دانلود مقاله حفاری توأم با بتن ریزی

مقدمه : روشهای متعددی برای تولید لوله در صنعت وجود دارد ، یکی از روشهای مرسوم استفاده از روش اسپیرال می باشد ؛ در این روش ورقها به صورت دایره خم شده و بوسیله جوش اتوماتیک جوشکاری می شود ، اما به دلایل مختلف این لوله ها کمتر در کارهای شم کوبی مورد استفاده قرار می گیرند ، در این تحقیق حفاری توأم با بتن ریزی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است .، که آزمایشات شم کوبی ع حفاری ، بتن ریزی و بارگذاری استاتیکی به روش ML مورد ارزیابی و تجدید نظر قرار گرفته است .

دراین پروژه به بررسی فونداسیون ها ی عمیق که به منظور دستیابی به تراکم ، بالابردن نیروهای پیچیده ارزی که گستره ی گوناگون ساختاری از قبیل ساختمان ها ، پل ها ، برج ها ، گذرگاهها ، اسکله ها و سکوهای روی زمین و نسب در کرانه ها و دور از کرانه ها طراحی شده ، پرداخته شده است .

و همچنین به شیوه ی نسب شافت ها در محل اجرا اشاره می شود که مراحل اجرای آن عبارتند از : 1- حفاری محل نصب و ایجاد حفره درون زمین تا عمق مورد نظر برای قرارگیری شافت .

2- پر کردن انتهای حفره با بتن 3- قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره .

4- بتن ریزی حفره .

مراحل اجرای شمع بتنی درجا: ساخت سبد آرماتور و لقمه های بتنی جهت رعایت پوشش آرماتور جداره شمعها.

اتصال لقمه های بتنی به سبد آرماتور هر 2 متر و در هر چهار طرف سبد.

( البته این میزان به در نقشه های اجرائی قید می شود ولی برای شمع های حدود 10 متر و بالاتر, اتصال لقمه معمولاً به ازای هر 2 متر می باشد.

میخکوبی محل آکس شمع مورد نظر.

تایید دستگاه نظارت, در تمامی مراحل اجرای پروژه اژن بند از اساسی ترین موارد اجرا به شمار می آید.

استقرار دستگاه حفاری در محل حفاری.

حفاری تا عمق مورد نظر کیسینگ گذاری جهت جلوگیری از ریزیش خاک دستی به درون محل حفاری در صورت نیاز.

ساخت بنتونیت: در صورت ریزشی بودن دیوار محل حفاری شمع به مدت حداقل یک روز قبل از حفاری.

ریختن بنتونیت در صورت نیاز در طول مدت حفاری.

10- حمل سبد بافته شده آرماتور به محل حفاری.

11- قراردادن سبد آرماتور در داخل محل حفاری توسط جرثقیل.

12- ساخت بتن توسط بچینگ در کارگاه مطابق با مشخصات فنی.

13 – حمل بتن توسط تراک میکسر از محل بچینگ تا محل حفاری.

14- نصب لوله ترمی به جرثقیل جهت بتن ریزی.

15 - نمونه گیری بتن جهت آزمایشگاه.

16- تایید دستگاه نظارت.

18- بتن ریزی توسط لوله ترمی از قسمت انتهای شمع به طرف بالا 19- بازکردن و تمیز نمودن لوله های بتن ریزی همزمان با بالا آوردن لوله ترمی در طول مدت حفاری جهت حفاری بعدی.

در شکل (1) مراحل اجرای شمع های درجا نشان داده شده است: یکی از روش های تحکیم و پایداری انواع سازه ها در زمین هایط که دارای خاک سست می باشند, استفاده از شمع ها می باشد.

شمع های بتنی به دو روش اجرا میشوند: شمع درجا شمع های پیش ساخته اجرای شمع های درجا که در اینجا به روش اجرای آن می پردازیم به صورت حفاری و بتن ریزی در محل می باشد.

ذکر این نکته لازم است که در بتن ریزی این نوع شمع ها به دلیل عمق زیاد حفاری نمی توان از ویبره استفاده نمود و برای حل این مشکل از بتن با اسلمپ پایین(اسلمپ =15) استفاده می شود.

همچنین برای جلوگیری از ریزش خاک و جذب آب بتن از ماده ای شیمیائی به نام بنتونیت(Bentonite), قبل از بتن ریزی استفاده می شود.

برای اجرای شمع های از پیش ساخته از دستکاه شمع کوب استفاده می گردد.

استفاده از این نوع شمع ها را میتوان در پروژه هایی مانند"نیروگاه سیکل ترکیبی نکا و پتروشیمی بندر امام" مشاهده نمود.

راهکارهای عملی طراحی شمع ها اطلاعات لازم و مکفی از شرایط ژنوتکنیکی محل.

شناخت دقیق نیروها و لنگرهای وارده از روسازه از نظر نوع, مقدار و جهت و اولویت بندی آنها شناخت عوامل محیطی از نظر آثار کوتاه مدت و دراز مدت بر مصالح شمع.

شناخت وضعیت پیرامون پروژه برای تصمیم گیری در مورد شیوه اجرای شمع.

انتخاب نوع شمع.

بررسی امکان پذیری ساخت و تولید شمع برای پروژه و محدودیت های ابعادی.

برگزیدن روش نصب شامل کوبشی, چکش زدن, درجا ریختن و ...

.

تعیین عمق مدفون شمع با توجه به شرایط خاک, بارهای موجود و امکانات اجرایی.

آرایش شمع های گروهی و تعیین نحوه عملکرد گروه و توجه به نکات موثر در طراحی از جمله تداخل شمع,ضریب کارایی,...

10- با استفاده از تحلیل های معتبر استاتیکی(تکی یا گروهی) تعیین توان کاربری شمع.

11-تعیین توان باربری شمع با استفاده از آزمایشات درجا یا آزمایشات دینا»یکی و تدقیق توان باربری.

12- دخالت دادن عوامل موثر پیرامونی بر توان باربری بدست آمده.

13- کنترل و ارزیابی نشست سیستم شالوده.

14- طراحی سازه ای شمع و کلاهک سه شمع.

15- به منظور اطمینان از(درصورت لزوم و صلاحدید) انجام آزمایشات عملی بارگذاری استاتیکی یا دینامیکی صحت اجرا و عدم آسیب دیدگی شمع ها در حین اجرا.

16- تعیین ضریب اطمینان.

17- انواع پی های عمیق از نظر اجرایی.

شالوده های پوسته ای کوبشی و پر شده با بتن: می توان شالوده های پوسته را (DS) با ترکیب خصوصیات و عملکرد شمع های کوبشی و شافت های حفاری شده معرفی کرد که نخست پوسته با چکش به عمق مورد نظر رانده می شود و قفسه میلگرد درون آن گذاشته شده و مزایای این روش متعاقباً با بتن پر می شود: ایجاد سطح صاف برای بتن شالوده توسط لوله.

جابجایی ایجاد شده توسط سطح کنگره ای پوسته باعث افزایش اصطکاک جداری شالوده می شود.

ابزار نصب به سهولت باز و بسته می شوند و دارای قابلیت نقل و انتقال خوبی است.

لیکن باید توجه داشت که: هزینه ها مانند شمع کوبی زیاد است.

قطعات شالوده قابل اتصال نیستند لذا محدودیت طول با ارتفاع شمع کوب متناسب است.

آسیب پذیری شمع ها در حین نصب.

(Drilled shaft=DS) شمع های نصب شونده درون حفره خود.

تفاوت اساسی بین شمع ها و شافت های نصب شونده درون حفره ایجاد شده آنست که شمع ها عناصر پیش ساخته ای هستند که درون زمین کوبیده می شوند در حالیکه این شافت ها با شیوه نصب در محل اجرا می شوند مراحل اجرای این شافت ها عبارتند از: حفاری محل نصب و ایجاد حفرهه درون زمین تا عمق مورد نظر برای قرار گیری شافت.

پرکردن انتهای حفره با بتن قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره.

بتن ریزی حفره مهندسین و پیمانکاران ممکن است برای این نوع شالوده های عمیق اصطلاحات دیگری استفاده کنند از جمله : (Pier) پایه.

(Bored Pile) پایه با حفره از قبل ایجاد شده.

(Cast-in-Place Pile) شمع درجا ریخته شده.

(Caisson)صندوقه.

(Drilled caisson) صندوقه با حفره از قبل حفاری شده.

(Cast-in-drilled-hole foundation) شالوده در جاریز درون حفره از قبل حفاری شده.

روش آزمایش تضمینی کیفیت و کنترل کیفیت فونداسیون های عمیق بارگیری, ساختاری, تجهیزات قابل استفاده در مناطق مسکونی, شرایط زمین شناسی وژئوتکنیکی زیر سطحی,بررسی وپروژه و مکان خاص, بررسی و اظهار نظر فنی درباره ساختمان های محلی , عوامل اقتصادی و تجارب طراحان و اویت ها به طور نمونه انواع سیستم های فونداسیون را تعیین میکند .

فونداسیون های عمیق به منظوردستیابی به تراکم ,بالا بردن,نیروهای پیچیده وعرضی که گسترده گوناگونی ساختاری از قبیل ساختمان ها, پل ها ,گذرگاه ها ,اسکلهو سکوهایی بر روی زمین و نصب در کرانه ها طراحی شده است.

آنها بطور کلی به پایه یا میله ها قالب ریزی شده در محل ,در اندازه هایی که به طور معمول بین 10 تا60 اینچ در قطر و20 تا 120 فوت در طول دسته بندی شدهاند.در بعضی موارد ,تعدادپایه های بکار رفته در فولوزیرا, تعدادی که ثبت شده است به این مقدار می رسد:پایه های فرو رفته در حدود400 فوت در طول ومحورهایحفر شده 120 اینچ در قطر.پایه های فرو رفته میتواند چوبی ,استیل (لوله یاHشکل),یا بتونی باشد و با پتک های فرو کردن پایه نصب شود.

میله های قالب ریزی شده در محل بوسیله حفر کردن سوراخ هایی در زمین بنا میشوند که با سیمان یا بتون های استیلی مستحکم پر شده اند .بسته به روش ساخت و اندازه آنها ,آنها به وسیله نام های مختلف شناخته اند به عنوان مثال تیرهای مته ای ردیفی ومتصل(CFA),تیره های ریخته گری مته ای جایگزین شده ,محور های سوراخ شده تیره های حفر شده ,صندوق مهمات و الی آخر.

ساخت یک فوندایسون عمیق به طول ساختاری و درستی , طول و تغییر شکل ژئوتکنیکی و حیران حمایت خاک و سنگ,ویژگی های متقابل خاک و سنگ, قدر مطلق و خا صیت تیره های به کار رفته بستگی دارد .هر مرحله از طرح , ساخت ,باز بینی و مرحله آزمایش تضمین کیفیت در موقعیت فونداسینون های عمیق در اجرای اهداف مورد نظر آن حساس است.از آنجایی که فونداسیون های عمیق ساخته شده اند زیر زمینی هستند , ارزیابی خدمات به کار رفته به راحتی آنچه که در موارد مولفه های فوق ساختاری بکار رفته است قابل دسترس نیست.

معمولاً روش های آزمایش کاربردی در فلوردیدا برای ارزیابی درستی ساختارو میزان تحمل بار در فونداسیون های عمِق بکارگرفته شده است که به وسیله شاخص Astm که بحث شداستاندرد شده است.

آنها شامل :آزمایش درستی فرسایش پایین(ASTMD_5882),عملیات صوتی حفره های –عرضی (ASTMD_6760)و آزمایش دینامیکی بارگیری (ASTMD_4945).

آزمایش درستی فرسایش _پایین: اجرای هر یک از عوامل فونداسیون عمیق تحت ظرفیت های اشاره شده عملکرد درست و استقامت ساختاری آن است.نمای ایجاد شده وصحت ساختاری تیره های قالب ریزی شده در محل وپایه های حفر شده شامل عملکرد شرایط زیر سطحی, کیفیت دوغاب طا بتن و روش جابجایی, روش ساختاریوطرز کار آن است.

تحت ضربات پتک های نصب تیر پایه, تیر پایه ها برایفشار بالای وارد شده کنترل می شوند , که اگر بیش از حد باشد ممکن است باعث خرابی ساختار تیر پایه ها شود.ارزیابی درستی ساختار برای تیر پایه های قالب ریزی شده در محل ,تیره های بتونی,تیر های لوله ای استیل پر شده با بتن, و گاهی تیر پایه های استیل و چوبی را می توان اقتصادی تر و راحت تر از کاربرد روش دینامیکی (NDT)که انعکاس صدا و فرسایش پایین به همراه دارد به کار برد.

آزمایشات بوسیله فرو بردن نوک میله و تیر های با یک پتک دستی کوچک و ارزیابی واکنش به یک سرعت سنج انجام می شود.

ضربات باعث یک موج تراکمی فشار پایین برای پایین بردن تیر پایه می شود,انعکاس امواج بوسیله تغییر در پایه ها مقاومت(مرتبط با برش عرضی منطقه ,ضریب ارتجاعی و چگالی مواد است),تیر پایه های حائل و تاثیرپایداری سنگ و خاک ایجاد می شود.

کاهش در مقاومت (به عنوان مثال ,نقص)باعث انعکاس امواج کششی شده و تولید موقت امواج فشار را انعکاس می دهد .

تاثیر پایداری خاک بوسیله افزایش داده های انتخاب شده و تکنیک های تصفیه به حداقل می رسد .

ثبت آزمایشات معمولا ًارائه شده است تا سرعت نوک تیرپایه ها که شامل تاثیر ناگهانی و نعکاس امواج نتیجه بخش است را نشان دهد.بررسی داده ها معمولاً بوسیله نظارت های بصری ثبت پرونده یا بوسیله روش عددی بررسی های کامپیوتری قابل دسترس وتکنیک های شبیه سازی شده انجام می گیرد .

شکل1 آزمایش زمین با سیستم آزمایشگری های دقیق تیر پایه را نشان می دهد.

شکل 2نتایج آزمایش PIT که بر روی یک قطر 18 اینچی , بلندی 42 فوتی,انجام شده است را نشان می دهد, تیر پایه های نمونه برداری بدون هیچ مشکلی در درستی ساختار (به عبارت دیگر , بدون انعکاس امواج کششی در طول تیر پایه ها , توجه کنید که انعکاس موج فشار موقت در یک موقعیت تقریباً 25 فوت زیر نوک پایه را اشاره دارد.) و شامل انعکاس واضح امواج در نوک تیر مطابق اتصال میله است.

شکل3, ثبت یک آزمایش را با انعکاس موج کششی فوی که تقریباً سه فوت پایین تر از نوک پایه ناشی می شود که به مسئله درستی ساختار های سخت در آن موقعیت اشاره دارد.

پایه ها حفر شده اندونقص گلویی جدی در عکس شماره 3 نشان داده شده است.

مزیت بررسی صحت PITشامل موارد زیر می باشد:فراهم کردن تیر پایه های کوچک مورد نطاز بر اساس بررسی محل اتصال ممکن میباشد.

آزمایشات برای بسیاری از پروژه هایی که تیر پایه های آن آزمایش شده است تا درستی انها تاثیر شود ساده و کم خرج هستند و این عیب اصلی را مشخص می کند .(موقعیت های عمودی و سخت)در این روش آزمایش چند اشکال وجود دارد که شامل موارد زیر می با شد : تفسیر اطلاعات نیاز به اظهار نظر فنی و تجربه دارد .

محدودیت طولی تقریباً25تا50 و یا متر (بسته به عوامل مختلف),نواقص متعددیا ایننکه در پایین تر تغطیراتعمدهدر مقاومت ظاهری قابل تشخیص نمی باشد, نواقص کوچکتر اغلب نا دیده گرفته می شود.موقعیت افقی یک نقص در قسمت های متقاطع معین نمی شود ,درستی موقعیت در طول