در حال بارگیری...
19 اکتبر

ستون شنی ارتعاشی

Vibro Stone Column

روش تراکم ارتعاشی از حدود سال های ۱۹۳۰ در اروپا و ۱۹۷۰ در آمریکا و سایر نقاط جهان جهت اصلاح عمیق خاک های دانه ای، چسبنده و مخلوط توسط مهندسان مورد استفاده قرار گرفته است، هر چند سابقه تاریخی استفاده از این روش به سال های ۱۸۳۰ در فرانسه بر می گردد. این روش که ماهیتی فیزیکی – مکانیکی دارد، امروزه توسط پیمانکاران متعددی در سرتاسر جهان به خوبی و با موفقیت اجرا می گردد. این روش به حدی در عرصه مهندسی ژئوتکنیک جا افتاده که علاوه بر اشاره به آن در بسیاری از مراجع علمی به عنوان یکی از کارآمدترین روش های بهسازی خاک می باشد و موسسه آزادراه های آمریکا (FWHA) نیز آئین نامه ای را تحت عنوان “طراحی و ساخت ستون های سنگی” در مورد تئوری، روش های طراحی و اجرای این روش در سال ۱۹۸۳ منتشر کرده است.


 

 


طی اجرای این روش در خاک های سست، در نقاط معلوم و در یک شبکه منظم، ستون های متراکمی که دارای دانه بندی مناسبی نیز می باشند، ایجاد می گردد که در حقیقت از جایگزینی و متراکم شدن جزئی و نسبی توده خاک موجود ساختگاه و مصالح شن و ماسه ای با دانه بندی مناسب، حاصل شده اند.

اجرای ستون های شنی ارتعاشی

اجرای ستون های شنی ارتعاشی

دامنه کاربرد

روش ستون های شنی ارتعاشی تلفیقی از دو روش تراکم ارتعاشی (Vibro Compaction) و جایگزینی ارتعاشی (Vibro Replacement) می باشد. در روش تراکم ارتعاشی بدون اضافه کردن مطالح درشت دانه سعی بر این است که توده خاک موجود به کمک ارتعاش، متراکم گردد. از اینرو کاربرد این روش به خاک های دانه ای محدود می گردد. چرا که ارتعاش و تراکم حاصل از آن در خاک های ریزدانه و یا چسبنده به وقوع نمی پیوندد.

از سوی دیگر، در خاک های ریزدانه و چسبنده اضافه شدن و یا جایگزینی مقدار اندکی مصالح درشت دانه مناسب، بهبود قابل توجهی را در خواص مکانیکی توده خاک ایجاد می نماید. از این رو ترکیب دو روش فوق علی الخصوص در مورد خاک های لایه لایه و یا مخلوط می تواند بازدهی عملیات بهسازی خاک را به طور چشمگیری افزایش دهد.

در شکل روبرو گستره کاربرد مؤثر هر یک از این روش­ ها بسته به منحنی دانه­ بندی خاک محل نشان می‌دهد. در جداول روبرو به ترتیب تأثیرپذیری خاک­ های مختلف را در مقابل تراکم ارتعاشی و روش­ های تسلیح کننده نشان می دهد.

گستره کاربرد روش های تراکم ارتعاشی و جایگزینی ارتعاشی در خاک های مختلف

روش اجرا

روش ستون شنی ارتعاشی مشتمل بر سه مرحله حفاری، تراکم و تسلیح و اجرای بالشتک شنی می باشد که به طور شماتیک در شکل زیر نشان داده شده است.

همانگونه که در شکل روبرو مشخص است، تجهیزات اصلی اجرای ستون ­های شنی عبارت از یک المان میله‌ای مرتعش با قطر ۳۰ تا ۴۰ سانتیمتر، طول ۲ تا ۴ متر و وزن ۲ تا ۳ تن می باشد که درون خاک فرو ‌می رود. فرکانس ارتعاش افقی (و در برخی موارد قائم) این میله مرتعش که به نام های متعددی نظیر Probe ،‌Vibrator، Vibroflot، Pocker و ….. شناخته شده، حدود ۳۰ تا ۵۰ هرتز و دامنه ارتعاش آزاد آن، بین ۷ تا ۲۵ میلیمتر می باشد. در این حالت نیروی افقی گریز از مرکز حاصله حدود ۱۰ الی ۲۰ تن خواهد بود. تصویر نمونه ­ای از دستگاه ویبروفلات درشکـل زیر نشان داده شده است.

مراحل اجرای ستون شنی ارتعاشی

مراحل اجرای ستون شنی ارتعاشی

دستگاه وایبروفلوت، واحد کنترل و تجهیزات اجرای روش ستون شنی ارتعاشی

دستگاه وایبروفلوت، واحد کنترل و تجهیزات اجرای روش ستون شنی ارتعاشی

مزایای روش تراکم ارتعاشی

قابلیت اجرای سریع، آسان و ارزان ستون های شنی با این روش از یک سو و بهبود خواص فیزیکی – مکانیکی توده خاک حاصل از آن از سوی دیگر، باعث افزایش روزافزون اقبال عمومی جامعه مهندسی نسبت به آن گردیده، به طوری که تقریبا در کلیه عرصه های ساخت و ساز به ویژه موارد زیر استفاده موفق از این روش تجربه گردیده است:

  • افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست پذیری خاک بستر پی ها
  • کاهش پتانسیل روانگرائی
  • افزایش سرعت نشست تحکیمی خاک های ریزدانه
  • پایدارسازی شیب های طبیعی و یا مصنوعی (خاکریزها)
نوع زمین تاثیرپذیری
ماسه عالی
ماسه لای دار ناچیز تا خوب
لای کم
رس هیچ
زباله معدنی خوب (اگر دانه ای تمیز باشد.)
خاکریز نامتراکم وابسته به نوع خاک
زباله هیچ

تأثیرپذیری زمین‌های مختلف در مقابل تراکم ارتعاشی

دیدگاه خود را بنویسید