شمع های سکانتی یا تانژانتی (Secant or tangent (contiguous) piles)

شمع های سکانتی یا تانژانتی

به طور کلی می توان انواع فونداسیون های عمیق (شمع ها یا شالوده های عمیق) را از نظر جنس مصالح به کار رفته به سه دسته کلی تقسیم بندی نمود:

• شمع های چوبی: استفاده از چوب به عنوان شمع یا پی عمیق در کشورهای اروپایی مرسوم می باشد و عموماً از چوب بلوط و یا کاج به دلیل مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی خاک یا حشرات استفاده می شود. همچنین با استفاده از نوار فلزی، شمع های چوبی تقویت می شوند.
• شمع های فولادی: این نوع شمع ها به دلیل امکان خوردگی فولاد در خاک هایی که رطوبت بالایی دارند، قابلیت اجرا ندارد. استفاده از این شمع ها در پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری که تراز آب زیرزمینی پایین است، بسیار رایج می باشد. این روش که به دیوار برلنی معروف است، چنانچه امکان حفاری گمانه های میخ (نیل) و انکر (مهاری) فراهم گردد، می تواند در ترکیب با روش های میخ کوبی (نیلینگ) و مهارگذاری (انکراژ) و یا حتی مهار متقابل (استرات) نیز استفاده گردد.
• شمع های بتنی: این نوع شمع ها از مرسوم ترین نوع شمع ها می باشد. بتن می تواند به صورت مسلح، غیر مسلح یا ترکیبی (شمع های سکانتی) مورد استفاده قرارگیرد. به طور مشخص می توان گفت کاربرد شمع های سکانتی در پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری می تواند به صورت عنصر پایدارسازی دیواره های گود و یا بخشی از مجموعه آب بندی دیواره های گود جهت جلوگیری از نفوذ آب به داخل محدوده گودبرداری باشد. همچنین در پروژه های پایدارسازی به روش ساخت از بالا به پایین (تاپ – دان) می توان از شمع های سکانتی در اجرای دیوارهای حائل محیطی استفاده نمود. این دیوار ها در ابتدای پروژه و تا عمق مشخصی از زیر تراز پی اجرا می گردند.

بنابراین همان طور که اشاره شد، شمع های سکانتی نوعی از شمع های بتنی هستند که به صورت ترکیبی از شمع های مسلح (دارای قفسه آرماتور) و غیر مسلح اجرا می گردند.

دیواره شمع های سکانتی

دیواره شمع های سکانتی با اجرای شمع های بتنی مسلح با مقطع دایره که دارای همپوشانی هستند، شکل می گیرد. شمع های سکانتی توسط میلگردهای فولادی (آرماتور) و یا تیرهای فولادی مسلح می شوند. سپس عملیات حفاری می تواند تا زیر تراز کل حفاری و یا به صورت مغزه گیری انجام شود. شمع های اولیه در ابتدا نصب می شوند و پس از رسیدن به مقاومت نهایی، شمع های ثانویه ما بین آنها احداث می گردند. همپوشانی شمع ها معمولاً 3 اینچ (8 سانتی متر) یا بیشتر در نظر گرفته می شود.

مزایا و معایب شمع های سکانتی

مزایای استفاده از شمع های سکانتی عبارت است از:

• افزایش سهولت اجرا
• افزایش سختی دیوار شمع سکانتی نسبت به سپری ها
• قابلیت اجرا در زمین های سخت
• ایجاد آلودگی صوتی  و لرزش کمتر در فرآیند ساخت در مقایسه با سایر روش ها
• مناسب برای محیط های شهری و پروژه های با شعاع عملیاتی محدود
• قابلیت اجرای همزمان به عنوان دیوار حائل و شالوده عمیق (پی یا فونداسیون)

معایب استفاده از دیوار شمعی سکانتی عبارت است از:

• سخت بودن اعمال رواداری های قائم بودن شمع در اعماق زیاد (صعوبت اجرای شاقول شمع ها)
•  صعوبت و دشواری امکان آب بندی کامل اتصال بین شمع ها
• هزینه بیشتر اجرای آن در مقایسه با روش هایی همچون سپرکوبی

شمع‌های سکانتی برای بافت خاک های ماسه ای خوب دانه بندی شده و رس های بسیار نرم مرطوب، مناسب می باشند. در این روش ابتدا شمع های اولیه (نرم) که غیر مسلح می باشند نصب شده و پس از آن شمع های ثانویه (سخت) که با مقاطع فولادی و یا میلگرد مسلح شده اند، ما بین شمع های نرم قرار گرفته تا دیواره به مقاومت مطلوب برسد.

دیواره شمع های سکانتی می تواند با روش های متفاوتی از جمله شمع های درجاریز، شمع های CFA و روش جت گروتینگ ساخته شود. قطر شمع ها بسته به نوع حفاری متفاوت است. به عنوان مثال در حالت جت گروتینگ قطر شمع بین 600 تا 1200 میلی متر بوده و در حالت درجاریز و CFA به ترتیب 450 – 1500 و 450 – 1200 میلی متر می باشند. طراحی شمع ها بسته به شرایط پروژه می تواند به صورت طره ای بوده و یا با سیستم مهار متقابل و انکراژ ترکیب شود. شمع ها در حالت طره ای از لغزش دیواره تا ارتفاع 5 متر و در حالت ترکیب با سیستم مهار متقابل (استرات) و یا انکراژ (مهارگذاری) می توانند از لغزش تا ارتفاع 25 متر جلوگیری نمایند.

در آمریکای شمالی معمولاً شمع ها به وسیله مقاطع فولادی مسلح شده اجرا می گردند اما در اروپا و آمریکای جنوبی به علت ارزان بودن نیروی کار، شمع ها به وسیله میلگردهای فولادی (آرماتور) مسلح می شوند.

دیوار شمعی سکانتی در پایدارسازی گود

شمع های سکانتی به گونه ای ساخته می شوند که بتوانند یکدیگر را قطع نمایند و سطح همپوشانی با هم تشکیل دهند. در واقع این نوع شمع ها به گونه ای در پایدارسازی گود (پایدارسازی گود توسط سازه نگهبان ها، میخ کوبی یا نیلینگ، مهارگذاری یا انکراژ، روش ساخت از بالا به پایین یا تاپ – دان و …) اجرا می گردند که فاصله بین شمع ها از قطرشان کمتر باشد. دیوار شمعی سکانتی در پایدارسازی گود معمولاً برای کنترل جریان آب و به حداقل رساندن جابجایی خاک های مرطوب و ضعیف در پروژه های پایدارسازی گود مورد استفاده قرار می گیرد.

ساخت شمع‌های سکانتی به سه روش زیر صورت می پذیرد:

• شمع های سکانتی  hard/soft
• شمع های سکانتی  hard/firm
• شمع های سکانتی hard/hard

این نوع از شمع ها مشابه شمع های مدفون پیوسته می باشند ولی فواصل بین این شمع ها توسط مصالح غیرمسلح نظیر مخلوط سیمان و بنتونیت برای نوع hard/soft  و بتن ضعیف برای نوع hard/firm در پروژه های پایدارسازی گود پر می گردد. ساخت شمع های hard/hard مورد استفاده در پایدارسازی گودها مانند دو نوع شمع دیگر می باشد ولی در این مورد شمع های اصلی در بتن با سختی زیاد ساخته می شوند.

دیوار شمع های تانژانتی در پایدارسازی گود

شمع های تانژانتی مورد استفاده در پروژه های پایدارسازی گودها شامل یک سری از شمع های درجاریز می باشد که شمع های کناری به یکدیگر مماس می گردند که به این نوع از شمع ها، شمع های تانژانتی می گویند.

شایان ذکر است که دیوار شمع های سکانتی در پایدارسازی گود از دیوار شمع های تانژانتی قوی تر هستند و عملکرد بهتری در آببندی دیواره های گود از خود نشان می دهند.

نکته بسیار مهم در کاربرد شمع های سکانتی این است که این شمع ها می توانند عملکرد چندگانه ای از خود نشان دهند. به عنوان مثال در برخی از پروژه ها همچون پروژه های احداث ایستگاه های مترو، از شمع های سکانتی می توان به عنوان شمع های پایدارسازی، شمع های سازه ای و شمع های سیستم آب بندی بهره جست.

در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید : 

• ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان چیست؟ (Top-Down Construction)
• نیلینگ یا میخ کوبی دیواره چیست؟ (Soil Nailing)
• انکراژ یا مهارگذاری خاک چیست؟ (Soil Anchorage)
• مهارمتقابل یا استرات چیست؟ (Braced Excavations – Struts)
• سازه نگهبان خرپایی چیست؟ (Truss Retaining Structure)
• خاک مسلح یا ژئوسنتتیک چیست؟ (Geosynthetict)
• سپرکوبی چیست؟ (Sheet Pile)
• دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی چیست؟ (Diaphragm walls – Slurry walls)
• دیوار برلنی یا دیوار سولجر پایل چیست؟ (Berlin wall – Soldier Pile and Lagging System)
• زهکشی و آب بندی در گودبرداری چیست؟ (Drainage- Dewatering & Waterproofing )
• نقشه برداری یا مهندسی نقشه برداری چیست؟ (Surveying)
• پایش گود یا مانیتورینگ چیست؟ (Monitoring)
• دستورالعمل بهداشت، ایمنی و محیط زیست چیست؟ (HSE)
• آموزش گام به گام نقشه خوانی انواع روش های پایدارسازی و گودبرداری
• شمع های سکانتی یا تانژانتی (Secant or tangent (contiguous) piles)

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید : 

• تزریق پر فشار یا جت گروتینگ چیست؟ (Jet Grouting)
• ریزشمع یا میکروپایل چیست؟ (Micropile & Underpinning)
• پیش بارگذاری چیست؟ (fill surcharge preloading method)
• اختلاط عمیق خاک یا DSM چیست؟ (Deep Soil Mixing)
• تراکم دینامیکی یا DC چیست؟ (Dynamic Compaction)
• ستون شنی ارتعاشی یا تراکم ارتعاشی چیست؟ (Vibro Stone Column)
• شمع ساختمان ، طراحی و اجرای شمع بتنی و شمع فلزی (Concrete Pile , Steel Pile)
• نیروی بالا برنده یا آپلیفت چیست؟ (?What is Uplift)
• کنترل نیروی بلند کننده پی با استفاده از تحلیل دینامیکی (Dynamic Analysis of Uplift)

در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید : 

• ساخت و ساز ابنیه و ساختمان (Building & Structure)
• قرارداد مشارکت در ساخت (Construction participation contract)
• نظارت بر اجرای پروژه های عمرانی (Construction Supervision)
• مشاوره ساختمانی (Construction consulting)
• مدیریت پیمان (Management Contracting)
• مدیریت طرح (Construction Management)
• انواع سیستم های سازه ای (Structural System)
• مدیریت پروژه های عمرانی (Project Management)
• آیین نامه ی ۲۸۰۰ ، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله
• سازه فلزی و سازه بتنی (Steel and concrete structures)
• بتن ریزی در سرما و استفاده از ضد یخ بتن (concrete antifreeze)
• بتن و بتن ریزی چیست ؟ | عملیات بتن ریزی چگونه صورت می گیرد؟ (?What is Concrete)

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

• معرفی نرم افزار Plaxis
• معرفی نرم افزار GEOSLOPE
• معرفی نرم افزار AutoCAD
• معرفی نرم‌ افزار ETABS
• معرفی نرم افزار SAP2000
• معرفی نرم افزار SAFE
• معرفی نرم افزار ABAQUS
• معرفی نرم افزار FLAC
• معرفی نرم افزار MIDAS

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

• مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
• مطالعات لرزه خیزی چیست؟ (Seismicity studies)
• ژئوفیزیک (Geophysics)
• زمین شناسی (Geology)

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

• مهندسی تخریب ساختمان (Destruction Engineering)
• خاکبرداری چیست؟ (Excavation)
• رمپ و جمع آوری رمپ در گودبرداری (Ramp removal excavation)
• گودبرداری و خاکبرداری دو عملیات متمایز از یکدیگر
• گودبرداری غیر اصولی (Unprincipled Building Excavation)
• گودبرداری چیست؟ و اصول اجرای گودبرداری های ساختمانی (Excavation)

مطالب مرتبط :

• مقررات ملی ساختمان
• آیین نامه های FHWA
• Keller , Secant pile walls
• Railsystem , Secant Pile Wall Construction