Logo
Go Right
جست و جو
پروژه ها طراحی و نظارت ژئوتکنیک آزمایش جوش و بتن پیمانکاری
Go left
پیوستن
خانه . ژئوتکنیک . بهسازی خاک
تعداد رای کافی برای امتیازبندی دریافت نشده
بهسازی خاک
پر بازدید
واپسین دگرگونی: آدینه، 17 امرداد، 1399
بهسازی خاک
شرح و توضیحات

بهسازی خاک به مجموع روش هایی گفته می شود که برای ایجاد بستر مناسب و کنترل خاک برجا برای یک ساختار ژئوتکنیکی جدید و یا بهبود وضعیت ساختار فعلی مورد استفاده قرار می گیرد. خاک مناطق مختلف ویژگی های متفاوتی دارد که می تواند باعث ناپایداری ساختمان شود و یا نشست داشته باشد. به کمک روش های بهسازی خاک از خطرهای ناشی از بستر نامناسب خاک برای ساختمان می توان جلوگیری کرد. می توان گفت هدف نهایی که تیم سورن برای بهسازی خاک دنبال می کند، شامل موارد زیر است:

  • بهبود پارامترهای ژئوتکنیکی خاک
  • کاهش زمان احرا و افزایش طول عمر بهره برداری از پروژه
  • تغییر خصوصیات نامناسب خاک و جلوگیری از نشست سازه
  • افزایش مقاومت برسی خاک
  • از بین بردن فضای خالی بافت مصالح خاکی و افزایش ظرفیت باربری
  • افزایش ضریب اطمینان در مقابل لغزش شیروانی خاکریزها و سد خاکی

 

شرح و توضیحات

خاک های مشکل ساز در پروژه های عمرانی

شناخت نوع خاک پیش از بهسازی اهمیت زیادی دارد. متخصصین سورن با توجه به نوع هر خاک، بهترین راه تثبیت و بهسازی را برای هر نوع انتخاب می کنند. خاک های مشکل ساز به چهار دسته تقسیم می شوند:

الف. خاک های ریزدانه (خاک دستی) و یا خاکهای آلوده به مواد شیمیایی و نفتی

ساخت و ساز و فعالیت های عمرانی در حاشیه شهرها با توجه به زیاد شدن جمعیت، یک امر غیرقابل اجتناب است. اما مشکل اینجاستکه ممکن است در این مناطق مکان هایی وجود داشته باشد که در گذشته به عنوان محل دفن زباله مورداستفاده قرار می گرفت. زباله های شهری، شایعات ساختمانی، پسماندهای صنعتی، زباله های روزمره و لوازم قدیمی... همه و همه می تواند در عمق خاک این مناطق وجود داشته باشد. زباله هایی که بدون در نظر گرفتن روش خاصی جهت تجزیه، روی هم انبار شده اند. معمولا رویه این زباله ها با خاک هایی به ضخامت 0.06 تا 2 متر پوشیده می شود. تغییر حجم، ضعف در باربری و ناپایداری داخلی از جمله مشکلاتی است که برای سازه هایی که بر روی چنین خاک هایی ساخته می شود، می تواند وجود داشته باشد. به همین دلیل لازم است پیش از ساخت و ساز بر روی چنین خاک هایی بهسازی آنها انجام شود.

 

ب. خاک های انبساطی (منبسط شونده)

خاک های انبساطی دارای کانی مونت موریلونیت هستند که جذب آب می تواند پتاسنیل تورمی و انبساط آنها را بالا ببرد. این خاک ها اگر آب خود را از دست بدهند منقبض می شوند و دچار تغییرات جچمی می شوند. این تغییر حجم مشکل سازترین خاصیت خاک های رسی است. متخصصین سورن برای بهسازی این نوع خاک از روش هایی مانند کنترل رطوبت و یا تثبیت با مواد افزودنی استفاده می کنند تا تغییر حجم خاک به سازه آسیبی وارد نکند.

 

ج. خاک های رمبنده (فروریزشی)

این نوع خاک اگر در هنگام بارگذاری غرقاب شوند و یا ارتعاش زیادی به آنها وارد شود، ساختمان درونی شان دچار شکست می شود و نشست زیادی پیدا می کنند. در واقع این نوع خاک تا وقتی رطوبتشان ثابت است مشکلی برای سازه ایجاد نخواهند کرد، اما تغییر رطوبت آنها در بخش عمرانی مشکلات زیادی را ایجاد میکند. تیم متخصصین سورن برای بهسازی این نوع خاک، معمولا از مواد افزودنی استفاده می کنند.

 

د. خاک های نرم و شل (آبگونه شونده)

ناپایداری حجم و مقاومت کم این نوع خاک، از ویژگی های بارز آنهاست. ماسه، لای های شل، رس نرم، خاک های آلی در این دسته از خاک ها قرار می گیرند.

 

شرح و توضیحات

چه روش هایی برای بهسازی و حل مشکل خاک ها وجود دارد؟

 

1. بهسازی خاک به روش حفاری و برداشت، جابه جایی و جایگزینی

اگر در پروژه ای خاک محل، مقاومت کافی نداشته باشد و راهی برای تثبیت آن وجود نداشته باشد، تنها راه حفاری و برداشت خاک خواهد بود. در این روش خاک را تا عمق موردنظر، با خاک مناسب جایگزین می کنیم. به شکل متوسط این عمق 5 متر است. خاک حفاری شده به جایی که مشکل زیست محیطی ایجاد نکند، دپو می شود.

 

2. بهسازی خاک به روش تراکم سطحی

وقتی رطوبت خاک بهینه باشد، اصلاح سطحی خاک باعث افزایش ظرفیت باربری می شود. در این روش لایه ها در ضخامت خاص خود ریخته می شوند و تحت رطوبت بهینه قرار می گیرند. در مرحله بعد، مناسب با جنس خاک با غلتک لایه ها کوبیده می شوند.

شرح و توضیحات

 

3. بهسازی خاک به روش تراکم دینامیکی

در این روش با پرتاب یک وزنه فولادی از ارتفاع 10 تا 30 متر، خاک و مواد پرکننده زمین متراکم می شوند. وزنه معمولا با جرثقیل بلند می شود و بارها روی زمین پرتاب می شود. ارتعاشات ناشی از سقوط وزنه به لایه های پایین تر خاک منتقل می شود و باعث تراکم و بهسازی خاک می شود. از جمله محدودیت های این روش این است که از این روش نمی توان در 15 متری شبکه های زیرزمینی و 30 متری ساختمان های موجود استفاده کرد. از این روش برای پروژه های عمرانی بنادر و فرودگاه ها، انبارهای ذخیره بار سنگین و منطقه دفن زباله می توان استفاده کرد. در واقع هدف اصلی در این روش بهسازی خاک، انتقال امواج با انرژی بالا برای بهبود خواص ژئوتکنیکی خاک است و برای این خاک ها مناسب است:

  • غیر آلی
  • مواد پرکننده غیر همگن
  • زمین و خاک اصلاح شده (مناطقی که از طریق احیاء اراضی تالابها، دریاچه ها یا ساحل ساخته شده اند(
  • مناطق احیاء شده با مشخصات متغیر
  • جایی که شبکه های زیرزمینی وجود دارد و یا قطعه ای زیر خاک مدفون شده است.
  • خاک هایی که حفره های هوای بزرگی دارند: مانند زباله های دفن شده و زمینی که با خاک ضعیفی پر شده است.
     
4. بهسازی خاک به روش تراکم ویبره ای در عمق

تراکم ویبره ای در عمق یکی دیگر از روش های متراکم سازی و بهسازی خاک است. این روش به طور کلی با وارد کردن یک میه مرتعش به داخل زمین و تراکم خاک به وسیله ارتعاش آن در هنگام بیرون کشیدن اتفاق می افتد. تراکم ویبره ای در عمق به چهار روش انجام می شود:

الف. میله های ارتعاشی: برای تثبیت خاک در عمق 3 تا 4 متری می توان از این روش استفاده کرد. در این روش از یک چکش شمع کوب ارتعاشی و یک میله استوانه ای توخالی 3 تا 5 متری استفاده می شود. در واقع میله با ارتعاش و سرعت ثابت به بالا کشیده میشود و این کار موجب تراکم خاک می شود.

ب. تراکم ویبره ای شناور: این روش برای تراکم خاک های غیرچسبنده استفاده می شود و سه بخش دارد: سیستم ارتعاش، لوله های کشش و جرثقیل

ج. تراکم با ارتعاش و هوای فشرده: در این روش خاک از طریق لوله به بالا کشیده می شود و همزمان، هوای فشرده داخل خاک تزریق می شود.

د. تراکم توسط شمع کوبی: از این روش برای تراکم خاک های دانه ای شل مثل ماسه استفاده می شود و با وارد کردن ضربه به شمع و انتقال آن به خاک، تراکم اتفاق می افتد. در این روش خاک دستخورده می شود و به همین دلیل، این روش برای خاک های ریزدانه کاربردی ندارد.

شرح و توضیحات
5. بهسازی خاک به روش انفجار

این روش برای بهسازی خاک بسیار سریع و کم هزینه است. این روش تا عمق 20 متر کاربرد دارد و برای انفجار در آب و خاک های سست موفقیت آمیز و اقتصادی است.

 

6. بهسازی خاک به روش پیش فشردگی از طریق پیش بارگذاری

در بهسازی خاک به این روش، فشاری بزرگتر از فونداسیون سازه به محل پروژه وارد می شود. به این روش پیش بارگذاری می گویند.  پیش بارگذاری با ایجاد استخرهای آب با پوشش نشست ناپذیر، خاک ریزی و پایین بردن سطح آب زیرزمینی انجام می شود. با کمک این روش می توان به اهداف زیر دست پیدا کرد:

  1. ایجاد بار موقت قبل از عملیات اجرایی برای حذف یا کاهش نشست هایی که ممکن است اتفاق بیفتد.
  2. افزایش مقاومت برشی خاک، کم کردن تخلخل و رطوبت خاک و افزایش سختی خاک
شرح و توضیحات
7. بهسازی خاک به روش تزریق

در روش بهسازی خاک با تزریق، چاله هایی با فاصله های تعیین شده، به وسیله دستگاه حفار ایجاد میشود. این چاله ها به وسیله مواد سیال سمنتی و ایجاد فشار روی مواد، پر می شود. روش تزریق به طور کلی روشی پرهزینه است. موادی که برای تزریق استفاده می شود عبارت است از: دوغاب سیمان، دوغاب آهک، بنتونیت، مواد سمنتی جدید و رزین. انتخاب نوع مواد تزریقی، غلظت و فشار و عمق اجرای آن بستگی به نوع پروژه دارد. از جمله کاربردهای اساسی این روش میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

  • پر کردن فضای خالی خاک برای جلوگیری از نشت
  • کاهش نفوذپذیری خاک با ایجاد پره های آب بند
  • مقاوم سازی خاک برای جلوگیری از جابه جایی ساختمان در صورت خاکبرداری در همسایگی پروژه
  • مقاوم سازی خاک برای افزایش مقاومت شمع ها
  • مقاوم سازی خاک برای کاهش سیستم های محافظتی جانبی
  • کنترل امکان جابه جایی زمین در حین عملیات احداث تونل
  • کمک به تثبیت ماسه های شل
  • کنترل خاصیت واگرایی و ناپایداری در خاک
  • کنترل تغییر حجم خاک با تزریق دوغاب آهک و سیمان

 

8. بهسازی خاک به روش استفاده از مواد افزودنی

بهسازی خاک با استفاده از مواد افزودنی یکی از قدیمی ترین روش های بهسازی خاک است. استفاده از خاک سیمان دار در سازه های هیدرولیکی، روسازی، راهسازی، محوطه های وسیع و پارکینگ ها، ساختن سد با شیب تند و وسعت عملیات کمتر رواج یافته است. هدف استفاده از مواد افزودنی برای بهسازی خاک، کنترل و بهبود پایداری حجمی خاک و مقاومت تعویض تنش-کرنش آن است. اما در این روش از چه مواد افزودنی استفاده می شود؟

رزین ها، پلی استر ها، مواد غیرآلی ( سیمان و آهک) معمولا برای تثبیت خاک های ریزدانه با پلاستیسیته و قابلیت تورم بالا، 3 %تا 6 %وزن خشک آن، به خاک آهک اضافه می شود و برای تثبیت خاک های ماسه ای و خاک های با پلاستیسیته ی کم، 3 %تا 8 %وزن خشک آن، سیمان به خاک افزوده می شود. اگر هدف، تثبیت در عمق باشد، ضمن حفاری با دستگاه دورانی، افزودنی ها به آن اضافه می شود (مثل آهک وسیمان) و سپس خاکریزی اتفاق می افتد.

شرح و توضیحات

 

9. بهسازی خاک به روش سیستم های حرارتی

روش های حرارتی، اعم از گرمایی و سرمایی می تواند برای تثبیت خاک به کار رود، مثال اگر خاک های ریزدانه تا 100درجه سانتی گراد حرارت داده شوند، خشک شده و مقاومتشان افزایش می یابد، به شرط آن که از افزایش رطوبت بعدی جلوگیری شود. حرارت دادن این خاک ها از 6000 درجه سانتی گراد تا 10000 درجه سانتی گراد، باعث بهبود دائمی خواص خاک می شود، ویژگی هایی از جمله کاهش حساسیت نسبت به آب، کاهش تورم و تراکم پذیری با افزایش مقاومت خاک، خواصی هستند که با قرار گرفتن خاک در این درجه حرارت بوجود می آیند. از مهمترین محدودیت ها، نیاز به انرژی زیاد برای ایجاد حرارت می باشد. دو روش کلی برای تامین انرژی حرارتی استفاده می شود:

 روش اول: این روش که روش احتراقی نیز نام دارد، به صورتی است که گمانه ای در داخل زمین زده شده و یک مشعل در بالای گمانه قرار داده می شود. هوای فشرده و مواد سوختنی به داخل گمانه تزریق شده، سپس در یک لحظه چند گمانه که به یک دستگاه مرکزی وصل شده اند، آتش زده می شوند.

 روش دوم: این روش ایجاد حرارت توسط جریان الکتریسیته می باشد. در روش دوم گرم کننده های الکتریکی داخل گمانه قرار داده شده و حرارت 500 درجه سانتی گراد تا 1200 درجه سانتی گراد را ایجاد می کنند. خاک مجاور گمانه در اثر حرارت بالا، به صورت یک توده سفت و سخت و کلوخه ای در می آید. در روش های یخ زدگی و افت دما، برای حفاری و پایداری موقت دیواره های حفاری، جلوگیری از جریان آب زیر زمینی و علاوه بر آن تثبیت خاک های نرم اطراف تونل ها و معادن کاربرد دارد. لازم به ذکر است که این روش ، روشی کاملا موقت میباشد.

شرح و توضیحات
10. بهسازی خاک به روش تسلیح خاک (مسلح کردن خاک)

مسلح کردن خاک از دیگر روش های مقاوم سازی زمین و بهسازی آن است. این روش به صورت قائم، افقی و یا مایل انجام می شود. مسلح کردن خاک توسط شمع ها و سپرها، ستون های سنگی و ماسه ای، ریز شمع ها، میل مهارها و خاک مسلح، ژئوسنتتیک ها انجام می شود.

1. شمع ها و سپرها:

شمع ها در داخل خاک شبیه به ستون عمل می کنند. در واقع این شمع ها بار سازه ای را از سطح های رویی خاک می گیرند و به لایه های پایین تر انتقال می دهند. در صورتی که لایه های رویی خاک مقاومت زیادی نداشته باشد برای انتقال بار از سطح خاک از این روش استفاده می شود. شمع ها به صورت پیش ساخته و یا درجا موجودند. روش اجرای این دو حالت متفاوت است.

2. ستون های سنگی و ماسه ای:

در این روش ستونهایی با قطر 0.6 تا 1 متر از شن و سنگ شکسته ای که متراکم شده است، در خاک های نرم ایجاد می شود. در واقع این ستون ها یک سیستم حفاظتی در لایه هایی رویی خاک ایجاد می کند و به عنوان یک زهکش قائم عمل می کند. در روی خاک برای اینکه ستون ها بهتر کار کنند از یک لایه با ضخامت 30 سانتی متر از جنس ماسه یا شن متراکم ایجاد میشود و بعد سازه بر روی این لایه ساخته می شود. این لایه نقش بسیار مهمی دارد. چرا که علاوه بر ایجاد زهکش مناسب، باعث توزیع تنش بر روی ستون ها می شود.

3- بهسازی خاک به روش ریز شمع ها:

 ریزشمع ها معمولا از جنس بتن هستند. ریزشمع ها برای محافظت از سازه های فوقانی و جلوگیری از ناپایداری خاک استفاده می شود. برای اجرای این روش گمانه ای در داخل زمین ایجاد می شود و سپس لوله ای در داخل آن قرار می گیرد. در مرحله بعدی میله مسلح کننده در وسط لوله قرار داده می شود و بتن با درجه کارایی بالا، روانی مناسب و اسلامپ بالا داخل لوله ریخته می شود.

4- میل مهارها:

میل مهارها، شبیه به ریزشمع ها عمل می کنند. در واقع میل مهارها معمولا از جنس فولاد هستند و داخل سنگ یا خاک کوبیده می شوند. در واقع این روش برای تثبیت شیروانی ها و محافظت جداره ترانشه و نیز تثبیت سطوح حفاری شده در سنگ، مورد استفاده قرار می گیرد.

5-خاک مسلح:

خاک مسلح دو قسمت دارد: تسمه های فولادی و ژئوسنتتیک ها

الف. تسمه های فولادی: خاک مسلح شامل پوسته های بتنی، تسمه های فلزی و خود خاک می باشند. در واقع در این روش برای جلوگیری از جابه جایی خاک از خود خاک و اصطکاک خاک با تسمه ها، استفاده می شود. پوسته ها 5/1*5/1 متر و با ضخامت 18 سانتی متر تا 25 سانتی متر و تسمه های معمولی7/0تا 8/0 ارتفاع کل دیوار، طول دارند. عرض آنها حدود 50 میلی متر و ضخامت آن ها 5 میلی متر است و بهتر است از تسمه های آج دار استفاده شود. خاک مورد استفاده، اصوال خاک دانه ای است، تا اصطکاک بین تسمه ها و خاک بهتر انجام شود.

ب. ژئوسنتتیک ها: ژئوستینگ ها خانواده ای گسترده از مصالح هستند که با هدف بهبود ویژگی های مکانیکی و فیزیکی خاک استفاده می شوند. شاید بتوان گفت که استفاده از این مواد به دوره رومیان باستان برمیگردد. در واقع ژئوتکستایل های ابتدایی از فیبر طبیعی و به صورت پارچه ساخته میشد و برای جلوگیری از بستر ناپایدار با خاک مخلوط می شد. ژئوستینگ های امروزی با گذشته مواد متفاوتی دارند اما همگی یک هدف را دنبال می کنند. در واقع این روش با گذشت زمان بهبود پیدا کرده است تا به شکل امروزی در آمده. متخصصین سورن، با معرفی مواد و مصالحی که در خانواده ژئوستینگ ها قرار می گیرد، برای انتخاب بهترین گزینه اجرایی می تواند به شما کمک کند. عملکرد ژئوستینگ ها را می توان در این موارد جای داد: جداسازی، تسلیح، فیلتراسیون، زهکشی و محدودسازی با ایجاد مرز نفوذناپذیر. اما چه گزینه هایی در این روش پیش روی شماست؟

الف: ژئوتکستایل ها بزرگترین گروه ژئوسنتتیک ها هستند. ژئوتکستایل ها در دو نوع بافته شده(woven) و بافته نشده (NonWoven) وجود دارد.

ب: ژئوگریدها گروه دیگری از گزینه های انتخابی در اجراست. از این نوع مواد پلیمری برای مسلح کردن خاک، جداسازی، فیلتراسیون و به طور کلی برای بهسازی خاک به کار می روند. سه روش عمده برای تولید ژئوگریدها وجود دارد: ژئوگریدهای بافته شده، ژئوگریدهای تزریقی و ژئوگریدهای اتصالی

 ج: ژئونت ها مصالح توری شکلی هستند و از دو سری نخ که لبه های یکدیگر را می پوشانند، ساخته شده اند. این نخ ها در زاویه ای پیوسته از یکدیگر عبور می کنند تا منافذی متوالی و منظم ایجاد کنند. این مصالح با سطح مقاومت فشاری کم هستند و برای زهکشی و جداسازی لایه ها به کار می روند.

د: ژئوسل ها المان های سه بعدی هستند که از مواد پلیمری و پلی اتیلنی همانند کندوی زنبورعسل ساخته شده اند.

ه: ژئوممبرین ها صفحاتی نفوذناپذیر هستند که از پلی اتیلن سنگین و برخی مواد افزودنی ساخته شده اند و در برابر اشعه ماوراءبنفش(UV ) خورشید و عوامل مختلف اکسید کننده محیط آب و خاک مقاوم است.

و: به هر ژئوسنتتیکی که از ترکیب چند ماده پلیمری با یکدیگر ساخته شده و چند ویژگی مختلف را با هم داشته باشند، ژئوکامپوزیت می گویند.

ز: ژئوسیستم ها از قرار گرفتن اعضاء ژئوسنتتیک ها به صورت سه بعدی و پر کردن آن ها از مواد مختلف بوجود می آیند. ژئوسیستم ها شامل سه دسته می شوند: ژئوتیوب ها، ژئوکانتینرها، ژئوبگ ها

شرح و توضیحات

 

در این مقاله تفاوت روش ها و کاربری های آن را به صورت اجمالی از نظر گذراندید. انتخاب نوع بهسازی خاک یک مسئله بسیار مهم است. چرا که عمر و پایداری سازه و در واقع جان انسان هایی که در آن منطقه عبور و مرور خواهند داشت، به این انتخاب می تواند وصل باشد. متخصصین سورن با توجه به پروژه های بزرگی که با موفقیت به انجام رسانده اند و به روز بودن علم شان، می توانند در اجرای بهسازی خاک بهترین روش ها را با دستگاه های روز دنیا اجرا کنند. برای کسب مشاوره و اطلاعات بیشتر با هلدینگ سورن تماس بگیرید.

 

آرا کاربران: 0
بازدید: 120
رای: 0
آرا صاحب‌نظران: 0
بازدید: 3
رای: 0
نشانی: پاسداران، نگارستان پنجم، پلاک ۱۵
کد پستی: ۱۶۶۴۷۱۵۷۱۱
تلفن: ۳-۰۲۱۲۲۸۸۳۰۴۱
ایمیل: Sourenteam@gmail.com
شبکه‌های اجتماعی

Culture
ایران
پروانۀ بهره‌برداری ویژۀ هلدینگ سورن است. برخاسته از ( وی‌آی‌تی هیدروژن ۰.۹.۷ )
پارسی