چکیده:
در اغلب پروژه ها با توجه به مطالعات ژئوتکنیک انجام شده در ساختگاه و شناسایی لایه‌های تحت‌الارضی، مشخصات ژئوتکنیکی ساختگاه پروژه تعیین می گردد. سپس با انجام تحلیل‌های روانگرایی در اعماق مختلف خاک محل، پتانسیل روانگرایی ساختگاه درصورت وقوع زلزله مورد ارزیابی قرار می گیرد. با وقوع روانگرایی و زائل شدن مقاومت برشی خاک، نشستهای بسیار بزرگی به پی سطحی ساختمان تحمیل می شود که می‌تواند منجر به آسیب‌دیدگی جدی سازه و عناصر غیرسازه‌ای بنا و نهایتاً تخریب آن گردد. از طرف دیگر در برخی از پروژه ها در بحث فنی، تأمین باربری ستونهای روی پی و انتقال بار به لایه‌های عمیق‌تر مورد نظر بوده و عامل تعیین کننده برای انتخاب طرح، گذشته از بحث های اجرایی و اقتصادی می باشد. پس در حالت کلی میکروپایل در بعد فنی در دو رویکرد جلوگیری از وقوع روانگرایی و تأمین باربری ستونهای روی پی و انتقال بار به لایه‌های عمیق‌تر سودمند واقع می شود و به عنوان یک گزینه مطلوب توسط مهندسان ژئوتکنیک پیشنهاد می گردد.
در رویکرد ابتدایی و در ارتباط با ساختمانها، بسته به وزن سازه و شرایط ژئوتکنیکی محل، اغلب در 10 متری اعماق نزدیک به سطح زمین روانگرایی خطرناک بوده و در اعماق بیش از 10 متر تاثیرات روانگرایی بر سازه کم خواهد بود. بنابراین اگر هدف از اجرای میکروپایل مقابله با پدیده روانگرایی باشد، عمق بهسازی بایستی بگونه‌ای انتخاب گردد که ضمن تضمین رفتار مناسب خاک در شرایط بحرانی نظیر زلزله و تأمین مقاومت پی در برابر اضافه بارهای وارده و جلوگیری از نشستهای ناهمگن، از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشد. از طرف دیگر معیار بعدی جهت تعیین عمق مناسب فرو رفت میکروپایل را می توان مشاهدات میدانی ناشی از کوبش میکروپایل در خاک و ثبت تغییرات سرعت فرو رفت براساس تعداد ضربات کوبش (انرژی وارده) دانست. بنابراین با پیشرفت کار عمق طراحی متناسب با شرایط زمین قابل تغییر و تعدیل بوده و این قابلیت از محاسن اجرای میکروپایل می‌باشد، چرا که کوبش هر میکروپایل با توجه به مشابهت با آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) اطلاعات بسیار مفیدی در رابطه با تغییر مشخصات خاک در نقاط مختلف عمق در اختیار قرار می‌دهد.
در رویکرد دوم، در صورتیکه قرار باشد اجرای میکروپایل بهمراه تزریق دوغاب سیمان علاوه بر بهبود مشخصات مقاومتی خاک در مقابل روانگرایی، نقش تأمین باربری ستونهای روی پی و انتقال بار به لایه‌های عمیق‌تر را نیز ایفا نماید، طول میکروپایل متناسب با ظرفیت باربری لازم محاسبه خواهد گردید. در این میان با انتخاب روش اجرای میکروپایل بهمراه تزریق دوغاب سیمان برای پروژه مورد نظر، بررسی چیدمان ریزشمع ها در پلان و محاسبه عمق بهینه آنها، به عنوان مهمترین عناصر طرح بهسازی مطرح می‌باشند. بدین ترتیب نظم در چیدمان ریزشمعها باعث توزیع یکنواخت عکس‌العمل تکیه‌گاهی در زیر پی ساختمان گردیده و پیکرة سازه‌ای پی فوقانی نیز بر این اساس بصورت همگن و بهینه طرح خواهد گردید. عوامل مؤثر در طرح چیدمان میکروپایل ها به طور کلی عبارتند از:
موقعیت پی‌ها و ستون‌ها ، نحوه توزیع و مقدار بارهای گسترده و متمرکز ، پارامترهای مقاومتی و ظرفیت باربری خاک ، نفوذپذیری خاک ، عمق ریزشمعها و مشخصات هندسی و سازه‌ای پی سازه
بطور کلی کاربرد میکروپایل ها در مهندسی ژئوتکنیک مشتمل بر دو بخش "استفاده در بستر پی سازه‌ها" و "اصلاح و بهسازی برجای خاک" می‌باشد.
- مقدمه4
۲- معرفی ریزشمع5
۲-۱- سیستم طبقه بندی ریزشمع6
۲-۱-۱- طبقه بندی بر اساس نوع طراحی6
۲-۱-۲- طبقه بندی بر اساس روش اجرا9
2-2- کاربردهای ریزشمع11
۳- عوامل موثر در انتخاب ریزشمع ها16
۳-۱- شرایط فیزیکی17
۳-۲- شرایط زیرسطحی17
۳-۳- شرایط محیطی18
۳-۴- سازگاری با سازه موجود18
۳-۵- محدودیت ریزشمعها19
۳-۶- شرایط اقتصادی19
۴- روش اجرای ریزشمع20
۴-۱- اجزای ریزشمع20
۴-۲- مراحل اجرا21
۴-۲-۱- حفاری22
۴-۲-۲- لوله‌کوبی23
۴-۲-۳- تزریق23
۴-۲-۴- جایگذاری آرماتور و نصب فلنج24
۵- محاسبات فنی24
۵-۱- کلیات طراحی24
۵-۲- گام های طراحی24
۵-۳- آیین نامه طراحی26
5-4- روش های طراحی26
۶- مشخصات فنی اجرای ریزشمع27
۶-۱- مشخصات فنی حفاری27
۶-۲- مشخصات فنی لوله های ریزشمع27
۶-۳- مشخصات فنی آرماتور تقویت28
۶-۴- مشخصات فنی تزریق30
۶-۴-۱- فشار تزریق30
۶-۴-۲- مقدار سیمان مصرفی30
۶-۴-۳- نسبت آب به سیمان دوغاب تزریق30
۶-۴-۴- نوع سیمان مصرفی31
۶-۴-۵- آب مصرفی31
۷- کنترل کیفیت عملکرد32
۷-۱- آزمایش بارگذاری فشاری ریزشمع33
۷-۲- آزمایش بارگذاری کششی ریزشمع35
۷-۳- آزمایش بارگذاری جانبی ریزشمع36
۸- مقایسه اجرای ریزشمع با سایر روش های تحکیم37
۸-۱- بعد فنی37
۸-۲- بعد اجرایی38
۸-۳- بعد اقتصادی38
۸-۴- تضمین کیفیت عملکرد39
۸-۵- مدت زمان اجرا39
دامنه‌‌ی کاربرد و نمونه های عملی در ایران40
استفاده از ریزشمع در زیر پی پل41
ریزشمع در پایداری دیواره تونل41
کاربرد ریزشمع در زیر دیوار صوتی در بزرگراه‌ها42
استفاده از ریزشمع در زیر دیوار حائل42
ریزشمع در مقاوم‌سازی پایه‌های پل42
کاربرد ریزشمع در مقاوم‌سازی پی‌های موجود43
کاربرد ریزشمع در مقاوم‌سازی پی‌های موجود44
کاربرد ریزشمع در زیر سازه‌های موجود45
کاربرد ریزشمع در مقاوم‌سازی پی‌های موجود، پروژه‌ی آبگیر اختر عسلویه، فاز 22 پارس جنوبی (عمران ایستا)46
کاربرد ریزشمع در مقاوم‌سازی پی‌های موجود، پروژه‌ی آبگیر اختر عسلویه، فاز 22 پارس جنوبی (عمران ایستا)47
کاربرد ریزشمع در مقاوم‌سازی پی‌های موجود، پروژه‌ی آبگیر اختر عسلویه، فاز 22 پارس جنوبی (عمران ایستا)48
استفاده از ریزشمع در زیر پی سازه‌های موجود، پروژه‌ی دامون دریا، جزیره‌ی کیش (عمران ایستا)48
استفاده از ریزشمع 62 تنی در پروژه‌ی متانول کاوه، دیر، استان بوشهر (عمران ایستا)49
استفاده از ریزشمع 62 تنی در پروژه‌ی متانول کاوه، دیر، استان بوشهر (عمران ایستا)50
بکارگیری ریزشمع در زیر پی سازه‌ی جدید، پروژه‌ی پتروشیمی فجر 2، بندر امام خمینی (عمران ایستا)51
بکارگیری ریزشمع در پایدارسازی شیب‌ها51
پایدارسازی شیب در مجاورت خط راه‌آهن با ریزشمع52
استفاده از ریزشمع به عنوان سازه نگهبان53
ریزشمع در پایدارسازی دیواره گود54
ریزشمع نوین Ischebeck55
ریزشمع Ischebeck56
مقطع طولی معمول از ریزشمع Ischebeck57
مراحل اجرای ریزشمع Ischebeck58
مراحل اجرای ریز شمع به روش نوین Ischebeck:60
1- حفاری:60
2- تزریق به روش Ischebeck:60
آزمایش‌های مورد نیاز برای تدقیق فرضیات طراحی61
آزمایش بارگذاری فشاری ریزشمع61
آزمایش بارگذاری کششی ریزشمع62
مبانی محاسباتی ریزشمع62