میکروپایل چیست؟

میکروپایل چیست؟

میکروپایل ها ( Micropile ) را می توان یکی از پیشرفته ترین روش هایی دانست که باعث بهسازی خاک می شود. بهبود بخشیدن خاک و تقویت آن و بهتر کردن خواص فیزیکی و مکانیکی آن همیشه از دغدغه های اصلی مهندسین می باشد تا بتوانند ساختمان هایی مقاوم تر را روی آن بنا کنند که روش های مختلفی برای انجام آن امروزه وجود دارد و یکی از این روش ها روش میکروپایل می باشد. این روش با استفاده از المانی باربر به خاک اضافه شده و به دلیل استفاده از دوغاب سیمان باعث بهبود خواص مختلف مکانیکی خاک از نظرهای گوناگون می شود. می توان گفت میکروپایل ها شمع هایی هستند که قطر آن از 300 میلی متر هم کمتر می باشد و اصولا استفاده از آن ها با آرماتور بندی و دوغاب سیمان می باشد. از این روش ابتدا در جنگ جهانی دوم استفاده شده است و روز به روز پیشرفته تر شده و سرعت اجرای آن نیز بالا رفته است و به همین دلیل به یک روش محبوب برای بازسازی ساختمان و طراحی ویلا و ساختمان سازی شده است.

تعیین آیین نامه Micropile Design and construction در آمریکا، بیانگر اهمیت میکروپایل و ارزش این روش است.

با شرکت معماری و دکوراسیون داخلی هیرادانا  با پاسخ به سوالات میکروپایل یا ریزشمع همراه باشید.

• میکروپایل چیست؟
• روش اجرای میکروپایل یا ریزشمع
• مراحل اجرای میکروپایل
• نکات مرحله تزریق در روش میکروپایل
• آزمایشات روش میکروپایل
• هزینه روش میکروپایل
• مزایا و معایت اجرای میکروپایل
• جمع بندی تکنیک میکروپایل

روش اجرای میکروپایل چگونه است؟

میکروپایل ها دارای چند مرحله در اجرا می باشند که باید کاملا به ترتیب انجام شوند. درواقع اهمیت ترتیب این مراحل در اجرا بسیار است چرا که در غیر این صورت نمی توان به درستی میکروپایل را به اجرا درآورد و کیفیت لازم را به خاک بخشید. این مراحل تکنیک میکروپایل عبارتند از:

• مرحله یک: حفاری

در شرایطی که هم بتن مگر و هم کف سازی و لایه های متراکم خاک وجود دارد نمی تواند لوله های میکروپایل ها را قرار داد و به همین علت در ابتدا باید قسمت مورد نظر را حفر نمود که این کار می تواند به صورت ضربه ای و یا دوارنی صورت بگیرد. نکته ای که در اینجا در میکروپایل باید به آن دقت شود این است که حفاری باید در عمقی باشد که برای پروژه نیاز است و بیشتر و یا کمتر از آن می تواند مشکل ساز باشد.

• مرحله ی دوم: لوله کوبی

پس از آنکه عمقی که در اجرای میکروپایل مد نظر است را حفر نمودید زمان قرار دادن لوله های میکروپایل است که به صورت لوله کوبی انجام می شود. ابتدا باید نوک تیز آن را وارد نمود و سپس بعد از وارد شدن لوله اول، لوله ی دوم را به آن متصل نمود و کوبید. برای آنکه لوله ها کاملا به یکدیگر متصل شوند باید علاوه بر اینکه از بوشن های رزوه شده استفاده می کنید لوله ها را به لبه ی این بوشن نیز جوش بدهید. دقت کنید که اگر 30 بار ضربه بزنید و لوله ی مورد نظر بیش از 10 سانتی متر فرو نرفته باشد عملیات میکروپایل را باید متوقف کنید تا عمق مورد نظر حفر شود و سپس دوباره عملیات میکروپایل را ادامه دهید.

• مرحله ی سوم: تزریق

در این مرحله از میکروپایل، ساخت و ایجاد دوغاب متناسب و تزریق نمودن آن به بخش مورد نظر بسیار اهمیت دارد. دستگاهی که به وسیله ی آن می توان دوغاب را تزریق نمود شامل سه بخش میکسر اولیه و میکسر ثانویه و پمپ تزریق می باشد. ساخت دوغاب در این دستگاه ها در میکسر اولیه صورت می گیرد و به این شکل است که ابتدا مقدار آب مورد نظر را ریخته و بعد از آن متناسب با مقدار آب سیمان را به آن می افزایند. حداقل 30 ثانیه آب و سیمان باید به وسیله ی همزن های میکسر اولیه همزده بشوند و بعد از آن این دوغاب برای نگهداری به داخل همزن در میکسر ثانویه ریخته می شوند و با استفاده از پمپ های تزریق آن ها به جای مورد نیاز تزریق می شوند. تزریق دوغاب باید تا زمانی که از سطح میکروپایل نشت کند ادامه یابد و سپس متوقف شود.

نکات تزریق:

نکته اول فشار تزریق در میکروپایل (ریز شمع) میباشد که به مشخصات زمین و جنس آن بستگی دارد. نکته دوم نوع آب مورد استفاده در روش میکروپایل است که باید کاملا زلال و تمیز و عاری از آلودگی باشد تا روش میکروپایل به دقت اجرا شود. نکته سوم نیز نوع سیمان و مقدار سیمان مصرفی در روش میکروپایل میباشد. 

• مرحله ی چهارم: تسلیح فولادی

مرحله ی آخر برای اجرای میکروپایل ها جاگذاری آرماتورها می باشد که در داخل این لوله ها بوده و همچنین نصب فلنج می باشد. باید بدانید که آرماتورهای تسلیح باید حتما قبل از گیرش سیمان ها نصب شوند. فلنج میز برای متصل کردن کامل میکروپایل و بتن در فوندانسیون استفاده شده باید در آخر از همه به آرماتورهای تسلیح جوش داده شوند. فلنج همچنین برای ممناعت از برش پانچ سر میکروپایل ها که در داخل بتن می باشند نیز استفاده می شوند.

در مرحله ی سوم اجرای میکروپایل یعنی عملیات تزریق به چه نکاتی باید توجه نمود؟

• اگر درون لوله میکروپایل ها قبل از آنکه دوغاب سیمان تزریق شود آلوده باشد باید حتما به وسیله ی فشار آب و یا هوا تمیز شوند و هر گونه آلودگی در آن ها از بین برود.
• فشار تزریق دوغاب در قسمت های مختلف می تواند متفاوت باشد که این بستگی به جنس زمین و شرایط مختلف خاک دارد.
• مقدار سیمانی که با آن دوغاب درست شده و تزریق می شود نیز بستگی به نوع خاک و شرایط مختلف ژئوتکنیکی دارد.
• نوع سیمانی که برای تزریق دوغاب استفاده می شود باید سیمان پرتلند تیپ دو و یا نوع سیمان تیپ پنج باشد که بستگی به ویژگی های شیمیایی محلی دارد که قرار است تزریق شود.
• آبی که برای دوغاب در میکروپایل استفاده می شود باید کاملا صاف و تمیز باشد و مناسب برای ساخت بتن تا بتوان از آن بهره برد. در این آب هیچگونه ماده ی اسیدی و قندی و نمکی و ... نباید پیدا شود چرا که به بتن آسیب خواهد رساند.

برای آنکه عملکرد میکروپایل بررسی شود چه آزمایشاتی باید انجام داد؟

هدف از استفاده از میکروپایل ها در طراحی ویلا و بازسازی ساختمان اصلاح و همچنین بهسازی خاک می باشند و برای رسیدن به این هدف باید از لحاظ های مختلف مقاومت خوبی داشته باشد و به همین دلیل برای بررسی کیفیت آن باید آزمایشاتی روی آن انجام شود که این آزمایشات عبارتند از:

• آزمایش به صورت بارگذاری فشاری

این آزمایش ها باید برای میکروپایل هایی انجام شود که حداقل حدود 28 روز از مدتی که دوغاب به آن ها تزریق شده است گذاشته باشد و به این صورت است که جک ها را استفاده کرده و با استفاده از آن ها فشار مورد نظر بارگذاری می شود. پله های 3 تنی به مدت پنج دقیقه روی میکروپایل ها قرار گرفته و فشار لازمه به میکروپایل را وارد می کنند.

• آزمایش به صورت بارگذاری جانبی

در این آزمایش اصولا به وسیله ی 2 شمع که در مجاور هم استفاده شده تا از نظر جانبی نیز میکروپایل ها مورد بررسی قرار بگیرند.

• آزمایش به صورت بارگذاری کششی

این آزمایش میکروپایل که برای بررسی مقاومت کششی میکروپایل ها صورت می گیرد اصولا یا به صورت مستقل بوده و یا توسط خود میکروپایل هایی انجام شده که رفتار آن ها را در مقابل تیرهای تکیه گاهی در آزمایش بارگذاری فشاری نشان می دهد.

هزینه کاربرد روش میکروپایل چقدر میباشد؟

نوع خاک مورد نظر در میکروپایل

تعداد شمع های مورد استفاده در میکروپایل

عمق نفوذ آنها

مصالح و مواد مصرفی در میکروپایل

ابزار و تجهیزات لازم در اجرای میکروپایل

مزایای استفاده از میکروپایل در طراحی ویلا و بازسازی ساختمان چیست؟

• به دلیل اینکه از آرماتور در این روش استفاده شده و از آنجایی که سختی زیادی دارد نشست های خاک کنترل می شود و بارهایی که به سمت آن می رود را به لایه های پایین تر منتقل می کند.
• در اجرای میکروپایل از تزریق دوغاب استفاده شده که باعث بهبود یافتن خاک شده و از لحاظ هایی مانند سختی، تحمل باربری، تراکم پذیر بودن و ... تقویت پیدا می کند.
• میکروپایل های کوبیده شده باعث ایجاد تراکم در خاک های اطراف شده و در نتیجه آن را محکم تر می کند.
• به دلیل آنکه انرژی در کوبش کم بوده و همچنین قطر محل حفاری کم می باشد لرزش های زیادی را در سازه های اطراف ایجاد نمی کند.
• هزینه های اجرای این روش کم بوده چرا که مصالح کمی برای آن استفاده می شود و در نتیجه هزینه ی کارگاه مربوطه نیز کم خواهد بود.
• حمل و نقل تجهیزات این روش آسان بوده و ماشین آلات مخصوص آن نیز ابعاد کمی دارند.
• روش میکروپایل را می توان در شرایط مختلف به اجرا درآورد و حتی اگر زمین دارای آب های زیرزمینی نیز باشد می توان با استفاده از تکنیک هایی خاص آن را به اجرا درآورد.
• و ...

معایب استفاده از میکروپایل چیست؟

• بسته به پروژه ساختمانی مورد نظر گاهی میکروپایل مقرون به صرفه نمیباشد.
• گران تر بودن میکروپایل نسبت به روش های معمول تر مانند شمع معمولی
• ظرفیت بازبری محوری و جانبی کمتر در میکروپایل های عمودی
• عدم امکان استفاده یا به عبارتی کاربرد محدود تر میکروپایل در سازه های گلی و آجری و باستانی

جمع بندی روش میکروپایل یا ریز شمع

با روش میکروپایل یا ریزشمع در واقع میتوان با سرعت بالا و تجهیزات کمتر، گودبرداری زمین در ساخت و ساز را خصوصا در زمین های دارای رطوبت و نشست زیاد بهبود بخشید.