Tuesday ,17 October 2017 / سه شنبه ,۲۵ مهر ۱۳۹۶
خانه / کارشناسی / با روش تزریق بهسازی خاک آشنا شوید
نسخه چاپی    کد مطلب : 2892

با روش تزریق بهسازی خاک آشنا شوید

روش تزریق بهسازی خاک روشی برای اصلاح خاک است که در آن دوغاب، با فشار بالا و سرعت زیاد از طریق نازل هایی به درون خاک تزریق شده و باعث تخریب ساختار خاک موجود می شود.

روش تزریق بهسازی خاک

با روش تزریق بهسازی خاک بخشی از ذرات خاک و دوغاب از درون گمانه حفاری بیرون آمده و بخش دیگر بصورت درجا با دوغاب مخلوط می گردد.

در نتیجه این فرآیند، توده ای از خاک اصلاح شده بوجود می آید که به آن، اصطلاحاً توده خاک – سیمان اطلاق می شود. ستون خاک – سیمان ایجاد شده از طریق روش تزریق با فشار در داخل خاک، دارای مقاومت بالا، تغییر شکل پذیری اندک و نفوذپذیری بسیار پایین هستند و باعث تقویت خصوصیات خاک محل می شوند.

به عبارت دیگر با روش تزریق در بهسازی خاک می توان به تقویت خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک ساختگاه از جمله مقاومت فشاری ، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی تا چندین برابر پرداخت.

مزایای روش تزریق بهسازی خاک به شرح زیر است :

۱- افزایش ظرفیت باربری و توان خاک در حالت اشباع

۲- نفوذناپذیر نمودن ساختگاه ترک ها در برابر نفوذ آب و جلوگیری از وقوع پدیده آب شستگی

۳- تثبیت و تراکم لایه سست موجود در عمق ساختگاه مورد مطالعه

۴- ترمیم و پر نمودن تمامی خلل و فرج های موجود در درون ساختگاه

تزریق پر فشار

عملیات تزریق پر فشار که یکی از روش های بهسازی و مقاوم نمودن خاک است، از طریق نفوذ مواد مناسب و تحت فشار به درون خاک و یا سنگ از طرق چاه ها و گمانه های حفر شده بوده و در اثر آن، خصوصیات فیزیکی خاک یا سنگ بهبود یافته و ساختار آن تثبیت میگردد.

نتیجه این عملیات، پر شدن درزه ها، حفرات، شکاف ها، لایه ها و شکستگی های موجود در سنگ و یا در خاک و در نهایت ایجاد تشکیلات با نفوذپذیری کمتر و مقاومت بالاتر می باشد.

تزریق پر فشار دارای انواع مختلفی است که هر یک برای منظور خاصی از بهسازی خاک استفاده میگردند.

این اهداف بوسیله نوع پروژه و هدفی که در آن دنبال می شود، تعیین می گردد.

در هر حال بسته به نوع دوغاب، مقدار فشار تزریق و همچنین آرایش گمانه های حفاری، انواع روش های تزریقی وجود دارد که در ادامه به تفکیک مصالح ساختگاه، اعم از خاک یا سنگ آورده شده است.

انواع تزریق در خاک و سنگ

انواع تزریق در خاک عبارتند از:

  • تزریق نفوذی (اسلاری)
  • تزریق تحکیمی (جابجایی)
  • تزریق تراکمی (جایگزینی)
  • تزریق شکست هیدرولیکی
  • تزریق تماسی یا تعادلی

انواع تزریق در سنگ عبارتند از:

  • تزریق نفوذی (اسلاری)
  • تزریق تحکیمی (جابجایی)
  • تزریق شکست هیدرولیکی
  • تزریق تماسی یا تعادلی

در روش تزریق بهسازی خاک از مواد و مصالح مختلفی استفاده می گردد که نوع و مشخصات آنها به اهداف تزریق و نیز ویژگی های سنگ و یا خاکی که تحت تزریق قرار میگیرد، بستگی دارد.

این مواد شامل مخلوط سیمان و آب همراه با مواد افزودنی، مخلوط های شیمیایی، ملات پلاستیک، رزین ها، فوم های مصنوعی و مواردی از این دست می باشد.

مخلوط سیمان و آب بصورت غلیظ و یا رقیق در سنگهای درزه و شکاف دار در مقیاس کوچک تزریق می شود.

از رزین ها برای افزایش نفوذپذیری مواد تزریقی استفاده میگردد.

اگر در حین عملیات تزریق مشاهده گردید که تزریق پذیری مصالح ساختگاه بالا میباشد، آنگاه برای پر کردن حفرات از ماسه نیز در مخلوط دوغاب استفاده می گردد.

برای مخلوط دوغاب تزریق، طرح اختلاط نیز طراحی می شود. این طرح اختلاط نیز بستگی به مشخصات توده سنگ و یا خاک منطقه و اهداف تعیین شده در عملیات تزریق دارد.

مهمترین پارامتر در طرح اختلاط، نسبت وزنی آب به سیمان می باشد. هر چه مقدار آب در مخلوط بیشتر بوده آنگاه میزان نفوذپذیری دوغاب تزریقی افزایش یافته و در عوض از مقاومت و پایداری آن کاسته می گردد.

به همین ترتیب اگر مقدار آب در مخلوط کمتر باشد، آنگاه مقدار نفوذپذیری آن پایین بوده و در عوض مقاومت و پایداری مخلوط افزایش پیدا می کند.

یکی از عوامل دیگر در کارایی روش تزریق بهسازی خاک و موفقیت آمیز بودن آن، فشار تزریق است. اگر فشار تزریق کم باشد مواد تزریق شده در محدوده گمانه و با فاصله کمی از آن متوقف شده و درزه ها و شکاف های خاک و سنگ بطور کامل پر نمی گردد.

در صورت افزایش بیش از حد فشار و تزریق نیز ممکن است ترک ها و شکاف های ناخواسته در خاک و یا سنگ شکل بگیرد و موجب شکل گیری پدیده شکست هیدرولیکی گردد.

در آنصورت لازم است هزینه ای اضافی صرف حفاری گمانه های بیشتر و انجام عملیات تزریق برای پرنمودن شکاف و درزه های ناخواسته گردد. در هر صورت لازم است فشار تزریقی میان این دو حد باشد تا هم اهداف از تزریق حاصل گردد و از طرف دیگر از صرف هزینه های اضافی جلوگیری شود.

کنترل کیفیت عملیات حفاری و تزریق

به منظور کنترل کیفیت اجرای عملیات و مصالح به کار گرفته شده در دو بخش حفاری و تزریق براساس نقشه ها و مشخصات فنی اجرا، آزمایش هایی در محل و نیز در آزمایشگاه کنترل کیفیت انجام می گیرد.

هدف از این خدمات اطمینان از حسن اجرای عملیات و ارضای اهداف پروژه می باشد .

در ادامه این آزمایشات کنترل کیفیت لیست گردیده و شرح مختصری برای هر یک اورده شده است :

۱- انحراف سنجی: هدف از آن تعیین میزان انحراف در گمانه های حفر شده توسط دستگاه حفاری می باشد.

۲- مغزه گیری: هدف از مغزه گیری در عملیات حفاری، مشاهده عینی وضعیت و کیفیت سنگ و یا خاک در اعماق می باشد.

در طول مدت حفاری گمانه، نمونه های بدست آمده پس از ثبت مشخصات و ویژگی های ژئوتکنیکی آنها همچون شاخص کیفیت سنگ (RQD) و درصد بازیابی مغزه (CR) در داخل جعبه های مخصوص نگهداری نمونه سنگ یا خاک چیده شده و پس از عکس برداری و تهیه لوگ زمین شناسی به انبار نگهداری جعبه های نمونه منتقل می شوند.

۳- تست آب (آزمایش لوفران یا لوژان): برای اندازه گیری میزان نفوذپذیری سنگ (لوژان) و یا خاک (لوفران) استفاده می شود. همچنین به منظور تعیین کنترل کیفیت دوغاب تزریق شده می توان از آزمایش لوژان استفاده نمود.

۴- میزان خورند: به منظور تعیین کنترل کیفیت عملیات تزریق مورد استفاده قرار می گیرد.

۵- کنترل کیفیت دوغاب

۶- آزمایش قیف مارش: از آن آزمایش برای اندازه گیری جریان پذیری یا گرانروی (ویسکوزیته) مخلوط های دوغاب در عملیات تزریق استفاده می شود.

۷- آزمایش دانسیته یا چگالی دوغاب: برای اندازه گیری میزان چگالی دوغاب تزریق و با استفاده از ابزار در بالانس به کار گرفته می شود.

۸- آزمایش آب اندازی (بلدینگ): میزان آب اندازی یا نشست سیمان در مخلوط دوغاب به طرق مختلف قابل اندازه گیری است.

۹- مقاومت فشاری دوغاب: برای اندازه گیری مقاومت دوغاب در سنین ۳، ۷ و ۲۸ روزه استفاده می گردد.

درباره‌ی محمد حسن دانشور

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش ژئوتکنیک دانشگاه شیراز هستم امیدوارم بتوانم آموخته های 7 سال تحصیل و پژوهش خود را در دانشگاه شیراز با شما دانشجویان و مهندسین عمران به اشتراک بگذارم

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

*