اختلاط عمیق خاک روشی موثر برای بهسازی خاک - مجله باهام

این روش به وسیله مخلوط کردن خاک با مواد سیمانی در عمق به وسیله همزن ها، منجر به تشکیل ستون های خاک سیمانی و بهبود پایدارسازی گود می گردد. با ایجاد همپوشانی بین ستون ها قبل از تمام شدن فرایند، امکان ایجاد دیوارهای پیوسته زیر سطح زمین وجود دارد.

کاربردهای اختلاط عمیق خاک

روش اختلاط عمیق خاک دارای کاربردهای گسترده ای در بهسازی زیرساخت ها است که بعضی از آن ها عبارت اند از:

• توسعه بنادر

• پایدارسازی تونل

• کاهش خطر رواناب

• تقویت پایه های سازه ها

• ایجاد دیواره های آب بند

• اجرای دیوارهای عمودی

• تقویت پایه های جاده سازی

• حفاظت از شیب های خاک برداری

• ساخت فونداسیون های مخازن نفت

• افزایش استحکام فونداسیون ها با نیلینگ

مزایای روش اختلاط عمیق

به طورکلی مزایای روش (DSM) شامل موارد زیر می گردد:

• اصلاح درجای زمین،

• افزایش مقاومت خاک،

• جلوگیری از روانگرایی،

• کاهش نفوذپذیری خاک،

• سرعت اجرای بسیار بالا،

• ایده آل از لحاظ زیست محیطی،

• امکان کنترل و تأیید کیفیت کار،

• کاهش نشست خاک بر اثر سربار،

• یاری به بهبود اجرای سازه نگهبان،

• تبدیل شدن زمین به بخشی از سیستم خاک-سازه،

• مالی بودن این روش در مقایسه با سایر روش های مشابه بهسازی مانند میکروپایل،

• سطح ارتعاش و آلودگی صوتی در روش های بهسازی متداول شهری نسبت به روش های دیگر، بسیار پایین تر است،

• هزینه تجهیزات کارگاه در روش اختلاط عمیق خاک بسیار پایین تر است نسبت به روش های مشابهی مانند تراکم دینامیکی یا اجرای شمع.

روش های ترکیب خاک در عمق SSM و DSM

در این روش ترکیب خاک در دو عمق انجام می گردد:

• اختلاط درجا خاک (SSM): اختلاط درجا خاک یکی از روش های کاربردی بهسازی خاک است که برای تثبیت انواع مختلف خاک ها مانند رس های نرم، سیلت ها و ماسه های ریزدانه مورد استفاده قرار می گیرد. این شیوه حتی قابل استفاده برای تثبیت خاک های آلی مانند gyttja (خاک آلی رسوبی)، زغال سنگ نارس و لجن است، اگرچه انجام آن در این حالات دشوارتر بوده و احتیاج به دقت بیشتری در روش های اجرایی دارد.

خواص مهندسی خاک تثبیت شده در این روش، نه تنها به ویژگی های بیندر (چسباننده) بستگی ندارد، بلکه به طراوت و خواص ذاتی هر خاک و نحوه رسوب آن و بعلاوه به شرایط اختلاط در هر کارگاه خاص بستگی دارد.

• اختلاط عمیق خاک (DSM): روش اختلاط عمیق خاکبرای تثبیت خاک در عمق حداقل 3 متر استفاده می گردد. در این تکنیک، بیندرها به صورت خشک یا به صورت دوغاب به وسیله شفت های اختلاط توخالی به خاک تزریق می شوند. این شفت ها با استفاده از ابزارهای مختلفی مانند اوگر و تیغه های اختلاط یا پدال، حول محور عمودی می چرخند و ستون های مخلوط خاکی را ایجاد می نمایند.

در این تکنیک، بازوهای ویژه برای برش و اختلاط، دارای چرخ های کاتر نصب شده بر روی محورهای افقی هستند که برای ایجاد پانل ها یا با استفاده از یک زنجیر برش گردان برای ساخت دیواره های پیوسته، دوغاب به وسیله لوله های تزریق و خروجی های نصب شده در امتداد بازو، پمپ می گردند.

در بعضی از روش ها، اختلاط مکانیکی با تزریق هم زمان دوغاب سیال با سرعت بالا به وسیله نازل در ابزار اختلاط یا برش انجام می گردد. بعلاوه، بیندرهای خشک ممکن است قبل از آغاز اختلاط عمیق در ترانشه های کم عمق قرار گیرند.

انواع روش های اختلاط

دو نوع شیوه عمده در اختلاط عمیق خاکوجود دارد:

• روش تر: در این تکنیک، مخلوط (مانند سیمان، آهک یا ترکیبی از آن ها) به صورت مایع تزریق شده و با خاک مخلوط می گردد. این عمل اختلاط با اعمال فشار زیاد هوا به وسیله نازل های قرار گرفته در انتهای لوله حفاری انجام می گردد. ماده تزریق شده با رطوبت خاک واکنش می دهد و ستون هایی مشابه روش تر ایجاد می گردد. قطر ستون های ایجاد شده با این روش بزرگ تر از روش خشک بوده و معمولاً بین 60 تا 150 سانتی متر است. عمق اصلاح خاک با این روش می تواند بیشتر از 25 متر باشد.

• روش خشک: در صورت وجود رطوبت کافی جهت انجام واکنش شیمیایی بین مخلوط تزریق شده و خاک، می توان از روش خشک استفاده کرد. در این تکنیک، مخلوط (مانند سیمان، آهک یا ترکیبی از آن ها) به صورت پودر تزریق شده و با خاک مخلوط می گردد. این عمل اختلاط ماده خشک تزریق با خاک به وسیله اعمال هوا با فشار زیاد صورت می گیرد که به وسیله نازل های قرار گرفته در انتهای تحتانی لوله حفاری خارج می گردد.

ماده تزریق شده با رطوبت خاک واکنش داده و ستون هایی با قطر کوچک تر (مابین 60 تا 80 سانتی متر) ایجاد می گردد. بیشترین عمق با این شیوه 25 متر است.

تجهیزات مورد احتیاج در اختلاط عمیق خاک

برای اجرای روش DSM، تجهیزات مورد احتیاج شامل یک مخزن ثابت یا محرک برای نگهداری و اختلاط مواد سیمانی، یک ماشین تغذیه، و یک دکل حفاری است. بعلاوه، ابزار اختلاط شامل میله های حفاری تکی یا چندگانه است که در انتهای آن ها سر مته و در طول آن پره های افقی برای اختلاط خاک واقع شده است.

مراحل اجرای اختلاط عمیق خاک

فرایند اجرای اختلاط عمیق خاکبه صورت زیر است:

• جانمایی دستگاه حفاری و مته در محل اجرای ستون اختلاط عمیق

• پیاده سازی اختلاط عمیق خاک با هدف رسیدن به تراز قابل قبول

• استخراج میله های اختلاط با نرخ مشخصی، هم زمان با اختلاط ملات با خاک انجام می گردد

• رانده شدن میله حفاری با نرخ از پیش معین شده در خاک به وسیله چرخش تیغه ها تا عمق موردنظر

• ترکیب ملات با خاک در مدت زمان مشخصی انجام می گردد تا به اختلاط یکنواخت خاک در عمق موردنظر برسیم.

خدمات مهندسی ژئوتکنیکی و سازه های خاکی

آزمایش خاک و مطالعات ژئوتکنیک اهمیت زیادی برای شرکت های معتبر دارند، زیرا این فعالیت ها بهبود در طراحی و اجرای بهتر سازه ها را تضمین می نمایند.

با سپردن اختلاط عمیق و مطالعات ژئوتکنیک به شرکت های تخصصی مثل گروه مهندسی ساناپی، در انجام آزمایش های خاک و آنالیز شرایط زمین شناسی، شرکت ها می توانند خواص خاک را بهینه سازی نموده و خطرات مرتبط با ناپایداری سازه ها را کاهش دهند.

بعلاوه، بهبود عملکرد سازه ها به وسیله اختلاط عمیق خاک و بهسازی باعث کاهش هزینه ها و زمان اجرا می گردد. این فعالیت ها نقش مهمی در افزایش پایداری و عمر مفید سازه ها دارند و باعث بهره وری مالی بیشتر شرکت ها می شوند. درنهایت، انجام آزمایش های دقیق خاک و مطالعات ژئوتکنیک باعث ارتقای عملکرد پروژه ها و رعایت استانداردهای بین المللی می گردد.

چقدر می پسندید؟