بخشی از مقاله
خلاصه
در سالهاي اخیر، عدم رعایت موارد فنی و اجرایی دربستر پروژههاي عمرانی، مشکلات بسیاري را پس از احداث سازه بوجود آورده است. در مقاله حاضر، ساختمان مسکونی مورد مطالعه در استان تهران و در شهر تهران قرار گرفته است که یکی از مهمترین مشکلات ایجاد شده در این ساختمان، ایجاد تركهاي وارده بر سازه، نشستهاي نامتقارن به دلیل وجود خاكهاي دستی بر روي بستر طبیعی به ضخامتهاي متفاوت و همچنین عدم تراکم مناسب حین اجرا در زیر فونداسیون بوده است.
براي این بررسی، جهت تعیین عمق خاك دستی، هشت چاهک در زیر فونداسیون پروژه مذکور حفاري گردید و پارامترهاي موردنظر با آزمایشات برجاي در محل از قبیل برش برجا، آزمایش بارگذاري صفحهاي و ....استخراج گردید.
با توجه به این نتایج، براي بهسازي و پایدارسازي ساختمان مسکونی مربوطه، از روشهاي پس تزریق به همراه شمع، ریزشمع و همچنین دیوار حائل به عنوان یکی از روشهاي بهسازي با استفاده از تکنیک محصور شدگی استفاده گردید. در نهایت تحلیل پایداري ساختمان مذکور توسط نرم افزار Plaxis صورت پذیرفت و در پایان با در نظر گرفتن سه معیار فنی، اجرایی و اقتصادي، استفاده از ریزشمع به همراه دیوار حائل در نقش محصور کننده، به عنوان روش منتخب برگزیده واجرا گردید.
.1 مقدمه
ناحیه مورد مطالعه بر روي نقشه در دامنههاي جنوبی رشتهکوههاي البرز مرکزي قرار گرفته و شامل مناطق واقع در شرق تهران تا آبعلی میباشد.
شکل1 موقعیت جغرافیایی محدوده طرح بر روي تصویر ماهواره اي را نشان میدهد.
شکل.1 موقعیت محدوده طرح بر روي تصویر ماهواره اي
بهسازي خاك زیر فونداسیون یکی از مهمترین بخشهاي فنی ابنیه میباشد. روشهاي مختلفی براي آن تاکنون ابداع گردیده است که شمع، ریزشمع از آن جمله اند. در بسیاري از روشها بصورت مستقیم یا غیرمستقیم، خود پی یا خاك زیر آن تعویض شده و پی با المانهاي سختتري مانند شمع و ریز شمع، دوخته می شود .[1] در این تحقیق با توجه به بررسیهاي متعدد انجام شده و شرایط اجرایی پروژه براي راهکار بهسازي و پایدارسازي، روشهاي تزریق به همراه شمع، ریز شمع و همچنین اثر دیوار حائل براي محصور شدگی مد نظر قرار گرفت که در ادامه، شرح مختصري از موارد بهسازي فوق الذکر بیان می گردد.
هدف از تزریق در خاك، افزایش پارامترهاي ژئوتکنیکی اصلاح شده از قبیل مقاومت فشاري، مقاومت برشی و یا نفوذپذیري است. این روش شامل ایجاد گمانههایی به فواصل معین در خاك و پرکردن این چالهها با مواد سیال و نفوذ این مواد با سیستم هاي مختلف جذبی و یا ایجاد فشار در زمین است.
ریز شمعها در اوائل دهه 1950 در ایتالیا به عنوان پاسخی به نیاز فنی جهت بهسازي و بازسازي ساختمانهاي تاریخی و بناهاي یاد بود آسیب دیده در طول زمان و بخصوص در طی جنگ جهانی دوم، ابداع شدند. یک ریزشمع، یک شمع جایگزینشونده با حفاري و تزریق دوغاب سیمان میباشد که معمولاً مسلح بوده و داراي قطر کوچک - معمولاً کمتر از - 300mm است.
مراحل اجراي ریزشمع شامل حفاري یک گمانه، فرو بردن و جاسازي مسلح کنندهها - غلاف و آرماتور - و تزریق دوغاب سیمان میباشد. ریزشمعها میتوانند تحت بارهاي محوري و یا جانبی قرار گیرند. همچنین میتوانند جایگزین شمعهاي معمولی شده و یا به عنوان جزیی از یک توده مرکب شمع- خاك، بسته به شیوه طراحی، در نظر گرفته شوند. به طورکلی کاربرد ریزشمعها در مهندسی ژئوتکنیک مشتمل بر دو بخش "استفاده در بستر پی سازهها" و "اصلاح و بهسازي برجاي خاك" میباشند
در تحقیق حاضر استفاده از ریزشمعها به منظور استفاده در پی سازه به منظور کنترل نشست می باشد. شمع حاضر در این مقاله نیز، به عنوان یک سیستم سازهاي و به منظور کاهش نشست به کار برده شده است [3] و هدف از بررسی این دو گزینه - ریزشمع و شمع - مقایسه سه معیار فنی، اجرایی و اقتصادي می باشد.
همچنین، از یک دیوار حائل ، به عنوان روش دیگر براي بهسازي خاك در کنار فونداسیون استفاده شده است و این دیوار به عنوان پی دامنهدار، باعث محصورشدگی در زیر فونداسیون میشود، لذا، اثر ناشی از آن - محصورشدگی - ، باعث افزایش مقاومت و ظرفیت باربري خاك میگردد
.2 مشخصات ژئوتکنیکی محل پروژه
ابتدا با مشاهده چشمی در محل پروژه، وجود خاك دستی مشخص گردید و سپس با انجام نقشه برداري، پروفیل خاك دستی و میزان دقیق عمق آن در زیرفونداسیون مطابق شکل شماره 2 بدست آمد. سپس براي تدقیق عمق آن در زیر فونداسیون و همچنین تعیین پارامترها و جنس خاك محل، هشت چاهک به صورت دستی حفاري گردید. در این تحقیق، براي تعیین مشخصات مقاومتی خاك محل، علاوه بر آزمایشات صحرایی از قبیل برش برجا وآزمایش بارگذاري صفحهاي، آزمایشات آزمایشگاهی نیز صورت پذیرفت. در نهایت پارامترهاي ژئوتکنیکی لازم براي لایه خاك هاي زیر بستر در جدول شماره 1 ارائه شده است.
شکل .2 مقاطع موجود پس از نقشه برداري
جدول -1 مشخصات ژئوتکنیکی لایه هاي خاك
.3 مدل سازي عددي
نرم افزار Plaxis یک نرم افزار تحلیل عددي است که با روش المان هاي محدود - اجزاء محدود - قابلیت مدل سازي و تحلیل پروژه هاي ژئوتکنیکی وآنالیز اندرکنش خاك – سازه را دارا می باشد. از این نرم افزارمی توان جهت محاسبه پایداري وبررسی تغییر شکل هاي ایجاد شده درسازه هاي ژئوتکنیکی استفاده نمود. در این برنامه با استفاده از المان محدود دو بعدي و مدل سازي خاك می توان تغییرشکلهاي الاستوپلاستیک، آنالیز استاتیکی، آنالیز تحکیم ومسائل جریان آب زیرزمینی را مدل سازي کرد. همچنین این برنامه قابلیت مدل سازي خاك، عناصرسازه اي، اندرکنش بین خاك و سازه و تحلیل سازه هاي ژئوتکنیکی پیچیده را دارد
مهمترین عامل در رسیدن به نتایج دقیقتر و قابل اطمینانتر از این برنامه آگاهی کاربر از نحوه صحیح مدل سازي، محدودیتهاي آن، انتخاب مناسب پارامترها و توانایی قضاوت مهندسی کاربر در استفاده از نتایج تحلیلها میباشد. بدین منظور در این نرم افزار ابتدا، پروفیل پی مزبور تهیه شده و سپس مشخصات ژئوتکنیکی خاك، فونداسیون و ریز شمع، شمع و دیواره به عنوان داده هاي ورودي تعریف گردیده و در نهایت مدل مورد نظر براي بررسی پایداري و تغییر شکلهاي قائم زیر پی ها تحلیل شده است که در این پروژه دو مقطع در راستاي طولی و عرضی ساختمان مورد بررسی قرار گرفته که مقاطع مربوطه بر روي پلان فونداسیون در شکل شماره 3 نشان داده شده است.
شکل .3 مقاطع مورد نظر در روي پلان فونداسیون
