دانلود Ground Improvement Third Edition
مقدمه
روش های بهسازی خاک (Ground Improvement) در سرتاسر دنیا در حال پیشرفت است به خصوص در مناطق شهری که نیاز به استفاده ی بهینه از زمین های موجود و حتی ساخت بر روی زمین های نامناسب می باشد. روش های بهسازی خاک نه تنها بر روی پارامترهای مقاومتی زمین اثرگذار هستند بلکه بر روی هزینه، مدت زمان و انرژی در طول انجام پروژه اثرگذارند. در سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری در زمینه ی بهسازی، تجهیزات، روش ها و کیفیت پایش (مانیتورینگ) و روش های کنترلی ایجاد شده است. روش های بهسازی خاک می توانند باعث کاهش تولید کربن دی اکسید شود که برای سیستم پایدار مناسب است.
در کتاب بهسازی خاک، اصول و موضوعات بنیادین برای خواننده جمع آوری شده است تا با خواندن آن ها درک صحیحی از روش های بهسازی خاک پیدا کند. این کتاب نسبت به ویرایش اولیه ی آن که در سال ۱۹۹۳ چاپ شده است بسیار پیشرفت کرده است. تمام روش های بهسازی خاک به دنبال بهبود دادن خواصی از خاک هستند که در آن پروژه، مورد نیاز است. در این کتاب در کنار اصول هر یک از روش های بهسازی، مشکلات و محدودیت های هر کدام از روش ها، در هنگام اجرا آورده شده است. در این کتاب پروژه هایی که انجام شده اند به همراه جنبه های مختلف آنها، آزمایش و پایش هر یک جمع آوری شده است. در بهسازی خاک بین روش های تراکم و افزایش چگالی خاک با روش های مسلح سازی خاک تفاوت وجود دارد چرا که در روش مسلح سازی عضوی (المانی) به خاک اضافه می شود. این تمایز باعث می شود تا بتوان روش های بهسازی خاک را به چند گروه مجزا از یکدیگر تقسیم کرد که در فصل های مختلف این کتاب آورده شده است.
ویرایش سوم این کتاب دید جامعی را در رابطه با روش های بهبود شرایط خاک که در دنیا انجام می شود ایجاد می کند. فصل های این کتاب مطابق با روش های به روز بهسازی خاک در دنیا هستند.
کتاب بهسازی خاک برای مهندسان ژئوتکنیک و مهندسان سازه نوشته شده است. این کتاب برای دانش آموختگان تحصیلات تکمیلی رشته ی سازه و دانشجویان ژئوتکنیک قابل استفاده و کاربردی است. بهسازی خاک عموما به تغییر مشخصات خاک موجود برای بهینه سازی هزینه، زمان و شرایط ساخت گفته می شود. هدف، انجام یک یا ترکیبی از موارد زیر است:
- افزایش مقاومت برشی یا چگالی خاک برای افزایش ظرفیت باربری خاک یا برای فراهم کردن پایدارسازی گود یا تونل.
- کاهش تراکم پذیری خاک برای کاهش نشست سازه ها و ساختمان ها، یا کاهش تغییر شکل خاک ناشی از حفاری تونل یا گودبرداری.
- کاهش نفوذپذیری خاک برای کاهش جریان آب زیر زمینی و جلوگیری از آسیب رسیدن به سازه توسط جریان آب.
- افزایش زهکشی عمیق برای کمک به پیش بارگذاری یا استفاده از روش سربار برای بهسازی.
- تغییر مکان کنترل شده ی زمین برای حذف کردن نشست های تفاضلی ایجاد شده یا برای خنثی کردن تغییر مکان خاک ناشی از گودبرداری و حفاری تونل.
- جلوگیری از روانگرایی یا کاهش گسترش جانبی حین زلزله در زیر یا نزدیکی سازه های موجود، استفاده از تراکم و تعویض خاک با مصالح دارای مقاومت بالاتر.
بهسازی خاک برای انجام موارد ذکر شده استفاده می شود. لازم به ذکر است با توجه به نیاز موجود برای استفاده از زمین های نامناسب از نظر زیست محیطی، شرایط بهسازی خاک تغییراتی نسبت به گذشته داشته است. به عنوان مثال کاهش و یا از بین بردن خطر مصالح خطرناک از منظر زیست محیطی و بهسازی محیط های دارای زباله های خطرناک از این دست تغییرات می باشند.
موضوعات زیست محیطی فراتر از هدف این کتاب بوده و خواننده برای بررسی موارد گفته شده لازم است تا به منابع تخصصی مراجعه کند.
فصل 1 کتاب به روش های فشردگی استاتیکی با پیش بارگذاری به تنهایی و یا همراه با تحکیم می پردازد. با ایجاد یک بینش جدید در رابطه با تئوری تحکیم همراه با ارائه ی تجربیات و داده های به دست آمده از پروژه های اجرا شده، خواندن این فصل از کتاب اطلاعات کامل و راهنمایی عملی به خواننده می دهد. در این کتاب روش هایی که بیشتر مورد استفاده هستند همراه با مثال های کاربردی و عملی توضیح داده شده اند.
در فصل دوم کتاب بهسازی خاک، تراکم دینامیکی عمیق که احتمالا پر کاربردترین روش دینامیکی مورد استفاده در جهان است، توضیح داده می شود. همچنین در فصل دوم ستون شنی ارتعاشی توضیح داده شده است. ستون شنی ارتعاشی به دلیل ترکیب جا به جا شدن ذرات و مسلح سازی خاک، درون مصالح دانه ای یا مواد سیمانی روشی موثر برای بهبود مشخصات مهندسی است.
تراکم دینامیکی از انرژی حاصل از ضربه ی ناشی از سقوط یک چکش سنگین بر روی خاک استفاده می کند تا باعث تراکم خاک شود. در فصل سوم توضیحات با جزئیاتی راجع به روش، اصول، شیوه ی انجام و تجهیزات مورد نیاز برای انجام روش تراکم دینامیکی ارائه شده است.
یکی از روش های مهم و پر کاربرد در بهسازی خاک تزریق دوغاب می باشد که در فصل چهارم با تاکید بر روی پیشرفت های حاصل شده بر روی دوغاب سیمان ارائه شده است. در گذشته استفاده از مواد شیمیایی برای تزریق در خاک بسیار مورد استفاده بود اما به دلیل مشکلات زیست محیطی ناشی از آن ها با گذشت زمان استفاده از مواد شیمیایی کاهش پیدا کرد و به مرور استفاده از دوغاب سیمانی به عنوان یک ماده ی قابل قبول در اجرای تزریق تبدیل شد. توضیحات مربوط به تزریق دوغاب سیمان در فصل پنجم آورده شده است.
تزریق تراکمی در فصل ششم توضیح داده شده است. این روش یک روش بهبود ویژگی های خاک است که در آن هم از تراکم خاک ناشی از فشار تزریق و هم از مقاومت خاک مسلح شده توسط دوغاب استفاده می شود. این روش در ابتدا در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت و امروزه در اروپا رواج پیدا کرده است.
یکی دیگر از روش های بهسازی خاک تزریق پر فشار دوغاب در خاک می باشد که در این روش فشار بالای دوغاب باعث ایجاد شکاف در خاک می شود. این روش در فصل هفتم توضیح داده شده است. مبنای این روش نیز مانند روش تزریق تراکمی است که با توجه به اهداف پروژه می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در ابتدا از این روش برای کنترل نشست و بلند کردن سازه ها استفاده می شد. هنگامی که به علت نشست تفاضلی سازه ای دچار چرخش و دوران می شود برای بازگرداندن سازه به شرایط اولیه و تراز کردن پی ساختمان از این روش استفاده می شود. امروزه از این روش برای کنترل جابجایی سازه ها هنگام حفاری تونل استفاده می شود که یکی از چالش های مهندسی در هنگام حفر تونل زیر زمینی در مناطق شهری می باشد.
روش مسلح سازی خاک بدون جابجایی که توسط پایدارسازی با آهک یا سیمان انجام می شود در فصل هشتم و استفاده از روش اختلاط عمیق در فصل نهم توضیح داده شده است. هر دو روش باعث ایجاد ستون های با سختی بالا در خاک می شوند که ترکیبی از خاک و افزودنی های پایدار کننده هستند. این روش به دو صورت خشک و تر مورد استفاده قرار می گیرد. روش پایدار کردن خاک با استفاده از آهک و یا سیمان در ابتدا در سوئد مورد استفاده قرار گرفت و روش اختلاط عمیق در ژاپن ابداع شد و امروزه از هر دو روش در اروپا و آمریکای شمالی استفاده می شود.
روش های بهسازی خاک با گذشت زمان پیشرفته تر شده اند. این پیشرفت هم از نظر کیفیت و هم از نظر کمیت در روش های بهبود زمین خود را نشان می دهد و دلیل این پیشرفت نه تنها تغییر تکنولوژی بلکه به دلیل آگاهی بیشتر نسبت به موثر بودن روش های جدید بهسازی خاک در هزینه، زمان و انرژی مصرفی در پروژه می باشد. انتخاب درست روش بهسازی در ابتدای یک پروژه بر روی انتخاب پی اثرگذار است و می تواند باعث ایجاد تفاوت قابل توجه در هزینه های پروژه شود. افزایش استفاده از روش های بهسازی خاک به دلیل نیاز استفاده از زمین هایی است که از نظر مهندسی مناسب نیستند و به دلیل افزایش جمعیت و کمبود زمین های مناسب ساخت لازم است تا مشخصات خاک در سایت های نامناسب تغییر داده شود.
مطالب مرتبط :
- مقررات ملی ساختمان
- آیین نامه های FHWA
- Geoengineer, Ground improvement
