بارگذاری شمع
آزمايش‌های شمع به آزمايش‌ھای تعيين ظرفيت باربری و آزمايش‌های کنترل کيفيت سازه تقسيم می‌شوند. از آنجا که آزمايش‌های شمع، بخشی از مراحل اجرای آنها است، تشريح آنها در اينجا اهميت دارد. با توجه به عدم اطمينان روابط نظری، تعيين ظرفيت باربری شمع لازم است. باربری شمع بصورت درجا با آزمايش تعيين می‌شود.
آزمايش‌های تعيين ظرفيت باربری
- بارگذاری استاتيکی شمع
- روابط مبتنی بر اندازه گيری ضربه – فرورفت
- روابط مبتنی بر اندازه گيری ضربه – فرورفت – برجهندگی
- آزمايش ديناميکی شمع
آزمايش بارگذاری استاتيكی
در آزمايش بارگذاری استاتيك، بار به استاتيكی، به صورت تدريجی به شمع‌ها وارد می‌شود و ظرفيت باربری آن تعيين می‌شود. در صورتی كه طراحی نامناسبی صورت گرفته باشد و يا اجرا صحيح نباشد، مشخص می‌شود. آزمايش‌های بارگذاری استاتيك، به منظور آزمايش‌های استاتيكی، تعيين ظرفيت باربری نھايی شمع يا نشست و تغيير مكان شمع تحت بارهای بھره‌برداری به كار می‌رود. این روش نسبتاً گران و وقت گیر است، ولی دقيق‌ترين راه برای تعيين ظرفيت باربری شمع‌ها است.
آزمايش بارگذاری افقی
در آزمايش بارگذاری افقی، بار افقی به صورت تدريجی به شمع‌ها وارد می‌شود. در اين آزمايش معمولاً يک شمع ديگر به عنوان تکيه‌گاه است. يا دو شمع را به طرف ھم می‌کشند. آزمايش تعيين باربری شمع بر اساس اندازه گيری تعداد ضربه و مقدار فرو رفت روش کار آن است که تعداد ضربه و مقدار فرورفت شمع در خاک اندازه‌گيری و سپس با کمک اين روابط باربری تخمين زده می‌شود.
به طور کلی روابط تحليل کوبش بر اين فرض استوار است که کار انجام شده توسط چکش در حين فرو کردن شمع برابر با کار مقاوم مجموعه شمع و خاک است.
فرمول‌های ارائه شده معمولاً بسيار تقريبی هستند و با ضرايب اطمينان بزرگ (حدود ٦) به كار می‌روند. پيشنهاد ضرايب اطمينان بزرگ به دليل استفاده از فرضيات غير‌دقيق از جمله صلب بودن شمع، ناشناخته بودن مكانيزم كوبش و بی‌اطلاعی از راندمان چكش است. فرو رفت شمع تحت ضربه شامل دو بخش دائم و بازگشت پذیر است. برجهندگی در واقع فرو رفت بازگشت‌پذیر شمع تحت ضربه است. برجهندگی را گاهی فرو رفت برگشتی می‌خوانند.
روابط مختلفی برای تحلیل کوبش و تعیین ظرفیت باربری شمع‌ها پیشنهاد شده است. این فرمول‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. روابطی که بین ضربه چکش، میزان فرو رفت شمع و ظرفیت باربری شمع ارتباط برقرار می‌کند. روابطی که علاوه بر ضربه چکش و میزان فرورفت به مقدار برجهندگی شمع تحت ضربه هم توجه می‌کنند و آن را به ظرفیت باربری شمع ارتباط می‌دهند.
آزمایش‌های دینامیکی
آزمایش دینامیکی شمع تکنولوژی نسبتاً جدیدی است و بر اساس حل معادله پخش موج تنش در شمع استوار است. کوبش شمع، موجب ایجاد یک موج تنش می‌شود که به سمت پایین حرکت می‌کند. در مقابل خاک، در برابر موج تنش، به سمت بالا مقاومت می‌کند و موج تنش می‌تواند به وسیله یک سرعت یا شتاب سنج و یک تنش یا کرنش سنج که در سر شمع نصب شده، اندازه گیری شود. با زمان حرکت موج تنش که به سمت بالا حرکت می‌کند، می‌توان توزیع مقاومت خاک در طول بدنه شمع را نیز تعیین کرد.
این روش برای تعیین ضریب کارایی انتقال انرژی به وسیله چکش کوبش، تعیین تنش‌های فشاری و کششی ایجاد شده در شمع و تعیین موقعیت و شدت آسیب‌های سازه‌ای نیز قابل استفاده است.
مانیتورینگ در حین عملیات شمع کوبی
مانیتورینگ در حین عمیلات شمع کوبی برای سه منظور اساسی زیر انجام می‌شود.
- اندازه‌گیری و تعیین انرژی موثر چکش در جین شمع کوبی و مقایسه با پیش بینی‌های اولیه
- کنترل تنش‌های ایجاد شده در شمع ناشی از ضربه چکش
- اندازه‌گیری مقاومت خاک در حین شمع کوبی و کنترل ظرفیت شمع
آزمایش استاتنامیک
آزمایش Statnamic آزمایش بارگذاری سریع شمع است که جدیداً توسعه یافته است. یک جرم نسبتاً کوچک تحت فشار بزرگی قرار می‌گیرد. در نتیجه این جرم بار فشاری کوتاه مدت به شمع وارد می‌کند. نتایج به دست آمده از Statnamic تحلیل شده، با کسر کردن مولفه‌های اینرسی و میرایی ظرفیت باربری استاتیکی معادل شمع تعیین می‌شود.
این روش برای پیش بینی ظرفیت باربری شمع‌ها در خاک‌های دانه‌ای درشت منجر به نتایج بسیار دقیقی شده است. ولی در خاک‌های دانه‌ای ریز ظرفیت باربری را با دقت کمتر تعیین می‌کند.
آزمايش کنترل کيفيت سازه شمع
با چکش دستی ضربه‌ای به سر شمع زده می‌شود و حرکت سر شمع با شتاب سنج ثبت می‌شود. آسیب دیدگی شمع حین اجرا، موجب خلل در موج رفت و برگشت می‌شود.
