روش های ترمیم و بهسازی زمین

روش های ترمیم و بهسازی زمین

مواد افزودنی

آهک وسیمان:

هدف اصلی بهسازی با آهک کاهش پتانسیل تورم است تثبیت خاک با آهک روش بسیار مناسبی می باشد. از سیمان می توان برای پایدار نمودن خاکهای ماسه ای و رسی استفاده نمود. تجربه نشان می دهد که رس های کلسیم به راحتی می تواند با اضافه کردن سیمان پایدار شود. در حالی که رس های سدیم و هیدروژن که طبیعت آماسی دارند پاسخ خوبی در مقابل تثبیت به وسیله آهک دارند. اضافه کردن آهک باعث کاهش حد مایع و نشانه خمیری شده و در نتیجه از پتانسیل تورم کاسته می شود.

تراکم دینامیکی:

در این روش وزنه سنگینی از ارتفاع حدود 40 متر مرتبا بر روی زمین کوبیده می شود. بدین ترتیب می توان تا عمق 30 متر از زمین را متراکم نمود. در طول فرایند تقویت شالوده با افتادن چکش از ارتفاع ۲۰ متری به سرعت ۷۲۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسیم که در قویترین زلزله‌ها رخ می دهد و باعث تخریب ساختمان‌ها می‌شود. بنابراین استفاده از این روش در نزدیکی ساختمان‌ها باعث ایجاد خسارت می‌شود. با این وجود تحقیقات اهمیت استفاده از این روش را برای ساخت ساختمان‌های ایمن نشان داده است. موج‌های شعاعی حاصله از تراکم دینامیکی در سه محور مختصات باعث لرزش و در نتیجه تراکم خاک می‌شود.

تزریق متراکم کننده

خاک های نرم و ضعیف به وسیله ی تزریق ملاتی با اسلامپ بسیار کم تر از 2/5 سانتی متر و با فشار زیاد قابل متراکم شدن هستند. روشی که به عنوان تزریق تراکمی شناخته شده است، به دلیل این که ملات مورد استفاده بسیار غلیظ می باشد، حباب با ستونی تشکیل داده که جابه جایی خاک اطراف آن متراکم گردد. تزریق تراکمی ممکن است در یک سری نقاط مربوط به یک شبکه یا در امتداد یک خط اجرا گردد. فواصل تزریق های نقطه ای در محدوده ی 1 تا 4/6 متر انتخاب می شود.
تزریق از بالا به پایین موجب خواهد شد که حباب ملات فوقانی، احتمال فرار بعدی ملات در سطح و بالاآمدگی آن را کاهش داده و مقاومت و تغییر اضافی ایجاد نماید که در اعمال بیش تر امکان استفاده از فشار تزریق بزرگ تر فراهم آید.

تراکم انفجاری:

در تراکم انفجاری، تراکم پس از انفجار مواد منفجر TNT در زیر سطح زمین رخ می دهد. این انفجار روانگرایی را در خاک القا نموده و توسط نیروی جاذبه و انفجار بافت خاک چگال تر و پایدار تر می شود.

تراکم سطحی

وقتی که خاک، سست یا مرطوب است، اصلاح سطحی آن با تراکم موجب افزایش باربری می شود. تراکم موجب خروج هوا یا کاهش تخلخل خاک میگردد، لذا وزن مخصوص آن افزایش می یابد و خاک اصلاح می شود.

دامنه کاربرد 

تأثیر تراکم سطحی با غلتک، معمولاً کمتر از 0.5 متر است. تراکم سطحی در رس یا لای به طور معمول اثر مهمی ندارد اما ممکن است کف گو دبرداری های انجام شده در رس سفت یا سنگ نرم را به دلیل سست شدن در اثر حفاری کوبید. تراکم سطحی با غلتک در محوطه بندری و ساحلی برای سازه های دریایی قابل استفاده است و نمی توان از آن در آب استفاده کرد.

تراکم ارتعاشی و مخروط های ارتعاشی:

گاهی­، پس از انجام بررسی­های ژئوتکنیکی­، مهندس ژئوتکنیک مقاومت خاک را برای باربری سازه مورد نظر کافی نمی­بیند و یا مقدار نشست را بیش از مقادیر مجاز ارزیابی می­کند و یا اگر مشکلی در بارگذاری تحت شرایط استاتیکی نباشد، ممکن است خاک زیر پی در شرایط زمین لرزه گرفتار پدیده­ای به نام روانگرایی یا روانگونگی گردد که تخریب و فروپاشی تمام سامانه سازه و پی را به دنبال خواهد داشت . با کمک یک کاوشگر که دارای موتور و وزنه خارج از محور است­، لرزش لازم به خاک داده می­شود و هم­زمان جریان آب نیز کمک می­کند که کاوشگر با وزن خود به داخل خاک نفوذ کند. در هنگام نفوذ، خاک اطراف متراکم می­شود و دانه­ های سست خاک محل جا­کن شده و با جریان آب به سطح زمین می­آیند. پس از رسیدن به عمق مورد نظر، مصالح مناسب دانه­ای (ماسه، شن یا سنگ شکسته) به درون فضای ایجاد شده ریخته می­شود و هم زمان کاوشگر به مرور و آرامی بالا آورده می­شود تا مصالح ریخته شده را متراکم و جایگزین کند. پس از بیرون آمدن کاوشگر، خاک محل متراکم شده است و افزایش مقاومت یا کاهش نشست و یا رفع مشکل روانگرایی حاصل می­گردد.

 

میکروپایل ها

میکروپایل چیست ؟

 بطور کلی در مواجهه با خاکهای مسئله دار نظیر خاکهای سست با قابلیت باربری کم، نشست‌پذیری زیاد، روانگرا، خاکهای دستی و ... دو راه پیش روی مهندسین ژئوتکنیک قرار دارد:

الف: استفاده از المانهای باربر در خاک

ب: بهسازی و اصلاح خواص فیزیکی- مکانیکی توده خاک

هر یک از راه حل‌های فوق دارای روشها و مشخصات مربوط به خود می‌باشند که طی سالیان متمادی توسعه فراوانی یافته‌‌اند. برخی از تکنیکهای ابداعی نیز ماهیتی ترکیبی از دو دسته فوق داشته و مزایای هر دو دسته را تا حدودی بهمراه دارند. از آن دسته می‌توان به استفاده از میکروپایلها بهمراه تزریق دوغاب سیمان اشاره نمود.

میکروپایل به شمع‌های با قطر کوچک (کمتر از mm300) اطلاق می‌گردد که غالباً با تسلیح فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان همراه می‌باشند. میکروپایل علاوه برآنکه به عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل می‌کند، بدلیل تزریق دوغاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مکانیکی (مقاومتی و رفتاری) خاک اطراف نیز می‌گردد.

۱. پایدارسازی شیبها
۲. ساخت دیواره‌های نگهبان
۳. مقابله با روانگرایی
۴. افزایش مقاومت توده خاک با اهداف‌خاص نظیر تونلسازی و ...
۵. حفاظت شیمیایی بخشهای مدفون سازه‌ها