روش اجرای ميكروپايل
روش اجرای ميكروپايل مشتمل بر چهار مرحله حفاری (در صورت نياز)، لوله‌كوبی، تزريق و تسليح بوده كه مراحل اجرای آن در زیر تشریح شده است.
حفاری
در صورتی كه امكان كوبش لوله‌های ميكروپايل از ابتدا به دلايل مختلف نظير وجود كف‌سازی، بتن مگر، لايه متراكم خاك و غيره ميسر نباشد، می‌بايست نسبت به انجام عمليات حفاری اقدام نمود. عمليات حفاری به روش‌های مختلف نظير حفاری دورانی (Rotary) و يا دورانی- ضربه‌ای (D.T.H) صورت می‌پذيرد. حفاری باید تا عمقی كه امكان كوبش ميسر شود، ادامه يابد. بعضاً حفاری در كل ارتفاع ميكروپايل نيز صورت می‌گيرد.
لوله‌كوبی
به منظور استقرار لوله‌های ميكروپايل در محل گمانه، غالباً از عمليات لوله‌كوبی استفاده میشود. برای اين منظور در مرحله اول عمليات از لوله نوك تيز ميكروپايل استفاده میشود و پس از فرو رفتن لوله اول، لوله دوم به لوله اول متصل و كوبيده میشود و عمليات كوبش به همين منوال ادامه می‌يابد. جهت اتصال كامل لولهها به يكديگر علاوه بر استفاده از بوشن‌های رزوه شده، لولهها به لبه بوشن نيز، جوش داده می‌شوند. عمليات کوبش تا زمانی که امکان کوبيدن لولهها ميسر باشد ادامه می‌يابد و اگر در ازای ۳۰ ضربه متوالی لوله كوب، لوله بيشتر از ۱۰سانتيمتر فرو نرود، عمليات کوبش لوله میکروپایل متوقف میشود. در اين حالت تا تحقق عمق طراحی حفاری انجام شده و سپس لوله‌های مربوط به میکروپایل در درون گمانه نصب میشود.
لوله‌های میکروپایل به قطر خارجی ۷۶ میلیمتر و قطر داخلی ۶۸ میلیمتر در قطعات دو متری هستند. این لولهها به وسیله بوشن و جوش به یكدیگر متصل می‌شوند. هر میکروپایل دارای ۸۰ سوراخ به قطر ۸ میلیمتر، در هر متر طول است. محیط داخلی لولهها بایستی برق زده باشد تا در تزریق دوغاب اثرات منفی نداشته باشد.
تزریق
عملیات تزریق دوغاب سیمان بایستی با دقت در بخش ساخت دوغاب و تزریق آن صورت گیرد. مجموعه دستگاه‌های تزریق از سه بخش میكسر اولیه، میكسر ثانویه و پمپ تزریق تشكیل میشود. اختلاط در میکسر اولیه از نوع سیستم چرخش سریع آب (circulation) است و میکسر ثانویه از نوع پره‌ی است.
ساخت دوغاب تزریق در همزن‌های میکسر اولیه صورت می‌گیرد. ابتدا آب به میزان مورد نظر ریخته شده و سپس متناسب با نسبت آب به سیمان (WCR) مورد نیاز، سیمان به آن افزوده میشود. زمان حداقل هم زدن دوغاب سیمان، ۳۰ ثانیه است. نسبت آب به سیمان مورد استفاده با توجه به شرایط زمین بین ۵/۰ تا ۵/۱ مطلوب است. پس از آماده شدن دوغاب، جهت نگهداری، دوغاب در داخل همزن ثانویه ریخته شده و سپس بوسیله پمپ‌های تزریق مخصوص تزریق میشود.
به دلیل اینکه دوغاب سیمان باید تحت فشار زیاد در لایه‌های خاک نفوذ کند، جهت تزریق دوغاب سیمان از یکسری شیلنگ دو جداره به نام پکر (packer) استفاده میشود. پکرها بعد از اینکه به درون لوله میکرو پایل فرستاده شدند جداره دوم آنها بوسیله پمپ هوا باد میشود که با این کار پکر کاملاً به بدنه لوله می‌چسبد و مانع خروج دوغاب در حین تزریق از بالای لوله میشود.
مثلاً مرحله اول بستن پكر برای ریزشمع ۸-۱۰ متری در عمق ۶ متری گمانه بوده و پس از اتمام عملیات تزریق عمق ۶ متری، پكر در عمق ۴ متری بسته میشود و پس از اتمام تزریق در این مرحله، پكر در عمق ۲ متری بسته میشود و نهایتاً پس از تزریق در این مرحله، پكر سرچاهی بسته میشود و عملیات تزریق به اتمام می‌رسد. در صورتیكه نشتی دوغاب از سطح یا میکروپایل های جانبی مشاهده شود، عملیات تزریق متوقف میشود.
در صورتی که درون لوله میکروپایل قبل از تزریق دوغاب سیمان ،کثیف باشد باید توسط فشار آب یا هوای فشرده درون لوله تمیز شود.
مشخصات تزریق
فشار تزریق
فشار تزریق در مراحل مختلف تزریق، در اعماق مختلف، تحت تاثیر جنس زمین و شرایط ژئوتكنیكی می‌تواند متغیر باشد. حداكثر فشار تزریق به ۱۰ اتمسفر محدود میشود.
مقدار سیمان مصرفی
باتوجه به شرایط ژئوتكنیكی و میزان باربری طراحی ریزشمع‌ها، مقدار سیمان برآوردی معادل هر متر طول میکروپایل تا ۱۰۰ كیلوگرم می‌تواند باشد. البته باتوجه به این امر كه باید تزریق تا فشار ۱۰ اتمسفر ادامه یابد، لذا ممكن است مقدار سیمان از برآورد اولیه بیشتر شود.
نسبت آب به سیمان دوغاب تزریق
نسبت آب به سیمان در دوغاب تزریق مورد استفاده، بین ۰/۵ تا ۱/۵ در شرایط عادی و نسبت آب به سیمان دوغاب در شرایط دیگر از ۰/۶۷ تا ۱ می‌تواند متغیر باشد. قابل ذكر است كه نسبت دوغاب در هر بخش به پیشنهاد پیمانكار و تایید دستگاه نظارت تعیین میشود.
نوع سیمان مصرفی
نوع سیمان مصرفی در ملات تزریق سیمان از نوع سیمان پرتلند تیپ دو و یا سیمان تیپ پنج با توجه به شرایط شیمیایی محل مورد نظر تعیین میشود.
آب مصرفی
آبی كه در تهیه دوغاب تزریق بكار می‌رود، باید تمیز و صاف بوده و دارای كلیه شرایط لازم برای آب مصرفی در ساخت بتن باشد. آب مصرفی بایستی عاری از هر نوع ماده‌ای از قبیل اسیدها، قلیا‌ها، مواد قندی، نمك‌ها و مواد آلی كه منجربه ایجاد صدمه به بتن میشود، باشد. آب مورد استفاده در ساخت دوغاب تزریق باید دارای ذرات جامد معلق كمتر از ۰/۲ درصد، مواد محلول كمتر از ۳/۵ درصد، درصد كلر كمتر از ۱ درصد، درصد سولفات كمتر از ۰/۳و درصد قلیایی كمتر از ۰/۶۰ باشد. در حالت كلی آب قابل شرب جهت ساخت دوغاب مناسب است.
تسلیح و نصب فلنج
گام نهایی در اجرای میكروپایل، عملیات جاگذاری آرماتور تسلیح در داخل لوله میكروپایل و نصب فلنج (در صورت نیاز) است. بدیهی است كه آرماتور تسلیح می‌بایست قبل از گیرش سیمان، در داخل گمانه نصب شود. فلنج كه به منظور ایجاد اتصال كامل بین میكروپایل و بتن فونداسیون و همچنین جلوگیری از برش پانچ سر میكروپایل در داخل بتن پی بكار می‌رود، می‌بایست در آخرین مرحله به آرماتور تسلیح میكروپایل جوش شود.
آزمایش‌های مورد نیاز برای تدقیق فرضیات طراحی
- آزمایش بارگذاری فشاری ریزشمع
- آزمایش بارگذاری کششی ریزشمع
- آزمایش بارگذاری جانبی ریزشمع
