روش اجرای میکروپایل
روش اجرای میکروپایل مشتمل بر چهار مرحله حفاری (در صورت نیاز)، لولهکوبی، تزریق و تسلیح بوده که مراحل اجرای آن در زیر تشریح شده است.
حفاری
در صورتی که امکان کوبش لولههای میکروپایل از ابتدا به دلایل مختلف نظیر وجود کفسازی، بتن مگر، لایه متراکم خاک و غیره میسر نباشد، میبایست نسبت به انجام عملیات حفاری اقدام نمود. عملیات حفاری به روشهای مختلف نظیر حفاری دورانی (Rotary) و یا دورانی- ضربهای (D.T.H) صورت میپذیرد. حفاری باید تا عمقی که امکان کوبش میسر شود، ادامه یابد. بعضاً حفاری در کل ارتفاع میکروپایل نیز صورت میگیرد.
لولهکوبی
به منظور استقرار لولههای میکروپایل در محل گمانه، غالباً از عملیات لولهکوبی استفاده میشود. برای این منظور در مرحله اول عملیات از لوله نوک تیز میکروپایل استفاده میشود و پس از فرو رفتن لوله اول، لوله دوم به لوله اول متصل و کوبیده میشود و عملیات کوبش به همین منوال ادامه مییابد. جهت اتصال کامل لولهها به یکدیگر علاوه بر استفاده از بوشنهای رزوه شده، لولهها به لبه بوشن نیز، جوش داده میشوند. عملیات کوبش تا زمانی که امکان کوبیدن لولهها میسر باشد ادامه مییابد و اگر در ازای ۳۰ ضربه متوالی لوله کوب، لوله بیشتر از 10سانتیمتر فرو نرود، عملیات کوبش لوله میکروپایل متوقف میشود. در این 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 یکدیگر 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 میکسر اولیه، میکسر ثانویه و پمپ تزریق تشکیل 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 پکر برای ریزشمع ۸-۱۰ متری در عمق ۶ متری گمانه بوده و پس از اتمام عملیات تزریق عمق ۶ متری، پکر در عمق ۴ متری بسته میشود و پس از اتمام تزریق در این مرحله، پکر در عمق ۲ متری بسته میشود و نهایتاً پس از تزریق در این مرحله، پکر سرچاهی بسته میشود و عملیات تزریق به اتمام میرسد. در صورتیکه 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 ژئوتکنیکی میتواند متغیر باشد. حداکثر فشار تزریق به ۱۰ اتمسفر محدود میشود.
مقدار سیمان مصرفی
باتوجه به شرایط ژئوتکنیکی و میزان باربری طراحی ریزشمعها، مقدار سیمان برآوردی معادل هر متر طول میکروپایل تا ۱۰۰ کیلوگرم میتواند باشد. البته باتوجه به این امر که باید تزریق تا فشار ۱۰ اتمسفر ادامه یابد، لذا ممکن 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 ذکر است که نسبت دوغاب در هر بخش به پیشنهاد پیمانکار 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 که در تهیه دوغاب تزریق بکار میرود، باید تمیز و صاف بوده و دارای کلیه شرایط لازم برای آب مصرفی در ساخت بتن باشد. آب مصرفی بایستی عاری از هر نوع مادهای از قبیل اسیدها، قلیاها، مواد قندی، نمکها و مواد آلی که منجربه ایجاد صدمه به بتن میشود، باشد. آب مورد استفاده در ساخت دوغاب تزریق باید دارای ذرات جامد معلق کمتر از ۰/۲ درصد، مواد محلول کمتر از ۳/۵ درصد، درصد کلر کمتر از ۱ درصد، درصد سولفات کمتر از ۰/۳و درصد قلیایی کمتر از ۰/۶۰ باشد. در حالت کلی آب قابل شرب جهت ساخت دوغاب مناسب است.
تسلیح و نصب فلنج
گام نهایی در اجرای میکروپایل، عملیات جاگذاری آرماتور تسلیح در داخل لوله میکروپایل و نصب فلنج (در صورت نیاز) است. بدیهی است که آرماتور تسلیح میبایست قبل از گیرش سیمان، در داخل گمانه نصب شود. فلنج که به منظور ایجاد اتصال کامل بین میکروپایل و بتن فونداسیون و همچنین جلوگیری از برش پانچ سر میکروپایل در داخل بتن پی بکار میرود، میبایست در آخرین مرحله به آرماتور تسلیح میکروپایل جوش شود.
آزمایشهای مورد نیاز برای تدقیق فرضیات طراحی
- آزمایش بارگذاری فشاری ریزشمع
- آزمایش بارگذاری کششی ریزشمع
- آزمایش بارگذاری جانبی ریزشمع