از مهم‌ترین روش‌های اصلاح، مقاوم سازی و بهسازی خاک، شمع گذاری می‌باشد. هنگامی که با ضعف در ظرفیت باربری خاک و یا قابلیت فشردگی زیاد خاک در لایه‌های فوقانی، مواجه هستیم. به طوری که نتوان از لایه سطحی جهت توزیع بار استفاده نمود، نیاز به افزایش ظرفیت باربری و یا انتقال نیرو به سطوح زیرین خاک وجود دارد. در این راستا به کمک شمع گذاری یا اصطلاحأ شمع کوبی نیروی مازاد به سطوح زیرین خاک منتقل می‌شود. در سطح پایین‌تر تراکم و اصطکاک بیشتر بوده، به همین دلیل سازه نسبت به نشست و نیروهای موجود مقاومت لازم را خواهد داشت.
اگر شمع‌ها تحت تأثیر نیروی افقی قرار گیرند، در حالی که هنوز قابلیت حمل بار‌های قایم را دارا هستند، می‌توانند به وسیله خمش، نیروهای افقی را نیز حمل نمایند. این وضعیت اغلب در شالوده سازه‌های حائل خاک که وظیفه آن‌ها مقاومت در مقابل فشار جانبی خاک است یا ساختمان‌های بلند که تحت تأثیر نیروی باد یا زلزله قرار دارند، پیش می‌آید.
انواع روش های شمع گذاری در خاک
شمع درجا
شمع درجا از جنس بتنی ساخته شده و بدون تغییر مکان می‌باشد. شمع درجا به دلیل نامحدود بودن در قطر و عمق حفاری دارای بیشترین کاربرد و تنوع در بین تکنولوژی‌های مورد استفاده در این زمینه می‌باشد.
جهت اجرای این نوع شمع‌ها ابتدا باید خاک مورد نظر حفاری شود، که به وسیله دستگاه‌های مخصوص و به قطرهای مختلف انجام می‌گیرد. در این باید امکان ریزش دیواره‌های محل حفاری در اثر فشار خاک و یا آب در نظر گرفته‌شده و بوسیله یکی از روش‌های استفاده از مخلوط آب و بنتونیت یا مواد مشابه، به کار بردن لوله فلزی در سرتاسر چاه، به کار بردن لوله بتنی که در محل باقی می‌ماند، کنترل شود.
در استفاده از بنتونیت یا مواد مشابه، ملاحظاتی در میزان مصرف و غلظت بنتونیت بر حسب جنس آن و وضعیت زمین در نظر گرفته شده و در زمان اختلاط نیز برای جلوگیری از تشکیل کلوخه پودر بنتونیت به آب افزوده و مرتب به هم زده شود. آمادگی محلول بنتونیت نیاز به زمان دارد که با گرم کردن آب زمان آن کوتاه می‌گردد.
از موارد دیگر مانند خاک رس و غیره به داخل چاه حفاری به کار برده نشده و استفاده از سیمان و دیگر مواد مشابه نیز در صورت تأیید دستگاه نظارت برای حالت‌های خاص اجرایی استفاده می‌شود.
از دیگر موارد کنترل ریزش دیواره‌های محل حفاری شمع در اثر فشار خاک و یا جریان شدید آب در قسمتی و یا تمام چاه، از لوله فلزی استفاده می‌شود که در پایان حفاری، این لوله‌ها باید بلافاصله بعد از اتمام بتن‌ریزی و قبل از گیرش بتن بیرون کشیده شود.
پس از اتمام حفاری تا تراز مورد نظر در نقشه‌های اجرایی سازه، سبد انتهای شمع بافته شده، سپس شبکه میلگرد گذاری بدنه شمع اجرا می‌شود.
پس از اتمام مراحل فوق عملیات بتن‌ریزی انجام داده و معمولاً در این مورد از نوع بتن با ۴۰۰ کیلوگرم سیمان پرتلند و روانی حدود 150 میلی‌متر استفاده می‌شود. همچنین لازم به ذکر است بتن شمع احتیاج به ویبره کردن ندارد.
نکات بتن‌ریزی
- بتن‌ریزی در محل حفاری‌شده شمع بصورت پیوسته و مداوم، به وسیله لوله مخصوص (ترمی) انجام می‌گیرد.
- باید توجه نمود که قفسه آرماتور تا کف چاه ادامه نیابد و حداقل پوشش بتنی بین قفسه و کف چاه رعایت شود. جهت رعایت پوشش بتنی بین قفسه و دیوار شمع نیز از غلتک‌های بتنی نصب شده بر روی آرماتورهای عرضی استفاده می‌شود.
- فاصله زمان شروع بتن‌ریزی پس از اتمام حفاری حداکثر 6 ساعت می‌باشد، در صورتی که این مدت به دلایل غیر قابل پیش‌بینی بیشتر شود، به دلیل رسوب مواد معلق و یا ریزش جداره چاه، ممکن است مواد آلوده کننده در ته چاه جمع شود که باید قبل از شروع بتن‌ریزی با وسایل مناسب تخلیه گردند.
- پس از اتمام عملیات بتن‌ریزی شمع، روی شمع‌ها باید برای مدت 7 روز، عمل‌آوری شده سپس سر کلیه شمع‌ها به اندازه مورد لزوم تخریب شود. تحت هیچ شرایطی نباید بتن اضافی روی شمع قبل از 7 روز تخریب شود.
این روش دارای مزایایی بوده که به اختصار ذکر شده است :
- وجود امکان افزایش مقطع شمع در قسمت انتهایی و افزایش توان باربری
- عدم محدودیت قطر
- تکمیل مطالعات و شناسایی خاک حین حفاری
- تدارک آسان ماشین‌آلات مورد نیاز
- مناسب جهت اجرا در مناطق شهری به دلیل ایجاد مزاحمت و سروصدای کم
شمعهای پیشساخته
شمعهای پیشساخته با مقطعی مربع ساخته شده و با معمولأ دارای میلگردهای معمولی می‌باشند. میلگردها به منظور مقاوم نمودن شمع در مقابل خمش تولید شده در هنگام حمل‌ونقل ، بلند کردن و اعمال نیروی جانبی به شمع و همچنین افزایش مقاومت فشاری ، مورد استفاده قرار می‌گیرند. شمعهای پیشساخته در طول مورد نظر ساخته شده و تحت شرایط مرطوب به عمل می‌آیند تا به مقاومت مورد نظر برسند. پس از آن به محل کوبیدن حمل می‌شوند. عملیات کوبش شمعهای تولید شده بوسیله چکش‌های شمع‌کوبی ضربه‌ای تا عمق مشخص شده در نقشه‌های اجرایی کوبیده می‌شود.
سوالات متداول
شمع گذاری در خاک به چه روش هایی انجام می گیرد؟
انواع روش های شمع گذاری در خاک عبارتند از: شمع درجا و شمعهای پیشساخته
پرسش و پاسخ:
سلام و خسته نباشید
چه زمانی از شمع پیش ساخته استفاده می‌کنیم؟
با سلام و احترام
جهت مقابله با خمش تولید شده در هنگام حمل و نقل، بلند کردن و اعمال نیروی جانبی به شمع و همچنین افزایش مقاومت فشاری، میتوان از شمع های پیش ساخته استفاده نمود.