نویسنده کتاب راهنمای کاربردی تزریق در ابتدای پیشگفتار بیان می کند که زمانی که من در سال 1952 برای نخستین بار وارد صنعت تزریق شدم، این هنر به طور کلی توسعه نیافته بود.
زمانی که در سال 1952 وارد صنعت تزریق (Grouting) شدم، این صنعت به عنوان یک هنر نوپا به طور کلی توسعه نیافته بود و اکثر افراد مشغول در این صنعت تجربه کافی نداشتند بنابراین نتایج حاصل از پروژه های مختلف بسیار متفاوت بود. برخی از آنها به شکل خوبی نتیجه داده است ولی تعدادی از آنها به طور کامل با شکست مواجه شده است. مشهودات من نشان داد که کم بودن تعداد تجهیزات در دسترس که صرفاً برای عملیات تزریق دوغاب ساخته شده است و عدم انتخاب طرح اختلاط مناسب برای آب و سیمان از جمله عواملی بود که در شکست بسیاری از پروژه های تزریق موثر بوده است. در اکثر پروژه ها نسبت آب به سیمان را به قدری زیاد در نظر می گرفتند که دوغاب لازم کارایی و دوام لازم را نداشت.
با گذشت زمان خوشبختانه، همه چیز تغییر کرده است. اگر چه ما هنوز افرادی در این صنعت داریم که ادعا می کنند، تزریق دوغاب به اوج خود رسیده است، من همچنان معتقدم که راه زیادی برای پیمودن وجود دارد. اما به جرأت می توان گفت که در مقایسه با گذشته، عملیات تزریق در بسیاری از پروژه ها براساس اصول مهندسی به شکل خوبی طراحی و اجرا می شود.
برای پوشش تمام موضوعات مرتبط و تسهیل بررسی آن، کتاب راهنمای کاربردی تزریق به سه بخش تقسیم شده است. بخش اول فرآیند تزریق را به طور کلی مورد بحث قرار می دهد که باید برای همه خوانندگان جالب باشد. در این بخش، بسیاری از شرایطی که تزریق دوغاب می تواند راه حلی برای آنها باشد، توضیح داده شده است. در این بخش مخاطب به شکل مناسبی با اصول رایج تزریق و البته موادی که از آنها برای این فرآیند استفاده می شود، مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.
در کتاب راهنمای کاربردی تزریق انواع رایج تزریق من جمله انواع زیر توسط نویسنده توضیح داده شده است.
- تزریق نفوذی
- تزریق تراکمی
- تزریق شکست هیدرولیکی
- تزریق تحکیمی (جایگزینی)
این روش ها از رایج ترین روش های موجود برای تزریق در خاک، سنگ و بتن در ساختمان های بتنی هستند. البته در این بخش، فصل های جداگانه ای برای ذکر موارد تخصصی تر در زمینه تزریق مانند تزریق پرفشار، تزریق در لوله ها، تزریق در سازه های زیرزمینی و تزریق در محیط های شدید تدوین شده است و در پایان آن به برخی از بحث های تخصصی و نادر در موضوع تزریق نظیر کاربرد مواد منفجره در تزریق پرداخته شده است.
بخش دوم برای طراحان، مهندسان و کسانی که مسئولیت کنترل کیفیت را بر عهده دارند، جالب توجه است، اگرچه موارد ارائه شده باید برای همه شرکت‌کنندگان در تزریق مفید باشد. این بخش نویسنده معیارهایی را که یک عملیات تزریق باید بر اساس آنها اجرا شود مورد بحث قرار می دهد. مسائل طراحی شامل بررسی سطحی و زیرسطحی مورد نیاز، نظارت و کنترل کار واقعی نیز در این بخش پوشش داده شده است. فعالیت های متعددی هستند که عملکرد مناسب عملیات تزریق را تضمین می کنند، از جمله فصل هایی درباره درک زمین شناسی، طراحی و مشخصات تزریق، کنترل کیفیت و تأیید و تحلیل عددی برای تزریق از مباحث مطرح شده در این بخش است.
بخش سوم کتاب راهنمای کاربردی تزریق به جزئیات تجهیزات حفاری و تزریق می پردازد و مطمئناً این بخش در عین این که برای پیمانکاران و همچنین کارکنان میدانی ضروری است می تواند بسیار جالب توجه نیز باشد. این بخش با فصلی در مورد درک انتقال نیرو شروع می شود که شامل پوشش کامل بسیاری از جنبه های انتقال مستقیم، هیدرولیک و پنوماتیک نیرو می شود. مشخصات تجهیزات حفاری و جزئیات آن ها در این بخش در دسترس است.
در مکانیک پمپ، بررسی کاملی از انواع مختلف پمپ های مورد استفاده و مزایا و محدودیت های نسبی آنها ارائه شده است. بخش وسیعی از این بخش به بحث در مورد موارد جزئی اما حیاتی تجهیزات، از جمله خطوط تحویل و اتصالات، گیج ها، گیج محافظ ها، و فلومترها اختصاص داده شده است. در فصل 38 نیز نویسنده برخی از تجربیات شخصی و همچنین برخی از افکار خود در مورد آینده فناوری تزریق را شرح می دهد.
به طور کلی عملیات تزریق شامل نفوذ دوغاب تحت فشار به منظور پر کردن درزها و سایر عیوب در سنگ، خاک و بتن می باشد. تزریق سبب می شود تا عملکرد موارد فوق در مواجهه با شرایط مختلف بهبود یابد. ماده اصلی دوغاب ممکن است مواد سیمانی، یک ماده شیمیایی مایع مثل قیر داغ یا رزین های مختلف باشد. اغلب از ترکیب دو یا چند جزء استفاده می شود که طیف گسترده ای از مواد پرکننده مختلف را ممکن است شامل شود. دوغاب می تواند تقریباً هر قوامی داشته باشد، از یک سیال واقعی تا یک حالت شبیه ملات بسیار سفت. دوغاب های سیمانی که بسیار در پروژه های ژئوتکنیکی مختلف به ویژه در پروژه های پایدارسازی گود های عمیق کاربرد دارد، یک گیرش اولیه و یک گیرش ثانویه دارد. مقاومت نهایی دوغاب پس از گیرش نهایی ایجاد می شود.
به طور سنتی و تا به امروز، سیمان پرتلند پر مصرف ترین ماده در فرآیند تزریق است. اگر چه استانداردها به خوبی تثبیت شده اند و انواع مختلفی از سیمان رواج دارد، اما پیش از استفاده از آن باید موارد مختلفی از سیمان، نظیر دانه بندی باید ارزیابی شود و پس از تایید، برای تزریق مورد استفاده قرار گیرد.
شناخت دانه بندی مناسب برای مصالح مورد استفاده در دوغاب به ویژه سیمان پرتلند، برای تضمین کیفیت نهایی دوغاب امری ضروری است. این در حالی است که در استانداردهای مربوط به سیمان اشاره چندانی به دانه بندی ذرات سیمان نشده است. در بخش یک از کتاب راهنمای عملیات تزریق به این موضوع اشاره شده است.
یکی از مهمترین عواملی که در کیفیت دوغاب نقش دارد مسئله طرح اختلاط مخلوط نهایی است چرا که اگر مخلوط بسیار سفت و غلیظ باشد امکان تزریق آن به شکل مطلوب وجود ندارد و اگر مخلوط خیلی رقیق باشد کارایی نخواهد داشت بنابراین با توجه به آیین نامه مورد قبول در منطقه، نوع کاربرد دوغاب و البته نوع سیمان موجود، باید نسبت آب به سیمان تعیین شود.
چرا دوغاب؟
اگرچه تزریق فشاری یک روش نسبتاً تخصصی است، اما استفاده از آن در حال حاضر روز به روز گسترده تر می شود و با توجه به موارد بیان شده می توان گفت که با تقریب خوبی در محدوده وسیعی از پروژه های عمرانی تزریق برای کاربردهای مختلف استفاده می شود. این در حالی است که هدف اولیه از تزریق که تا اواسط قرن بیستم انجام می شد، کنترل جریان آب در سنگ در سدها بود. اگر چه این هنوز یک کاربرد معتبر است، اما بخش کوچکی از کار انجام شده را نشان می دهد.
کاربردهای اصلی تزریق را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:
- انسداد جریان آب در گمانه و کاهش نشتی آب
- تقویت خاک و سنگ و یا ترکیبی از آنها
- پر شدن فضاهای خالی در خاک و درزه ها در سنگ ها
- افزایش ظرفیت انکرها
- محصور سازی مایعات خطرناک و جلوگیری از انتشار آنها
- بهبود ظرفیت بتن و بازگرداندن یکپارچگی به مجموعه
- پر کردن حفره ها در پی
- پر کردن ترک ها، شکاف ها و سایر عیوب در راستای تعمیر الوارهای چوبی
- محافظت از انکرها در برابر خوردگی
- ایمن سازی پیچ ها، میله ها و انکرها در سوراخ های حفر شده
این موارد به خوبی می تواند افزایش استفاده از تزریق در کشور های مختلف را توجیه کند.
