اختلاط عمیق خاک به روش DSM

یکی از روش های بهسازی خاک اصلاح ویژگی های خاک به روش اختلاط عمیق یا DSM است. در روش اختلاط عمیق خاک یا همان روش DSM مواد پایدار کننده با استفاده از دستگاه های حفاری DSM به شکل مکانیکی در خاک تزریق می شود و ستون های خاک سیمانی را بوجود می آورد. در روش اختلاط خاک به روش DSM همانطور که از نام آن پیداست خاک را با مصالح سیمانی بوسیله ی همزن در عمق خاک مخلوط می کنند و به این طریق ویژگی ها و مشخصات خاک را نیز بهبود می دهند. در اختلاط عمیق خاک به این شکل ستون هایی از جنس خاک سیمان تشکیل می شود و در صورتی که پیش از گیرش کامل با یکدیگر همپوشانی داشته باشند، دیوارهای پیوسته ای زیر زمین تشکیل می شود که می توانند خاصیت آب بندی نیز داشته باشند. با بهسازی خاک به روش DSM می توانیم هر آرایشی از ستون ها را زیر زمین ایجاد کنیم. با توجه به موارد ذکر شده مبنی بر ایجاد ستون های خاک سیمان و امکان ایجاد آرایش دلخواه در عمق زمین به روش DSM می توان یکی از کاربردهای این شیوه از اختلاط خاک را تشکیل های دیوارهای حائل عنوان کرد. در این روش جهت پایدارسازی گود، پیش از گیرش مخلوط خاک سیمان، المان های فولادی به داخل خاک وارد می شوند و به این ترتیب مقاومت خاک حین گود برداری تامین می گردد. تمامی اعمال در روش DSM با استفاده از دستگاه اختلاط عمیق خاک یا همان دستگاه DSM انجام می شود. این دستگاه از یک مته تکی به قطر ۶/۰ الی ۲ متر تشکیل شده است که به کمک آن می توان ستون هایی با ارتفاع ۲۰ الی ۶۰ متر را ایجاد کرد که مقاومت آنها وابسته پارامترهای مختلفی از جمله : نوع ماده افزودنی،‌ نوع خاک، روش اجرا و ... است.
 

طراحی اختلاط خاک به روش DSM

در روش DSM بدلیل اصلاح ویژگی خاک از طریق ایجاد ستون های اختلاط عمیق می توان ظرفیت باربری خاک را تحت نیروهای مختلف نیز بهبود بخشید و احتمال بروز نشست را به حداقل رساند. از سایر کاربرد های روش DSM که مستلزم طراحی و محاسبات است می توان به کاهش میزان نفوذ پذیری و کاهش تاثیرات منفی مواد شیمیایی در خاک اشاره کرد. در طراحی و اجرای روش DSM میزان مقاومت فشاری خاک سیمان متاثر از جنس خاک و مقدار سیمان موجود در آن است. اجرای روش DSM نیز همانند سایر عملیات ساختمانی نیازمند طراحی است، مبانی طراحی ستون های اختلاط عمیق در روش DSM شباهت های زیادی با طراحی ستون ها در روش جت گروتینگ دارد. همانطور که گفتیم ستون های اختلاط عمیق را با آرایش های متفاوتی می توان اجرا کرد که در ادامه به آنها اشاره شده است.
 

اجرای اختلاط عمیق خاک به روش DSM

یکی از روش های اختلاط عمیق خاک، اجرای DSM به شیوه ی تزریق بالا به پایین است که با در نظر گرفتن وضعیت پروژه قابل انجام است. برای اجرای روش DSM از اوگر استفاده می شود بدین منظورعملیات حفاری تا عمق مورد نظر توسط اوگر انجام می شود پس از آن عملیات متوقف می شود و اوگر به آرامی و با سرعتی کم به سمت بالا حرکت می کند و طی حرکت دوغاب را نازل های موجود در سر بازوها با نیرویی زیاد به داخل خاک تزریق می کند. حرکت اوگر و تزریق دوغاب مرحله ای انجام می شود و بعد از ۱ متر حرکت به سمت بالا به مدت ۱ دقیقه در همان مرحله می چرخد تا عملیات تزریق انجام شود. این فرآیند تا رسیدن به سطح زمین به صورت مکرر انجام می گیرد. لازم بذکر است تمامی موارد گفته شده می تواند با توجه به نوع خاک و دستگاه مورد استفاده مقدار متفاوتی باشد. 
 

افزودنی های اختلاط عمیق خاک به روش DSM

در روش DSM عموما از دوغاب سیمان، سیمان خشک و آهک ترکیب شده با سیمان به عنوان افزودنی استفاده می شود. مقدار مصرف افزودنی ها ارتباط مستقیمی با شرایط حاکم بر خاک دارد عمدتا میزان مصرف دوغاب با توجه به وضعیت خاک موجود ۲۰ الی ۳۰ درصد حجم آن در نظر گرفته می شود. نسبت وزنی سیمان به آهک نیز حدود ۱ به ۴ در نظر گرفته می شود. از سایر افزودنی های مورد استفاده در روش DSM می توان به خاکستر آتشفشان، سرباره کوره و سایر مواد شیمیایی اشاره کرد که در صورت نیاز بکار گرفته می شوند.
 

انواع روش DSM

 
۱)اختلاط خاک به روش تر در DSM : اختلاط خاک به شکل تر در روش DSM یکی از شیوه های متدوال می باشد که پیش تر به آن پرداخته شده است.
۲)اختلاط خاک به روش خشک در DSM: یکی دیگر از راه های اختلاط مخلوط تزریق شده و خاک استفاده از شیوه ی خشک است. اختلاط مخلوط تزریق شده و خاک به شکل خشک زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که محیط مورد نظر از رطوبت مناسبی برخوردار باشد. طی اختلاط خاک به شکل خشک در روش DSM همانطور که نام آن پیداست مخلوط مورد نظر که حاوی سیمان، آهک یا ترکیبی از آنها می باشد به شکل پودر و با اعمال هوای پر فشار با خاک مخلوط می شود. در این روش نیز پس از تزریق مخلوط خشک، مواد مورد نظر با رطوبت موجود در خاک واکنش میدهد و ستون هایی مشابه روش قبل ایجاد می کند. ستون هایی که در تزریق خشک ایجاد می شوند دارای ابعادی کوچک تر می باشند و اندازه ی آنها بین ۶۰ الی ۸۰ سانتی متر در نظر گرفته می شود و بیشترین عمق خاک در این روش از ۲۵ متر تجاوز نخواهد کرد.
 

روش DSM سطحی خاک

روش DSM به شکل سطحی نیز قابل اجرا است. در بسیاری از مواقع تنها چند متر سطحی خاک دارای مقادیری از خاک با کیفیت پایین نظیر خاک های سست یا بیش از حد مرطوب می باشد که در چنین شرایطی می توان با روش DSM اختلاط سطحی خاک را با استفاده از ابزار به خصوصی تا عمق ۴ متر اصلاح کرد. اصلاح اختلاط سطحی خاک به روش DSM بصورت افقی یا قائم انجام می گیرد. در چنین شرایطی مخلوط مورد نظر در حجم لازم از طریق دستگاه های به خصوصی به درون خاک تزریق می شود و عملیات مورد نظر تا رسیدن به مشخصات تعیین شده در طراحی ادامه می یابد.
 

کاربردهای اختلاط خاک به روش DSM

روش DSM یا اختلاط عمیق خاک شیوه ای برای بهسازی خاک های غیرآلی یا خاک هایی هستند که سایر روش های بهسازی مناسب آنها نمی باشپ هر چند می توان از روش DSM برای بهسازی خاک های آلی هم با رعایت مواردی استفاده کرد برای مثال می توان به مخلوط مورد نظر ماسه افزود تا برای بهسازی خاک های آلی نیز قابل استفاده شوند.
بطور خلاصه برخی از کاربردهای بهسازی خاک به روش DSM شامل موارد زیر است :
۱)تقویت پی سازه به روش DSM
۲)مقاوم سازی فونداسیون موجود 
۳)تقویت پی راهسازی
۴)مقاوم سازی فونداسیون در مخازن نفتی
۵)آب بندی 
۶)اجرای دیوارهای حائل
۷)پایدارسازی تونل ها 
۸)حفاظت شیب خاکبرداری
 

مزایای روش DSM

۱)به صرفه بودن روش DSM نسبت به سایر روش های بهسازی خاک
۲)کاهش میزان نفوذپذیری خاک نسبت به عوامل محیطی
۳)مقاوم سازی خاک زیر پی به روش DSM
۴)کاهش میزان نشست خاک ناشی از سربار 
۵)پیشگیری از روانگرایی با اختلاط عمیق خاک
۶)قابلیت کنترل کیفیت کار
۷)سرعت بالای اجرای روش DSM
۸)سازگاری بالا با محیط زیست
 

بهسازی خاک به روش DSM

بهسازی خاک به روش DSM یا اختلاط عمیق خاک به خصوص در خاک ها نرم و سست یک روش اقتصادی محسوب می شود. در بسیاری از موارد سایر روش های بهسازی خاک زیر پی بدلیل محدودیت های اجرایی یا زمانی قابل اجرا نیستند که در چنین شرایطی روش DSM جایگزین مناسبی برای آنها محسوب می شود. روش DSM نیازمند تکنولوژی های به خصوصی است که علی رغم کارآمد بودن این روش همچنان در موارد کمی شاهد اجرای این روش در ایران هستیم. بهسازی خاک به روش DSM یک گزینه ی مناسب با توجه به وضعیت اقلیمی حاکم بر کشور ما محسوب می شود. روش DSM سبب کاهش میزان روانگرایی و مشکلات ناشی از آن می گردد بعلاوه ی اینکه یکی از مهم ترین موارد استفاده از این روش در بنادر ساحلی کشور و بهره گیری از مزایای آنهاست. در نهایت لازم است بدانید نوع مواد افزودنی بکار رفته و سطح انرژي اختلاط در روش DSM تاثیر مستقیمی در میزان اصلاح خاک به این شیوه دارد.
 

کنترل کیفی روش DSM

آزمایش های لازم برای کنترل کیفی ستون های بوجود آمده در اختلاط عمیق با اندازه گیری انحراف در پلان، عمق و انحراف در قطر عمق انجام می گیرد. آزمایش های مورد نیاز برای کنترل کیفی روش DSM شامل موارد زیر است:
۱)کنترل کیفیت آب مصرفی
۲)کنترل کیفیت سیمان مصرفی
۳)کنترل کیفیت افزودنی های مصرفی
۴)کنترل کیفیت دوغاب مورد استفاده در روش DSM
۵)کنترل پساب خروجی
۶)کنترل پارامترهای هندسی نظیر قطر، طول و ...