ریزشمع (Micropile)میکروپایل نوعی شمع حفاری و دوغاب ریزی شده با قطر کم (معمولا کمتر از 300 میلیمتر) می باشد که به طور معمول به صورت مسلح اجرا می گردد. ریزشمع به وسیله ی حفاری گمانه، جایگذاری مسلح کننده فولادی و دوغاب ریزی اجرا می گردد.
شرح و تعریف میکروپایل
میکروپایل نوعی شمع حفاری و دوغاب ریزی شده با قطر کم (معمولا کمتر از 300 میلیمتر) می باشد که به طور معمول به صورت مسلح اجرا می گردد. ریزشمع همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است به وسیله ی حفاری گمانه، جایگذاری مسلح کننده فولادی و دوغاب ریزی اجرا می گردد. ریزشمع ها می توانند بارهای محوری نسبتا زیاد و بارهای جانبی در حد معمول را تحمل نمایند و می تواند به صورت جایگزینی برای شمع های درجا یا شفت های حفاری شده بنابر مفاهیم طراحی، مورد استفاده قرار گیرد. ریزشمع ها با استفاده از روش هایی نصب می گردند که موجب حداقل دستخوردگی به سازه ها، خاک، و محیط اطراف می شود. ریزشمع ها می توانند در جایی که دسترسی محدود باشد و در تمامی انواع خاک ها و شرایط زمین نصب گردند. میکروپایل ها می توانند در هر زاویه ای پایین تر از افق با استفاده از تجهیزات مورد استفاده در نصب انکرها و تزریق دوغاب اجرا گردند.
به این دلیل که فرآیند نصب موجب حداقل شدن میزان ارتعاش و اختلالات صوتی می گردد و می تواند در شرایطی که دارای سقف کوتاه باشد مورد استفاده قرار گیرد، از آنها معمولا برای تحکیم پی زیر فونداسیون استفاده می گردد. اغلب برای نصب ریز شمع از میان زیر زمین های موجود یا تاسیسات با ارتفاع سقف محدود، تجهیزات مخصوصی مورد نیاز است.
بیشتر بارهای وارده بر شمع های برجا یا غیرجابجایی، به صورت معمول توسط بتن مسلح تحمل می شود. ظرفیت سازه ای بیشتر توسط سطح مقطع بیشتر حاصل می شود. ظرفیت باربری ریزشمع ها به صورت نسبی توسط المان های فولادی با ظرفیت بالا تحمل می شود. این المان های فولادی ممکن است نیمی از مساحت گمانه را اشغال نماید. روش های ویژه حفاری و تزریق مورد استفاده در نصب ریزشمع ها موجب ایجاد ظرفیت بالای مقاومت باند دوغاب و زمین می شود. دوغاب همانند عملکردی که در زمین مهارها ایفا می نماید ، بار را به صورت اصطکاکی از مسلح کننده به زمین انتقال می دهد. به دلیل قطر کم شمع ها، از هر گونه باربری اتکایی در آن صرف نظر می گردد. مقاومت باند زمین و دوغاب به صورت اصلی تحت تاثیر نوع زمین و روش تزریق مورد استفاده، می باشد.
طبقه بندی ریزشمع های از نظر طراحی عملکرد
طراحی یک ریزشمع به صورت انفرادی یا طراحی ریزشمع ها به صورت گروهی با شبکه ی ریزشمع ها که بسیار نزدیک به یکدیگر قرار داشته باشند، کاملا متفاوت است. این تفاوت منجر به مفهوم المان های ریزشمع نوع1 شده است که در آن ریزشمع ها به صورت مستقیم بارگذاری شده اند و در مقابل بیشترین مقدار بار وارده مقاومت می نمایند(تصویر2). ریزشمع های نوع 2 خاک را به صورت داخلی مسلح می نمایند تا به صورت تئوری یک توده ی مرکب خاک مسلح ایجاد نماید تا در مقابل بارهای وارده مقاومت نماید(تصویر3). به این ریزشمع ها ، شبکه ی ریزشمع گفته می شود.
طبقه بندی ریزشمع ها از نظر ساخت
روش تزریق دوغاب به طور معمول حساس ترین قسمت از فرآیند ساخت می باشد که بر روی ظرفیت باند دوغاب و زمین تاثیرگذار است. ظرفیت باند دوغاب و زمین به طور مستقیم با روش تزریق تغییر می نماید. قسمت دوم طبقه بندی ریزشمع ها شامل یک حرف (از A تا D) می باشد که به طور کلی بر اساس روش جایگذاری و فشار تزریق دوغابی است که در حین اجرا اعمال می گردد. طبقه بندی به صورت شماتیکی در تصویر 4 نشان داده شده است:
نوع A: برای ریزشمع های نوع A ، دوغاب تنها تحت فشار ثقلی تزریق می گردد. از ملات ماسه و سیمان و یا سیمان خالص می توان استفاده نمود.
نوع B: در ریزشمع های نوع B، ملات سیمان خالص تحت فشار 0.5 تا 1 مگاپاسکال همزمان با خارج کردن کیسینگ اعمال می گردد.
نوع C: ریز شمع های نوع C شامل یک فرآیند تزریق 2 مرحله ای می باشد، 1. دوغاب سیمان خالص تحت فشار ثقلی تزریق می گردد و 2. پیش از سخت شدن دوغاب اولیه (تقریبا پس از 15 تا 25 دقیقه)، دوغابی مشابه بدون پک کردن(در محدوده باند) در فشاری کمتر از 1 مگاپاسکال تزریق می شود.
نوع D: این روش نیز دارای 2 مرحله تزریق دوغاب می باشد که در این خصوصیت شبیه نوع C می باشد. در این روش، دوغاب خالص تحت فشار ثقل تزریق مش گردد و ممکن است تحت فشار نیز قرار گیرد. پس از سخت شدن دوغاب اولیه، دوغاب اضافی تحت فشار 2 تا 8 مگاپاسکال با استفاده از پکر گذاری تزریق می گردد.
امکان پذیری استفاده از ریزشمع
ریزشمع ها در مقایسه با سیستم ها نگهبان دیگر دارای مزایایی می باشند. در مجموع ریزشمع ها تحت محدودیت های زیر قابل استفاده می باشند:
- پروژه در منطقه ای واقع شده است که دسترسی به آن مشکل می باشد
- سیستم نگهبان مورد نیاز باید نزذیک به سازه های موجود باشد
- شرایط زمین و حفاری مشکل باشد
- حفاری شمع ممکن است موجب روانگرایی گردد
- نیاز به حداقل بودن ارتعاشات یا آلودگی صوتی
- ...
ریزشمع میکروپایل شمع حفاری بتن مسلح پیمانکار ریز شمع اجرای ریز شمع سازه نگهبان حفاری شمع نصب انکر تزریق دوغاب تحکیم پی فونداسیون خاک مسلح
