No results were found for your request!
یطلق الدعامة الصغیرة أو میکروبایل علی الأعمدة بالقطر الإقل من 30 سم متزامن مع التسلیح الفولاذي (وضع حدید التسلیح) و الحقن. هناک إتجاهین الرئیسیین لتحسین التربة:
- إستخدام الأعضاء الحاملة
- تحسین ممیزات التربة للمقاومة بواسطة المواد المتنوعة
لحدید التسلیح المیزة الأولی وللحقن المیزة الثانیة.
یتضمن تنفیذ الدعامات الصغیرة ثلاثة المراحل الرئیسیة:
- “طرق الأنبوب” أو “الحفر و وضع الأنبوب”
- الحقن
- التسلیح
قد إستخدامت الدعامة الصغیرة لإصلاح الأساس الأبنیة الموجودة ، ولكن مع تطوير معدات الحفر والحقن ، أصبح استخدامها على نطاق واسع.
خلفیة طریقة الدعامة الصغیرة (میکروبایل)
عندما شعرت أوروبا بالحاجة إلى إصلاح الهياكل المتضررة بسبب الحرب العالمية الثانية في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، اخترع المقاول الإيطالي الشهير Fondedile مع الدكتور Fernando Lizzi الدعامة الصغیرة ، وقد وسعت هذه الطریقة في إیطالیا نظرا إلی:
- سرعة التنفیذ
- إمکانیة تنفیذه في الأبنیة المتضررة
- کفائة مناسبة
قام Fondedile بتوسيع الطريقة سنة 1962 عبر إصلاح العديد من الأبنیة التاريخية في بریطانیا وفي عام 1965 إثناء تحسين مشاريع النقل في ألمانيا. قدمت هذه الطريقة إلى أمريكا الشمالية سنة 1973 عبر تعديل الهياكل في نيويورك وبوسطن.
قام البلدان المختلفة بتنظیم لوائح لتصمیم میکروبایل و تنفیذها بعد توسیع الدعامات الصغیرة ، وأشهرها هي لائحة Micropile Design and construction المنظمة بواسطة مجموعة الطرق السریعة في أمیریکا (FHWA). قد أدت الدراسات الشاملة عن معالجة سلوک الدعامات الصغیرة في مشروع Forever الوطني في فرانسا.
مبادئ تصمیم طریقة الدعامة الصغیرة (میکروبایل)
تعتمد مبادئ تصميم الدعامة الصغیرة إلی غرض إستخدامه ، و إذا كان الغرض منه تحسين التربة ، فيجب مراعاة ثلاث أمور في تصميمه :
- التصمیم الهیکلي (Structural Design)
- التصمیم الجیوتقنیة (Geotechnical Design)
- مراقبة القص الثاقب أو القص المخروطي (Cone Shear Control)
في التصمیم الهیکلي تحتسب قدرة الحمل لأعضاء الدعامة الصغیرة علی أساس:
- الأنبوب الفولاذي
- حدید التسلیح
- ملاط الأسمنت
يجب أن تكون هذه القدرة ذات معامل موثوقية مناسبة ، أعلى من الحمل المطبق على الدعامة الصغیرة.
في التصميم الجيوتقني ، يتم حساب مقاومة الاحتكاك لجدار الميكروبيلي مع التربة المحيطة. يجب أن تكون مقاومة هذا الاحتكاك ذات موثوقية مناسبة ، أعلى من الحمل المطبق بحيث لا يمكن فصل الدعامة الصغيرة عن التربة قبل تقدیم عوامل التسلیح.
في النهایة نظرًا للحمل العالي والقطر الصغير للدعامات الصغیرة لمنع القص الثاقب (القطع المخروطي) ، تصمم ورقة مناسبة لرأس الدعامات.
طریقة تنفیذ الدعامة الصغیرة (میکروبایل)
یمکننا أن نبیّن طریقتین لتنفیذ الدعامة الصغیرة:
- إستخدام الدعامات الصغیرة الحفارة بذاتها – الحقنة بذاتها
- الطریقة التقلیدیة: المشتملة علی أربعة مراحل:
- الحفر (إذا لزم الأمر): بشکل عام یتم وضع أنابیب الدعامات الصغیرة عن طریق الطرق أوالحفر:
- تم وضع الأنابیب عن طریق الطَرق بسبب الاحتكاك بين الأنابيب وجدار التربة حولها وتأثيره علی زيادة الضغط لحقن ملاط الأسمنت ، یسبب تطور قدرة الحمل للدعامات الصغیرة بشكل كبير.
- یسبب وضع الدعامة عن طریق الحفر التغییر في طبقات التربة المختلفة و يجب حفر قطر مزید من القطر الخارجي للأنابيب حین العملیة ، فلهذا ، تستخدام عملیة الحفر فقط إذا لایمکن طرق الأنابیب (في الأعماق الكبيرة والتربة الصلبة علی الأغلب). يتم تنفيذ عمليات الحفر بطرق مختلفة مثل الحفر الدوراني (Rotary) أو الحفر بالصدمة الدورانية (D.T.H).
- الحفر (إذا لزم الأمر): بشکل عام یتم وضع أنابیب الدعامات الصغیرة عن طریق الطرق أوالحفر:
- طرق الأنابیب: بعد الحفر ، يتم طرق الدعامات الصغیرة في المواضع المحددة بواسطة آلات المختص به. القطعة الأولى تشبه برأس الرمح والقطع التالية متصلة تمامًا بالجلبة واللحام على التوالي. تستمر عملية الطرق طالما یوفّر طرق الأنابيب ، وإذا لم يغرق الأنبوب مزید من 10 سم لثلاثین ضربة متتالية من الأنبوب ، ستوقف عملية طرق الأنبوب الصغير.
في هذه الحالة ، يتم إجراء الحفر حتى یصل إلی العمق المطلوب للتصميم ، ثم يتم تثبيت الأنابيب المرتبطة بالدعامة الصغیرة داخل البئر. عادة ما تكون أنابيب الأعمدة الصغیرة في مقاطع طولها مترين وقطرها الخارجي 76 مم وقطرها الداخلي 68 مم. تتصل هذه الأنابيب بعضها البعض عن طريق الجلبة واللحام. يحتوي كل ميكروبيل على 80 ثقبًا بقطر 8 ملم لكل متر. يجب أن تكون البيئة الداخلية للأنابيب مكهربة حتى لا يكون لها آثار سلبية حین حقن ملاط الأسمنت.
- الحقن (صبّ الخرسانة): تكون أجهزة الحقن من ثلاثة أجزاء: خلاط أساسي وخلاط ثانوي ومضخة حقن. الخلط في الخلاط الأساسي هو من نوع نظام دوران الماء السريع (circulation) والخلاط الثانوي من نوع الريشة. يتم تصنيع ملاط الحقن في الخلاط الأساسي عن طريق صب نسبة مطلوبة من الماء في البدایة في الخلاط ثم یضاف الأسمنت بالنسبة المطلوبة من الماء إلى الأسمنت. الحد الأدنى لوقت خلط ملاط الأسمنت هو 30 ثانية. يتم اختيار نسبة الماء إلى الأسمنت وفقًا لخصائص التربة بين 0.5 إلى 1.5. للحفاظ على الملاط الجاهز في الخلاط الأساسي ، یُصب الملاط في الخلاط الثانوي ثم يُحقن بواسطة مضخة. تُستخدم الخراطيم المسماة بالبکر لحقن الملاط في أنابيب الدعامات الصغیرة. أثناء الحقن ، يلتصق أنبوب البکر بجدار الأنبوب ويمنع خروج الملاط.
علی سبیل المثال لإتصال بکر لأنبوب الدعامة الصغیرة بطول 8 إلی 10 أمتار یتم المرحلة الأولی لإتصاله إلی عمق 6 أمتار من البئر ، ثم یتصل البکر بعمق 4 أمتار بعد إتمام عملیة الحقن ، ثم یختم البکر في عمق بطول مترین ثم في النهایة یختم بکر الفوهة ویتم عملیة الحقن. إذا شاهد خروج الملاط من السطح أو من الدعامة الصغیرة الجانبیة توقف عملیة الحقن.
ممیّزات الحقن
- ضغط الحقن: يمكن أن يكون ضغط الحقن في مراحل مختلفة من الحقن ، على أعماق مختلفة ، تحت تأثير نوع التربة والظروف الجيوتقنية متغيرًا. الحد الأقصى لضغط الحقن يقتصر على 10 أجواء.
- كمية الأسمنت المستخدمة: نظراً إلی الظروف الجيوتقنية والقدرة على الحمل لتصميم الدعامة الصغیرة ، يمكن أن تبلغ نسبة الأسمنت المطلوبة إلی 100 كجم لکل متر من المیکروبیل إضافة إلی لحقيقة وجوب تواصل الحقن حتى ضغط 10 أجواء ، لذلك قد تكون كمية الأسمنت أعلى من النسبة الأولي
- نسبة الماء إلى الأسمنت: تتراوح نسبة الماء إلى الأسمنت في الملاط المستخدم بين 0.5 إلى 1.5 في الظروف العادية ويمكن أن تغیر نسبة الماء إلى الأسمنت في الملاط في الظروف الأخرى من 0.67 إلى 1. جدیر بالذکر أن نسبة الملاط في كل قسم تحدد بناءً على اقتراح المقاول وموافقة منظمة الإشراف.
- نوع الأسمنت: نوع الأسمنت للحقن هو الأسمنت البورتلاندي من النوع الأول أو الثاني أو الخامس الذی تحدد خصائصه حسب الظروف الكيميائية للموقع المطلوب.
- نسبة الماء: يجب أن يكون الماء للملاط نظيفًا وسلسًا ولديه جميع الشروط الضروریة لاستهلاك المياه في صناعة الخرسانة ، ويجب أن تكون خالية من مواد ضارة للأسمنت مثل الأحماض والقلويات والسكريات والأملاح والمواد العضوية. يجب أن يحتوي الماء على مواد صلبة معلقة أقل من 0.2٪ ، ومواد قابلة للذوبان أقل من 3.5٪ ، وكلور أقل من 1٪ ، وكبريتات أقل من 0.3٪ ، وقلويات أقل من 0.06٪ كن. بشكل عام ، مياه الشرب مناسبة لصنع الملاط.
- تثبیت حديد التسليح: إذا یجري میکروبایل الحامل ، وضع حديد التسليح داخل أنبوب الدعامات الصغیرة وتثبيت لوحة صحیفة علی فوهة الدعامة الصغیرة (شفة). من الواضح أنه يجب تركيب حديد التسليح داخل البئر قبل تثبيت الأسمنت. يجب أن يلتحم الصحیفة علی فوهة الدعامة الصغیرة بحدید التسلیح، التي تُستخدم لإنشاء اتصال كامل بين الدعامة الصغیرة وخرسانة الأساس ، وكذلك لمنع القص الثاقب علی فوهة الدعامة داخل خرسانة الأساس ، بحديد التسليح في الخطوة الأخيرة.
مواضع إستعمال طریقة الدعامة الصغیرة (میکروبایل)
تم إجراء بحث موسع حول الدعامات الصغیرة في منتديات متخصصة في العالم ولا يزال يتزايد يومًا بعد يوم. تم معالجة جوانب الدعامة الصغیرة المختلفة بما فیها:
- الثابت
- الدینامیکی
- الإهتزازي
علاوة علیه إستخدام الدعامة الصغیرة یشتمل علی قسمین في هندسة جیوتقنیة:
- إستخدم لقاع الأساس
- إصلاح وإعادة تأهيل التربة
بعض مواضع إستعمال الدعامات الصغیرة هي:
- إستخدم كعضو حاملة تحت أساس الهیکل
- إستخدم كعضو حاملة لإصلاح أساسات الهیاکل السطحیة (ظهر الجسور وخزانات النفط والغاز وما إلى ذلك)
- إستخدم كعضو محمل تحت الهياكل الفوقية الأخرى (حقائب الظهر وخزانات النفط والغاز وما إلى ذلك)
- الإستخدام هادفا إلی تحسين التربة وزيادة ممیّزات حول مقاومة والسلوک
- الإستخدام هادفاً إلی تحسين التربة والتصدي لظاهرة السیولة
تصنیف الدعامة الصغیرة (میکروبایل)
یتم تصنیف الدعامات الصغیرة علی حسب معیارین:
- طریقة التصمیم:
يختلف تصميم الدعامة الصغیرة واحدة أو مجموعة بتصمیم طرق العسل إختلافًا كبيراً ، وقد أدى ذلك إلى تحديد فئتين من التصميم للأعمدة الصغيرة. في الفئة الأولى ، يتم وضع الدعامات الصغیرة مباشرة وتتحمل المسلحات معظم الحمل المطبق و في الفئة الثانية ، توضع الدعامات الصغیرة في التربة كشبكة وتنشؤ نظام مركب للتربة ، هذا النظام هو نفس الشبكة من الدعامات الصغیرة بشکل طرق العسل.
في الفئة الأولى ، تستخدام الدعامات الصغیرة كبديل للدعامات الصغیرة التقليدية لنقل حمل الهيكل إلى الطبقات المقاومة الأساسية. تم تصميم هذه الدعامات الصغيرة لتعمل بشكل فردي ، و لو تم إجراؤها مجموعة.
في الفئة الثانية ، تحتوي الدعامات الصغیرة على التعزیز الأخف لأن المسلحات ، مثل الفئة الأولى ، لا يتم تحميلها مباشرة ، كما أن كتلة التربة والدعامات الصغیرة هي التي تتحمل الأحمال المطبقة.
بالإضافة إلى هاتين الفئتين ، يتم استخدام نوع آخر من الدعامة الصغیرة في إيران ، والذي يُعرف باسم الدعامة الصغیرة المعززة. إنّها تتشابه في فلسفة السلوك مع الدعامات الصغیرة الشبكية ، إلا أنها لا تستخدم حدید التسليح. يعتبر حقن ملاط الأسمنت الجزء الرئيسي للدعامة الصغیرة المعززة ، التی تزيد الممیّزات لمقاومة التربة وسلوکها فیها.
- طریقة التنفیذ:
تعتبر طريقة الحقن أهم عامل مؤثر على قوة الجزء المترابط (الرابطة) بين التربة والملاط ، بحيث تتغير مقاومة الجزء المرابط مباشرة عن طريق تغيير طريقة الحقن. معيار التصنيف هو طريقة الحقن وضغطه ، واستخدام الأغماد وحديد التسليح يحدد الأقسام الفرعية لهذا التصنيف. في هذا التصنيف ، تنقسم الدعامات الصغیرة إلى 4 فئات:
نوع A: في هذه الطريقة ، يتم حقن الملاط بوزنه نفسه ودون الضغط في الموقع.
نوع B: في هذه الطريقة ، يتم حقن ملاط الأسمنت في حفرة البئر بالضغط بعد حفر الغلاف الفولاذي خارج البئر. يتراوح ضغط الحقن عادة بين 0.5 و 1 ميجا باسكال ويجب أن يكون یمنع الفشل الهيدروليكي.
نوع C: تُظهر هذه الطريقة عملية ذی المرحلتین و توضع فیها ملاط الأسمنت بوزنه في حفرة البئر (كما في النوع A) ثم قبل أن یتماسک الملاط الأولي (بعد حوالي 15 إلى 25 دقيقة) ، یصبّ الملاط من خلال أنابيب الحقن المشبكة دون استخدام آلة بکر ، عند نقطة تلامس الملاط مع الأرض عند ضغط 1 ميجا باسكال علی الأقل. يستخدم هذا النوع من الدعامة فقط في فرنسا فقط.
نوع D: تشبه هذه الطريقة بنوع C ، حيث يتم وضع ملاط الأسمنت أولاً بوزنه ، کنوع A و C ، أو بالضغط ، کنوع B ، في البئر. بعد تماسک الملاط الأولي ، يتم حقن الملاط التالي عن طریق أنابيب الحقن مشبکة بضغط من 2 إلى 8 ميجا باسكال. في هذه الطريقة ، يستخدام بکر بحيث يمكن تعديل الأسطح الخاصة عدة مرات إذا لزم الأمر.
مراقبة الجودة بطریقة وضع الدعامة الصغیرة (میکروبایل)
نظراً إلی الغرض من تنفیذ الدعامات الصغیرة ، يمكن تحديد الإختبارات المختلفة عن مراقبة الجودة لهذه الطريقة ، وبعضها هي:
- إختبار وضع الدعامة الصغیرة بالضغط
- إختبار وضع الدعامة الصغیرة بالشدّ
- إختبار الوضع الجانبي للدعامة الصغیرة
فوائد الدعامة الصغیرة (میکروبایل)
- سرعة التنفیذ العالي
- الحاجة إلی معدات أقل مقارنة بمعدات بناء الدعامات الصغیرة الجاهزة في الموقع
- لا حاجة لخبرة خاصة لاستخدام المعدات
- إمكانية الاستخدام في المشاريع ذات المساحة المحدودة (على سبيل المثال ، في الطابق السفلي من الهياكل القديمة أو تحت سطح الجسور ، وما إلى ذلك)
- إمكانية زيادة قدرة التحمل للأساسات القائمة بسبب المرونة العالية
- إمكانية الاستخدام في البيئات الحضرية بسبب انخفاض الضوضاء
- سهولة إختبارات لمراقبة الجودة
الرسوم المتحركة لتحسين التربة بطريقة الدعامة الصغیرة أو میکروبایل
المنشورات ذات الصلة :
دیدگاهتان را بنویسید