مزایای استفاده از میکرو شمع
مشخصه اصلی میکرو شمع قطر کم حفاری آن است که اجازه ساخت آن را در هر زمینی با تجهیزاتی کوچکتر از تجهیزات مورد نیاز برای ساخت شمع‌های معمولی میسر می‌سازد. از دیگر مزایای میکرو شمع‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.
- در نظر گرفتن تکیه گاه مناسب سازه‌ای و موافق با بارهای اعمالی با کمترین حرکت و جابجایی ممکن در محیط ژئوتکینیک
- داشتن حداقل اثرات ناسازگار بر روی سازه تحت ترمیم
- در شرایط ساختگاه‌ها با انواع محدودیت‌های اجرایی و نیز در انواع متفاوت خاک‌ها قابل نصب هستند.
- این فناوری در بسترهای ضعیف پروژه‌هایی که نیاز به سرعت عمل زیاد در اجرا دارند محل‌هایی که تجهیزات اجرایی سایر روش‌های سازه‌ای انتقال بار به بستر در آنها وجود ندارد ضرورت در کاهش هزینه‌‌های پروژه و استفاده فرا‌وان دارد.
بنابراین میکروشمع‌ها تحت شرایط واقعی هر زمینی و با حداقل تخریب سازه‌های تحت پی بندی ساخته می‌شوند. متاسفانه تا به حال از سوی جامعه مهندسی کشور، توجه درستی به نیاز استفاده از این فناوری در ساخت و تثبیت سازه‌های آبی نشده است.
مزایا و معایب این پی بندی به شرح زیر است.
- با استفاده از آرایش شبکه‌های ۳×۳ متر میکرو شمع‌ها، افزایش سختی پی به میزان پنچاه درصد ملاحظه شده است.
- در واقع حتی با اعمال شرایط روانگونگی واقعی در نزدیکی سطح زمین سختی جانبی پایه قابل قبول است.
- ازفایش سختی جانبی دینامیکی در برابر چرخش بدون توجه به وقوع روانگرایی صورت می‌پذیرد.
- البته به علل گوناگون در این پروژه سختی مورد انتظار حاصل نشده است.
تاریخچه توسعه
در سال ۱۹۵۰ در اروپا یک نیاز اساسی برای حفظ سازه‌ها و بناهای تاریخی به وجود آمد. بدین منظور لازم بود یک سیستم که پی سازه‌ها و محیط پیرامون آنها را تقویت کند به کار گرقته شود. از اینجا بود که تفکر استفاده از میکروشمع‌ها برای این منظور به وجود آمد.
شمع‌های ریشه‌ای (میکرو شمع‌ها) که درجاساز بوده و حفاری و قطر کم داشتند و شمع‌های تزریقی بتن مسلح (که مقدار کمی آرماتور دارند) برای کاربرد ترمیمی ساختگاه بسیار مناسب بودند. مشخصه اصلی یک میکرو شمع قطر کم حفاری آن است که اجازه می‌دهد با دستگاه‌های کوچکتری نسبت به دستگاه‌های مرسوم برای ساخت شمع‌ها، اقدام به ساخت آنها بنماییم و تقریباً در هر شرایطی از خاک قابل استفاده هستند. قدیمی‌ترین شمع‌ها با قطرهای ۱۰۰ میلیمتری ساخته شده و تحت بارگذاری آزمایشی بیش از ۴۰۰ کیلونیوتن قرار گرفته‌اند و هیچ گونه اطلاعاتی از ایجاد گسیختگی در سطح مشترک خاک و ملات برای آنها گزارش نشده است. به هر حال تا آغاز سال ۱۹۸۷ که شروع رشد سریع این فناوری بود، در آمریکا با شک و تردید به آن نگاه می‌شد. امروزه میکروشمع‌ها به وسیله مهندسین سراسر دنیا مورد قبول واقع شده‌اند وبه عنوان یک گزینه ساختمانی، خصوصاً برای پی‌های تحت اصلاح و نوسازی مورد قبول و توجه هستند.
طبقه بندی انواع میکرو شمع بر مبنای فرایند تزریق
محققین میکرو شمع را به این شرح توصیف کردند که با قرار دادن یک عامل مسلح کننده (یک یا چند میلگرد یا یک لوله) در درون یک حفره که قطر کمی دارد و تزریق ملات یا دوغاب با فشار نسبتاً زیاد در آن حفره و نفوذ ملات در درون خاک، میکرو شمع به وجود می‌آید. این تعریف شامل میکروشمع‌هایی که بدون فشار تزریق ساخته می‌شوند (نفوذ ملات در آنها تحت اثر وزن ملات صورت می‌گیرد) نمی‌شود. تعریف فوق میکروشمع‌ها را به دو دسته کلی تقسیم م‌یکند که شامل انواع میکروشمع‌های IRS و IGU هستند.
میکرو شمع با تحدید پذیری تزریق به شکل انتخابی (شمع‌های IRS)
میکروشمع‌های IRS شامل میکروشمع‌هایی هستند که از تزریق دوغاب در درون یک لوله با پکرهای مضاعف ساخته می‌شوند به نحوی که تزرق در نواحی خاص (قابل انخاب توسط پرسنل اجرایی) صورت گرفته و عملیات تزریق در نواحی دیگر نیز (در همان میکروشمع) قابل انجام است. لوله مشبکی که برای این نوع تزریق به کار می‌رود تیوپ منچات نامیده می‌شود.
میکروشمع با تزریق پذیری یک باره (شمع‌های IGU)
شمع‌های IGU شامل میکروشمع‌های تزریق شده با یک پکر یا میکروشمع‌هایی است که غلاف در انتهای آنها برداشته شده و فشار دوغاب بر آنها اعمال می‌شود، است.
در این فرایند دوغاب در یک مرحله تزریق می‌شود و حتی اگر از یک تیوپ منچپ استفاده شده باشد تزریق مرحله بعد با اعمال فشار از بالای غلاف، بسیار مشکل خواهد بود. شمع‌های ریشه‌ای و میکروشمع‌های با دوغاب تراکمی که در دانشگاه شمال غرب آمریکا ساخته شده در این رده بندی قرار می‌گیرند. تفاوت بین آن شمع‌ها در حداکثر فشار دوغاب است که برای شمع‌های ریشه‌ای معمولاً ۰/۶ مگاپاسکال و برای شمع‌های با تزریق تراکمی حدود ۹ مگاپاسکال است.
استفاده از فرایندهای حفاری و تزریقی برای ساخت میکروشمع موجب ارتعاش‌های کمتر و کاهش اثرات نامطلوب به سازه موجود در مقایسه با سایر روش‌های ساختمانی تقویت پی سازه یا کارگذاری شمع‌ها است. اگر برای حفاری از غلاف در قطعات کوتاه استفاده شود، می‌توان آنها را توسط پیچ به همدیگر متصل نمود. میکروشمع‌ها را می‌توان با فشارهای که به کوچکی ۱/۵ متر (فشار هیدرواستاتیکی) هستند نصب یا اجرا می‌شوند.
