ایستاسازه
En Ar

خانه - کتابخانه - Ground Modification Methods Reference Manual

یکی از وظایف اصلی مهندسی ژئوتکنیک، طراحی، اجرا و ارزیابی طرح‌های اصلاح زمین برای پروژه های زیربنایی است. در طول چهل سال گذشته فناوری‌ها و روش‌های جدید و قابل توجهی برای کمک به متخصصان ژئوتکنیک در ارائه راه‌حل‌های مقرون به صرفه برای ساخت و ساز در پروژه ‌های دشوار توسعه و اجرا شده‌اند.
انگیزه برای بهسازی خاک نیاز فزاینده به استفاده از مکان های حاشیه ای برای اهداف ساخت و ساز جدید و هم برای کاهش خطر گسیختگی یا عملکرد ضعیف بوده است. در طول چند دهه گذشته، بهسازی زمین به مرحله رشد و نیز سطح بالایی از پذیرش در جامعه ژئوتکنیک رسیده است. استفاده از آن در حال حاضر به طور معمول در اکثر پروژه هایی که در آن خاک های ضعیف یا ناپایدار مواجه می شوند در نظر گرفته می شود. از دیدگاه مهندس ژئوتکنیک، اصلاح زمین به معنای اصلاح یک یا چند ویژگی مهندسی طراحی مربوطه (به عنوان مثال، افزایش مقاومت برشی خاک، کاهش تراکم پذیری خاک و کاهش نفوذپذیری خاک) یا انتقال بار به خاک با شرایطی مناسب تر است. از دیدگاه پیمانکار، اصلاح زمین ممکن است به معنای کاهش زمان و یا کاهش هزینه های ساخت و ساز باشد. هر دو دیدگاه دلایل معتبری برای در نظر گرفتن استفاده از روش های بهسازی زمین هستند. در کتاب مرجع راهنمای روش های بهسازی زمین به معرفی روش‌ ها و کاربرد های اصلاح زمین پرداخته شده است.

در دو جلد کتاب راهنمای روش های بهسازی زمین، اصلاح زمین به عنوان تغییر شرایط پی پروژه یا دیگر سازه های زمین پروژه برای ارائه عملکرد بهتر تحت شرایط طراحی و یا بارگذاری عملیاتی تعریف می شود. اهداف بهسازی خاک را می توان با استفاده از طیف گسترده ای از روش ها یا روش های ساخت و ساز ژئوتکنیکی که شرایط نامناسب زمین را تغییر می دهد، بهبود بخشید و به دنبال آن در جایی که حفاری بیش از حد سنتی و جایگزینی به دلایل زیست محیطی، فنی یا اقتصادی امکان پذیر نیست، نتایج بهتری را به دست آورد. کتاب راهنمای روش های بهسازی زمین به نحوی تدوین شده است که 5 جلد اول در جلد یک کتاب قرار داشته و مباحثی نظیر مقدمه ای بر روش های بهسازی، زهکش های قائم (PVD)، استفاده از مواد پرکنده سبک (Lightweight Fills) و نیز تراکم عمیق (Deep Compaction) و ستون های خرده سنگی (Aggregate Columns) در این جلد پوشش داده شده است. اما جلد دوم کتاب راهنمای روش های بهسازی زشامل فصول 6 تا 10 می باشد که به طور مفصل مباحث خاکریز های پشتیبانی شده با ستون ها (Column-Supported Embankment)، اختلاط عمیق (Deep Mixing)، انواع روش های تزریق دوغاب (Grouting)، روش های موجود برای بهسازی راه ها (به ویژه در بخش روسازی) و استفاده از نیلینگ و دیوار های حائل برای بهسازی خاک را پوشش می دهد.


در ادامه می توان چند نمونه از اهداف بهسازی خاک را مشاهده نمود.


  • افزایش مقاومت برشی و ظرفیت باربری
  • افزایش تراکم
  • کاهش نفوذپذیری
  • کنترل تغییر شکل ها (نشست، بالا آمدگی)
  • بهبود شرایط زهکشی
  • تسریع فرآیند تثبیت و تحکیم
  • کاهش بارهای تحمیلی
  • افزایش مقاومت در برابر بارهای جانبی
  • افزایش مقاومت در برابر پدیده روانگرایی
  • انتقال بار ناشی از خاکریز ها به لایه های زیرین که از نظر مقاومتی شرایط بهتری دارد
اهداف بهسازی خاک
اهداف بهسازی خاک

فصل اول


هدف این نشریه معرفی روش‌ها و کاربردهای موجود اصلاح زمین برای طراحان عمومی (به عنوان مثال، برنامه‌ریزان پروژه، طراحان راه‌ها، مشاور ها و غیره)، متخصصان طراحی (یعنی مهندسین ژئوتکنیک، سازه و روسازی)، مهندسین ساختمان، متخصصان و…  که به نحوی درگیر با پروژه هایی که در آن ها شرایط زمین مشکل ساز دارند، می باشد.

این فصل شرح، تاریخچه، عملکردها و دسته بندی روش های بهسازی را ارائه می دهد. علاوه بر این، نقش آن در محدودیت‌های پروژه و کاهش ریسک های موجود، مکانیسم‌های قراردادی و تأثیر آن ها بر انتخاب روش های بهسازی زمین توضیح داده شده است. علاوه براین به طور تقریبی به برخی از هزینه ها ارائه شده است.


فصل دوم


هدف اصلی این فصل آشنایی خواننده با استفاده از روش های زهکشی عمودی (PVD) است. بسیاری از مفاهیم و ایده های بیان شده در این فصل برگرفته از تجربیات عملی و منابع اساسی است که در بخش 1.5 ذکر شده است.


محتوای این فصل شامل موارد زیر است:


  • کاربردها
  • امکان پذیری
  • رویه های ساخت و ساز و نظارت
  • مفاهیم طراحی
  • مشخصات فنی
  • تاریخچه مورد

کاربرد عمده زهکش های عمودی برای تحکیم خاک های نرم با کمک روش پیش بارگذاری می باشد. سایر کاربردهای PVD عبارتند از: چاه های کاهنده فشار برای کاهش فشار منافذ ناشی از تراوش، کاهش سطح ایستابی و کاهش پتانسیل روانگرایی در خاک می باشد.


استفاده از PVD همراه با سربار یا پیش بارگذاری مزایای زیر را دارا می باشد:


  • کاهش زمان نشست مورد نیاز در جهت به حداقل رساندن مقدار نشست پس از بهره برداری از پروژه
  • کاهش مقدار سربار یا مواد پیش بارگذاری مورد نیاز برای دستیابی به نشست در زمان مشخص
  • افزایش سرعت افزایش مقاومت به دلیل تحکیم خاک های نرم در زمانی که پایداری مورد توجه است

هر یک از این مزایا ممکن است تنها دلیل استفاده در یک پروژه خاص باشد یا هر ترکیبی از مزایا ممکن است نتیجه مطلوب را دارا باشد.

مزایای استفاده از زهکش قائم
مزایای استفاده از زهکش قائم

فصل سوم


هدف این فصل از کتاب راهنمای روش های بهسازی زمین ارائه یک نمای کلی از مواد پرکننده سبک رایج است که برای کاربردهای ژئوتکنیکی در ساخت و ساز بزرگراه ها استفاده می شود. متغیرهای ژئوتکنیکی معمولی برای پرکننده های سبک مختلف که برای طراحی مهم هستند در این فصل ارائه شده است. علاوه بر این، ملاحظات طراحی و ساخت منحصر به فرد برای هر یک از این مواد پرکننده ذکر شده مورد بررسی قرار گرفته است. این اطلاعات را می توان برای اهداف برنامه ریزی اولیه استفاده کرد. خلاصه فنی ارائه شده در این فصل درباره آماده سازی مشخصات و فرآیندهای کنترل ساخت و ساز و منابعی که اطلاعات دقیق در آن موجود است بحث می کند. هزینه های تقریبی برای مواد مختلف پرکننده سبک وزن نیز ارائه شده است.


فصل چهارم


تراکم دینامیکی عمیق و تراکم ارتعاشی روش‌های مناسبی برای بهسازی خاک هستند. هدف از این فصل مروری بر این روش ها و ارائه وضعیت عملکرد در استفاده از آن ها برای اصلاح خاک ها می باشد. این فصل به ملاحظات امکان‌سنجی، از جمله کاربردها، مزایا، محدودیت‌ها و معایب احتمالی می‌پردازد. تجهیزات ساخت و ساز و مواد مورد نیاز؛ مفاهیم اولیه طراحی؛ توسعه مشخصات و تضمین کیفیت؛ اطلاعات مربوط به هزینه ها و برخی از مطالعات موردی می پردازد.


فصل پنجم


تمرکز این فصل از این نشریه بر روی ستون‌ شنی و ارائه راهنمایی مفید در این زمینه است. در این فصل به مواردی نظیر موارد استفاده و کاربردهای این ستون ها، طراحی، روش های تراکم، راهکارهای موجود در جهت کنترل کیفیت پرداخته شده است. علاوه بر این سعی شده است در هریک از این موارد منابعی معتبر جهت دستیابی به اطلاعات دقیق تر ذکر گردد. هدف این فصل ارائه سندی مرجع در زمینه ستون های خرده سنگی می باشد.


فصل ششم


مشکلات مربوط به احداث خاکریزهای بزرگراه ها بر روی خاک های نرم تراکم پذیر (مانند نشست های بزرگ، ناپایداری خاکریزها و مدت زمان طولانی مورد نیاز برای تحکیم خاک پی) منجر به استفاده گسترده از بسیاری از روش های بهسازی خاک نظیر زهکش های عمودی پیش ساخته (PVD)، پیش بارگذاری، تقویت با استفاده از ژئوسنتتیک ها، ستون های سنگی، اختلاط عمیق خاک، همگی برای حل مسائل نشست و پایداری مرتبط با ساخت خاکریزها در خاک ها گردیده است. با این حال، زمانی که محدودیت‌های زمانی برای موفقیت پروژه حیاتی است، مالکان به رویکرد نوآورانه دیگری متوسل شده‌اند: خاکریزهای پشتیبانی شده با ستون (CSE) با استفاده از ژئوسنتتیک ها و یا بدون استفاده از آن ها. CSE ها در واقع از ستون های عمودی تشکیل شده اند که برای انتقال بار خاکریز از طریق لایه خاک نرم تراکم پذیر به یک پی محکم طراحی شده اند. در این فصل تمرکز بر روی CSE ها و شناسایی مشکلاتی است که با استفاده از CSE با موفقیت به پایان رسیده اند می باشد. علاوه بر این ملاحظات طراحی در این ستون ها نیز در این فصل از کتاب راهنمای روش های بهسازی زمین بیان شده است. در بخش های دیگری از این فصل، نویسنده نکاتی در مورد فرآیند انتخاب برای زمان و مکان استفاده از CSE ارائه می دهد.


فصل هفتم


روش اختلاط عمیق و اختلاط انبوه یکی از روش های تثبیت خاک است که در آن به کمک اختلاط برخی از مواد شیمیایی نظیر سیمان، آهک و … خصوصیات خاک را در محل به صورت برجا بهبود می بخشند. از مزایای استفاده از روش اختلاط عمیق، می توان به افزایش ظرفیت باربری و استحکام خاک، کاهش نشست و تراکم پذیری در مقایسه با خاک بهسازی نشده اشاره نمود. زمین بهسازی شده با این روش را می توان برای پشتیبانی از خاکریزها، دیوارهای حائل، تکیه گاه پل ها و سایر سازه ها استفاده کرد. اختلاط عمیق نیز برای ایجاد موانع تراوش استفاده شده است، اما از آنجایی که موانع تراوش به ندرت در پروژه های حمل و نقل مورد نیاز است، این کاربرد فراتر از محدوده این فصل است.


فصل هشتم


این فصل به روش های مختلف بهسازی خاک با کمک تزریق دوغاب می پردازد. در این فصل مرجعی جهت شناسایی انواع مشکلات ژئوتکنیکی قابل حل با تزریق و ارائه اطلاعات کافی برای انجام یک ارزیابی فنی و اقتصادی اولیه در اختیار کاربر قرار گرفته است. بر اساس آن ارزیابی، ظرفیت یک راه حل تزریق ممکن است بیشتر مورد بررسی قرار گیرد. با توجه به این که تزریق دوغاب محدوده وسیعی از راه حل ها را شامل می شود بنابراین نیاز به یک راهنما در جهت تعیین روش مناسب و تعیین کاربردهای هریک از روش های تزریق نیز به شکلی آشکار حس می شود. در این فصل همانند سایر فصول سعی شده است تا مرجع مناسبی در این زمینه در اختیار مخاطب قرار گیرد.


فصل نهم


این فصل مروری بر روش‌های تثبیت بستر برای پشتیبانی پی بخش‌های سازه ای روسازی (به عنوان مثال، آسفالت سطحی یا روسازی بتنی، لایه‌های اساس و زیر اساس) ارائه می‌کند. انتخاب یک روش مناسب در جهت بهسازی روسازی راه ها و نیز برای اطمینان از کیفیت و طول عمر روسازی که تا مدت ها نیازی به نگهداری بیش از حد ندارد امری بسیار مهم است. هنگامی که تراکم به تنهایی باعث بهبود خاک بستر نمی شود یا حتی ممکن است شرایط را بدتر کند، روش مرسوم، حذف و جایگزینی خاک های بستر ضعیف با مواد متراکم بهتر (یعنی نوعی تثبیت مکانیکی) است. با این حال، این روش همواره مقرون به صرفه ترین یا حتی مطلوب ترین روش نیست زیرا حفاری ممکن است مشکلاتی را با خود به همراه داشته باشد. اصلاح زمین با استفاده از سایر فناوری های تثبیت اغلب می تواند جایگزین های موثرتری برای بهبود استحکام خاک برای ساخت روسازی و بهبود عملکرد آن باشد. این موارد در این فصل به خوبی پوشش داده شده است.


فصل دهم


چندین فناوری تقویت خاک در این فصل مورد بررسی قرار می گیرد. فناوری های تقویت خاک زیر در این فصل ارائه شده است:


  • خاکریزهای تقویت شده روی خاک های نرم
  • دیوارهای حائل تقویت شده
  • شیروانی های خاکی تقویت شده
  • دیوارهای میخ کوبی شده

محدوده پوشش در این فصل از کتاب، ارائه راهنمایی مختصر و بحث در مورد ساخت و ساز، مصالح، طراحی، مشخصات، بررسی و تضمین کیفیت در موارد مذکور و ذکر مبانی مربوط به هزینه ها در موارد فوق الذکراست.

سایر مقاله ها

ماشین آلات تراکم خاک (Soil Compaction Equipment)

به مجموعه تجهیزات مورد استفاده برای افزایش چگالی خاک، ماشین [...]


بیشتر بخوانید

تراکم خاک چیست؟ (?What is Soil Compaction)

تراکم خاک (Soil Compaction)، به عنوان یکی از مراحل ثابت [...]


بیشتر بخوانید

دستورالعمل تعیین تنش برجا و ضریب تغییر شکل پذیری با استفاده از روش جک تخت (Flat Jack Method)

با انجام آزمایش جک تخت (Flat Jack)، تنش بر جای [...]


بیشتر بخوانید

میلگرد چیست؟ مشخصات و کاربرد انواع میلگرد چیست؟ (?What is Rebar)

میلگرد مخفف (میله تقویت کننده) است که به پروفیلی با [...]


بیشتر بخوانید