اختلاط عمیق خاکروش اختلاط عمیق، خاک را به صورت برجا با عوامل سخت کننده (سیمان، آهک، یا سایر بیندرها) در اعماق بوسیله ی اوگرها مخلوط می نماید. اختلاط عمیق می تواند به صورت خشک و یا تر انجام گیرد. در روش تر از بیندر به صورت مخلوط در آب استفاده می گردد در حال که در روش خشک از بیندر به صورت پودر استفاده می شود.
مقدمه
عوامل شیمیایی (که به آنها بیندر نیز گفته می شود) می توانند به همراه خاک مخلوط شوند و یک توده ی جامد سخت شده که مقاومت و سختی بیشتری دارند را شکل دهند. عوامل شیمیایی می تواند آهک، سیمان، ژل های سیلیکاتی و ترکیبات شیمیایی باشد. دو روش کلی جهت ترکیب خاک با عوامل شیمیایی وجود دارد که به طور کلی شامل مخلوط کردن و تزریق کردن، می باشد. روش اختلاط می تواند در سطح زمین و یا در اعماق زمین انجام گیرد. روش مخلوط کردن مواد شیمیایی در اعماق که در شکل.1 نشان داده شده است به عنوان روش اختلاط عمیق شناخته می شود.
روش اختلاط عمیق، خاک را به صورت برجا با عوامل سخت کننده (سیمان، آهک، یا سایر بیندرها) در اعماق بوسیله ی اوگرها مخلوط می نماید. اختلاط عمیق می تواند به صورت خشک و یا تر انجام گیرد. در روش تر از بیندر به صورت مخلوط در آب استفاده می گردد در حال که در روش خشک از بیندر به صورت پودر استفاده می شود.
تجهیزات مورد نیاز برای اجرای روش تر می تواند از یک تا هشت شفت تو خالی روتاری با تجهیزات برش و تیغه های اختلاط باشد. دوغاب بیندر از طریق هر شفت تو خالی به داخل زمین رانده می شود و از نازل در هنگامی که شفت به داخل زمین فرو می رود یا بیرون می آید، خارج می شود. بعضی از تجهیزات دارای تیغه های اختلاطی هستند که در جهت مخالف می چرخد تا یکپارچگی بیندر و خاک را حاصل نماید.
تجهیزات روش خشک ممکن است یک یا دو شفت به همراه تجهیزات برش و تیغه های اختلاط داشته باشد. پودر بیندر از طریق هر شفت تو خالی و نازل با استفاده از فشار هوا به داخل خاک تزریق می شود.
سازگاری
روش اختلاط عمیق به طور عمده برای بهسازی خاک های چسبنده مورد استفاده قرار گرفته است، اما گاهی اوقات جهت کاهش نفوذپذیری و پتانسیل روانگرایی خاک های غیر چسبنده نیز مورد استفاده قرار گرفته است. جدول 1 مشخصات خاک های مناسب جهت اجرای اختلاط عمیق را بیان می کند. اجرای اختلاط عمیق در شرایطی که زمین بسیار سخت، متراکم و دارای بولدر باشد، بسیار سخت می شود. به طور معمول، عملیات اختلاط عمیق به دلیل تجهیزات بزرگ مورد استفاده، نیازمند دسترسی نامحدود به سایت می باشد. اختلاط عمیق می تواند تا عمق 70 متر جهت کارهای دریایی و تا عمق 30 متر جهت عملیات در خشکی مورد استفاده قرار گیرد.
| مشخصات | شرایط مطلوب شیمیایی خاک |
| PH | کمتر از 5 |
| محتویات آب طبیعی | کمتر از 200 درصد(شرایط خشک) و کمتر از 60 درصد (شرایط تر) |
| محتویات نباتی | کمتر از 6 درصد (روش تر) |
| اتلاف در اثر آتش سوزی | کمتر از 10 درصد |
| گیاه خاک | کمتر از یک درصد |
| رسانایی الکتریکی | کمتر از 0.04 mS/mm |
کاربردها
ستون های اختلاط عمیق در خاک های نرم کاربردهای فراوانی دارد، از جمله: 1. تقویت ابرسازه ها، شامل ساختمان ها، دیوارها، خاکریزها، و ... 2. باراندازها و کاربردهای دریایی شامل اسکله و موج شکن و ... 3. پایدارسازی ترانشه ها، 4. تکیه گاه جانبی، 5. مخازن آب و آلاینده ها، 6. کاهش پتانسیل روانگرایی، 7. کاهش ارتعاشات. اختلاط عمیق همچنین برای تعریض راه ها جهت مقاوم سازی خاکریزها و کاهش تورم خاک های متورم شونده، مورد استفاده قرار می گیرد. ستون های اختلاط عمیق به طور معمول در چهار الگوی مختلف مطابق شکل2. طبقه بندی می شود. ستون های مجزا زمانی استفاده می شود که نسبت جایگزینی خاک، نسبتا کم باشد، به طور مثال کمتر از 50 درصد. ستون های مجزا به صورت گسترده جهت افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست مورد استفاده قرار گرفته است. الگوی بلوکی به طور معمول برای بهبود پایداری سازه های بزرگ دریایی مورد استفاده قرار گرفته است.
مزایا و محدودیت ها
روش اختلاط عمیق دارای مزایای زیر می باشد:
قابل استفاده برای اغلب خاک ها
قابل اجرا در اعماق زیاد
اجرای نسبتا سریع
سطح ارتعاشات و آلودگی صوتی کم
حداقل شدن خرابی زمین به ویژه برای روش خشکاگرچه روش اختلاط عمیق محدودیت های زیر را نیز دارد:
هزینه نسبی بالای تجهیز
بازه ی تغییرات زیاد در کیفیت ستون
کمبود روش های استاندارد کنترل کیفیتروش اجرا
اصول روش اجرای اختلاط عمیق به روش تر به صورت زیر می باشد(شکل3):
اوگر را در محل مورد نظر قرار داده
شفت مخلوط کن را با سرعت از پیش تعیین شده به داخل زمین فرو ببرید. دو روش برای تزریق دوغاب وجود دارد: 1. تزریق دوغاب بیندر در حین نفوذ شفت 2. تزریق دوغاب بیندر در حین خارج کردن شفت
پس از رسیدن به عمق مورد نظر، در آن عمق برای مدتی باقی مانده و خاک را با دوغاب مخلوط نمایید تا یک مخلوط یک دست بدست آید.
شفت مخلوط کن را به تدریج در حالی که خاک را با دوغاب مخلوط می نماید، خارج نمایید.
نصب ستون های اختلاط را تا زمانی که شفت به تراز مورد نظر برسد، ادامه دهید.
اصول روش اجرای اختلاط عمیق به روش خشک به صورت زیر می باشد(شکل4):
اوگر را در محل مورد نظر قرار داده
شفت مخلوط کن را با سرعت از پیش تعیین شده به داخل زمین فرو ببرید. دو روش برای تزریق پودر مرسوم است: 1. تزریق پودر بیندر در حین نفوذ شفت 2. تزریق پودر بیندر در حین خارج نمودن شفت.
شفت مخلوط کن را به تدریج در حالی که خاک را با پودر مخلوط می نماید، خارج نمایید
نصب ستون های اختلاط را تا زمانی که شفت به تراز مورد نظر برسد، ادامه دهید.
کنترل و تضمین کیفیت
ابتدا باید نمونه های آزمایشی جهت ارزیابی مقاومت مخلوط بیندر و خاک تهیه گردد. گاهی اوقات اجرای ستون های آزمایشی در محل، برای ارزیابی مقاومت مورد نیاز است. در حین اجرای عملیات اختلاط عمیق، تمام پارامترها به ویژه ترکیبات بیندر باید به خوبی کنترل شوند. پس از اجرا، کیفیت ستون ها باید با نمونه گیری، مغزه گیری و آزمایش های برجا کنترل شود. ابزار بندی و پایش به صورت صحرایی ممکن است برای پروژه های بزرگ و پیچیده مورد نیاز باشد.
اختلاط عمیق خاک دیوار خاک مسلح سپرکوبی پايداری گود خاک برداری جداره پيوسته مهاربند سپر فلزی رانش خاک اجرای مهاربند پیمانکاری گودبرداری مجری ديوارهای حائل دیوارهای حایل دوغاب بهسازی خاک
