می­شود که در کاربردهای پایدارسازی، شیب­ها ابزار بندی و پایش شود.

6-شرایط اقتصادی

 صرفه اقتصادی میکروپایل­ها به فاکتورهای بسیاری بستگی دارد. بسیار مهم است که هزینه اجرای میکروپایل­ها را با توجه به شرایط فیزیکی، محیطی و زیرسطحی که در بالا توضیح داده شد، ارزیابی کنیم. به عنوان مثال برای یک سایت با خاک نرم، تمیز و یکنواخت و دسترسی آسان، میکروپایل­ نمی­تواند راه حلی قابل رقابت با سایر راه­کارها باشد. به هر حال، برای پی سازی حساس در زیر پایه های پل در نواحی مسکونی یا صنعتی قدیمی با ترافیک سنگین، میکروپایل­ها می­توانند به عنوان راه­حلی با صرفه اقتصادی مطرح گردند.

مخلوط دوغاب می­تواند طوری طراحی شود که در برابر فعالیت شیمیایی آب و خاک ایستادگی کند. ترکیبات مخصوص می­توانند در طراحی مخلوط دوغاب استفاده شوند تا باعث افزایش مقاومت آن در برابر محیط­های اسیدی و خورنده شود.

تحلیل هزینه­ها بایستی با در نظر گرفتن کلیه هزینه­های مربوط به پروژه و نه فقط هزینه­های مربوط به نصب شمع، انجام گردد. این هزینه­ها ممکن است شامل موارد زیر باشند:

-        نیازمندی­های مربوط به حفاری، شمع کوبی و خاکریزی؛

-       اجرای پی؛

-        حمل مصالح پر خطر؛

-       پایین آوردن سطح آب زیر زمینی؛

-       کنترل فرسایش؛

-       محدودیت های دسترسی؛

-       بهسازی زمین و …..

 

گام های طراحی

1-   بررسی اطلاعات در دسترس درباره طرح  

      -  نیروی کار مورد نیاز، شرایط بارگذاری شمع، محدودیت­های جانمایی شمع

      -  شرایط خاص مثل راه­های دسترسی موجود، برداشت سربار، وجود مواد خطرناک و محدودیت­های محیطی

      -   شرایط قرارداد

2- بررسی داده های ژئوتکنیکی و تخمین پارامترهای ژئوتکنیکی مورد نیاز برای طراحی

       -  بدست آوردن پروفیل زمین شناسی و ژئوتکنیکی زیر سطحی در محل

       -   برآورد پارامترهای طراحی ژئوتکنیکی

       -   بدست آوردن خواصی از خاک که الزامات محافظت خاک در برابر خوردگی را تعیین می­کند

       -   مشخص کردن نواحی مشکل دار، در صورت وجود

3- طراحی ژئوتکنیکی اولیه شمع

     -  برآورد پارامترهای انتقال دهنده بار (تماس دوغاب با زمین) برای لایه­های مختلف زیر زمینی و تعیین طول تماس شمع که برای تخمین بار مورد نیاز است

     -  ارزیابی فواصل شمع­ها

4-  طراحی سازه ای اجزای مختلف شمع

     -  تعیین ظرفیت سازه­ای طول غلاف دار شمع

     -  تعیین ظرفیت سازه­ای طول بدون غلاف شمع

     -  مقاومت باند در سطح تماس دوغاب و آرماتور

     -   ناحیه انتقالی بین مقاطع غلاف دار و بدون غلاف

     -  انعطاف پذیری و سازگاری تغییر شکل اجزای مختلف سازه

     -  اتصال شمع به پی

     -  اتصالات مفصل­های تقویت کننده

5-  ملاحظات طراحی ترکیبی ژئوتکنیکی و سازه ای

     -  تحلیل سختی مورد نیاز و نشست پیش بینی شده

     -  ظرفیت باربری جانبی، پیش بینی تغییر مکان جانبی و تنش های ترکیبی (محوری + خمشی) ناشی از بارگذاری جانبی

     -  ملاحظات مربوط به کمانش شمع و تکیه گاه های جانبی خاک

6-  سایر ملاحظات طراحی میکروپایل

     -  الزامات مربوط به کنترل خوردگی

     -  برنامه ریزی کنترل عملکرد و اجرا

     -  بررسی کارایی و هزینه اجرای طرح

 

دریافت ادامه مطلب(از طریق لینک دانلود)micropile-proposal.pdf [حجم: 3.54 مگابایت] ( تعداد دانلود: 45)