بهسازی خاک به روش تزریق

از دیگر روش‌هایی که موجب افزایش ظرفیت باربری مجاز خاک و همچنین جلوگیری از نشت آب در سازه‌های مانند سدها می‌شود، بهسازی خاک به روش تزریق می‌باشد. مبنای این روش پر کردن درزها، فضاهای خالی و منفذهای زمین با مواد دوغابی است که از نشست‌های زیاد جلوگیری شده و خاک زیر پی نیز تقویت می‌شود. از دیگر موارد کاربرد این روش، افزایش مقاومت بارگذاری جانبی شمع‌ها، تثبیت شیروانی‌ها، افزایش مقاومت و توان باربری خاک، تغییر نفوذپذیری و کاهش درصد جذب آب، جلوگیری از تورم و نشست می‌باشد.

سيمان کاربردی‌ترین ماده مورد استفاده در صنعت تزريق خاک است. به طور کلی این در روش تزریق، در مرحله اول خاک تا عمق موردنظر و به قطر معمول ۹۰ میلی‌متر حفر می‌گردد. سیال مورد استفاده در مدت حفاری آب، هوا، بنتونیت و گروت سیمان (در صورت لزوم) است. در گام دوم جت با فشار ۴۰۰ تا ۶۰۰ بار از داخل ۱ تا ۴ نازل با قطر ۵/۱ تا ۰/۴ میلی‌متر که در بخش پایینی راد حفاری به‌صورت عمود قرارگرفته‌اند، اعمال می‌شود. دوغاب با سرعت ۲۵۰ متر بر ثانیه به داخل نازل تزریق می‌شود و درنتیجه با خاک پیرامونش ترکیب می‌شود. هم‌زمان با این عملیات، میله را با سرعت ثابتی چرخیده و به بالا کشیده می‌شود. درنتیجه، در این عملیات از طریق ایجاد ستون‌هایی از دوغاب بهسازی خاک انجام می‌گیرد. بهبود قطر ستون‌های دوغاب می‌تواند از طریق تغییر در پارامترهایی همچون سرعت و زاویه گروت، سرعت چرخش و بیرون کشیدن، تعداد و قطر نازل‌ها انجام گیرد. روش جت گروتینگ امکان بهبود خاک‌های مختلف از خاک چسبنده همچون رس تا خاک‌های دانه‌ای همچون ماسه و شن را می‌دهد.

از موارد تاثیرگذار در روش تزریق در خاک، هدف تزریق، فشار آن، نوع مصالح تزریقی و جنس و دانه‌بندی مصالح موجود است. به همین سبب روش‌های تزریق خاک به دسته‌بندی زیر تقسیم می‌شوند :

  1. تزریق تراکمی در خاک (Compaction Grouting)
  2. تزریق نفوذی در خاک (Permeation Grouting)
  3. تزریق جت در خاک (Jet Grouting)
  4. تزریق شکست هیدرولیکی در خاک ( Hydrofracture Grouting)

1. تزریق تراکمی در خاک

در روش تزریق تراکمی در خاک، با تزریق دوغاب با ویسکوزیته بالا و فشار بیشتر و در مراحل متعدد، حباب‌هایی از دوغاب ایجاد می‌شود که باعث  جابه‌جا شدن خاک و درنتیجه متراکم شدن آن می‌گردد. این روش برای محیط‌های کارستی، خاک‌های بسیار سست و فروریزشی ماسه‌ای و ریزدانه کاربرد دارد. این روش ندرتاً منجر به بروز تغییر مکان‌های جزئی در سطح زمین شده و در صورت وجود سازه حساس در این محل، این روش تزریقی خاک باید محتاطانه به کار برده شود. در زیر به برخی نکات مربوط به این روش اشاره خواهد شد :

  • طرح اختلاط مخلوط دوغاب ویژه است تا به حفرات موجود در خاک نفوذ نکند و یا با خاک مخلوط نشود. در عوض، در خاکی که تزریق می‌شود، جایگزین می‌گردد.
  • حجم فضاهای خالی کاهش و محیط متراکم می‌گردد.
  • ملات خیلی سخت به خاک‌های سست تزریق و حبابی از ملات تزریقی تشکیل و در خاک جایگزین شده و زمین اطراف را بدون نفوذ در حفرات خاک، متراکم می‌سازد.
  • در محیط‌های شنی تراکم حداکثر ندارد اما در محیط‌های ریزدانه سست کارایی بهتری دارد.
  • اغلب در پی‌های کم عمق برای بالا بردن دال‌های نشست کرده بکار می‌رود.
  • تقریباً در همه نوع خاک‌ها کاربرد دارد.

2. تزریق نفوذی در خاک

این نوع تزریق قدیمی‌ترین روش تزریق در خاک می‌باشد. درزها، شکاف‌ها و یا شکستگی‌ها در سنگ و فضاهای خالی در خاک با دوغاب، بدون برهم زدن ساختار سنگ یا خاک با حداقل فشار توسط دوغاب پر می‌گردد. سیال دوغاب با حداقل فشار تزریق در یک بازه زمانی در فضاهای خالی موجود در بین ذرات خاک و یا در شکاف‌های سنگ تزریق می‌شود تا از وقوع شکستگی‌های جدید جلوگیری شود. هدف اصلی از انجام تزریق نفوذی، کاهش نفوذپذیری و کنترل جریان آب زیرزمینی و افزایش مقاومت خاک و ایجاد توده‌ای یکپارچه‌تر و منسجم‌تر می‌باشد. تزریق سیمان در خاک و تزریق شیمیایی از این دسته می‌باشند.

3. تزریق جت در خاک

در این روش لایه‌های نازکی از ملات سیمانی، با فشار بسیار زیاد به دیواره‌های گمانه برخورد می‌کنند و پس از اصابت به دیواره‌های گمانه، بطور همزمان از یک سو مصالح موجود را حفاری نموده و از سوی دیگر نیز با خاک مخلوط می‌شوند. همچنین عمل برش دهندگی لایه‌های نازک ملات سیمانی تزریقی را می‌توان با وارد کردن هوای فشرده در آن افزایش داد.

در این روش بعد از حفاری تا عمق مورد نظر توسط جت‌های تعبیه شده در انتهای سیستم حفاری آب یا دوغاب را با فشار زیاد وارد خاک کرده همزمان با چرخش جت و بالا آمدن آن ستونی از خاک اصلاح شده ایجاد می‌گردد. استفاده از آب با فشار بالا جهت گسیختن ساختار فیزیکی خاک استفاده می‌شود که به این طریق باعث اصلاح و بهبود زمین می‌شوند.

4. تزریق شکست هیدرولیکی در خاک

زمانی که فشار تزریق بزرگ‌تر از مقاومت کششی خاک یا سنگ باشد، باعث شکست هیدرولیکی، گسیختگی و ایجاد ترک شده و دوغاب به‌سرعت به ناحیه ترک‌خورده نفوذ می‌کند. این روش جهت متراکم و سخت کردن زمین و یا دسترسی به حفرات دیگری که در دسترس نیستند، بکار می‌رود. این روش وقتی کاربرد دارد که برهم زدن ساختار خاک و ایجاد جابجایی تحت فشار تزریق در سطح زمین مشکل‌ساز نباشد.

 

محصولات مرتبط

راهکارهای مرتبط

بهسازی خاک به روش تزریق
5 (100%) 5 votes