بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
تراکم دینامیکی بعنوان یک روش بهسازی خاک در مناطق ساحلی
مطالعه موردی در مجتمع کشتی سازی شهید محلاتی بوشهر
چکیده
یکی از روشهای بهسازی عمیق خاک تراکم دیتامیکی است. این روش با سقوط آزاد وزنه های سنگین از ارتفاع مشخص انجام میشود. در مجتمع کشتی سازی شهید محلاتی بوشهر از این روش برای بهسازی منطقه ای به وسعت ۵۰۰۰۰ متر مربع استفاده شد. پروفیل خاک شامل مصالح شنی خاکریزی شده، ماسه لای دار سست، اشباع و تراکم پذیر و رس لایدار نرم میباشد. تراکم دینامیکی با هدف افزایش پارامترهای مهندسی لایه ماسه لای دار سست و اشباع انجام گردید.
کویش با وزنه ۳۰ تتی، میانگین ارتفاع سقوط ۱۷ متر و در شبکه ای چهارگوش، در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول گوشه های شبکه و در مرحله دوم نقطه میانی شبکه متراکم شد. در این مقاله ضمن بیان علت اتخاب تراکم دینامیکی برای بهسازی زمین به گسترش جانبی بهسازی، رابطه بین عمق مؤثر بهسازی و انرژی . سقوط تأثیرات محیطی ناشی از تراکم دینامیکی، رابطه بین شدت انرژی - نشست، کنترل کیفی تراکم دینامیکی و تأثیر تراکم دینامیکی در کاهش پتانسیل روانگرایی پرداخته شده است.
اجرای عملیات تراکم دینامیکی در بستر کارخانه تعمیر و ساخت کشتی شهید محلاتی بوشهر وابسته به سازمان جهاد خودکفایی نیرو دریایی سپاه پاسداران انقلاب اسلامی با هدف بهسازی پی سازه ها به منظور کاهش هزینه های شمع کوبی و کاهش مخاطرات روانگرایی زلزله های محتمل انجام شد. با توجه به گمانه های حفاری شده در بخشهای مختلف این مجتمع مجموع گمانه ها دلالت بر ضعف قشرهای قوقانی بستر از لحاظ ظرفیت باربری و پتانسیل روانگرایی دارد. عملیات کوبش با وزنه ۳۰ تنی به ابعاد ۲/۷۵×۲/۷۵ و ارتفاع 1.5متر انجام شد. برای بالا بردن وزنه از جراثقال ۱۶۰ تنی که قابلیت بالا بردن وزنه تا ارتفاع ۲۰ متر را داشت استفاده گردید (شکل ۱). تراکم دینامیکی در شبکهای چهارگوش و در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول فاصله نقاط کوبش بین ۱۰ تا ۱۵ متر بود و در مرحله دوم برای رسیدن به بهسازی یکنواخت نقطه میانی شبکه نیز کوبیده شد و در پایان سطح منطقه با تراکم سطحی تسطیح گردید. تعداد دفعات سقوط وزنه در هر نقطه تا ۵۵ مرتبه بود که همراه با کوبش حفرات ایجاد شده با مصالح درشت دانه پر می شد.
موقعیت جغرافیایی
مجتمع کشتی سازی شهید محلاتی در شرق محوطه شرکت ملی حفاری و ساحل خورپودر واقع است. بندر بوشهر در ساحل شمالی خلیج فارس و در حد فاصل طو جغرافیایی ۵۱ درجه و ۵۱ درجه و ۳۰ دقیقه و عرض جغرافیایی ۲۸ درجه و ۳۰ دقیقه و ۲۹ درجه قرار دارد.
وضعیت ژئوتکنیکی
شکل (۲) پراکندگی گمانه های حفر شده، محل آزمایشهای نفوذ مخروط همراه با مستحتی های هم
ضخامت لایه تراکم پذیر را تشان میدهد. پروفیل گماته ها و نتایج آزمایش نفوذ مخروط و نفوذ استاندارد در
امتداد در شکل (۳) ارائه شده است. با توجه به نتایج آزمایشهای صحرایی لایه های جدول (۱) قابل تشخیص است .
مجموع گمانه های حفر شده و نتایج آزمایش نفوذ مخروط نشان میدهد که ضخامت لایه ماسه لای دار
سمت، اشباع و تراکم پذیر در بخش حاشیه ساحل بیشتر از بخشهای دور از ساحل است. لذا جهت مطالعات بعدی دو منطقه آزمایشی (شکل ۲) در نظر گرفته شد. پروفیل زیر سطحی مصالح همراه با نتایج آزمایش نفوذ مخروط در دو منطقه آزمایشی در شکلهای (۴) و (۵) ارائه شده است. در منطقه آزمایشی I بعد از ۳/۷ متر شن خاکریزی شده لایه سست تراکم پذیر با ضخامت ۱۰ متر قرار گرفته و در منطقه آزمایشی II بعد از ۲ متر شن خاکریزی شده لایه سست تراکمپذیر با ضخامت ۶ متر قرار دارد. بطور کلی ضخامت لایه سست تراکم پذیر در حاشیه ساحل زیاد و در بخشهای دور از ساحل کمتر است.
انتخاب تراکم دینامیکی برای بهسازی زمین
استفاده از تراکم دینامیکی برای بهسازی لایه ماسه ست، اشباع و تراکم پذیر بدلایل زیر مناسب :
تشخیص داده شل :
الفب - منحنی اندازه ذرات مناسب بودن دانه بندی مصالح را برای بهسازی به روش تراکم دینامیکی تأیید می کند. با توجه به شکل 6 که توسط میشل (۱۹۸۱) ارائه شده است- ۱۱، مناسب بودن تراکم دیتامیکی با توجه به اندازه ذرات در این پروژه تأیید می شود. از طرف دیگر شکل (۷) که توسط گامبین" (۱۹۹۳) ارائه شده [۶} نیز مؤید کاربری مؤثر تراکم دینامیکی برای بهسازی مصالح موجود می باشد. شکل (۸) کاربرد تراکم دینامیکی برای بهسازی خاکهای مختلف همراه با پوش دانه بنذی ماسه لای دار بالایی در پروژه شهید محلاتی را نشان می دهد. با توجه به اشباع بودن و شاخص خمیری صفر این لایه و به کمک جدول (۲) که توسط لوکاس" (۱۹۹۲) ارائه شده است [۸]، این مصالح در محدوده عالی و مناسب از نظر کاربرد تراکم دینامیکی جهت بهسازی قرار می گیرند.
ب - وسعت زیاد منطقه استفاده از روشهای سریع بهسازی را ایجاب می کند و این سرعت بالا در تراکم
دینامیکی وجود دارد.
ج - عدم نیاز به تجهیزات خاصی چون تراکم دینامیکی با بکارگیری جراثقالی با ظرفیت مشخص و وزنه هایی با وزن معین انجام پذیر است.
د - اقتصادی بودن تراکم دیتامیکی برای بهسازی زمین در مقایسه با سایر روشهای بهسازی عمیق خاک؛
گسترش جانبی بهسازی
با توجه به نتایج آزمایش نفوذ مخروط قبل از کویش و مقایسه آن با نتایج بعد از کویش که در فواصل مختلف از نقطه کوبش انجام شد. منحنی تغییرات مقاومت نوک در قواصل مختلف از نقطه کوبش در مقابل فاکتور بدون بعد رسم گردید (شکل ۹) و نتایج زیر حاصل شد:
در روابط بالا D طول یا عرض وزنه که برابر ۲/۷۵ متر است، X فاصله از مرکز نقطه کوبش،
تغییرات مقاومت نوک قبل و بعد از کوبش در مرکز نقطه کویش و تغییرات مقاومت نوک در فواصل
مختلف از نقطه کوبش است.
با توجه به روابط فوق متحتی هایی که مکان هندسی نقاط با بهسازی یکنواخت هستند رسم شده است (شکل ۱۰). این منحنی ها نشان می دهند که پس از کویش ۴ نقطه یک شبکه ۱۳×۱۳ متر نقاط ضعف شبکه کویش، وسط شبکه و بخش میانی خط واصل بین دو نقطه کویش است. اما بعد از کویش نقطه وسط شبکه در مرحله دوم می توان به بهسازی یکنواختی رسید.
تأثیرات محیطی ناشی از تراکم دینامیکی
تأثیرات محیطی ناشی از تراکم دینامیکی با اندازه گیری حداکثر سرعت ذره ای " خاک در فواصل مختلف از نقطه کویش بررسی شده است. بدین منظور در فواصل مختلف از نقطه کوبش با بکارگیری شتابنگار اقدام به ثبت نگاشت گردید. با توجه به نگاشتهای ثبت شده (۳۵ نگاشت) حداکثر سرعت ذره ای خاک و حداکثر شتاب و جابجایی استخراج شد. تغییرات حداکثر سرعت ذرهای خاک در مقابل فاکتور انرژی در شکل (۱۱) رسم گردید و نهایتاً رابطه بین حداکثر سرعت ذرهای خاک، وزنه وزن، ارتفاع سقوط و فاضله از نقطه کویش برای پروژه شهید محلاتی که بصورت اختصاصی مورد آزمایش و اندازه گیری قرار گرفت. از معادله (۴) استخراج گردید.
