کارشناسی مفهوم علمی ۱۹ مهر ۱۳۹۶ زمان خواندن: ۴ دقیقه

انواع پی های عمیق و بررسی مزایا و معایب آنها

در این پست می‌خوانید:

به طور کلی از انواع پی های عمیق (شمع) به صورت رایج با توجه به نیاز طرح و شرایط محل اجرا به دو نوع شمع پیش ساخته و درجا می توان اشاره کرد.

در ادامه به معرفی انواع شمع های ساختمانی و بررسی مزایا و معایب آنها می پردازیم. پیش از ورود به بحث پی های عمیق می توانید برای آشنایی با پی های سطحی اینجا کلیک کنید.

شمع های پیش ساخته از انواع پی های عمیق

این شمع ها از مصالح فلزی، چوبی یا بتنی با ابعاد مشخص، پس از ساخت و آماده سازی در محل مناسب (کارخانه یا کارگاه) و انجام آزمایش های دقیق کنترل کیفیت، توسط جرثقیل و کامیون به محل اجرا حمل و به وسیله شمع کوب مناسب در خاک کوبیده می شوند.

شکل 1 : شمع پیش ساخته ( از انواع پی های عمیق ) در حال کوبش در خاک

مزایا شمع های پیش ساخته به شرح زیر است :

امکان اجرا در زیر سطح آب و دور از ساحل
سرعت بالا در ساخت و اجرا
تراکم خاک های دانه ای و بهبود پارامترهای مقاومتی آن ها در حین کوبش شمع
امکان کنترل کیفیت دقیق مصالح
امکان اجرا به صورت مائل ( تا حدود 25 درجه نسبت به قائم ) برای مقابله با بارهای جانبی

همچنین در خصوص محدودیت ها و معایب این نوع شمع ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

ایجاد سر و صدا ناشی از کوبش و ارتعاش در زمین و سازه های اطراف
نیاز به وسایل حمل و نقل جهت انتقال به محل اجرا
غیر اقتصادی بودن در تعداد کم شمع
عدم امکان اجرا در طول و قطر زیاد به دلیل نیاز به تجهیزات کوبش و ایجاد لنگر خمشی بزرگ در جسم آنها، حین حمل و نقل و کوبش
بار مجاز محدود این شمع ها به دلیل محدودیت در طول و قطر
دست خوردگی خاک به ویژه در خاک های حساس رسی

از آنجایی که شمع های بتنی پیش ساخته از یک طرف تحت اثر تنش های ناشی از کوبش شمع قرار می گیرند و از طرف دیگر در پروژه های دریایی و شرایط محیطی نامناسب اجرا می گردند، لذا رعایت موارد زیر در خصوص ساخت آنها ضروری است :

در صورت اجرای شمع در شرایط محیطی مخرب، در ساختن بتن مصرفی از سیمان های مقاوم نظیر سیمان پوزولانی (یا سیمان ضد سولفات) استفاده شود
نسبت آب به سیمان برابر 0/5 باشد
پوشش روی میلگردها برابر 7/5 سانتی متر باشد
از شن و ماسه مقاوم در مقابل مواد شیمیایی استفاده شود
مقدار حداقل میلگرد طولی شمع معادل 1 درصد سطح مقطع باشد
حداقل میلگرد عرضی (خاموت) در طول شمع حدود 0/4 درصد حجم بتن باشد
حداقل میلگرد عرضی در ناحیه بالایی شمع به یک درصد افزایش یابد
فاصله خاموت ها کمتر از نصف بعد قاعده شمع باشد

شمع های پیش ساخته بتنی معمولا به صورت مربع با بعد 30 تا 50 سانتی متر تا طول 15 متر و شمع های فلزی دایره ای به قطر 1 تا 1/5 متر و طول 12 متر اجرا می گردند.

در صورت نیاز به اجرا شمع با طول بیشتر، باید پس از کوبش قطعه اول، با استفاده از وصله مناسب، اتصال دو قطعه را برقرار و نسبت به کوبش قطعه دوم اقدام نمود.

شکل 2 : شمع پیش ساخته پیچشی از انواع پی های عمیق

شمع های درجا از انواع پی های عمیق

با توجه به محدودیت ابعاد (قطر و طول) شمع های پیش ساخته، ناشی از مشکلات حمل آنها از محل ساخت تا محل اجرا، مشکل بودن یا عدم امکان کوبش شمع ها با دستگاه های شمع کوب متداول و هزینه نسبتا زیاد آنها، می توان شمع را شبیه به ساخت یک پی سطحی در محل اجرا کرد.

این نوع شمع ها معمولا به صورت بتنی با مقطع دایره به قطر 0/5 تا 2/5 متر و حداکثر طول 50 متر اجرا می گردند.

به این منظور ابتدا توسط کارگر یا توسط دستگاه حفاری (با توجه به قطر و طول شمع، جنس و نوع خاک) حفره یا چاهی با طول و قطر مورد نیاز حفر می گردد.

حفر چاه و اجرای این نوع شمع ها، در صورت پایین بودن سطح آب زیرزمینی و ریزشی نبودن خاک دیواره چاه ساده است.

در صورت عدم پایداری مناسب خاک دیواره های چاه، همراه با حفاری می توان از گل بنتونیت با غلظت مناسب جهت پایداری دیواره های چاه حفاری استفاده کرد.

پس از انجام عملیات حفاری به قطر و عمق مورد نظر، شبکه آرماتور آماده شده از قبل، داخل چاه قرار داده می شود.

در نهایت بتن با طرح اختلاط مناسب به صورت پیوسته و مداوم درون چاه ریخته می شود.

لازم به ذکر است که با توجه به سبک بودن گل حفاری موجود در چاه در مقایسه با بتن، با ریختن بتن درون چاه، گل حفاری به صورت دائم بر روی سطح بالای بتن باقی می ماند.

در نهایت در انتهای عملیات بتن ریزی، لایه بالای بتن مخلوط با گل حفاری خارج می گردد.

یکی از مزایای اصلی این روش اجرا، دستیابی به حداکثر مقاومت جداره شمع به علت ایجاد سطح ناصاف دیواره شمع با بتن ریزی در محل است.

اجرای شمع های بتنی درجا می تواند با لوله گذاری دائم، موقت و یا بدون لوله گذاری باشد.