به طور کلی در تمامی طرح های عمرانی باید ضوابط، استانداردها و معیارهای مشخصی در تمامی مراحل پروژه مانند طرح، اجرا، بهره برداری و نگهداری آن لحاظ شود. این استانداردها به لحاظ توجیه فنی و اقتصادی طرح مورد نظر از اهمیت بالایی برخوردار هستند. نظام فنی و اجرایی کشور نیز در تمامی مراحل اجرای یک پروژه روی این موارد به شدت تأکید می کند. اجرای شمع نیز یک کار عمرانی است که از این قوانین مستثنا نخواهد بود و یک سری مشخصات فنی و عمومی در تمامی پروژه های اجرای شمع با توجه به استانداردهای مشخص شده برای آن در نظر گرفته می شود.
pdf روش اجرای شمع کوبی در گودبرداری
شمع ها که نام دیگرشان پی های عمیق می باشد معمولاً در پروژه های بسیار مهم که به عنوان شریان های حیاتی کشور هستند استفاده می شود تا عمر مفید پی و فونداسیون سازه مورد نظر را افزایش دهد. از جمله این پروژه های میتوان به احداث پل ها، مجتمع های پتروشیمی و پالایشگاه ها، بازسازی بندرها، فونداسیون ماشین آلات صنعتی، مخازن، نیروگاه ها و ساختمان های بسیار مرتفع اشاره نمود. به همین دلیل مشخصات فنی و عمومی اجرای شمع که شامل ملزومات و مراحل تهیه و اجرای انواع مختلف شمع های کوبشی و درجا ریز است نقش بسیار مهمی در کیفیت و نحوه صحیح اجرای شمع ها خواهد داشت که هر مهندس ناظری باید با آن ها آشنا شود.
مشخصات فنی و عمومی اجرای شمع شامل چه مواردی است؟در کنار این موارد مطمئن شدن از ظرفیت باربری شمع ها چه در حین اجرا و چه بعد از آن روش های مختلفی در استانداردهای کشوری نوشته شده است که می توانید در سایت استاندارد آن ها را مطالعه نمایید. شایان ذکر است که شرایط اجرای شمع گفته شده مربوط به اجرای شمع در خشکی، نزدیک ساحل و خود ساحل است. از نظر نوع خاک برای اجرای انواع شمع ها محدودیت خاصی وجود ندارد؛ یعنی هم در انواع خاک های معمولی و هم در خاک های خاصی مانند خاک های کربناته و تورم زا امکان اجرای شمع ها وجود دارد. جنس شمع ها نیز معمولاً از بتن، فولاد و چوب هستند. البته گاهی برحسب شرایط و نیاز به ظرفیت باربری و طول بیشتر شمع امکان دارد به صورت ترکیبی استفاده شود. منتها به دلیل مشکل بودن اتصال سرهای دو جنس مخالف شمع ها، به ندرت از آن ها به صورت ترکیبی استفاده می شود.
مطالعات ژئوتکنیک مورد نیاز قبل از اجرای شمع های کوبشی یا درجا ریز
قبل از این که پروژه اجرای شمع در هر مکانی انجام شود باید یک سری مطالعات ژئوتکنیک صورت گیرد. در این مطالعات مواردی مانند نوع پی، محاسبات طراحی و نتایج بررسی های میدانی مورد نیاز باید مشخص شود. سپس بر اساس نظر کارشناس ژئوتکنیک برای اجرای شمع ها مشاور طرح باید تعدادی گمانه جهت شناسایی لایه ها حفر کند. تعداد و نوع گمانه ها برای اجرای شمع ها، محل گمانه ها، نوع حفاری، نوع و تعداد نمونه برداری ها و آزمایشات صحرایی لازم باید در برنامه عملیات صحرایی پروژه انجام گردد. همچنین اگر در حین انجام این عملیات به سطح آب برخورد کردند باید عمق و تغییرات سطح آب برای تعداد روزهای مشخصی قرائت و ثبت شود.
اطلاعاتی که برای اجرای شمع های درجا ریز و کوبشی یا از پیش ساخته شده نیاز داریم، به طور کلی به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:
همچنین در حین بررسی شرایط باید رفتار و شرایط برخی خاک های خاص مانند خاک های کربناته و تورم زا را نیز در نظر گرفت و نکات خاص مربوط به اجرای شمع های کوبشی و درجا ریز در این خاک ها باید مورد توجه قرار بگیرند.
برای جلوگیری از خوردگی شمع ها در برابر شرایط جوی و محیطی با توجه به بودجه پروژه و شرایط آن باید یکی از روش های افزایش ضخامت شمع، استفاده از اندود قیری، اپوکسی، رنگ زدن شمع ها، افزایش پوشش بتنی در گمانه ها، آبکاری فلزی یا حفاظت کاتدی استفاده نمود. به عنوان مثال با توجه به میزان سرعت خوردگی بدنه شمع ها و طول عمر مفید آن ها می توان ضخامت بدنه شمع را بیشتر کرد. این مقدار افزایش ضخامت معمولاً به ضخامت فدا شونده معروف است. توجه داشته باشید که اگر روش اندود کردن را برای این کار در نظر گرفتید باید قبل از آن سطح شمع فولادی را کاملاً بررسی کنید تا هیچ آلودگی روی آن نباشد. استفاده از اندود قیری به عنوان یک روش محافظت باید مورد تأیید مشاور طراح و کارشناس ژئوتکنیک قرار بگیرد. در این روش شمع هایی که دارای کلاهک بتنی هستند باید تا یک متر زیر تراز کلاهک آن ها را قیراندود کرد؛ اما در شمع هایی که کلاهک بتنی ندارند باید این کار تا ارتفاع 1.322 متری انجام داد.
همگی این موارد درباره اجرای شمع های درجا ریز و کوبشی یا از پیش ساخته شده در شرایط متعارف بود. چنانچه به هر دلیلی اجرای شمع ها به تأخیر بیفتد و شمع ها برای مدتی در محیطی مثلاً یک محیط ساحلی بمانند باید تدابیر دیگری نیز برای نظارت بر اجرا و نگهداری شمع ها اندیشیده شود. همچنین اگر از عمق مورد نیاز کنده شده برای اجرای شمع ها مطمئن نیستید باید قبل از اجرای یک روش محافظتی با فرستادن یکی از شمع ها به داخل محل این عمق مشخص شود. از طرفی شمع ها باید طوری دپو و انبار شوند که دچار آسیب نگردند. برای این کار معمولاً از کابل های مناسب استفاده می کنند تا شمع ها از نقاطی بلند شوند که احتمال آسیب دیدن آن ها به حداقل برسد.
تجهیزات مورد نیاز برای اجرای شمع های کوبشی شامل جرثقيل، چكش، بالشتك چكش، بالشتك شمع و وسایل جزئی تری است که همگی باید توسط پیمانکار پروژه در زمان توافق شده تهیه شوند. در واقع طبق استاندارد این تجهیزات باید حداقل دو هفته قبل از شروع اجرای شمع های کوبشی در محل حاضر باشند.
برای اجرای شمع های کوبشی روش های مختلفی وجود دارد که به شکل زیر می باشند:
روش خشک برای اجرای شمع های کوبشی
در این روش ابتدا چاه های مورد نیاز برای اجرای شمع حفاری می شوند. سپس تمامی رطوبت چاه به‌طور کامل گرفته می شود که به همین دلیل به آن روش خشک می گویند. بعد از آن قفسه های آرماتور و شمع ها قرار داده می شوند و در مرحله آخر بتن ریزی خواهد شد. از این روش معمولاً برای آب و هوای گرم و خشک استفاده می کنند.
روش استفاده از گل حفاری برای اجرای شمع های کوبشی
این روش در مکان هایی استفاده می شود که امکان حفاری خشک و تثبیت جداره های چاه برای اجرای شمع وجود نداشته باشد. در این روش با استفاده از گل حفاری معدنی، پلیمری و یا آب برای تثبیت جداره ها استفاده می‌کنند و سپس بقیه مراحل به همان سبک قبلی انجام می شود. نکته مهم در این روش این است که بتن ریزی باید از پایین به بالا طوری انجام شود که کل حفاری به سمت بالا حرکت کند و در نهایت بدون مخلوط شدن از گمانه خارج شود.
روش غلاف گذاری برای اجرای شمع های کوبشی
این روش زمانی استفاده می شود که دیواره های چاه ها بسیار سست باشند و احتمال تغییر مکان زیاد خاک یا نفوذ آب اضافی وجود داشته باشد. در نتیجه در این شرایط نمی توان از روش های قبلی استفاده کرد. غلاف های مورد استفاده باید کاملاً آب بندی شوند و تحمل فشار آن ها بالا باشد.
برای اجرای شمع های درجا ریز که در محل خود پروژه برحسب ابعاد مورد نیاز برای مهار نیروی سازه ساخته می شوند باید مراحل زیر طی گردد:
حفاری یک چاه مناسب در محل اجرای شمع
در این روش ابتدا باید دقیقاً محل شمع گذاری توسط مهندسان نقشه بردار مشخص شود. حفر چاه معمولاً برحسب نوع مکان پروژه و میزان بودجه توسط کارگران یا دستگاه های حفاری انجام می شود. در صورتی که بخواهیم از دستگاه های حفاری برای حفر چاه استفاده کنیم دستگاه حفاری مورد نظر باید وارد محل علامت‌گذاری شده و برای شمع گذاری آماده شود و استقرار آن باید طبق شرایط زیر باشد:
مرحله ساخت و نصب قفسه های آرماتور
وقتی چاه مناسب برای جای گذاری شمع ها حفر شد نوبت به ساخت و نصب قفسه های آرماتور میرسد. قفسه های مورد نظر باید دقیقاً مطابق نقشه های اجرایی بافته شده و در کارگاه پروژه مورد نظر دپو شوند. معمولاً طول هرکدام از این قفس ها 12 متر است که برابر با طول شاخه های میلگرد فولادی می باشد. برای طول های بیشتر از وصله ستون ها استفاده می کنند.
بعد از اینکه قفس های میلگرد مورد نظر بافته شدند و در داخل چاه ها قرار گرفتند نوبت به بتن ریزی میرسد. به دلیل این که طول شمع ها معمولاً زیاد است نمی توان از بتن ریزی به روش پمپی و هوایی استفاده کرد. به همین دلیل از لوله ترمی که شبیه یک قیف بزرگ است برای بتن ریزی استفاده می کنند. روش کار نیز به این صورت است که لوله های انعطاف پذیری مانند شلنگ آب را با طول های 2 الی 6 متر و قطرهای 10 الی 20 سانتی متر به همدیگر متصل می کنند و آن را به داخل قفس درون چاه می فرستند. به قسمت بیرونی این لوله یک لوله دیگر با سری قیف مانند وصل می شود. استفاده از این روش از سقوط آزاد بتن به داخل شمع و احتمال جدا شدن بتن ها جلوگیری می کند.
سخن آخر
همان طور که ملاحظه کردید اجرای شمع ها اهمیت زیادی برای استحکام و تقویت فونداسیون یک طرح دارد. همچنین پیچیدگی های خاصی دارد که به همین دلیل اجرای آن ها در تمامی پروژه های توجیه اقتصادی ندارد و بیشتر در پروژه های عظیم و پر اهمیت از شمع گذاری به روش های مختلف گفته شده استفاده می کنند تا طول عمر مفید و مقاومت سازه افزایش یابد.