بهسازی خاک: تزریق تحکیمی، جت گروتینگ، تراکم دینامیکی

سه شنبه 13 دی 1401

بهسازی خاک مجموعه روش‌هایی است که برای آماده‌سازی و بهبود خواص مکانیکی کار جهت اجرای سازه‌های مهندسی مورد استفاده واقع می‌شود. روش‌های بهسازی خاک کاربردها و تنوع بسیار زیادی دارند. آشنایی با کاربردها و این روش‌ها امکان طراحی مناسب و برنامه‌ریزی سازه، به منظور اجرای اقتصادی و ایمن پروژه را فراهم خواهد کرد. در این مقاله، به معرفی زیر شاخه‌های بهسازی خاک شامل تزریق تحکیمی، تزریق با فشار بالا (جت گروتینگ) و تراکم دینامیکی خواهیم پرداخت؛ پس با ما همراه باشید.

بهسازی خاک چیست؟

بهسازی خاک Soil Improvement)) تغییر خواص خاک نظیر نفوذپذیری، تراکم پذیری، استحکام، رطوبت و... به جهت بهبود عملکرد خاک برای کاربری‌های عمرانی است. در زمان انتخاب محل مناسب جهت احداث سازه های مهندسی، نوسازی پروژه های عمرانی و فعالیت‌های مشابه، نکته مهمی که باید مد نظر قرار گرفته شود، رفتار یا عکس‌العمل زمین و تاثیر بارهای اعمال شده بر روی آن در برابر همدیگر است.

بارهای اعمال شده بر زمین این توانایی را دارند تا تحت تاثیر عوامل طبیعی با منشاء انسانی ایجاد شود. در هر دو حالت فاکتورهایی وجود دارد که مهندسان از آن جهت پیش بینی تاثیر شرایط بارگذاری مختلف (پایداری یا ناپایداری) کمک می‌گیرند. اثرات شرایط بارگذاری عقلاً تحت تاثیر مشخصات خاک بررسی خواهد شد.

روش‌های بهسازی خاک

تزریق با فشار بالا

یکی از روش های بهسازی خاک، تزریق با فشار بالا (جت گروتینگ) است.جت گروتینگ یک روش مبتنی بر تزریق و در میان بهترین روش‌های تثبیت و بهسازی خاک است که توانایی حل بسیاری از مشکلات ژئوتکنیکی را دارد و در سال‌های اخیر مورد استقبال بسیاری از مهندسان ژئوتکنیک قرار گرفته است. این روش که به عنوان ایمن‌ترین روش جهت انجام عملیات ژئوتکنیکی در جهان شناخته می‌شود، در سال‌های اخیر در داخل کشور نیز مورد استقبال کارفرمایان و مهندسان ژئوتکنیک قرار گرفته است و در حال حاضر در میان تمامی روش های بهسازی خاک جایگاه ویژه ای دارد. این روش اولین بار در سال ۱۹۷۴ در ژاپن مورد استفاده قرار گرفت. یکی از اولین کاربردهای از آن به عنوان دیوار آب‌بند بود.

بهسازی خاک به روش جت گروتینگ براساس تجزیه ساختار خاک و جایگزینی خاک های سست و ضعیف با دوغاب سیمانی از طریق تزریق گروت در خاک انجام می شود. جهت تزریق گروت در خاک از جت های پرفشار و سرعت بالا و جت های فرسایش آب و یا هوا استفاده می شود.

 مزایای مهم این روش عبارت‌اند از:

• افزایش توان و ظرفیت باربری خاک در حالت اشباع
• نفوذ ناپذیر کردن ساختگاه ترک‌ها در مقابل ورود آب و ممانعت از وقوع پدیده هایی نظیر آب شستگی
• تراکم و تثبیت لایه سست به وجود آمده در عمق ساختگاه مورد بررسی
• پر نمودن و ترمیم کلیه فرج و خلل موجود در درون ساختگاه

 

تزریق تحکیمی

تزریق تحکیمی  یکی دیگر از روش‌هایی است که برای بهسازی خاک از آن استفاده می‌شود. بهسازی خاک به روش تزریق یکی از روش‌های اصلاح خواص محل اجرای پروژه‌های عمرانی یا سازه‌های موجود است. تزریق، اغلب با پر کردن حفره‌ها و شکستگی‌های درون زمین توسط دوغاب یا ملات سیمانی انجام می‌شود. به دلیل مزیت‌های اقتصادی و کارایی بالا، این روش به یکی از گزینه‌های محبوب بهسازی زمین، در سال‌های اخیر مبدل شده است. با وجود اصول تقریبا مشابه، روش‌های تزریق دارای تجهیزات و فرآیندهای اجرایی متفاوت هستند. هر یک از این روش‌ها از ویژگی‌ها و مزیت‌های مختص به خود بهره می‌برند. این ویژگی‌ها، اجرای هر روش را برای شرایط مختلف مناسب می‌کنند.

برخی از مزایای مهم آن عبارت‌اند از:

• برخورد کوبه بر روی سطح خاک نظیر یک روش کاوشی و ابزاری برای اصلاح خاک محسوب می‌شود.
• با این روش در نهشته‌های متخلخل می‌توان در زیر سطح آب، به تراکمی که مد نظر است رسید.
• به جز برای استفاده در ارتفاع‌های سقوط زیاد و کوره‌های بسیار سنگین، پیمانکاران غیرمتخصص محلی نیز این توانایی را دارند از روش تراکم دینامیکی استفاده کنند و این موضوع سبب خواهد شد تا هزینه اجرایی بسیار رقابتی شود.

 

تراکم دینامیکی

تراکم دینامیکی یک تکنیک بهسازی خاک است که در آن به واسطه سقوط یک وزنه خاک متراکم می شود. این وزنه که معمولاً از فولاد ساخته می شود، توسط یک جرثقیل بلند شده (تا ارتفاع 12 الی 30 متر) و روی سطح زمین پرتاب می شود. ارتعاشات ناشی از سقوط وزنه به زیر سطح زمین انتقال می یابد و به همین طریق سبب تراکم خاک در لایه های عمیق تر و نهایتاً بهسازی خاک می شود. مکان هایی که قرار است سقوط وزنه در آنها رخ دهد، معمولاً به صورت یک الگوی شبکه ای هستند. شرایط سطحی زیرین، بارگذاری و هندسه فونداسیون از عوامل اثرگذار در تعیین فاصله الگوی شبکه محسوب می شوند.

 

 

تاثیر مشخصات محل بر روش بهسازی خاک

بسیاری از روش های بهسازی مانند تزریق تحکیمی با توجه به عمق لایه ضعیف برگزیده می‌شوند. ظرفیت‌های اقتصادی، مساحت محدوده اجرایی و قابلیت تجهیزات موجود، نقش تاثیرگذاری در انتخاب بهترین عوامل ایفا می‌کند. به همین خاطر، موقعیت قرارگیری پروژه و عوامل مختلفی که با آن ارتباط دارد مثل محدودیت ایجاد صدا و لرزش، سازه‌های مجاور، دسترسی به آب و دمای عملیاتی تاثیر بسیار زیادی بر فرآیند تصمیم‌گیری خواهند داشت.

تاثیر خواص مکانیکی در روش بهینه سازی خاک

یکی از عوامل مهم و مشخص در انتخاب روش‌های مختلف بهسازی خاک مثل تزریق تراکمی، تراکم دینامیکی دستیابی به خواص مورد انتظار در صورت استفاده از روش مد نظر است. به کارگیری هر روش، سطح بهسازی، خواص مکانیک و یکنواختی گوناگونی را برای خاک در محل احداث سازه در پی خواهد داشت.

تاثیر دسترسی به مصالح در بهسازی خاک

باتوجه به محلی که قرار است پروژه در آن اجرا شود و مصالحی که برای ساخت پروژه مورد نیاز است هر یک از روش‌های بهسازی مثل تزریق تحکیمی، تزریق با فشار بالا (جت گروتینگ) و تراکم دینامیکی... بنا به هر دلیلی مثل هزینه بالا و امکان عدم دسترسی آسان ممکن است دردسرساز شود. به همین خاطر این عوامل ممکن است برخی از گزینه‌های مناسب را از دسترس خارج کرده و از فهرست حذف کند.

تاثیر عوامل محلی و اجتماعی بر روش بهسازی

بعضی مواقع، طراحان و مهندسان روشی را برای به احساسی خاک ارائه می‌دهند که بنا به هر دلیلی از نظر مسئولین محلی یا کارفرمایان قابل اطمینان و یا قابل قبول نیست. در چنین شرایطی احتمال در دسترس نبودن مهارت مورد نیاز یا منابع انسانی کافی وجود دارد. این عامل به دلیل وجود مسائل اجتماعی نباید نادیده یا دست کم گرفته شود. عدم مقبولیت فعالیت‌های موجود در برخی از روش‌ها در این زمینه تعداد زیادی از پروژه‌ها را با موانع روبرو خواهد کرد.

در نهایت باید گفت با کاربرد و مزایای بهسازی خاک و انواع زیر شاخه‌های بهسازی مثل تراکم دینامیکی و تزریق با فشار بالا و تزریق تحکیمی آشنا شدید. برای افزایش مقاومت، سفتی و پایداری محیط باید از هر یک از این روش‌ها پیش از احداث سازه استفاده کرد.

دریافت خدمات تخصصی از مجموعه عمران طرح ابرند

عمران طرح ابرند با ارائه خدمات تخصصی در حوزه طراحی و مشاوره، ساخت و اجرا در کلیه حوزه عمرانی سازهای، پایش و رفتارسنجی، مطالعات صحرایی، بهسازی خاک، پایدارسازی دیواره و... آماده خدمت رسانی به شماست.

اگر به دنبال طراحی و اجرای سیستم های پایدار سازی گود ها و... به روش میخ کوبی هستید، یا به دنبال بهسازی لرزه‌ای ژئوتکنیکی سازه‌های موجود می‌باشید، به شما توصیه می‌کنیم در سایتabrand-co.com  اطلاعات جامع تری بدست بیاورید.