میکرو پایل
میکروپایلها، شمع‌هایی با قطر کمتر از ۳۰۰ میلیمتر هستند که غالباً توسط تسلیح فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان با فشار بالا اجرا میشوند. بارهای اعمالی به شمع‌ها عمدتاً به دو صورت مقاومت نوک و مقاومت اصطکاکی ایجاد شده بین المان شمع و خاک مجاور آنها به زمین و لایه‌های عمیق‌‌تر انتقال می‌یابد.
در میکروپایلها ظرفیت باربری کف ناچیز است ولی از طرفی مقاومت اصطکاکی جداری توسط ظرفیت مقاومت پیوند بین دوغاب و خاک اطراف آن بسته به نوع و روش تزریق (کیفیت تزریق) بسیار بالا می‌رود. علاوه بر افزایش ظرفیت باربری میکروپایلها سبب بهبود مشخصات مکانیکی خاک اطراف خود میشوند. در واقع میکروپایلها را می‌توان تلفیقی از کاربرد توام دو تکنیک مورد کاربرد در پروژه‌های ژئوتکنیکی که تحت عنوان پی‌های عمیق (نیمه عمیق) و بهسازی خاک نام برده می‌شود، دانست.
ویژگی میکروپایل
میكروپایل‌ها می‌توانند تحت بارهای محوری و یا جانبی قرار گیرند. همچنین می‌توانند جایگزین شمع‌های معمولی شده یا به عنوان جزیی از یک توده مركب شمع خاک، بسته به شیوه طراحی بكار گرفته شوند.
نصب میكروپایل‌ها به گونه‌ای است كه كمترین تغییرات را در سازه‌ها، خاک و محیط اطراف خود بوجود می‌آورد. همچنین در محیط‌های با دسترسی محدود، انواع خا‌ك‌های مختلف و شرایط گوناگون زمین قابل اجرا است. میكروپایل با تجهیزات مشابه آنچه در پروژه‌های تزریق و مهاركوبی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سطح زمین، تحت هر زاویه‌ای می‌توانند نصب شود. بدلیل ایجاد كمترین سر و صدا و ارتعاش در حین نصب و عدم نیاز به فضای زیاد برای اجرا، میكروپایل‌ها اغلب برای بهسازی پی سازههای موجود مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای اجرای میكروپایل‌ها در شالوده‌های موجود و در دست بهره برداری، اغلب تجهیزات حفاری ویژهای مورد نیاز است.
بیشتر بارهای اعمال شده بر شمع‌های درجای بتن مسلح متداول، توسط بتن تحمل میشوند. بطوری كه افزایش ظرفیت سازه‌ای مستلزم افزایش
سطح مقطع و سطح جانبی آن است. در مقایسه، ظرفیت باربری سازههای میكروپایل متكی بر ظرفیت بالای المانهای فلزی است كه اكثر بارهایی اعمالی را تحمل می‌كنند. این المانهای فولادی حدوداً نصف حجم حفره میكروپایل را اشغال می‌كند. روش‌های حفاری و تزریق ویژهای را می‌توان برای اجرایی میكروپایل‌ها با نیروی Bond خاك – دوغاب بالا مورد استفاده قرار داد. دوغاب بار را از طریق اصطكاک در سطح جانبی ناحیه Bond میكروپایل از خاک مسلح به خاك اطراف منتقل می‌كند. با توجه به قطر كوچك میكروپایل از باربری نوك میكروپایل در برابر ظرفیت باربری جانبی آن، صرف‌نظر می‌شود. مقاومت بدست آمده Bond مخلوط خاك – دوغاب در درجه اول متأثر از نوع خاك، روش تزریق بكار رفته و به خصوص فشار تزریق و دبی تزریق است. همچنین چنانچه قطر چاه حفاری كوچك باشد، روش حفاری نیز تأثیرگذار است.
طراحی میكروپایل
طراحی سازه‌ای (بر اساس خمش)
بررسی مقاومت خشمی میكروپایل بدون در نظر گرفتن اثر تزریق دوغاب سیمان غیر منطقی می‌نماید. چرا كه المان میكروپایل با در نظر گرفتن Casing و آرماتور مقاومت بسیار كمی در برابر لنگر ناشی از فشار خاك دارد. در صورتی كه در عمل چنین نیست. برای مدل كردن خاك اصلاح شده و المانهای میكروپایل، خاك اصلاح شده به صورت بتن با مقاومت خیلی كم و میكروپایل‌ها به صورت مسلح كننده‌های قائم آن در نظر گرفته می‌شود. بدین ترتیب یك دیوار حائل بتن مسلح خواهیم داشت و می‌توان آنرا برای خمش طراحی و كنترل کرد.
مجموعه میكروپایل و تزریق دوغاب مانند یك دیوار بتنی مسلح عمل می‌كند كه تركیب دوغاب و دانه‌های خاك به عنوان بتن و مجموعه میكروپایل و انكر درونی آن به عنوان آرماتورهای مسلح كننده دیوار تلقی می‌شود. این دیوار در سه نقطه توسط فنرهای موجود (Nails) مهار شده، سختی این فنرها از آزمایش حاصل شده است.
برای مدل كردن سیستم میكروپایل مشبك به عنوان پایدار كننده شیروانی‌های خاكی می‌توان خاك محدوده تزریق شده را به عنوان بتن با مقاومت
فشاری تك محوری خیلی كم و مجموعه غلاف و آرماتور میكروپایل را به عنوان المانهای مسلح كننده در نظر گرفت. برای دوختن این مجموعه به خاک از Nail استفاده می‌شود كه به صورت فنرهایی با سختی معین مدل میشوند.
برای كنترل پایدارسازی ترانشه‌ها می‌توان المانهای مسلح كننده شمع و میكروپایل را به عنوان المان‌هایی كه تنها برش تحمل می‌كنند (Dowel) در نظر گرفت. مقاومت برشی این المان‌ها در تعادل نیروهای موجود در دیاگرام جسم آزاد قطاع مورد نظر در شیروانی خاكی وارد می‌شود.
با در نظر گرفتن عوامل هزینه، مصالح و نیروی انسانی و قرار دادن آن در كنار ایمنی و زمان اجرای عملیات و عدم ایجاد مشكل برای سایر تیم‌های
مشغول در كارگاه و كم حجم و كم هزینه بودن ماشین آلات مورد نیاز، استفاده از سیستم میكروپایل مشبک به عنوان نگهدارنده ترانشه و پایدار كننده
شیروانی در مقایسه با شمع‌های نگهبان، قابل توصیه و توجیه پذیر است.
