حفاری توأم با بتن ریزی
حفاری توأم با بتن ریزی
مقدمه :
روشهای متعددی برای تولید لوله در صنعت وجود دارد ، یکی از روشهای مرسوم استفاده از روش اسپیرال می باشد ؛ در این روش ورقها به صورت دایره خم شده و بوسیله جوش اتوماتیک جوشکاری می شود ، اما به دلایل مختلف این لوله ها کمتر در کارهای شم کوبی مورد استفاده قرار می گیرند ، در این تحقیق حفاری توأم با بتن ریزی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است .، که آزمایشات شم کوبی ع حفاری ، بتن ریزی و بارگذاری استاتیکی به روش ML مورد ارزیابی و تجدید نظر قرار گرفته است .
دراین پروژه به بررسی فونداسیون ها ی عمیق که به منظور دستیابی به تراکم ، بالابردن نیروهای پیچیده ارزی که گستره ی گوناگون ساختاری از قبیل ساختمان ها ، پل ها ، برج ها ، گذرگاهها ، اسکله ها و سکوهای روی زمین و نسب در کرانه ها و دور از کرانه ها طراحی شده ، پرداخته شده است .
و همچنین به شیوه ی نسب شافت ها در محل اجرا اشاره می شود که مراحل اجرای آن عبارتند از :
1- حفاری محل نصب و ایجاد حفره درون زمین تا عمق مورد نظر برای قرارگیری شافت .
2- پر کردن انتهای حفره با بتن
3- قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره .
4- بتن ریزی حفره .
مراحل اجرای شمع بتنی درجا:
1-ساخت سبد آرماتور و لقمه های بتنی جهت رعايت پوشش آرماتور جداره شمعها.
2-اتصال لقمه های بتنی به سبد آرماتور هر 2 متر و در هر چهار طرف سبد. ( البته اين ميزان به در نقشه های اجرائي قيد مي شود ولی برای شمع های حدود 10 متر و بالاتر, اتصال لقمه معمولاً به ازای هر 2 متر مي باشد.
3-ميخکوبی محل آکس شمع مورد نظر.
4-تاييد دستگاه نظارت, در تمامی مراحل اجرای پروژه اژن بند از اساسی ترين موارد اجرا به شمار می آيد.
5-استقرار دستگاه حفاری در محل حفاری.
6-حفاری تا عمق مورد نظر
7-کيسينگ گذاری جهت جلوگيری از ريزيش خاک دستی به درون محل حفاری در صورت نياز.
8-ساخت بنتونيت: در صورت ريزشی بودن ديوار محل حفاری شمع به مدت حداقل يک روز قبل از حفاری.
9-ريختن بنتونيت در صورت نياز در طول مدت حفاری.
10- حمل سبد بافته شده آرماتور به محل حفاری.
11- قراردادن سبد آرماتور در داخل محل حفاری توسط جرثقيل.
12- ساخت بتن توسط بچينگ در کارگاه مطابق با مشخصات فنی.
13 – حمل بتن توسط تراک ميکسر از محل بچينگ تا محل حفاری.
14- نصب لوله ترمی به جرثقيل جهت بتن ريزی.
15 – نمونه گيري بتن جهت آزمايشگاه.
16- تاييد دستگاه نظارت.
18- بتن ريزي توسط لوله ترمی از قسمت انتهای شمع به طرف بالا
19- بازکردن و تميز نمودن لوله های بتن ريزي همزمان با بالا آوردن لوله ترمی در طول مدت حفاری جهت حفاری بعدی.
در شکل (1) مراحل اجرای شمع های درجا نشان داده شده است:
يکي از روش های تحکيم و پايداری انواع سازه ها در زمين هايط که دارای خاک سست می باشند, استفاده از شمع ها می باشد.
شمع های بتنی به دو روش اجرا ميشوند:
1-شمع درجا
2-شمع های پيش ساخته
اجرای شمع های درجا که در اينجا به روش اجرای آن مي پردازيم به صورت حفاری و بتن ريزي در محل مي باشد. ذکر اين نکته لازم است که در بتن ريزي اين نوع شمع ها به دليل عمق زياد حفاری نمی توان از ويبره استفاده نمود و برای حل اين مشکل از بتن با اسلمپ پايين(اسلمپ =15) استفاده می شود. همچنين برای جلوگيري از ريزش خاک و جذب آب بتن از ماده ای شيميائي به نام بنتونيت(Bentonite), قبل از بتن ريزي استفاده می شود.
برای اجرای شمع های از پيش ساخته از دستکاه شمع کوب استفاده می گردد. استفاده از اين نوع شمع ها را ميتوان در پروژه هايي مانند”نيروگاه سيکل ترکيبی نکا و پتروشيمی بندر امام” مشاهده نمود.
راهکارهای عملی طراحی شمع ها
1-اطلاعات لازم و مکفی از شرايط ژنوتکنيکي محل.
2-شناخت دقيق نيروها و لنگرهای وارده از روسازه از نظر نوع, مقدار و جهت و اولويت بندی آنها
3-شناخت عوامل محيطي از نظر آثار کوتاه مدت و دراز مدت بر مصالح شمع.
4-شناخت وضعيت پيرامون پروژه برای تصميم گيري در مورد شيوه اجرای شمع.
5-انتخاب نوع شمع.
6-بررسی امکان پذيری ساخت و توليد شمع برای پروژه و محدوديت های ابعادی.
7-برگزيدن روش نصب شامل کوبشي, چکش زدن, درجا ريختن و … .
8-تعيين عمق مدفون شمع با توجه به شرايط خاک, بارهای موجود و امکانات اجرايي.
9-آرايش شمع های گروهي و تعيين نحوه عملکرد گروه و توجه به نکات موثر در طراحی از جمله تداخل شمع,ضريب کارايي,… .
10- با استفاده از تحليل های معتبر استاتيکی(تکی يا گروهی) تعيين توان کاربری شمع.
11-تعيين توان باربری شمع با استفاده از آزمايشات درجا يا آزمايشات دينا»يکي و تدقيق توان باربری.
12- دخالت دادن عوامل موثر پيرامونی بر توان باربری بدست آمده.
13- کنترل و ارزيابی نشست سيستم شالوده.
14- طراحی سازه ای شمع و کلاهک سه شمع.
15- به منظور اطمينان از(درصورت لزوم و صلاحديد) انجام آزمايشات عملی بارگذاری استاتيکی يا ديناميکی صحت اجرا و عدم آسيب ديدگي شمع ها در حين اجرا.
16- تعيين ضريب اطمينان.
17- انواع پی های عميق از نظر اجرايي.
شالوده های پوسته ای کوبشی و پر شده با بتن:
می توان شالوده های پوسته را (DS) با ترکيب خصوصيات و عملکرد شمع های کوبشی و شافت های حفاری شده معرفی کرد که نخست پوسته با چکش به عمق مورد نظر رانده می شود و قفسه ميلگرد درون آن گذاشته شده و مزايای اين روش متعاقباً با بتن پر مي شود:
– ايجاد سطح صاف برای بتن شالوده توسط لوله.
– جابجايي ايجاد شده توسط سطح کنگره ای پوسته باعث افزايش اصطکاک جداری شالوده می شود.
– ابزار نصب به سهولت باز و بسته می شوند و دارای قابليت نقل و انتقال خوبی است.
ليکن بايد توجه داشت که:
– هزينه ها مانند شمع کوبی زياد است.
– قطعات شالوده قابل اتصال نيستند لذا محدوديت طول با ارتفاع شمع کوب متناسب است.
– آسيب پذيري شمع ها در حين نصب.
– (Drilled shaft=DS) شمع های نصب شونده درون حفره خود.
تفاوت اساسی بين شمع ها و شافت های نصب شونده درون حفره ايجاد شده آنست که شمع ها عناصر پيش ساخته ای هستند که درون زمين کوبيده مي شوند در حاليکه اين شافت ها با شيوه نصب در محل اجرا مي شوند مراحل اجرای اين شافت ها عبارتند از:
– حفاری محل نصب و ايجاد حفرهه درون زمين تا عمق مورد نظر برای قرار گيري شافت.
– پرکردن انتهای حفره با بتن
– قرار دادن قفسه ميلگرد درون حفره.
– بتن ريزي حفره
مهندسين و پيمانکاران ممکن است برای اين نوع شالوده های عميق اصطلاحات ديگري استفاده کنند از جمله :
– (Pier) پايه.
– (Bored Pile) پايه با حفره از قبل ايجاد شده.
– (Cast-in-Place Pile) شمع درجا ريخته شده.
– (Caisson)صندوقه.
– (Drilled caisson) صندوقه با حفره از قبل حفاری شده.
– (Cast-in-drilled-hole foundation) شالوده در جاريز درون حفره از قبل حفاری شده.
روش آزمايش تضمينی کيفيت و کنترل کيفيت فونداسيون های عميق
بارگيري, ساختاری, تجهيزات قابل استفاده در مناطق مسکونی, شرايط زمين شناسي وژئوتکنيکي زير سطحي,بررسي وپروژه و مکان خاص, بررسي و اظهار نظر فنی دربارة ساختمان های محلي , عوامل اقتصادي و تجارب طراحان و اويت ها به طور نمونه انواع سيستم های فونداسيون را تعيين ميکند . فونداسيون های عميق به منظوردستيابی به تراکم ,بالا بردن,نيروهای پيچيده وعرضی که گستردة گوناگونی ساختاری از قبيل ساختمان ها, پل ها ,گذرگاه ها ,اسکلهو سکوهايی بر روی زمين و نصب در کرانه ها طراحی شده است.
آنها بطور کلی به پايه يا ميله ها قالب ريزی شده در محل ,در اندازه هايی که به طور معمول بين 10 تا60 اينچ در قطر و20 تا 120 فوت در طول دسته بندی شدهاند.در بعضی موارد ,تعدادپايه های بکار رفته در فولوزيرا, تعدادی که ثبت شده است به اين مقدار می رسد:پايه های فرو رفته در حدود400 فوت در طول ومحورهایحفر شده 120 اينچ در قطر.پايه های فرو رفته ميتواند چوبی ,استيل (لوله ياHشکل),يا بتونی باشد و با پتک های فرو کردن پايه نصب شود.
ميله های قالب ريزی شده در محل بوسيله حفر کردن سوراخ هايی در زمين بنا ميشوند که با سيمان يا بتون هاي استيلی مستحکم پر شده اند .بسته به روش ساخت و اندازه آنها ,آنها به وسيله نام هاي مختلف شناخته اند به عنوان مثال تيرهای مته ای رديفی ومتصل(CFA),تيره های ريخته گري مته ای جايگزين شده ,محور های سوراخ شده تيره های حفر شده ,صندوق مهمات و الي آخر.
ساخت يک فوندايسون عميق به طول ساختاری و درستی , طول و تغيير شکل ژئوتکنيکی و حيران حمايت خاک و سنگ,ويژگی های متقابل خاک و سنگ, قدر مطلق و خا صيت تيره های به کار رفته بستگی دارد .هر مرحله از طرح , ساخت ,باز بينی و مرحله آزمايش تضمين کيفيت در موقعيت فونداسينون های عميق در اجرای اهداف مورد نظر آن حساس است.از آنجايی که فونداسيون های عميق ساخته شده اند زير زمينی هستند , ارزيابی خدمات به کار رفته به راحتی آنچه که در موارد مولفه های فوق ساختاری بکار رفته است قابل دسترس نيست. معمولاً روش های آزمايش کاربردي در فلورديدا برای ارزيابی درستی ساختارو میزان تحمل بار در فونداسيون های عمِق بکارگرفته شده است که به وسيله شاخص Astm که بحث شداستاندرد شده است. آنها شامل :آزمايش درستی فرسايش پايين(ASTMD_5882),عمليات صوتي حفره های –عرضی (ASTMD_6760)و آزمايش ديناميکی بارگيری (ASTMD_4945).
آزمايش درستی فرسايش _پايين:
اجرای هر يک از عوامل فونداسيون عميق تحت ظرفيت های اشاره شده عملکرد درست و استقامت ساختاری آن است.نمای ايجاد شده وصحت ساختاری تيره های قالب ريزی شده در محل وپايه های حفر شده شامل عملکرد شرايط زير سطحی, کيفيت دوغاب طا بتن و روش جابجايی, روش ساختاریوطرز کار آن است.
تحت ضربات پتک های نصب تير پايه, تير پايه ها برايفشار بالای وارد شده کنترل می شوند , که اگر بيش از حد باشد ممکن است باعث خرابی ساختار تير پايه ها شود.ارزيابی درستی ساختار برای تير پايه های قالب ريزی شده در محل ,تيره های بتونی,تير های لوله ای استيل پر شده با بتن, و گاهی تير پايه های استيل و چوبی را می توان اقتصادی تر و راحت تر از کاربرد روش ديناميکی (NDT)که انعکاس صدا و فرسايش پايين به همراه دارد به کار برد.
آزمايشات بوسيله فرو بردن نوک ميله و تير های با يک پتک دستی کوچک و ارزيابی واکنش به يک سرعت سنج انجام مي شود. ضربات باعث يک موج تراکمی فشار پايين برای پايين بردن تير پايه می شود,انعکاس امواج بوسيله تغيير در پايه ها مقاومت(مرتبط با برش عرضی منطقه ,ضريب ارتجاعی و چگالی مواد است),تير پايه های حائل و تاثيرپايداری سنگ و خاک ايجاد می شود. کاهش در مقاومت (به عنوان مثال ,نقص)باعث انعکاس امواج کششی شده و توليد موقت امواج فشار را انعکاس می دهد . تاثير پايداری خاک بوسيله افزايش داده های انتخاب شده و تکنيک های تصفيه به حداقل می رسد . ثبت آزمايشات معمولا ًارائه شده است تا سرعت نوک تيرپایه ها که شامل تاثير ناگهانی و نعکاس امواج نتيجه بخش است را نشان دهد.بررسی داده ها معمولاً بوسيله نظارت های بصری ثبت پرونده يا بوسيله روش عددی بررسی های کامپيوتری قابل دسترس وتکنيک های شبيه سازی شده انجام مي گيرد .
شکل1 آزمايش زمين با سيستم آزمايشگری های دقيق تير پايه را نشان می دهد.
شکل 2نتايج آزمايش PIT که بر روی يک قطر 18 اينچی , بلندی 42 فوتي,انجام شده است را نشان مي دهد,
تير پايه های نمونه برداری بدون هيچ مشکلی در درستی ساختار (به عبارت ديگر , بدون انعکاس امواج کششی در طول تير پايه ها , توجه کنيد که انعکاس موج فشار موقت در يک موقعيت تقريباً 25 فوت زير نوک پايه را اشاره دارد.) و شامل انعکاس واضح امواج در نوک تير مطابق اتصال ميله است. شکل3, ثبت يک آزمايش را با انعکاس موج کششی فوی که تقريباً سه فوت پايين تر از نوک پايه ناشی می شود که به مسئله درستی ساختار های سخت در آن موقعيت اشاره دارد. پايه ها حفر شده اندونقص گلويی جدی در عکس شماره 3 نشان داده شده است.
مزيت بررسی صحت PITشامل موارد زير می باشد:فراهم کردن تير پايه های کوچک مورد نطاز بر اساس بررسي محل اتصال ممکن ميباشد. آزمايشات برای بسياری از پروژه هايي که تير پايه های آن آزمايش شده است تا درستی انها تاثير شود ساده و کم خرج هستند و اين عيب اصلی را مشخص می کند .(موقعيت های عمودی و سخت)در اين روش آزمايش چند اشکال وجود دارد که شامل موارد زير می با شد : تفسير اطلاعات نياز به اظهار نظر فنی و تجربه دارد .
محدوديت طولی تقريباً25تا50 و يا متر (بسته به عوامل مختلف),نواقص متعدديا ايننکه در پايين تر تغطيراتعمدهدر مقاومت ظاهری قابل تشخيص نمی باشد, نواقص کوچکتر اغلب نا ديده گرفته می شود.موقعيت افقی يک نقص در قسمت های متقاطع معين نمی شود ,درستي موقعيت در طول محور به سرعت موج فشار بکار رفته و محدوديت در تير پايه های استيل بررسی شده دارد. (تيرپايه های H-ديوار _تختهای,تيرهای لوله ای شکلی که با بتن پر نشده باشد و الی آخر.)
يکی از کاربرد های ابتکاری PITارزيابی طول نا معلوم فونداسيون های عميق است که ساختارهای موجود را حمايت ميکند. (به عنوان مثال ,پل ها برج های مخابراتی,ساختمان ها و الی آخر). اگر چه تعين عوامل موفقيت در فونداسيون های عميق بکار گرفته شده به جزئيات خاص فونداسيون وساختار در هر مورد بستگی دارد سادگی کاربرد و هزينة پايين دليل الزام آور آزمايش آنها از بکار گيری بيشتر آنها و بکار بردن ابزار گران قيمت است.
توسعةروش PITپايه , شامل روش واکنش زود کذر (TRM)است که به يک چکش ابزاری برای ارزيابی نيروی راّس پايه به علاوه عمل ارزيابی در حوزة بسامد,و دو روش شتاب سنجی (TAM)که نياز به دو حرکت همزمان برای ارزيابی در موقعيت های مختلف تير پايه دارد تا به تجزيه امواج داخلی و انعکاس آن در ثبت آزمايش کمک کند.
عمليات صوتی در حفرهای _ضربدری
ميله های قالب ريزی شده در حمل با قطره های بزرگ اغلب به عنوان فونداسيون های در شرايط زير سطحی سخت به منظور حمل بار های ساختاری عظيم بکار برده می شوند. اين خاصيت ساختمان ها ی پر زحمت در شرايطبار گيری و قابل ملاحظه است و اغلب به کارگران مازاد احتياج کمی که مورد نياز برای کار در اجرای برنامه های آزمايشی کنترل کيفيت و تضمين کيفيت برای هر يک از ميله هاست نيازدارد.يک آزمايش معمول برای بررسی درستی ساختار ميله های حفر شده و تيرپايه هادر مته های نمونه برداری _قالب ريزی با قطر زياد ,روش عمليات صوتی در حفر های _ضربدر ی است.
(CSL), که معمولاًبا سيستم های خاصی از قبيل بررسی کننده حفرهای ضربدری(CHA)بکار برده می شود.هدف آزمايشات دستيابی به همگنی ودقت بتون های بين لوله های قابل دسترسی در يک فونداسيون عميق می باشد.
بررسی CSLنياز به لوله ها کوچک قابل دسترس دارد که بصورت تمام قد در ميله ها هنگام ساخت نصب شده است .(معمولاًاز جنس PUCيا لوله های استيل تا 2 اينچ در قطر می باشد.)به طور معمول ,تعداد تيوب های مورد نياز در قطر لوله با حداقل 4 ميله مساوی ميباشد.(به عبارت ديگر يک ميله با قطر 6 فوت به 6 لوله نياز دارد .)لوله ها بوسيله قفل های استيل مستحکم به هم متصل شده و بلا فاصله بعد از بتون کردن ميله ها با آب پرمی شوند.
تجهيزات آزمايش شامل يک انتقال دهنده فرا صوتی و يک گيرنده هماهنگ شده و يک سيستم جمع آوری اطلاعات می باشد. انتقال دهنده و گيرنده به ته لوله منتقل می شودو(شايد پايين تر),در حالی که آن ها را بطور همزمان جمع آوری می کند در حاليکه انتقال دهنده به طور مداوم سيگنال منتشر می کند و دريافت کنند. علائم فرا صوتی را جمع آوری می کند .
ثبت زمان حرکت علائم(و قدرت نسبی ) شامل تعين کيفيت بتن و پيوستگی بين دو لوله است .مراحل بر اساس بکار گيری ترکيبات مختلف از لوله های قابل دسترس به منظور بررسی اطراف پيرامون ميله ها و مرکز آنها تکرار شده است.
تغير اطلاعات شامل بررسی بصری علائم آزمايشی (حفاری در يک دياگرام آبشاری)و بررسی زمان رسيدن اولين سيگنال و انرژی علائم مرتبط می باشد.(EAT) پيشرفت در بررسی تکنولوژی وتکنيک های عددی برای کاربرد در داده های پرتو نگاری CSL در نظر گرفته می شود .پرتو نگاری نياز به حداقل6اسکن در هر تيرپايه دارد,که ارزيابی جامعی را بوسيله يک زاويه سنج ونمايش سه بعدی از کيفيت ميله ها همانند ارزيابی سرعت موجی مواد در نظر می گيرد.
شکل4نتيجه آزمايش های بدست امده بين سه جفت لوله را برای قطر 72 اينچی ,ميله های با طول 64 نشان می دهد , در حالکه يک نقص در يک موقيت 42 تا 47 پايی زير راس ميله را نشان می دهد.شکل5 نتايج پرتو نگاری در 3_Dرا برای قطر 60 اينچی ,ميلع ها با طول40 پايی را نشان می دهد.
مزايای آزمايشCSLشامل موارد زير است :هيچ محدوديتی بر وی طول ميله برای آزمايش قابليت وجود ندارد,تعين موقعيت معايب را در طول ميله و بخش ضربدری,معايب متددی را پيدا ميکند که برای انواع خاک ها حساس نيست,ودر اغلب موارد تغيير اطلاعات نسبتاً ساده است . مضرات آن شامل موارد زير است:
ميلهها بايد در مسير دستيابی به لوله ها بيش از بتن سازی جاری داداه شوند ,آزمايش درازای تمام ميل ها اگر قفسه های مستحکم دراز به دراز وجود نداشته باشد ممکن نيست ,تنها در بين لوله ها و نه پوشش خارجی قفسه های استيل بررسی می شود,و تغير داده ها ی پيچيده نياز به نظر فنی و تجربه دارد. (بخصوص در بکار بردن پرتو نگاری)
يکی از تکنيک های مرتبط عمليات صوتی حفره های واحد است,(SHXL),روشی که تنها به يک لوله واحد دستيابی نياز دارد که در تير پايه نصب شده باشد. آزمايشات بوسيله پايين آوردن انتفال دهنده و گيرنده بروی راس هر کدام (در حدود 2 فوت دورتر)اجرا می شود,در ادامه به عمق لوله و سپس اسکن تير پايه ها همانند دو موردی که دريافت شده است. (به جای موازی بودن با موارد CSL).
ديناميک فشار_بالا
نمايش و بررسی بار گذاری:
مشاهده عينی تير پايه های پر توان در تعداد ضربات تحت تاثير چکس يک بخش مکملی در طول فرايند نصب ميباشد. (به عنوان مثال,تعداد/فوت)اگر چه ,اين ارزيابی ساده تنها يک ارزيابی خام را با توجه به ظرفيت تحمل تير پايه ها و قدرت آن را فراهم ميسازد, به خصوص اگر بررسی ها بر اساس تئوری های منسوخ و روشهای خيلی ساده باشد.يک برنامه تحقيقاتی وسيع تيرپايه ها که به ضمانت اداره فدرال بزرگراه ,(FHWA),DOTاوهايو,FDOT,وديگران در سال 1964 شروع شد در دانشگاه اختصاصی غربی در کليولند اوهايو با موضوع با توسعه تجهيزات الکترونيکی و روش تحليل سريع ,اقتصادی و ارزيابی دقيق آماری ظرفيت تحمل تير پايه ها از ارزيابی ديناميکی را به عهده گرفتند.
اين تحقيات موفق پايه ای را برای بررسی ديناميکی با فشار بالا و روش های برسی فراهم کرد,که امروزه يک بخش روزانه و حياتی در فونداسيون های عميق در سراسر جهان می باشد.(تير پايه های کار گذاشته ,تير پايه های قالب ريزی شده در محل ,و ميله های حفر شده)
آزمايش فشار بالا نيرو و حرکت تير پايه هه را تحت تاثير ضربات چکش ارزيابی می کند (با ترانسفور ماتور های فشاری چند بار مصرف و چفت کردن فشار سنج ها در راس ميله ها /تير پايه ها) .برای تير پايه ها ی حفر شده ,چکش های ضربه زننده به خودی خود برای آزمايش بکار برده شده اند.
برای ميله های قالب ريزی شده در محل يک کاهش وزن مورد نياز می باشد .(وزنی در حدود 15 در صد از ظرفيت نهايی آزمايش).
استفاده از داده هاو بررسی زمينه در يک زمان واقعی نياز به يک سيستم کامپيو تری خاص_از قبيل تحليل گر محرک تير پايه (pda). نتايج آزمايش فوراً به دنبال هر ضربه چکش قابل دسترسی است که برای :ارزيابی اجرای ضربه های محرک تير پايه برای توليد و کنترل ساختمان ,فشار های وارد شده بر تير پايه هایدطناميکی به منظور کاهش خطر خرابی تير پايه ها در طول نصب , تعيين مقاومت ساختاری ميله ها و توزيع پايداری خاک و ظر فيت تحمل کلی بصورت آماری بکار برده می شود.
به علاوه بررسی داده های زمينه های ثبت شده با يک برنامةکامپيوتری هماهنگی علائم(CAPWAD)
با روش عددی پيشرفته به منظور بررسی نتايج زمينه ای و فراهم کردن يک نمودار حرکت _بارگذاری تير پايه ها فعال ,بکار برده می شود.
شکل 6نتايج آزمايش PDAمربع های 24 اينجی , با درازای 100 فوتی را نشان می دهد(بين نفوذ 37تا62 پا) تير پايه ها بتنی ارائه شده با يک چکش ديزلی تک _عملی بکار برده می شوند, نتايج نشان داده شده شامل حداکثر متراکم ديناميکی و فشار کششی (CSX,TSX),ارتفاع ضربة چکش (STK),حداکثر انرژی انتقال داده شده به تير پايه ها (EMX), ظرفيت آماری تحمل بار درتير پايه ها (RMX), و تعداد ضربات بکار رفته در ضربات درهر فوت (ضربه/فوت ) همه به عنوان يک ساختار عمق نفوذ تير پايه نشان داده شده است.
شکل 7 نتاِج آزماِش اماری در ابعاد کامل بار و تخمين CAPWAPنمودار حرکت _بار راس _تير پايه را برای يک مربع 3 اينچی (با يک فضای خالی مربعی 18 اينچی),درازای 110 پايی تير پايه های بتنی از يک پروژه ساختمانی اخير در فلوريدا را نشان می دهد.
توافق فوق العاده بين ارزيابی آماری و نتايج پيش بينی فعالانه , قابليت تاثير آزمايش ديناميکی با فشار بالا و روش های بررسی رابيان می کند.
مزايای آزمايش ديناميکی فشار بالا شامل موارد زير می باشند: قابل استفاده در هر گونه موارد تير پايه حفر شده(چوبی,استل,بتن,ومرکب)و روش فونداسيون قال ريزی در مکان (تير پايه های قالب ريزی ,ميله های حفر شده ,تير پايه های بتنی و الی آخر).
تهيه تير پايه های کوچک مورد نياز است ,تير پايه ها و ميله ها به ترتيب بعد از نصب آزمايش می شود ,اقتصادی تر ومهم تر از همه سريع تر از آزمايشات بار گذاری آماری متداول است.
مکان های مختلف به راحتی به وسيله آزمايش در صد بالايی تير پايه ها در يک مکان قابل دسترس است.ارزيابی مقاومت خاک وابسته به زمان و ظرفيت تحمل بار تير پايه ها انجام می شود, ( به عبارت ديگر , نصب , تاثيرات کم) و ظرفيت محور تير پايه های شيب دار به راحتی آزمايش می شود.
مضرات آن شامل:يک پتک خودکار مناسب(به اندازةکافی بزرگ) در محل ساغختمان برای ارزيابی ميله های قالب ريزی شده در محل مورد نياز است.
تفسير و تحليل داده ها نياز به اظهار نظر فنی و تجرب دارد و عواملی که در ساختار های موجود را هدايت می کند نمی تواند در کار خدمات آزمايش شود.
روش تحليلی مرتبط , روش بررسی موازنه موج در تير پايه های کار گذاشته است.(WEAP).اين روش ديناميکی بودن يک تير پايه يا ميله را تحت تاثير ضربات چکش , بر اساس تئوری پراکندگی موج ارتجائی يک بعدی در قالب ريزی بخشی گسسته و روش های عددی مورد بررسی قرار می دهد.
نتايج برای پيش بينی ظرفيت ديناميکی چکش_تير پايه _خاک را برای ارزيابی ظرفيت بکار گيری تير پايه های فرو رفته و تحمل بارتير پايه های فرو رفته و ميله های قالب ريزی شده در محل استفاده می شود.انتخاب تجهيزات برای اينکه بصورت بالقوه و مطمئن تير پايه ها در ظرفيت و عمق مورد نظر نصب شود مفيد است.
روشهای ديگر:
علاوه بر سه روش معمول آزمايش که به طور کامل در اين مقاله توضيح داده شد در آنجاسه روش برای نمايش ساختمان ,کنترل و آزمايش فونداسيون عمقی وجود دارد که شامل :سيستم ثبت تير پايه های نصب شده که برای نمايش نصب تير پايه های فالب ريزی بتنی بکار برده می شود.
(PIR) (بوسيله ارزيابی حجم دوغاب و ديگر پارامترها در برابر نصب در طول عمق- مته) و تيرپايه های فرورفته بوسيله نمايش ميزان ضربات در مقابل ميزان نفوذ تيرپايه در هنگام نصب), ساکسيتمربرای نمايش چکش و تيرپايه ها در طول فروکردن (شمارش تعداد ضربات, هر ضربه/چند فوت, شدت ضربه نامحدود و تأثير انرژی چکش)؛ ابزار کنترل ميله (SID) و سيستم عکس برداری حفره های پايين (DHC) برای کنترل ميله های حفر شده بيش از دسته بندی کردن (بوسيله کنترل عينی عمق و ويژگي ها و خطوط مشخص کنار ديوار)؛ عمليات گاما. گاما(GGL) که يک منبع راديواکتيو را برای دستيابي به مقاومت ساختاری ميله ها بکار ميگيرد . آزمايش موازی زلزله (PST) که نياز به يک حفره کوچک برای جای دادن يک هيدروفون در نزديکی عمق فونداسيون دارد. روش القايي موازی (PIM) که تکنولوژی پيدا کردن فلز را برای رديابی تقريبي تير پايه های استيل را بکار ميگيرد , و روش موج ترکيبي (BWM) برای دستيابی به عمق ناشناخته تيرپايه يا ميله در محل تحت ساختارهای موجود , آزمايش بارگيري سريع ( ازقبيل سيستم PLT و Staramic) و بارگذاری آماری کاملاً قراردادی و برای آزمايش عمق فونداسيون در تراکم سازی, ممتد(بالابردن و ظرفيت بارگذاری جانبی) بکار می رود.
بسياری از کدها, مشخصات, الگو, و استانداردهای به کار رفته در فلوريدا, در سرتاسر کشور, و به علاوه در بسياری از کشورهای جهان شامل ارجاع کنترل کيفيت و روش آزمايش تضميني برای عمق فونداسيون است. اين شامل: سازمان حمل و نقل فلوريدا(FDOT) استانداردهای خاص برای پل و جاده, بخش ساختمان سازی 455 فونداسيون ساخته شده جامعه مهندسين آمريکا(ASCE) الگوهای استانداردی برای طراحی و نصب فونداسيون های تيرپايه دارند.298-AASHTOT , بخش 1807IBC , و استانداردهای ASTM بی شمار بطور بين المللی, بخش 20- کتاب راهنمای مهندسی فونداسيون کانادا, استاندارAS2159استراليا در طراحی و نصب پايه های تيري, مشخصات موسسه مهندسی شهری بريتانيا برای نصب پايه های تيري(UK-ICE): جامعه آلمان برای بخش ژئوتکنيکي 1-2-پيشنهاد برای آزمايش ديناميکي و آماری تيرپايه ها؛ به علاوه در حين (CABR) فرانسه, (NFP94-760-Norm Francias) و کشورهای بيشمار ديگر.
شايد بيش ازز هر عامل ساختاری ديگری, محدوديت و دوره زمانی کوتاه دستيابي برای آزمايش عمق يک فونداسيون بيش از اينکه آن در يک ساختمان بکار برده شود, معمول باشد. مسلماً برای هر آزمايش يک هزينه ای هم هست. بعضی ها برای “قطع هزينه” بوسيله به حداقل رساندن يا حتی حذف همه اين آزمايشات باهم به طور بدی تلاش مي کنند .اگرچه , در دورنمای هزينه های کلی فونداسيون (يا حتی هزينه های کلی پروژه), هزينه برای سه روش استاندارد ASTM بحث شده فوق العاده کم است. با توجه به هزينه و نتيجه شکست يک فونداسيون, همه تلاشها برای تضمين موفقيت هزينه شده است.
در کار فونداسيون عميق بررسی ها اطلاعات “بيمه” است. هزينه تبليغات مخالف تنها برای شکست يک فونداسيون فراتر از ارزيابي و هزينه های جبران ناپذير اغلب شبيه هزينه های فونداسيون اصلی است. از آنجايي که چنين آزمايشاتی به طور معمول قابل اجرا و جدای از بيشتر کدهای فونداسيون محلی و منطقه ای است, يک تعداد از آزمايشات محتاطانه به پيدا شدن آزادی های محدود شده کمک می کند و در حقيقت خطر شکست را کاهش می دهد. آزمايش و بررسی فشار پايين روش NDT (CSL,PIT) معايب اصلی در ساختار را پيدا می کند. آزمايشفشار ديناميکي بالا تيرپايه ها (PDA,CAPWAP) ظرفيت حمل بار را ارزيابی می کندو بطور خلاقانه ای برای بهبود فنداسيون بکاربرده می شود. يک برنامه آزمايشی که به خوبی طراحی و بطور موثری اجراشده است اغلب در صرفه جويي کلی فونداسيون های مشخص و در بسياری از مواقعهزينه آزمايش نتيجه بخش است.
درباره نويسنده:محمد حسين.PE نايب رئيس مهندسان GRL, INC , يک شرکت مهندسی مشاور با ويژگي ادارات کشوری در ازمايشات ديناميکي و ارزيابی عمق فونداسيون, بيش از 22 سال, او درگير پروژه های فونداسيون های عميق در 35 ايالت آمريکا و 15 کشور ديگر بوده است.
او رئيس کميته فونداسيون های عميق مهندسان شهری جامعه آمريکا در موسسه – ژئو, و عضو کميته فونداسيون های تيرپايه ای ASCE, استاندارد ساختمانی و ژئوتکنيکي است. به علاوه در کميته تکنيکي DFI , PCT وASTMفعال است. مهندس حسين ناظر منظم در کنفرانس هاست.
گرندليکنيز,PE با آزمايشات فونداسيون عميق و ارزيابی آنها از سال 1971 درگير است که با فارغ التحصيلي او در مطالعه مهندسی شهری متمرکز بر پروژه تحقيقاتی تيرپايه ها در دانشگاه اختصاصی به رياست پروفسور جورج گوبل آغاز شد.
او رئيس تير پايه های ديناميکي , يکی از شرکت های توليد کننده تجهيزات الکترونيکي ويژه در فونداسيون های عميق است.او يکی از اعضای فعال چند سازمان حرفه ای و کميته تکنيکي از قبيل ASCE, PDCA, PFI ASTM است.
منابع :
