بخشی از مقاله
میکروپایل و نقش آن در بهسازی زمین
چکیده
امروزه به منظور تثبیت و بهسازی زمینهای سست و بالابردن ظرفیت باربری آنها روشهای بسیار گسترده و متنوعی به کار می رود. یکی از مناسبترین روشها استفاده از میکروپایلهاست که کاربرد آن به دلایلی نظیر صرفه جویی در زمان ، کاهش هزینه های اجرایی ، مصالح کمتر ، امکان تجهیز و حمل سریعتر وسایل برای اجرای میکروپایل و کنترل نشستها در حال افزایش است. این مقاله بر تثبیت و بهسازی زمینهای شالیزار ش مال ایران به منظور عبور دگلهای خطوط انتقال نیرو با استفاده از این روش تأکید دارد. این زمینها به لحاظ ژئوتکنیکی و ویژگیهای زمین ساختی، زمینهایی سست با ظرفیت باربری بسیار کم محسوب می شوند و استفاده از میکروپایلها برای تثبیت و بهسازی این زمینها، روشی مناسب به نظر می رسد. در این راستا مطالعه موردی بر روی منطقه ای در جوار پست ۹۳ کیلو ولت شهر رشت نزدیک خمام واقع در کیلومتری شهر رشت انجام گرفت. با تعیین مشخصات فنی لایه های خاک مزبور و استفاده از نرم افزار المان محدود LUSAS کاربرد میکروپایل جهت استفاده در این منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت. در تحلیل انجام شده تنشهای قائم ناشی از بارهای فشاری و ۸ و ۱۲ تن در فواصل 0.5 و ۹ متری از جدار خارجی میکروپایل محاسبه گردید و نتایج بدست آمده با تنشهای قائم محاسبه شده از تئوری رانگین مقایسه گردیده است. نتایج نشان میدهد که تنشهای محاسبه شده، تئوری رانکین را ارضاء نموده و از ضرایب اطمینان بالایی برخوردار است. نظر به اینکه نتایج بدست آمده قسمتی از تحقیقات کلی در منطقه است، مقایسه اقتصادی کاربرد میکروپایل با دیگر عوامل تثبيت در حال بررسی می باشد.
مقدمه:
در یک دید کلی میکروپایلها ، شمعهای لوله ای هستند که به وسيله دستگاه شمعکوب در زمین کوبیده شده و توسط دستگاه تزریق دوغاب سیمان با غلظت و فشار معینی طی چندین مرحله تزریق میگردد. متناسب با خواص اوليه خاک و مشخصات فنی اجرای تزریق ، عملیات تزریق سبب بهبود خواص اولیه خاک می گردد . بدین صورت که در خاکهای دانه ای، دوغاب تزريق در فضای خالی دانه های خاک نفوذ نموده و با ایجاد یک ناحيه سخت شده اطراف گمانه تزريق در شعاع مفروضی سبب بهبود خواص اوليه زمین می گردد. در خاکهای ریز و چسبنده، دوغاب تزریق موجب ایجاد ترک و نفوذ لابلای ذرات خاک و ترکهای حاصله گردیده و در نهایت یک اسکلت بهم پیوسته از دوغاب تزریق ایجاد می گردد. میکروپایلها در مواردی به کار می روند که زمین از مقاومت مکانیکی بسیار پائینی برخوردار است و میزان خاک رس همراه با لای ، ماسه نرم و اکثرا مواد آلی ، امکان ایجاد فونداسیونی از نوع معمول و کلاسیک را غیر ممکن میسازد. در زمینهای شالیزار و ماسه های ساحلی گیلان و مازندران، زمینهای رسی سیلتی در استان خوزستان و زمینهای رسی در بسیاری از نقاط کشور مانند شیراز ، استفاده از میکروپایلها به عنوان روشی مناسب جهت بهسازی و افزایش توان باربری این زمینها به نظر می رسد. میکروپایلها دامنه کاربرد بسیار گسترده و متنوعی دارند که می توان به مواردی نظير تحكيم و افزایش ظرفیت باربری زمینهای سست زیر فونداسیونها برای سازه های مهمی نظیر دکلهای خطوط انتقال نیرو ، پلها و برج مراقبت فرودگاهها که تمرکز بار زیادی در زیر فونداسیون وجود دارد، مقابله با نیروهای بالادهنده که به واسطه بارهای باد و زلزله ایجاد می شود و در سازه های بلند نظیر دکلهای برق و برج مراقبت فرودگاهها تأثیر بیشتری دارد، جلوگیری از لرزش در ساختمانهایی نظیر فرودگاهها، پلها و سازه های در معرض نیروهای دینامیکی و به صورت مهاری برای نگهداری دیوارهای حایل و سازه های طره ای اشاره نمود. سازه های زیادی در ایران با این روش تقویت و بازسازی شده اند که می توان به طراحی و اجرای بازسازی نیروگاههای نکا و لوشان، تقويت فونداسیون پل بزرگ میان پشته در بندر انزلی و طراحی و تقویت فرودگاه شیراز اشاره نمود. در این تحقیق با توجه به این که تعداد قابل ملاحظه ای از دکلهای خطوط انتقال نیرو بایستی از زمینهای شالیزار شمال ایران عبور کند و در اثر بارهای باد و زلزله نیروهای بالادهنده بسیار شدیدی به فونداسیون این دکلها اعمال می گردد ، استفاده از سیستم آرایش میکروپایلها جهت تثبیت این زمینها و انتقال بار دکلها به آن به عنوان روشی مناسب جهت بالابردن ظرفیت باربری نهایی این زمینها پیشنهاد گردیده است.
مطالعه موردی
منطقه انتخاب شده جهت انجام آزمایش بارگذاری روی میکروپایل آزمایشی ، ناخيه ای است در جوار پست 63 كيلو ولت رشت نزدیک خمام در ۱۰ کیلومتری شهر رشت. مطالعات انجام گرفته در این منطقه حاوی آزمایشات انجام گرفته روی خاک های حاصل از ۷ گمانه ۱۰ متری می باشد. مشحصات لایه های خاک و دوغاب تزریق در جداول (۱) و (۲) ارائه گردیده است. جهت بررسی نحوه توزیع تنشهای قائم در توده خاک اطراف میکروپایل ، آزمایش صحرایی با استفاده از نرم افزار پیشرفته LUCAS مورد آنالیز اجزای محدود قرار گرفته است. در محاسبات ، رفتار تنش- کرنش خاک غیر خطی الاستوپلاستیک منظور شده است
