تزریق تحکیمی

یکی از کارهای مهم در ساختمان‌سازی در زمین های سست، بهسازی خاک است. عملیات بهسازی خاک نظیر دیگر عملیات‌ها مانند گودبرداری، خاکبرداری و …، نیاز به تجربه و تخصص فراوانی دارد تا بتوان از اقدامات انجام شده بهترین نتیجه را به دست آورد و بنایی مستحکم و قوی در برابر هرگونه عامل بیرونی، درونی، عوامل جوی و … داشت. بهسازی خاک به روش تزریق یکی از روش‌های اصلاح خواص محل اجرای پروژه‌های عمرانی یا سازه‌های موجود است. تزریق، اغلب با پر کردن حفره‌ها و شکستگی‌های درون زمین توسط دوغاب یا ملات سیمانی انجام می‌شود. به دلیل مزیت‌های اقتصادی و کارایی بالا، این روش به یکی از گزینه‌های محبوب بهسازی زمین، در سال‌های اخیر مبدل شده است. با وجود اصول تقریبا مشابه، روش‌های تزریق دارای تجهیزات و فرآیندهای اجرایی متفاوت هستند. هر یک از این روش‌ها از ویژگی‌های و مزیت‌های مختص به خود بهره می‌برند. این ویژگی‌ها، اجرای هر روش را برای شرایط مختلف مناسب می‌کنند.

مهم‌ترین و اساسی‌ترین هدف تزریق، افزایش پایداری، میزان دوام بسیار بالا، کاهش تخریب و فرسودگی و استقامت کافی در برابر عوامل بیرونی است.

بهسازی خاک بستر به روش تزریق تراکمی-پروژه ضلع شرقی برج میلاد شرکت ابرند

مروری بر سرگذشت بهسازی خاک به وسیله تزریق

در سال ۱۸۰۲ میلادی برای اولین بار فردی به نام برینی عملیات بهسازی خاک را با استفاده از روش تزریق ابداع کرد. در همین زمان در کشور فرانسه از روش تزریق برای بهبود کیفیت بارگیری مصالح استفاده می‌شد. از سال 1802، میزان استفاده از روش تزریق سیمانی در فرانسه و انگلستان بیش از پیش ادامه یافت. از روش تزریق بیشتر برای نصب کانال ، پل، و … استفاده می‌شود. در کشور ایران از سال ۱۳۶۳ تا ۱۳۶۴ روش تزریق رواج پیدا کرد.

اولین بار در سال ۱۸۶۴ از روش تزریق سیمانی برای ساختن طبقاتی که در زیرزمین قرار داشتند، استفاده شد. این اقدام توسط پیتربارلو انجام گرفت؛ او با استفاده از یک پوشش قالب‌ریزی شده، یک تکه استوانه‌ای مشابه تونل ساخت و سپس فضای تشکیل شده کروی مانند را با استفاده از سیمان کاملاً پر کرد. همچنین، اولین عملیات تزریق در کشور آمریکا در سال ۱۹۳۸ انجام شد؛ این عملیات در جهت ساخت و احداث سد ایجاد شد. به عبارتی اجرای عملیات تزریق در این پروژه، جرقه شروع این نوع اقدامات در کشور آمریکا بوده است.

کاهش نشست فونداسیون به استفاده از تزریق در خاک

 کاربرد‌های بهسازی خاک از طریق تزریق

بطور کلی انواع روش های بهسازی خاک از طریق تزریق به خاطر افزایش پایداری، افزایش مقاومت، کاهش نفوذ پذیری و یا اتصال بین سازه و ساختگاه صورت می گیرد. عملیات تزریق کاربرد گسترده ای در مهندسی عمران نوین دارد. این کاربرد ها عبارتند از:

  1. کاهش نفوذ پذیری تشکیلات واقع در زیر پی سازه های آبی جهت کنترل تراوش و کاهش آب مخزنی
  2. کنترل نیروی بلندشدگی (Uplift) سازه یا جلوگیری از خطر فرسایش خاک شالوده
  3. افزایش مقاومت مصالح زیر پی سازه های سنگین و یا کاهش تغییر شکل پذیری مصالح شالوده که گاهی به آن تزریق تحکیمی گفته می شود
  4. ارتباط عناصر ساختمانی مجزا در یک سازه همگن به کمک تزریق نظیر سدهای بتنی وزنی و یا در سدهای قوسی
  5. کار گذاشتن یا نصب کابل های تقویتی در سازه های بتنی پیش فشرده یا پیش ساخته
  6. نصب میل مهارهای پیش فشرده
  7. بالا آوردن و قائم نمودن ساختمان ها و سازه های مایل
  8. پر نمودن حفره بین سنگ ها و پوشش تونل که به آن تزریق تماسی گویند
  9. نوسازی و تقویت ساختمان های تاریخی آسیب دیده
  10. ساخت بتن در زیر آب با تزریق در شن هایی که قبلا جایگزین شده و به روش پیرپاکت معروف است

 

اجرای روش تزریق زیر فونداسیون سازه موجود

انواع روش های تزریق در خاک

  • تزریق نفوذی
  • تزریق تحکیمی
  • تزریق تراکمی
  • تزریق شکست هیدرولیکی
  • تزریق تماسی
  • جت در خاک
  • میکروپایل

در ادامه بطور خلاصه روش تزریق تحکیمی و تزریق تراکمی شرح داده خواهند شد.

 

تزریق تراکمی (Compaction Grouting) چیست؟

یكی از مهمترین مكانیزم‌های بهسازی خاک زمین در خاکهای ریزدانه نرم و خاکها با تخلخل زیاد، متراكم سازی است. تزریق تراکمی باعث كاهش فضای خالی بین دانه‌ها و افزایش دانسیته خاک شده و در نتیجه پارامترهای مقاومتی و نشست پذیری خاک را بهبود می‌بخشد.

ایجاد حباب تراكم از تزریق دوغاب غلیظ، یكی از مهمترین راه‌ها برای متراكم سازی خاکها است. عملیات تزریق تراكمی شامل تزریق یک ملات با اسلامپ خیلی پایین به خاک سست است كه دوغاب تراكمی به شكل یک حباب در خاک گسترش یافته و باعث تراكم و جابجایی خاک اطراف میشود. در این روش، دوغاب به درون خلل و فرج خاک نفوذ نمی‌كند، بلكه به عنوان جک هیدرولیكی شعاعی برای فشردن خاک اطراف بكار می‌رود.

شماتیک تزریق تراکمی

تزریق تحکیمی (Consolidation Grouting) چیست؟

یکی از روش‌هایی که امروزه در ساخت بنا متداول شده است، بهسازی خاک با روش تزریق تحکیمی است. در روش تزریق تحکیمی، دوغاب ساخته شده به محل مورد نظر تزریق می‌شود؛ این روش باعث می‌شود لایه‌های بستر خاک مقاوم‌تر شوند. به صورت جامع‌تر انجام روش تزریق تحکیمی سبب بالا رفتن تراکم خاک و ترمیم لایه‌های فرسوده می‌شود. روش تزریق تحکیمی بیشتر برای پرکردن حفره‌های خالی یا خلا‌هایی که بین سنگ‌ها قرار دارد، استفاده می‌شود.

طبیعتاً هدف اصلی از روش تزریق تحکیمی، یک‌پارچه‌سازی بستر خاک و پرکردن خلا‌های درونی است. یعنی ما با استفاده از دوغاب، تمامی حفره‌های خالی را پر خواهیم کرد. این عملیات باعث شده هیچگونه هوا یا مایعات اضافی به داخل بستر خاک نفود نکند؛ به عبارت دیگر، روش تزریق تحکیمی باعث کم‌شدن شیب هیدورلیکی شده، که درنتیجه مایعات و گاز کمتری وارد بستر خاک می‌شود. روش تزریق تحکیمی در خاک، بیشتر در احداث سد‌ها و تونل زنی‌ها کاربرد دارد.

این روش همانند روش‌های قبلی، برای بهسازی خاک و اصلاح بستر خاک انجام می‌گیرد و بیشتر برای پروژه‌های سنگین‌تر مثل احداث و ساخت سد‌ها کاربرد دارد. در این روش با استفاده از مصالحی مثل سیمان یا دوغاب کلیه حفره‌ها را پر می‌کنیم. این روش به ظاهر ساده کلیه لایه‌های خاک را از حالت فرسودگی خارج کرده و جان دوباره‌ای به آن‌ها می‌بخشد.

اما باید بگوییم امروزه از روش تزریق تحکیمی، بیشتر برای جلوگیری از نشست خاک استفاده می‌کنند؛ البته روش‌های دیگری نیز وجود دارند که پیمانکاران می‌بایست بر اساس موقعیت پروژه، مسائل تخصصی و تکنیکی و همچنین شرایط اقتصادی کارفرما بهترین روش را انتخاب کنند. در همه این روش‌ها، نتیجه کار یکسان خواهد بود و تنها تفاوت آن‌ها در نوع انجام فرآیند است. پس شما می‌توانید بدون هیچ نگرانی روش خود را بنابر شرایط ساختمان خود انتخاب کنید.

دستگاه تزریق