اختلاط عمیق خاک روشی موثر برای بهسازی خاک + کاربردها و مزایا

این روش به‌وسیله مخلوط کردن خاک با مواد سیمانی در عمق توسط همزن‌ها، منجر به تشکیل ستون‌های خاک سیمانی و بهبود پایدارسازی گود می‌گردد. با ایجاد همپوشانی بین ستون‌ها قبل از تمام شدن فرایند، امکان ایجاد دیوارهای پیوسته زیر سطح زمین وجود دارد.

کاربردهای اختلاط عمیق خاک

روش اختلاط عمیق خاک دارای کاربردهای گسترده‌ای در بهسازی زیرساخت‌ها است که برخی از آن‌ها عبارت‌اند از:

• توسعه بنادر

• پایدارسازی تونل

• کاهش خطر رواناب

• تقویت پایه‌های سازه‌ها

• ایجاد دیواره‌های آب‌بند

• اجرای دیوارهای عمودی

• تقویت پایه‌های جاده‌سازی

• حفاظت از شیب‌های خاک‌برداری

• ساخت فونداسیون‌های مخازن نفت

• افزایش استحکام فونداسیون‌ها با نیلینگ

مزایای روش اختلاط عمیق

به‌طورکلی مزایای روش (DSM) شامل موارد زیر می‌شود:

• اصلاح درجای زمین،

• افزایش مقاومت خاک،

• جلوگیری از روانگرایی،

• کاهش نفوذپذیری خاک،

• سرعت اجرای بسیار بالا،

• ایده‌آل از لحاظ زیست‌محیطی،

• امکان کنترل و تأیید کیفیت کار،

• کاهش نشست خاک بر اثر سربار،

• کمک به بهبود اجرای سازه نگهبان،

• تبدیل شدن زمین به بخشی از سیستم خاک-سازه،

• اقتصادی بودن این روش در مقایسه با سایر روش‌های مشابه بهسازی مانند میکروپایل،

• سطح ارتعاش و آلودگی صوتی در روش‌های بهسازی متداول شهری نسبت به روش‌های دیگر، بسیار پایین‌تر است،

• هزینه تجهیزات کارگاه در روش اختلاط عمیق خاک بسیار پایین‌تر است نسبت به روش‌های مشابهی مانند تراکم دینامیکی یا اجرای شمع.

روش‌های ترکیب خاک در عمق SSM و DSM

در این روش ترکیب خاک در دو عمق انجام می‌شود:

• اختلاط درجا خاک (SSM): اختلاط درجا خاک یکی از روش‌های کاربردی بهسازی خاک است که برای تثبیت انواع مختلف خاک‌ها مانند رس‌های نرم، سیلت‌ها و ماسه‌های ریزدانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شیوه حتی قابل‌استفاده برای تثبیت خاک‌های آلی مانند gyttja (خاک آلی رسوبی)، زغال‌سنگ نارس و لجن است، اگرچه انجام آن در این حالات دشوارتر بوده و نیاز به‌دقت بیشتری در روش‌های اجرایی دارد.

خواص مهندسی خاک تثبیت‌شده در این روش، نه‌تنها به ویژگی‌های بیندر (چسباننده) بستگی ندارد، بلکه به طراوت و خواص ذاتی هر خاک و نحوه رسوب آن و همچنین به شرایط اختلاط در هر کارگاه خاص بستگی دارد.

• اختلاط عمیق خاک (DSM): روش اختلاط عمیق خاک برای تثبیت خاک در عمق حداقل 3 متر استفاده می‌شود. در این تکنیک، بیندرها به‌صورت خشک یا به‌صورت دوغاب از طریق شفت‌های اختلاط توخالی به خاک تزریق می‌شوند. این شفت‌ها با استفاده از ابزارهای مختلفی مانند اوگر و تیغه‌های اختلاط یا پدال، حول محور عمودی می‌چرخند و ستون‌های مخلوط خاکی را ایجاد می‌کنند.

در این تکنیک، بازوهای ویژه برای برش و اختلاط، دارای چرخ‌های کاتر نصب شده بر روی محورهای افقی هستند که برای ایجاد پانل‌ها یا با استفاده از یک زنجیر برش‌گردان برای ساخت دیواره‌های پیوسته، دوغاب از طریق لوله‌های تزریق و خروجی‌های نصب شده در امتداد بازو، پمپ می‌گردند.

در برخی از روش‌ها، اختلاط مکانیکی با تزریق هم‌زمان دوغاب سیال با سرعت‌بالا از طریق نازل در ابزار اختلاط یا برش انجام می‌شود. همچنین، بیندرهای خشک ممکن است قبل از شروع اختلاط عمیق در ترانشه‌های کم عمق قرار گیرند.

انواع روش‌های اختلاط

دو نوع شیوه عمده در اختلاط عمیق خاک وجود دارد:

• روش ‌تر: در این تکنیک، مخلوط (مانند سیمان، آهک یا ترکیبی از آن‌ها) به‌صورت مایع تزریق شده و با خاک مخلوط می‌شود. این عمل اختلاط با اعمال فشار زیاد هوا از طریق نازل‌های قرار گرفته در انتهای لوله حفاری انجام می‌گردد. ماده تزریق شده با رطوبت خاک واکنش می‌دهد و ستون‌هایی مشابه روش تر ایجاد می‌شود. قطر ستون‌های ایجاد شده با این روش بزرگ‌تر از روش خشک بوده و معمولاً بین ۶۰ تا ۱۵۰ سانتی‌متر است. عمق اصلاح خاک با این روش می‌تواند بیشتر از ۲۵ متر باشد.

• روش خشک: در صورت وجود رطوبت کافی جهت انجام واکنش شیمیایی بین مخلوط تزریق شده و خاک، می‌توان از روش خشک استفاده کرد. در این تکنیک، مخلوط (مانند سیمان، آهک یا ترکیبی از آن‌ها) به‌صورت پودر تزریق شده و با خاک مخلوط می‌شود. این عمل اختلاط ماده خشک تزریق با خاک به‌وسیله اعمال هوا با فشار زیاد صورت می‌گیرد که از طریق نازل‌های قرار گرفته در انتهای تحتانی لوله حفاری خارج می‌شود.

ماده تزریق شده با رطوبت خاک واکنش داده و ستون‌هایی با قطر کوچک‌تر (مابین ۶۰ تا ۸۰ سانتی‌متر) ایجاد می‌شود. بیشترین عمق با این شیوه 25 متر است.

تجهیزات مورد نیاز در اختلاط عمیق خاک

برای اجرای روش DSM، تجهیزات مورد نیاز شامل یک مخزن ثابت یا محرک برای نگهداری و اختلاط مواد سیمانی، یک ماشین تغذیه، و یک دکل حفاری است. همچنین، ابزار اختلاط شامل میله‌های حفاری تکی یا چندگانه است که در انتهای آن‌ها سر مته و در طول آن پره‌های افقی برای اختلاط خاک قرار دارد.

مراحل اجرای اختلاط عمیق خاک

فرایند اجرای اختلاط عمیق خاک به‌صورت زیر است:

• جانمایی دستگاه حفاری و مته در محل اجرای ستون اختلاط عمیق

• پیاده‌سازی اختلاط عمیق خاک با هدف رسیدن به تراز قابل قبول

• استخراج میله‌های اختلاط با نرخ مشخصی، هم‌زمان با اختلاط ملات با خاک انجام می‌شود

• رانده شدن میله حفاری با نرخ از پیش تعیین شده در خاک به‌وسیله چرخش تیغه‌ها تا عمق موردنظر

• ترکیب ملات با خاک در مدت زمان مشخصی انجام می‌شود تا به اختلاط یکنواخت خاک در عمق موردنظر برسیم.

خدمات مهندسی ژئوتکنیکی و سازه‌های خاکی

آزمایش خاک و مطالعات ژئوتکنیک اهمیت زیادی برای شرکت‌های معتبر دارند، زیرا این فعالیت‌ها بهبود در طراحی و اجرای بهتر سازه‌ها را تضمین می‌کنند.

با سپردن اختلاط عمیق و مطالعات ژئوتکنیک به شرکت‌های تخصصی مثل گروه مهندسی ساناپی، در انجام آزمایش‌های خاک و بررسی شرایط زمین‌شناسی، شرکت‌ها می‌توانند خواص خاک را بهینه‌سازی کرده و خطرات مرتبط با ناپایداری سازه‌ها را کاهش دهند.

همچنین، بهبود عملکرد سازه‌ها از طریق اختلاط عمیق خاک و بهسازی باعث کاهش هزینه‌ها و زمان اجرا می‌گردد. این فعالیت‌ها نقش مهمی در افزایش پایداری و عمر مفید سازه‌ها دارند و باعث بهره‌وری اقتصادی بیشتر شرکت‌ها می‌شوند. درنهایت، انجام آزمایش‌های دقیق خاک و مطالعات ژئوتکنیک باعث ارتقای عملکرد پروژه‌ها و رعایت استانداردهای بین‌المللی می‌گردد.

• اشتراک گذاری
• برچسب ها