مهندسین مشاور خاک و پی آزما نیرو

آزمایشگاه فنی مکانیک خاک،بتن و آسفالت


میکروپایل

سایت
اينترنت

میکروپایل Micro pile المانهايي با قطر كوچك (كمتر از 300 ميليمتر) می باشد كه غالباً با تسليح فولادي سبك و تزريق دوغاب سيمان به کار می رود. اين المانها باربر بوده و در برابر نشست مقاومت مناسبي دارند ، تزريق دوغاب سيمان سبب بهبود مشخصات مكانيكي خاك اطراف ريزشمع مي گردد.
laboratory-stress-testing
laboratory-stress-testing
laboratory-stress-testing
laboratory-stress-testing
laboratory-stress-testing
اسلايدر تصاوير

ابزار هدایت به بالای صفحه

محاسن میکروپایل :

* هزینه کم: به لحاظ اقتصادی چون مصالح با حجم كم مورد استفاده قرار مي گيرد هزينه هاي تجهيز كارگاه پائين مي باشد و حجم بالاي كار نيروي انساني در زمان كوتاه سبب کاهش زمان اجراي پروژه خواهد شد.

* قابلیت اجرايي بالا: چون ابعاد و حجم ماشين آلات اجراي میکروپایل Micro pile كوچك است لذا قابليت حمل و جابجايي بالايي در كارگاه دارند به اين ترتيب امكان اجراي عمليات در چند جبهه كاري مختلف بدون ايجاد تداخل كاري فراهم مي گردد. يكي از مهمترین ويژگيهاي اجرايي میکروپایل Micro pile قابليت اجراي بسيار ساده در شرايط وجود آب زيرزميني است.

* ویژگی های فني : میکروپایل Micro pile بدلیل برخورداری از عناصر تسليحي همچون جدار ضخيم فولادي و آرماتور از قابليت انتقال و پخش بار به لايه هاي مقاوم زيرين و نيز كنترل نشست به دليل سختي بالاي فولاد و تسليح عمقي خاك برخوردار هستند. همچنين بدليل تزريق دوغاب سيمان، مشخصات مكانيكي خاك نظير سختي، تراكم پذيري، ظرفيت باربري، ضريب اصطكاك، چسبندگي و غيره بهبود مي يابد. از طرفي در خاکهاي دانهاي، عمليات كوبش میکروپایل Micro pile باعث انتقال انرژي جنبشي و ارتعاشي به داخل توده خاك گرديده و منجر به تحكيم و تراكم توده خاكي اطراف ريزشمع می شود.

مشخصات كلي: با توجه به مطالعات ژئوتكنيك انجام شده در ساختگاه و شناسايي لايه‌هاي تحت‌الارضي، مشخصات ژئوتكنيكي ساختگاه پروژه تعيين مي گردد. سپس با انجام تحليل‌هاي روانگرايي در اعماق مختلف خاك محل، پتانسيل روانگرايي ساختگاه درصورت وقوع زلزله مورد ارزيابي قرار مي گيرد. با وقوع روانگرايي و زائل شدن مقاومت برشي خاك، نشستهاي بسيار بزرگي به پي سطحي ساختمان تحميل مي شود كه مي‌تواند منجر به آسيب‌ديدگي جدي سازه و عناصر غيرسازه‌اي بنا و نهايتاً تخريب آن گردد. از طرف ديگر در برخي از پروژه ها در بحث فني، تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر مورد نظر بوده و عامل تعيين كننده براي انتخاب طرح، گذشته از بحث هاي اجرايي و اقتصادي مي باشد. پس در حالت كلي میکروپایل Micro pile در بعد فني در دو رويكرد جلوگيري از وقوع روانگرايي و تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر سودمند واقع مي شود و به عنوان يك گزينه مطلوب توسط مهندسان ژئوتكنيك پيشنهاد مي گردد.

عوامل مؤثر در طرح چيدمان میکروپایل Micro pile به طور كلي عبارتند از:

1- موقعيت پي‌ها و ستون‌ها

2- نحوه توزيع و مقدار بارهاي گسترده و متمركز

3- پارامترهاي مقاومتي و ظرفيت باربري خاك

4- نفوذپذيري خاك

5- عمق ريزشمع‌ها

6- مشخصات هندسي و سازه‌اي پي سازه.

مراحل مختلف اجراي عمليات میکروپایل

Micro pile : 1- لوله كوبي: لوله هاي میکروپایل Micro pile در محل هاي مشخص شده و توسط دستگاههاي لوله كوب(Pile Driver)كوبيده مي شود.قطعه اول به صورت سرنيزه بوده و قطعات بعدي به ترتيب توسط بوشن و جوش كامل اتصال مي يابند.

2- تزريق دوغاب سيمان: دوغاب تزريق در همزن هاي اوليه ساخته می شود ابتدا آب به ميزان مورد نظر ريخته شده و سپس متناسب با نسبت آب به سيمان (WCR) مورد نياز، سيمان به آن افزوده مي شود. زمان حداقل هم زدن دوغاب سيمان، 30 ثانيه مي باشد. نسبت آب به سيمان مورد استفاده با توجه به شرايط زمين بين 5/0 تا 5/1مطلوب مي باشد. پس از آماده شدن دوغاب، جهت نگهداري، دوغاب در داخل همزن ثانويه ريخته شده و سپس بوسيله پمپ هاي تزريق مخصوص تزريق مي گردد. نهايتا پس از تزريق دوغاب سيمان در داخل گمانه ها، آرماتور تسليح نصب مي شود و سپس سر میکروپایل Micro pile نصب شده و نهايتا فلنج مربوطه به آرماتور جوش داده مي شود فلنج مربوطه براي جلوگيري از ايجاد برش سوراخ كننده در پي واقع بر روي میکروپایل Micro pile و ايجاد ارتباط مناسب بين میکروپایل Micro pile و پي بكار برده مي شود.

عوامل موثر بر اجراي میکروپایل Micro pile :

فشار تزريق: درمراحل مختلف تزريق تحت تاثير جنس زمين و شرايط ژئوتكنيكي متغير باشد. حداكثر فشار باید به گونه ای باشد که سبب گسیختگی و خروج دوغاب از بتن مگر نگردد. مقدار سيمان مصرفي: باتوجه به شرايط ژئوتكنيكي و ميزان باربري طراحي میکروپایل Micro pile ، مقدار سيمان برآوردي معادل هر مترطول میکروپایل Micro pile تا 80 كيلوگرم مي تواند باشد.

نسبت آب به سيمان دوغاب تزريق:

نسبـت آب به سيمان در دوغــاب تـزريـق مـورد استفـــاده، بيـن 5/0 تا 5/1 در شرايط عادي و نسبت آب به سيمان دوغاب در شرايط ديگر از 67/0 تا 1 مي تواند متغير باشد. نوع سيمان مصرفي : نوع سيمان مصرفي در ملات تزريق سيمان با توجه به شرايط شيميايي محل مورد نظر تعيين مي گردد. آب مصرفي: آبي كه در تهيه دوغاب تزريق بكارمي‌رود، بايد تميز و صاف بوده و داراي كليه شرايط لازم براي آب مصرفي در ساخت بتن باشد. آب مصرفي بايستي عاري از هر نوع ماده‌اي از قبيل اسيدها، قليا‌ها، مواد قندي، نمك‌ها و مواد آلي كه منجربه ايجاد صدمه‌ به بتن مي شود، باشد. آب مورد استفاده در ساخت دوغاب تزريق بايد داراي ذرات جامد معلق كمتر از 2/0 درصد، مواد محلول كمتر از 5/3 درصد، درصد كلر كمتر از 1 درصد، درصد سولفات كمتر از 3/0 و درصد قليايي كمتر از 06/0 باشد. در حالت كلي آب قابل شرب جهت ساخت دوغاب مناسب مي‌باشد. لوله های میکروپایل Micro pile : لوله هاي میکروپایل Micro pile به قطر خارجي 76 ميليمتر و قطر داخلي 68 ميليمتر مي‌باشند. اين لوله‌ها به وسيله بوشن و جوش به يكديگر متصل مي‌شوند و براساس طراحی قطرلوله ها متغیر می باشد .

آزمايش بارگذاری فشاری میکروپایل Micro pile :

میکروپایل Micro pile كه حداقل 28 روز از زمان تزريق آنها گذشته باشد به صورت فشاري با استفاده از جك بارگذاري، بارگذاري مي گردند. اين آزمايش با استفاده از تير بارگذاري صورت مي‌گيرد. با توجه به مشخصات فني و نقشه‌هاي اجرايي میکروپایل Micro pile ، بارگذاري در دو مورد از آزمايش ها، تا رسيدن به بار طراحي و در يك مورد تا رسيدن به بـار نهايي صورت مي‌گيرد روش اجراي كليه آزمايش هاي اشاره شده، مطابق استاندارد ASTM-D1143 خواهد‌بود.

آزمايش بارگذاری کششی میکروپایل Micro pile :

اين آزمايش يا به صورت مستقل و يا بوسيله ريزشمع هاي بكار رفته به عنوان عكس العمل تير تكيه گاهي در آزمايش فشاري انجام می شود نتيجه اين آزمايش بررسي رفتار مقاومتي و تغييرشكل پذيري كششي میکروپایل Micro pile است. آزمايش بارگذاری جانبی میکروپایل Micro pile : اين آزمايش جهت ارزيابي رفتار جانبي میکروپایل Micro pile انجام مي گردد. مباني محاسباتي: در شرايطي كه میکروپایل Micro pile با هدف تحكيم و بهسازي بستر پي سازهها مورد استفاده قرار ميگيرند، محاسبات فني میکروپایل Micro pile مشابه با محاسبات فني شمعهاي متداول می باشد.

1 - کنترل باربری :

به طور كلي باربري در 3 بخش زير مورد ارزيابي قرار مي گيرد :

• كنترل باربري سازه اي میکروپایل Micro pile :

در طرح سازهاي، ظرفيت باربري المانهاي میکروپایل Micro pile مشتمل بر جدار فولادي، آرماتور تسليح و دوغاب سيمان محاسبه ميشود كه اين ظرفيت بايد با ضريب اطمينان مناسبي، بالاتر از بار وارده به میکروپایل Micro pile باشد.

• كنترل باربري ژئوتكنيكي میکروپایل Micro pile :

در طرح ژئوتكنيكي، مقاومت اصطكاكي جداره میکروپایل Micro pile با خاك اطراف محاسبه ميگردد كه بايد اين مقاومت اصطكاكي با ضريب اطمينان مناسبي، بالاتر از بار وارده باشد تا امكان جدايي میکروپایل Micro pile از خاك قبل از وقوع تسليم عوامل مسلح كننده ميسر نگردد

• كنترل برش سوراخ كننده :

باتوجه به اين امر كه میکروپایل Micro pile داراي بار متمركز زياد و قطر كوچك بوده و برش سوراخ كننده باتوجه به سربارهاي وارده محتمل ميباشد، كنترل مقاومت در برابر برش سوراخ كننده كه منتهي به ارائه طرح فلنج مناسب ميگردد، انجام ميشود.

2 - کنترل نشست:

بهترين معيار براي تخمين نشست میکروپایل Micro pile استفاده از نتايج آزمايش بارگذاري است در صورت نبود اطلاعات كافي مي توان از تئوريهاي الاستيك يا تحكيم نظير شمع هاي معمولي استفاده نمود بررسي ريزشمع با نرم افزارهايي مانند safe انجام مي شود. در اين نرم افزار میکروپایل Micro pile به صورت يك فنر با سختي معادل جايگزين می شود و سپس در نرم افزار مورد آناليز قرار مي گيرد.