با روش تزریق بهسازی خاک آشنا شوید

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

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

در نتیجه این فرآیند، توده اي از خاك اصلاح شده بوجود می آید که به آن، اصطلاحاً توده خاك – سیمان اطلاق می شود. ستون خاك – سیمان ایجاد شده از طریق روش تزریق با فشار در داخل خاك، داراي مقاومت بالا، تغییر شکل پذیري اندك و نفوذپذیري بسیار پایین هستند و باعث تقویت خصوصیات خاك محل می شوند.

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

مزایای روش تزریق بهسازی خاک به شرح زیر است :

1- افزایش ظرفیت باربري و توان خاك در حالت اشباع

2- نفوذناپذیر نمودن ساختگاه ترك ها در برابر نفوذ آب و جلوگیري از وقوع پدیده آب شستگی

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

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

تزریق پر فشار

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

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

تزریق پر فشار داراي انواع مختلفی است که هر یک براي منظور خاصی از بهسازي خاك 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 هاي حفاري، انواع روش هاي تزریقی وجود دارد که در ادامه به تفکیک مصالح ساختگاه، اعم از خاك یا سنگ آورده شده است.

انواع تزریق در خاك و سنگ

انواع تزریق در خاك عبارتند از:

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

انواع تزریق در سنگ عبارتند از:

• تزریق نفوذي (اسلاري)
• 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 هاي سنگ و یا خاکی که تحت تزریق قرار میگیرد، بستگی دارد.

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

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

از رزین ها براي افزایش نفوذپذیري مواد تزریقی استفاده میگردد.

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

براي مخلوط دوغاب تزریق، طرح اختلاط نیز طراحی می شود. این طرح اختلاط نیز بستگی به مشخصات توده سنگ و یا خاك 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 نفوذپذیري دوغاب تزریقی افزایش یافته و در عوض از مقاومت و پایداري آن کاسته می گردد.

به همین ترتیب اگر مقدار آب در مخلوط کمتر باشد، آنگاه مقدار نفوذپذیري آن پایین بوده و در عوض مقاومت و پایداري 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 هاي خاك و سنگ بطور کامل پر نمی گردد.

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

در آنصورت لازم است هزینه ای اضافی صرف حفاري گمانه هاي بیشتر و انجام عملیات تزریق براي پرنمودن شکاف و درزه هاي 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 هاي اضافی جلوگیري شود.

کنترل کیفیت عملیات حفاري و تزریق

به منظور کنترل کیفیت اجراي عملیات و مصالح به کار گرفته شده در دو بخش حفاري 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 اجراي عملیات و ارضاي اهداف پروژه می باشد .

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

1- انحراف سنجی: هدف از آن تعیین میزان انحراف در گمانه هاي حفر شده توسط دستگاه حفاري می باشد.

2- مغزه گیري: هدف از مغزه گیري در عملیات حفاري، مشاهده عینی وضعیت و کیفیت سنگ و یا خاك در اعماق می باشد.

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

3- تست آب (آزمایش لوفران یا لوژان): براي اندازه گیري میزان نفوذپذیري سنگ (لوژان) و یا خاك (لوفران) استفاده می شود. همچنین به منظور تعیین کنترل کیفیت دوغاب تزریق شده می توان از آزمایش لوژان استفاده نمود.

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

5- کنترل کیفیت دوغاب

6- آزمایش قیف مارش: از آن آزمایش براي اندازه گیري جریان پذیري یا گرانروی (ویسکوزیته) مخلوط هاي دوغاب در عملیات تزریق استفاده می شود.

7- آزمایش دانسیته یا چگالی دوغاب: براي اندازه گیري میزان چگالی دوغاب تزریق و با استفاده از ابزار در بالانس به کار گرفته می شود.

8- آزمایش آب اندازي (بلدینگ): میزان آب اندازي یا نشست سیمان در مخلوط دوغاب به طرق مختلف قابل اندازه گیري است.

9- مقاومت فشاري دوغاب: براي اندازه گیري مقاومت دوغاب در سنین 3، 7 و 28 روزه استفاده می گردد.