هرهفته شنبه ها - سال سیزدهم

پرتیراژترین نشریه صنعت ساختمان

نشریه شماره   177   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

بهینه‌سازی خاك به روش تزريق

تزريق(Grouting) فرايندي است كه در آن سيمان يا ماده مناسبي با فشار به داخل يك سازند سنگي و از طريق گمانه‌های حفاری‌شده به منظور بهسازی ترک‌ها و شکستگی‌های موجود وارد می‌گردد.
اهداف تزريق
1 ) افزايش مقاومت زمين يا توده سنگ
2 )  مسدود کردن جريان آب در توده سنگ
3) تأمین هر دو مورد فوق در يک زمان
انواع روش‌های تزريق
 1 ) روش‌های تزريق در خاک
 2 ) روش‌های تزريق در سنگ
 3 ) روش‌های تزريق سازه‌ای
روش‌های تزريق در خاک
1 ) تزريق جت
2 ) تزريق تراکمي
3 ) تزريق نفوذي
 4 ) تزريق شکست هيدروليکي
عواملی نظیر دانه‌بندی خاک،ترازهاي مختلف آب زیرزمینی، عمق سازه از سطح زمين و دسترسي سطحي به تجهيزات بهترين روش و حالت را تعيين می‌کنند.
تزريق جت( jet grouting )
تزريق جت، تکنيک نسبتاً جديدي است که از سال 1960 گسترش پيدا کرده است ( ولش 1991).
در اين روش، لایه‌های نازکي از ملات سيماني تزريق، با فشار بسيار زياد به دیواره‌های گمانه بر خورد می‌کنند . پس از اصابت به ديواره گمانه، به طور همزمان، از يک سو مصالح موجود را حفاري نموده و از سويي ديگر نيز با خاک مخلوط می‌شود.  عمل برش دهندگي لایه‌های نازک ملات سيمان تزريق را می‌توان با واردکردن هواي فشرده در آن، افزايش داد. هنگامي که دوغاب تزريق با فشار بسيار بالا از نازل خارج و به درون بافت خاک می‌رود، مشخصات ژئوتکنيکي خاک، مطابق با ملزومات ويژه پروژه،تغيير می‌نماید. نتيجه کار نيز، ستوني از خاک تغيير يافته است که نفوذپذیری آن پايين آمده و مقاومت آن نيز بهبود يافته است.
تزريق دوغاب سيمان
عمليات تزريق دوغاب سيمان بايستي با دقت در بخش ساخت دوغاب و تزريق آن صورت گيرد. ساخت دوغاب تزريق در همزن‌های اوليه صورت می‌گیرد. ابتدا آب به ميزان مورد نظر ريخته شده و سپس متناسب با نسبت آب به سيمان (WCR) مورد نياز، سيمان به آن افزوده می‌شود. زمان حداقل هم زدن دوغاب سيمان، 30 ثانيه است. نسبت آب به سيمان مورد استفاده با توجه به شرايط زمين بين 5/0 تا 5/1مطلوب می‌باشد. پس از آماده شدن دوغاب، جهت نگهداري، دوغاب در داخل همزن ثانويه ريخته شده و سپس به وسیله پمپ‌های تزريق مخصوص تزريق می‌گردد. تزريق دوغاب سيمان در ریز شمع‌ها توسط پكر به اعماق مختلف صورت می‌گیرد. مرحله اول بستن پكر براي ریز شمع 8 تا10 متري در عمق 6 متري گمانه بوده و  پس از اتمام عمليات تزريق عمق 6 متري، پكر در عمق 4 متري بسته مي‌شود و پس از اتمام تزريق در اين مرحله، پكر در عمق 2 متري بسته مي‌شود و نهايتاً پس از تزريق در اين مرحله، پكر سر چاهی بسته مي‌شود و عمليات تزريق به اتمام مي‌رسد. درصورتي كه نشتي دوغاب از سطح يا ریز شمع‌های جانبي مشاهده شود، عمليات تزريق متوقف می‌گردد. در اين حالت بايستي درون ریز شمع‌ها توسط هواي فشرده يا آب تخليه گرديده تا امكان ادامه عمليات تزريق پس از توقف حاصل گردد.
روش‌های مختلف تزریق با فشار بالا
بر خلاف روند پیشرفت و توسعه، به طور معمول از سه روش استفاده می‌شود
روش (one-fluid system (F1
روش(two-fluid system (F2
روش(three-fluid system ( F3   
روش (one-fluid system (F1
این روش ساده‌ترین تکنیک تزریق با فشار بالاست که سیال مورد استفاده در آن دوغاب سیمان می باشد که به طور همزمان وظیفه تخریب و تزریق تشکیلات موجود را بر عهده دارد. عملیات با چرخش و انتقال یکسان مونیتور در هر لایه ادامه می‌یابد تا ستونی از مصالح بهسازی شده تشکیل شود . در واقع در این روش تنها یک جانشینی جزئی در خاک اتفاق می‌افتد بطوری که ستون حاصل ترکیبی از خاک تخریبی و دوغاب می‌باشد.
روش (two-fluid system (F2
این روش حالت پیشرفته‌تر روش قبلی بوده که در آن اثر برشی جت دوغاب به طور قابل‌توجهی به وسیله پوششی از هوای فشرده، با فشار حدود 2 تا 15 بار، افزایش می‌یابد. نسبت به روش f1  ستون‌هایی با قطر بزرگ‌تر حاصل‌شده و از طرفی امکان بهسازی حجم بیشتری از ناحیه تزریق نیز میسر می‌باشد.
روش(three-fluid system ( F3
 در این روش جت آب همراه با پوششی از هوا، وظیفه برش و تخریب تشکیلات را بر عهده دارد به طوری که نازل مربوط به تزریق دوغاب در بخش پایینی دو جت دیگر قرار می‌گیرد. در این روش همراه با کارایی بهتر جت برشی (آب+ هوا) رسیدن به حجم بالایی از مناطق بهسازی شده نیز ممکن خواهد بود.
کاظم سفیدگری، مهندس ژئوتکنیک