میکروپایل چیست؟
میکروپایل چیست؟
میکروپایل ها شمع هایی با قطر کمتر از 400 میلیمتر می باشند که غالباً توسط تسلیح فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان با فشار بالا اجرا می گردند. بارهای اعمالی به شمع ها عمدتاً به دو صورت مقاومت نوک و مقاومت اصطکاکی ایجاد شده بین المان شمع و خاک مجاور آنها به زمین و لایه های عمیق تر انتقال می یابد. در میکروپایل ها ظرفیت باربری کف ناچیز است ولی از طرفی مقاومت اصطکاکی جداری توسط ظرفیت مقاومت پیوند بین دوغاب و خاک اطراف آن بسته به نوع و روش تزریق (کیفیت تزریق) بسیار بالا می رود و علاوه بر افزایش ظرفیت باربری میکروپایل ها سبب بهبود مشخصات مکانیکی خاک اطراف خود می شوند. در واقع میکروپایل ها را می توان تلفیقی از کاربرد توام دو تکنیک مورد کاربرد در پروژه های ژئوتکنیکی که تحت عنوان پی های عمیق (نیمه عمیق) و بهسازی خاک نام برده می شود، دانست.
مراحل اجرای ریزشمع
دامنه كاربرد:
در اغلب پروژه ها با توجه به مطالعات ژئوتكنيك انجام شده در ساختگاه و شناسايي لايه‌هاي تحت‌الارضي، مشخصات ژئوتكنيكي ساختگاه پروژه تعيين مي گردد. سپس با انجام تحليل‌هاي روانگرايي در اعماق مختلف خاك محل، پتانسيل روانگرايي ساختگاه درصورت وقوع زلزله مورد ارزيابي قرار مي گيرد. با وقوع روانگرايي و زائل شدن مقاومت برشي خاك، نشستهاي بسيار بزرگي به پي سطحي ساختمان تحميل مي شود كه مي‌تواند منجر به آسيب‌ديدگي جدي سازه و عناصر غيرسازه‌اي بنا و نهايتاً تخريب آن گردد. از طرف ديگر در برخي از پروژه ها در بحث فني، تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر مورد نظر بوده و عامل تعيين كننده براي انتخاب طرح، گذشته از بحث هاي اجرايي و اقتصادي مي باشد. پس در حالت كلي میکروپایل در بعد فني در دو رويكرد جلوگيري از وقوع روانگرايي و تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر سودمند واقع مي شود و به عنوان يك گزينه مطلوب توسط مهندسان ژئوتكنيك پيشنهاد مي گردد.
در رويكرد ابتدايي و در ارتباط با ساختمانها، بسته به وزن سازه و شرايط ژئوتكنيكي محل، اغلب در 10 متري اعماق نزديك به سطح زمين روانگرايي خطرناك بوده و در اعماق بيش از 10 متر تاثيرات روانگرايي بر سازه كم خواهد بود. بنابراين اگر هدف از اجراي میکروپایل مقابله با پديده روانگرايي باشد، عمق بهسازي بايستي بگونه‌اي انتخاب گردد كه ضمن تضمين رفتار مناسب خاك در شرايط بحراني نظير زلزله و تأمين مقاومت پي در برابر اضافه بارهاي وارده و جلوگيري از نشستهاي ناهمگن، از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه باشد. از طرف ديگر معيار بعدي جهت تعيين عمق مناسب فرو رفت میکروپایل را مي توان مشاهدات ميداني ناشي از كوبش میکروپایل در خاك و ثبت تغييرات سرعت فرو رفت براساس تعداد ضربات كوبش (انرژي وارده) دانست. بنابراين با پيشرفت كار عمق طراحي متناسب با شرايط زمين قابل تغيير و تعديل بوده و اين قابليت از محاسن اجراي میکروپایل مي‌باشد، چرا كه كوبش هر میکروپایل با توجه به مشابهت با آزمايش نفوذ استاندارد (SPT) اطلاعات بسيار مفيدي در رابطه با تغيير مشخصات خاك در نقاط مختلف عمق در اختيار قرار مي‌دهد.
در رويكرد دوم، در صورتيكه قرار باشد اجراي میکروپایل بهمراه تزريق دوغاب سيمان علاوه بر بهبود مشخصات مقاومتي خاك در مقابل روانگرايي، نقش تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر را نيز ايفا نمايد، طول میکروپایل متناسب با ظرفيت باربري لازم محاسبه خواهد گرديد. در اين ميان با انتخاب روش اجراي میکروپایل بهمراه تزريق دوغاب سيمان براي پروژه مورد نظر، بررسي چيدمان ريزشمع ها در پلان و محاسبه عمق بهينه آنها، به عنوان مهمترين عناصر طرح بهسازي مطرح مي‌باشند. بدين ترتيب نظم در چيدمان ريزشمعها باعث توزيع يكنواخت عكس‌العمل تكيه‌گاهي در زير پي ساختمان گرديده و پيكرة سازه‌اي پي فوقاني نيز بر اين اساس بصورت همگن و بهينه طرح خواهد گرديد. عوامل مؤثر در طرح چيدمان میکروپایل ها به طور كلي عبارتند از:
موقعيت پي‌ها و ستون‌ها، نحوه توزيع و مقدار بارهاي گسترده و متمركز ، پارامترهاي مقاومتي و ظرفيت باربري خاك، نفوذپذيري خاك، عمق ريزشمعها و مشخصات هندسي و سازه‌اي پي سازه
بطور كلي كاربرد ميكروپايل ها در مهندسي ژئوتكنيك مشتمل بر دو بخش "استفاده در بستر پي سازه‌ها" و "اصلاح و بهسازي برجاي خاك" مي‌باشد.
نمایی از اجرای مایکروپایل در زیر فونداسیون
اصلاح و بهسازی خاک:
1- پايدارسازي شيبها
2- ساخت ديواره‌هاي نگهبان
3- مقابله با روانگرايي
4- افزايش مقاومت توده خاك با اهداف‌خاص نظير تونل سازی و ...
5- حفاظت شيميايی بخشهای مدفون سازه‌ها
پی سازه های جدید و موجود:
سازههای جديد:
1- كاهش نشست
2- افزايش باربری فشاری
3- تامين باربری كششی
4- افزايش باربری جانبی
سازههای موجود :
1- كنترل نشست پی
2- كنترل باربری پی
3- تعمير يا جايگزينی پی
4- كنترل شستگی پی
5- مقاوم سازی لرزه‌ای پی
استفاده از ریزشمع در زیر پی پل
بهسازی پی ساختمانهای قدیمی
بهسازی و نوسازی پی های آسیب دیده
ساخت و ساز مجاور ساختمان های موجود
پایدار سازی شیروانیها
