بهسازی خاک

راهکارهای مقاوم‌سازی پی و در واقع بهسازی خاک زیر فونداسیون یکی از معضلات اساسی در ساخت سازه‌ها می‌باشد. با افزایش جمعیت و مشاهده خسارات ناشی از زلزله و سایر عوامل طبیعی این معضل و نیاز بشر به ایجاد سازه‌هایی مقاوم و مستحکم و تقویت و بهسازی سازه‌های قدیمی به طور روزافزون گسترش یافته است. بعنوان مثال خاکريزهای اجرا شده بر روي خاک‌ های نرم‌ (رس‌هاي حساس)، ديوارهاي حائل رودخانه‌ها که بر ماسه‌هاي بسيار سست بنا مي‌شوند و يا سازه‌هاي دريايي که بر روي رسوبات سست واقع بر گسل‌هاي قاره‌اي بنا شده‌‌اند. عدم شناخت رفتار خاک‌هاي روانگرا يا حساس، ممکن است يکپارچگي سازه‌هاي واقع شده بر آن‌ها را مورد تهديد قرار دهد.

از مهم‌ترین مسائل در این زمینه بهسازی خاک بوده که در واقع بازسازی کنترل‌ شده خاک در جا برای استفاده مجدد در یک ساختار جدید ژئوتکنیکی و یا بهبود وضعیت ساختار فعلی مدنظر می‌باشد. در اینجا نگاهی اجمالی به روش‌های نوین بهسازی زمین و زمینه‌های کاربردی آن‌ها خواهد شد که هدف نهایی تمامی آن‌ها، بهبود پارامترهای ژئوتکنیکی خاک، کاهش هزینه،کوتاه شدن زمان اجرا و افزایش طول عمر بهره‌برداری بوده و به منظور تغییر خصوصیات خاک و در نهایت کاهش نشست سازه، بهبود مقاومت برشی خاک، از بین بردن فضاي خالی زیاد در بافت مصالح خاکی و در نتیجه افزایش ظرفیت باربری آن، افزایش ضریب اطمینان در مقابل لغزش شیروانی خاکریزها و سدهای خاکی، کاهش خصوصیات فشرده شدن و تورم خاک انجام می‌شوند.

از کاربردی‌ ترین روش‌های بهسازی خاک می‌توان به موارد زیر اشاره نمود :

میکروپایل

از روش‌های رایج بهسازی خاک، روش میکروپایل می‌باشد. میکروپایل به عنوان یک المان باربر اضافه شده و ضمن افزودن مقاومت خاک، با تزریق دوغاب سیمان خصوصیت‌ های مکانیکی خاک را اصلاح می‌کند. میکروپایل شمع‌هایی با قطر کمتر از 30 سانتی‌متر هستند كه پس از حفر گمانه يا کوبش کيسينگ، آرماتور فولادي در داخل آن جايگذاري شده و بصورت درجا تزريق مي‌شود و مزایایی چون جلوگیری از نشست خاک، افزایش ظرفیت باربری و سختی خاک، ایجاد تراکم، سرعت بالای اجرای کار، صرفه اقتصادی و … را به همراه دارد.

نیلینگ

یکی دیگر از روش‌های بهسازی خاک میخ‌کوبی جدار دیوار یا نیلینگ است که با هدف پایدارسازی شیب‌ها و دیواره‌های حفاری و حفاظت از گودبرداری و ساختمان‌های مجاور سازه اجرا شده و در واقع یک مقطع مسلح پایدار ایجاد می‌کند که توانایی نگهداری خاک پشت خود را دارند. ضمنأ لایه سطحی شاتکریت و شبکه میلگرد پس از نصب نیلینگ ها از فرسایش خاک جلوگیری می‌کند. نیلینگ در مواردی چون پایدارسازی ترانشه ها در احداث بزرگراه‌ها و راه‌آهن‌ها و جداره‌های سازه‌های زیرزمینی و سازه‌های شهری کاربرد دارد.

بهسازی خاک به روش تزریق

روش دیگر افزایش ظرفیت باربری خاک و جلوگیری از نشست آب در سازه، تزریق سیمان به خاک می‌باشد. تزریق با پر کردن خلل و فرج خاک علاوه بر موارد فوق، در تثبیت شیروانی‌ها و جلوگیری از تورم نیز کاربرد دارد. تزریق در خاک به انواع مختلفی نظیر تزریق تراکمی، نفوذی، جت و شکست هیدرولیکی اجرا می‌شود.

شمع گذاری در خاک

در موارد کمبود ظرفیت باربری خاک، نیاز به انتقال نیرو به سطوح پایین‌تر خاک وجود دارد، چرا که در سطوح زیرین تراکم و اصطکاک بیشتر، مقاومت بالاتری را به دنبال دارد. لذا در این موارد از روش شمع گذاری استفاده کرده و سازه را نسبت به نشست مقاوم می‌کنیم.

تراکم دینامیکی

تراکم دینامیکی خاک یکی از روش‌های تراکم عمقی خاک است. از فواید تراکم می‌توان به افزایش باربری خاک، کاهش نشست‌های ناخواسته و پایداری شیروانی‌ها اشاره کرد.در طول فرآیند تقویت شالوده، با افتادن چکش از ارتفاع ۲۰ متری به سرعت ۷۲۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسیم که در قویترین زلزله‌ها رخ می‌دهد.