درخواست کمک در مورد **چگونگی طراحی میکرو پایل **

با سلام خدمت دوستان عزیز.

کسی در مورد طراحی میکروپایل اطلاعاتی داره؟؟؟

یا سایتی میشناسه؟؟؟؟

mer30

کسی نیست به ما جواب بده؟؟

لینک کمکی دانلود مقاله در زمینه میکروپایلها :

سلام هنوزم یک مقاله کامل در مورد طراحی ریز شمع بخ دردتون می خوره ؟ اگر هنوز دیر نشده بفرستم.

اگه داری بفرست... ( آپلود کن )

mer30

ریزشمع ها یا شمع های ریشه (Micropieux, pieux racines, Micropiles) به منظور بهبود مشخصات و تقویت زمین زیر پی بکار برده می شوند. تقویت زمین با فرو کردن تعداد کافی از این ریزشمع ها صورت می گیرد و می توان نتیجه عمل را پیدایش مصالح مرکب مقاوم انگاشت.
روش های اجرای ریزشمع متفاوت است ولی همواره به قرار دادن میله یا لوله ای به قطر چند سانتی متر که بوسیله دوغاب تزریق در زمین گیر داده شده، منتهی می گردد. قطر انتهایی ریزشمع حدود 10 تا 15 سانتی متر است.
دامنه کاربرد ربزشمع ها نسبتا گسترده است ولی در غالب موارد به بهبود ظرفیت باربری خاکها در دو جهت عمودی و یا افقی مربوط می شود.
نیروهای اصلی که در ریزشمع ها گسترش می یابند عمدتا نیروهای فشاری و نیروهای کششی هستند. خمش در حالت یک شمع تکی و یا گروه شمع هایی که بصورت عمودی قرار گرفته اند، می تواند قابل ملاحظه باشد.
اندرکنش خاک-ریزشمع، اساسا اصطکاکی است زیرا نیروی نوک یک شمع تکی، در حالت فشار، به دلیل قطر کم آن غالبا قابل اغماض است.
در زمین های سست که مقاومت جانبی کمی دارند، احتمال کمانش ریزشمع وجود دارد

منبع:
بهنیا، کامبیز. امیرمحمد، طباطبایی." مکانیک خاک جلد دوم ( مهندسی پی)"، انتشارات دانشگاه تهران.

معرفی میکروپایل

یکی از جدیدترین ، سریعترین و با صرفه ترین روشها برای تحکیم وبالا بردن مقاومت زمینهایی که باربری لازم جهت احداث سازه های مورد نظر برروی آنها را ندارند احداث میکروپایل و تزریق سیمان می باشد . به وسیله این تکنیک علاوه بر تغییر مشخصات مکانیکی و ژئوتکنیکی خاک و بالا بردن مقاوت آن می توان از توان باربری خود میکروپایل به عنوان سازه باربر استفاده نمود .
از مزیت های دیگر این سیستم در رابطه با سازه هائی که تحت اثر نیروی کشش ( (up liftقراردارند این است که میکروپایل بر خلاف شمع های کوبیدنی و یا درجا که بیشتر به نیروی انتهائی ((End Bearing متکی می باشند

مزیت های میکروپایل به شمع های کوبیدنی

مقاومت فشاری
همانگونه که واضح است مقاومت شمع های کوبیدنی در برابر نیروهای فشاری بستگی به ضریب اصطحکاک بین شمع و خاک محل احداث آن همچنین در صورت رسیدن به لایه های سخت زمین به مقاومت انتهایی شمع ( (End Bearingدارد

اما در مورد میکروپایل با توجه به تزریق سیمان همراه با مواد افزودنی مشخصات مکانیکی و ژئوتکنیکی خاک اطراف از جمله ضریب اصطحکاک آن تغییرمی کند

مقاومت کششی
در مورد شمع های کوبیدنی نمی توان نیروی کششی فوق العاده ای در نظر گرفت و در واقع به غیر از وزن شمع که در برابر نیروی کشش اعمال شده مقاومت می کند

شرایط اجرا
اجرای شمع های کوبیدنی در زمین های سست به علت سنگینی شمع و وسایل اجرا با مشکلاتی مواجه می باشد برای مثال انتقال وسایل ، در صورتی که برای احداث میکروپایل در همین نوع زمین کلیه وسایل را می توان توسط نیروی انسانی حمل نمود .

مزیت های میکروپایل به شمع درجا اعم از گرد و مستطیلی ( بارت )

مقاومت فشاری
همانگونه که در مورد شمع های کوبیدنی گفته شد در مورد شمع های درجا نیز هر چند که سطح شمع اجرا شده معمولاً دارای پستی و بلندی بیشتری نسبت به شمع کوبیدنی است اما در این مورد هم در ضمن اجرا شمع مشخصات خاک هیچگونه تغییری نکرده و مقاومت اصطحکاکی کمی خواهد داشت و همچنین وزن خود شمع عامل مهمی در کاهش ظرفیت باربری آن می باشد . برای مثال در یک شمع درجا که به قطر یک متر و عمق 20 متر در زمین احداث شده است وزن خود شمع حدود 38 تن می باشد که اگر ضریب اصطحکاک را برابر 5/0 در نظر بگیریم با در نظر گرفتن ضریب اطمینان 2 حدود 5 متر از طول شمع تنها برای تحمل بار وزن خود شمع لازم است در صورتی که در مورد میکروپایل اولاً به سبب تزریق مواد ضریب اصطحکاک خیلی بیشتر است و ثانیاً وزن خود میکروپایل در برابر باربری آن قابل صرف نظر کردن است .

مقاومت کششی
هر چند که شمع درجا نسبت به شمع کوبیدنی به سبب ضریب اصطحکاک بیشتر از مقاومت کششی بیشتری برخوردار است و همچنین معمولاً وزن این شمع ها از وزن شمع های کوبیدنی بیشتر می باشد که این خود عاملی در جهت افزایش مقاومت شمع در برابر نیروهای کششی می باشد

شرایط اجرا
در مورد شمع ها ی درجا در زمین های نرم به علت ریزشی بودن عملیات حفاری با سختی انجام می گیرد .

منبع:
http://hptiran.com/biog.html

منبع: http://liancivil.blogfa.com/
1- معرفي اجمالي ميكروپايل

بطور كلي در مواجهه با خاكهاي مسئله دار نظير خاكهاي سست با قابليت باربري كم، نشست‌پذيري زياد، روانگرا، خاكهاي دستي و ... دو راه پيش روي مهندسين ژئوتكنيك قرار دارد:

الف- استفاده از المانهاي باربر در خاك

ب- بهسازي و اصلاح خواص فيزيكي- مكانيكي توده خاك

هر يك از راه حل‌هاي فوق داراي روشها و مشخصات مربوط به خود مي‌باشند كه طي ساليان متمادي توسعه فراواني يافته‌‌اند. برخي از تكنيكهاي ابداعي نيز ماهيتي تركيبي از دو دسته فوق داشته و مزاياي هر دو دسته را تا حدودي بهمراه دارند. از آن دسته مي‌توان به استفاده از ميكروپايلها بهمراه تزريق دوغاب سيمان اشاره نمود.

ميكروپايل به شمع‌هاي با قطر كوچك (كمتر از mm300) اطلاق مي‌گردد كه غالباً با تسليح فولادي سبك و تزريق دوغاب سيمان همراه مي‌باشند. ميكروپايل علاوه برآنكه به عنوان يك المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل مي‌كند، بدليل تزريق دوغاب سيمان، سبب بهبود مشخصات مكانيكي (مقاومتي و رفتاري) خاك اطراف نيز مي‌گردد.

1-1- تاريخچه

تاريخچه ابداع ميكروپايل به اوايل دهه پنجاه ميلادي، زماني كه اروپا با خيل عظيمي از ساختمانهاي در معرض خرابي ناشي از صدمات وارده در جنگ جهاني دوم روبرو بوده است، برمي‌گردد. در اين دوره ابداع يك روش بهسازي بستر كه علاوه بر كارايي و قابليت اجرا در بين ساختمانهاي تخريب شده، سريع و اقتصادي نيز باشد، بسيار ضروري بود كه در چنين شرايطي ابداع ميكروپايل توسط Fondedile پيمانكار مشهور ايتاليايي صورت پذيرفت كه بدليل ويژگيهاي منحصر به فرد، اين روش گسترش فراواني يافت.

در آغاز استفاده از ميكروپايلها تنها در بهسازي بستر ضعيف ساختمانها مورد توجه قرار داشت. ليكن رفته رفته و با توسعه و اجراي اين روش در كشورهاي مختلف، دامنه كاربرد آنها به ديگر عرصه‌هاي مهندسي ژئوتكنيك نظير پايدارسازي شيبها، مقابله با روانگرايي و ... نيز كشيده شد.

1-2- دامنه كاربرد

بطور كلي كاربرد ميكروپايلها در مهندسي ژئوتكنيك مشتمل بر دو بخش "استفاده در بستر پي سازه‌ها" و "اصلاح و بهسازي برجاي خاك" مي‌باشد. شكل 1-1 دسته بندي سرفصلهاي اصلي استفاده از ميكروپايلها و شكل 1-2 مثالهايي از كاربرد ميكروپايلها را بصورت شماتيك نشان مي‌دهد. همانگونه كه مشخص است، دامنه كاربرد ميكروپايلها گسترش فراواني يافته است. انجام تحقيقات گسترده در مجامع علمي - تخصصي جهان برروي ميكروپايلها و رفتار استاتيكي، ديناميكي و لرزه‌اي آنها و همچنين تعريف بسياري از تحقيقات و پايان نامه‌هاي دانشگاهي و ارائه مقالات مختلف در كنفرانسهاي بين‌المللي درباره چگونگي رفتار و معيارهاي طراحي ميكروپايلها در خاكهاي مختلف، نيز بيانگر افزايش اقبال جامعه مهندسي ژئوتكنيك به بهره‌گيري از اين تكنيك مي‌باشد. از آن جمله مي‌توان به انجام پروژه ملي Forever در فرانسه در مورد بررسي رفتار ميكروپايلها و يا تدوين دستورالعمل طرح و اجراي ميكروپايلها در اداره بزرگراههاي ايالات متحده (U.S.FHWA) اشاره نمود.

در حال حاضر، دستورالعمل ارائه شده توسط (U.S.FHWA) بعنوان مرجع قابل قبول و مورد استفاده طراحان و پيمانكاران اجراي ميكروپايل مي‌باشد.

1-3- روش اجراي ميكروپايل

روش پيشنهادي اين شركت به منظور اجراي ميكروپايل مشتمل بر چهار مرحله حفاري (در صورت نياز)، لوله‌كوبي، تزريق و تسليح مي‌باشد كه به طور شماتيك در شكل 1-3 نشان داده شده است.

.1-3-1- حفاري: در صورتيكه امكان كوبش لوله‌هاي ميكروپايل از ابتدا به دلايل مختلف نظير وجود كف‌سازي، بتن مگر، لايه متراكم خاك و غيره ميسر نباشد، مي‌بايست نسبت به انجام عمليات حفاري اقدام نمود. عمليات حفاري به روش‌هاي مختلف نظير حفاري دوراني (Rotary) و يا دوراني- ضربه‌اي (D.T.H) صورت مي‌پذيرد. حفـاري مي‌بايست تا عمـقي كه امكان كوبش ميسر گردد، ادامه يابد. بعضاً حفاري در كل ارتفاع ميكروپايل نيز صورت مي‌گيرد. در شكل 1-4 نمونه‌هايي از عمليات حفاري جهت نصب ميكروپايل، نشان داده شده است

1-3-2- لوله‌كوبي: به منظور استقرار لوله‌هاي ميكروپايل در محل گمانه، غالباً از عمليات لوله‌كوبي استفاده مي‌گردد. براي اين منظور در مرحله اول عمليات از لوله نوك‌تيز ميكروپايل استفاده مي‌شود و پس از فرو رفتن لوله اول، لوله دوم به لوله اول متصل گرديده و كوبيده مي‌شود و عمليات‌كوبش به همين منوال ادامه مي‌يابد. طول لوله‌هاي ميكروپايل غالباً دو متر مي‌باشد. جهت اتصال كامل لوله‌‌ها به يكديگر علاوه بر استفاده از بوشن‌هاي رزوه شده، لوله‌ها به لبه بوشن نيز، جوش داده مي‌شوند (شكل 1-5).

1-3-3- تزريق: پس از اتمام لوله‌كوبي، مي‌بايست تزريق دوغاب سيمان انجام گيرد (شكل 1-6). مجموعه دستگاه تزريق از سه بخش ميكسر اوليه، ميكسر ثانويه و پمپ تزريق تشكيل مي‌گردد. پس از اختلاط آب و سيمان به نسبت مشخص در ميكسرها، دوغاب سيمان توسط پكرهاي درون چاهي و سرچاهي از طريق جداره مشبك ميكروپايل به خاك تزريق مي‌گردد كه علاوه بر افزايش قابل توجه چسبندگي جداره ميكروپايل به زمين، سبب بهبود مشخصات مكانيكي خاك اطراف نيز مي‌گردد.

1-3-4- تسليح و نصب فلنج: گام نهايي در اجراي ميكروپايل، عمليات نصب آرماتور تسليح در داخل لوله ميكروپايل و نصب فلنج (در صورت نياز) مي‌باشد. بديهي است كه آرماتور تسليح مي‌بايست قبل از گيرش سيمان، در داخل گمانه نصب شود. فلنج كه به منظور ايجاد اتصال كامل بين ميكروپايل و بتن فونداسيون و همچنين جلوگيري از برش پانچ سر ميكروپايل در داخل بتن پي بكار مي‌رود، مي‌بايست در آخرين مرحله به آرماتور تسليح ميكروپايل جوش شود (شكل 1-7) .

1-4- مروري بر مباني محاسباتي ميكروپايل

اصول محاسبات مهندسي ميكروپايل تابع نوع كاربري ميكروپايل و به تبع آن نحوه رفتار آن مي‌باشد. در شرايطي كه ميكروپايل‌ها با هدف تحكيم و بهسازي بستر پي سازه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند، محاسبات فني ميكروپايل مشابه با محاسبه شمع‌هاي متداول است. اين محاسبات مبتني بر سه بخش طرح سازه‌اي (Structural Design)، طرح ژئوتكنيك (Geotechnical Design) و كنترل برش پانج (Cone Shear) مي‌باشد.

در طرح سازه‌اي، ظرفيت باربري المانهاي ميكروپايل مشتمل بر جدار فولادي، آرماتور تسليح و دوغاب سيمان محاسبه مي‌شود كه اين ظرفيت مي‌بايست با ضريب اطمينان مناسبي، بالاتر از بار وارده به ميكروپايل باشد.

در طرح ژئوتكنيكي، مقاومت اصطكاكي جداره ميكروپايل با خاك اطراف محاسبه مي‌گردد كه مي‌بايست اين مقاومت اصطكاكي با ضريب اطمينان مناسبي، بالاتر از بار وارده باشد تا امكان جدايي ميكروپايل از خاك قبل از وقوع تسليم عوامل مسلح كننده ميسر نگردد.

در گام نهايي طرح، باتوجه به اين امر كه ميكروپايل‌ها داراي بار متمركز زياد و قطر كوچك بوده و برش پانج باتوجه به سربارهاي وارده محتمل مي‌باشد، كنترل مقاومت در برابر برش پانچ كه منتهي به ارائه طرح فلنج مناسب مي‌گردد، انجام مي‌شود.

2- مقايسه با ساير روشهاي بهسازي خاك

با توجه به وضعيت لايه‌بندي خاك تحت‌الارضي و ميزان بار وارده در زير پي با توجه به تعداد طبقات ساختمان در پروژه حاضر، مناسب‌ترين روشها جهت حل مشكل ظرفيت باربري و نشست و كاهش پتانسيل روانگرايي، استفاده از پي عميق نظير شمع (Pile) يا ريزشمع (Micropile) و يا استفاده از روشهاي تراكمي نظير تراكم ديناميكي(Dynamic Compaction) يا تراكم ارتعاشي- جايـگزيني (Vibro-Replacement) مي‌باشد. بطور كلي با توجه به ابعاد كوچك پروژه، هزينه‌هاي تجهيز مربوط به روش‌هاي تراكم ديناميكي و تراكم ارتعاشي-جايگزيني بسيار بالا مي‌باشد. با توجه به لايه‌بندي خاك و ظرفيت باربري محاسبه‌ شده براي شمعهاي كوبشي، متراژ مورد نياز جهت اجراي شمع نسبتا زياد و هزينه تجهيز كارگاه و اجراي آن بسيار بالا خواهدبود. با توجه به جميع ملاحظات فوق، ميكروپايل در مقايسه با ساير روشهاي بهسازي خاك داراي ويژگيهاي بارزي مي‌باشد كه در ذيل به صورت فهرست‌وار به آنها اشاره مي‌گردد.

2-1- بعد اقتصادي

باتوجه به اين امر كه اجراي ميكروپايل مبتني بر استفاده از حجم كم مصالح مشتمل بر فولاد و سيمان، هزينه‌هاي پائين تجهيز كارگاه و نيز حجم بالاي كار نيروي انساني در زمان كوتاه مي‌باشد، روش ميكروپايل در مقايسه با ساير روشهاي بهسازي نظير اجراي شمع بتني و فولادي، تثبيت با سيمان، اجراي ستونهاي شني، تراكم ديناميكي و غيره كه مبتني بر استفاده از حجم زياد مصالح و يا بكارگيري ماشين‌آلات سنگين و گران‌قيمت مي‌باشند، اقتصادي‌تر است.

2-2- بعد اجرايي

ماشين‌آلات اجراي ميكروپايل در مقايسه با ماشين‌آلات اجرايي ساير روشها داراي ابعاد و حجم كمتري

مي‌باشد، لذا علاوه برآنكه داراي قابليت حمل و جابجايي آسان در كارگاه مي‌باشد، امكان اجراي عمليات در چند جبهه كاري مختلف بدون تداخل كاري را فراهم مي‌نمايد.

با توجه به ابعاد كوچك بدنه ميكروپايل، قطر ناچيز حفاري و همچنين كوبش ميكروپايل با انرژي كم، ميزان لرزش و ساير اثرات جانبي بر روي سازه‌هاي مجاور در مقايسه با ساير روشها نظير اجراي شمع، به حداقل ممكن كاهش مي‌يابد.

يكي از برترين ويژگيهاي ميكروپايل قابليت اجراي بسيار ساده در شرايط وجود آب زيرزميني است. در مناطقي كه سطح آب زيرزميني بالا بوده و حفاري‌هاي قطر بزرگ جهت اجراي شمع‌هاي بتني نيازمند پايدارسازي ديواره چاهكها و تخليه آب زيرزميني و ... مي‌باشد، اجراي ميكروپايل از سطح زمين و تزريق دوغاب سيمان از داخل آن، با سرعت فراوان انجام پذيرفته و بعلت چگالي و ويسكوزيته بيشتر دوغاب سيمان، آب حفره‌اي در اثر فشار دوغاب سيمان تخليه و با دوغاب سيمان جايگزين مي‌گردد.

2-3- بعد فني

ميكروپايل از يكسو با دارا بودن عناصر تسليح مشتمل بر جدار ضخيم فولادي و آرماتور تسليح، قابليت انتقال و پخش بار به لايه‌هاي مقاوم زيرين و نيز كنترل نشست به دليل سختي بالاي فولاد و تسليح عمقي خاك را دارد و از سوي ديگر بدليل تزريق دوغاب سيمان، مشخصات مكانيكي خاك، نظير سختي، تراكم پذيري، ظرفيت باربري، ضريب اصطكاك و چسبندگي و غيره را بهبود مي‌بخشد. لذا ميكروپايل در مقايسه با ساير روشها مانند حفاري و تزريق، تثبيت خاك با سيمان و يا آهك، تراكم ديناميكي، استفاده از زمين مصنوع‌ها (ژئوسنتتيك) كه صرفاً خصوصيات مكانيكي خاك را تغيير مي‌دهند و يا استفاده از شمع كه صرفاً به عنوان عنصر باربر عمل مي‌كند، بدليل عملكرد مركب (استفاده از عناصر باربر و اصلاح خاك) داراي برتري مي‌باشد. لازم به ذكر است، بعلت تزريق دوغاب سيمان و افزايش چشمگير چسبندگي جدار ميكروپايل به توده خاك و بهبود مشخصات رفتاري خاك، استفاده از ميكروپايل با قطر كم و با عمق نفوذ كمتر نسبت به شمع‌هاي بتني يا فولادي قطور و عميق، قابليت تامين باربري لازم و كنترل نشست پي را خواهد داشت. همچنين بايستي توجه نمود كه عمليات كوبش ميكروپايلها باعث انتقال انرژي جنبشي و ارتعاشي به توده خاك گرديده و منجر به تحكيم و تراكم توده خاكي اطراف ميكروپايل خواهد شد. اين امر به خصوص در خاكهاي دانه‌اي مشهودتر مي‌باشد. همچنين در شرايطي كه به علت وجود لايه‌هاي متراكم زيرسطحي (نظير آنچه در پروژه حاضر وجود دارد)، كوبش شمعهاي قطور مشكل يا غير ممكن مي‌باشد، كوبش ميكروپايل با قطر كوچك مي‌تواند بهترين راه حل باشد.

2-4- تضمين كيفيت عملكرد

انجام تست بارگذاري ميكروپايل با روشهاي ساده و ارزان يكي از مزاياي بسيار بزرگ اين روش در مقايسه با روشهاي ديگر نظير اجراي شمعهاي قطور بتني يا فولادي يا ستونهاي شني مي‌باشد. با توجه به باربري كمتر ميكروپايلها نسبت به شمعهاي قطور و عميق، انجام تست بارگذاري با استفاده از جكهاي سبك، با تامين نيروي عكس العمل تكيه‌گاهي كافي، با دقت بالا و به سادگي امكان‌پذير خواهد بود. با استفاده از نتايج تست بارگذاري ريزشمع، امكان بررسي رفتار، ميزان باربري، نشستهاي الاستيك و تغيير شكلهاي پسماند در حين بارگذاري وجود خواهد داشت. بدين ترتيب امكان ارزيـابي صحت و سقم فرضيات طراحي فراهم گرديده و امكان تعديل و تغيير طرح، تعداد و چيدمان ميكروپايلها با توجه به مشاهده رفتار واقعي و ميزان باربري نهايي آنها در محل وجود خواهد داشت. نمونه‌هايي از انجام تست بارگذاري ميكروپايل در شكل 1-8 نشان داده شده‌است.

2-5- مدت زمان اجرا

همانگونه كه قبلاً ذكر گرديد، اجراي ميكروپايل بدليل سهولت فراوان اجرايي، امكان اجرا در چند جبهه مختلف كاري و اجراي پي در پي و همزمان كليه مراحل ساخت، در مقايسه با روشهاي ديگر از سرعت بسيار بالايي برخوردار خواهد بود. همچنين عدم نياز به امكانات خاص براي تجهيز و در نتيجه عدم اتلاف وقت جهت آغاز عمليات اجرايي در مقايسه با ساير روشها، از مزيتهاي اين روش به حساب مي‌آيد.