شمع کوبی
شمع کوبی
یکی از راه های پایدارسازی گود روش شمع کوبی یا شمع گذاری است. دلایل مختلفی وجود دارد که ممکن است لایه ی سطحی خاکی از ظرفیت بالایی در تحمل نیروهای وارده و انتقال آن به سطح زیرین خاک برخوردار نباشد در چنین شرایطی توزیع بار بصورت مطلوبی انجام نمی شود. در چنین شرایطی توصیه می شود از روش های متدوال بهسازی خاک استفاده کرد. در روش شمع کوبی نیروی اضافه ی موجود به سطح زیر خاک منتفل می شود. در چنین شرایطی بدلیل اینکه سطوح زیرین از مقاومت بالاتری برخوردارند لذا عملکرد بهتری در برابر نیروهای موجود از خود نشان می دهند و احتمال بروز نشست نیز در آنها کاهش خواهد یافت. در شالوده سازه های حائل خاک نقش خاک تحمل نیروهای جانبی می باشد می تواند علاوه بر نیروهای عمودی نیروهای افقی را نیز تحمل کند.شمع کوبی چیست ؟
بطور کلی عملیات شمع کوبی فرآیندی است که حین کمبود ظرفیت باربری خاک و جهت مقاوم سازی ساختمان و پیشگیری از نشست انجام می شود. در عملیات شمع کوبی نیروی اعمال شده به سطوح زیرین خاک که از تراکم و استحکام بالاتری برخوردار است منتقل می شود.انواع شمع کوبی
پیش از اجرای عملیات شمع کوبی باید عملیات حفاری با استفاده از تحهیزات به خصوص انجام پذیر پس از گود برداری بدلیل وجود نیروی فشاری از جانب خاک احتمال بروز نشست دیوارهای محل گود برداری تخمین زده می شود و با استفاده یکی از روش های موجود کنترل می شود یکی از روش های موجود استفاده از ترکیب آب و بنتونیت است که ضروری است میزان مصرفی آن با توجه به جنس خاک و وضعیت موجود محاسبه شود. هنگام اماده سازی مخلوط مورد نظر توصیه می شود پودر بنتونیت با آب ترکیب شود و در زمان مشخصی دائما هم زده شود تا کلوخه در آن ایجاد نشود. یکی از راه های پیشگیری از نشست زمین و ریزش دیوارهای اطراف محل گودبرداری شمع گذاری ساختمان است.شمع گذاری در خاک
عملیات شمع گذاری در خاک یا شمع کوبی فرآيندی است برای مسلح نمودن خاک محل گودبرداری انجام می شود. تسلیح خاک محل گودبرداری همانند کاشت میلگرد در بتن است که علاوه بر حفظ خصوصیات خاک موجود سبب افزایش مقاومت در برابر نیروهای وارده نیز می گردد. عملیات مسلح کردن خاک می تواند با استفاده از تجهیزات مختلفی انجام گیرد و بصورت قائم، افقی یا مایل اجرا شود که یکی از این روش های شمع گذاری در خاک است. شمع های مورد استفاده در فرآیند شمع گذاری می تواند از جنس چوب، فلز و بتن باشد و بطور کلی وظیفه ی اصلی آنها انتقال بارهای سطحی به عمق خاک است . عملیات شمع گذاری زمانی انجام می شود که شاهد کمبود مقاومت کفی در لایه های سطحی خاک شویم در حالیکه از وجود سطوح مستحکم در اعماق خاک اطمینان داشته باشیم. شمع گذاری در مواردی مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از :۱-یکی از موارد اجرای شمع کوبی و انتقال نیروهای وارده به سطوح پایین تر شرایطی است که تحت آن خاک زمین مورد نظر از فاکتورهای مناسبی برای توزیع بار سازه برخوردار نباشند.
۲-یکی دیگر موارد ضرورت شمع کوبی در خاک در زمین سازه های بلندی است که تحت تاثیر نیروهای طبیعی از قبیل زمین لرزه یا باد واقع شده اند و نیروهای افقی به آنها وارد می شود.
۳-در برخی موارد نیز برای کم کردن دامنه ی حرکت و کنترل فرکانس طبیعی پی زمین از شمع کوبی یا اجرای شمع استفاده می شود.
کاربرد شمع گذاری یا شمع کوبی
۱-افزایش ظرفیت باربری از طریق انتقال بارهای سنگین سازه به سطوح زیرین۲-استفاده از شمع گذاری به عنوان شالوده در زیر آب های زیرزمینی که تحت تاثیر نیروهای برهم کنش واقع می شوند.
۳-استفاده از شمع کوبی برای کم کردن حرکت ماشین آلات لغزنده و کنترل فرکانس طبیعی سیستم پی
۴-استفاده عملیات شمع کوبی در شرایطی که بندرها را در خاک های می سازند که احتمال نشست زیادی دارند.
۵-استفاده از شمع گذاری در اسکله ها برای تحکیم خاک در برابر امواج و نیروهای ناشی از آن
۶-پیشگیری از تاثیرات مخرب ناشی از فرسایش پایه های پل
۷-اجرای شمع کوبی برای جلوگیری از بروز نشست پی هایی که به روی خاک های سست بنا شده اند.
۸-پایدارسازی خاک زمین های شیب دار از طریق شمع کوبی
روش اجرای شمع کوبی
شمع های مورد استفاده در عملیات شمع گذاری نظر روش اجرای شمع کوبی با یکدیگر تفاوت دارند که در ادامه به آنها اشاره می کنیم. برخی از انها شمع هایی با تغییر مکان بزرگ هستند که شامل شمع های توپر و تو خالی میشوند که انتهای آنها بسته است و با استفاده از ضربه یا جک درون خاک جای می گیرند ایجاد جا به جایی زیاد از تاثیرات این شمع ها است. یکی دیگر از انواع مورد استفاده در شمع کوبی شمع های کوبیدنی و ریختنی هستند در این مدل شمع های توخالی اجرا می شوند و سپس درون آنها را با بتن پر می کنند. شمع هایی بدون تغییر شکل نیز مدلی هستند که شامل شمع های H شکل، لوله ای یا جعبه ای انتها باز هستند و از سطح مقطع کوچیکی برخوردارند که با استفاده ضربه درون محل مورد نظر جای میگیرند.شمع های پیش ساخته
یکی از مصالح مورد استفاده در عملیات شمع کوبی استفاده از شمع های پیش ساخته در فرآیند تحکیم خاک است. شمع های مورد استفاده از این فرآیند دارای مقاطع مربعی و حاوی میلگرد هستند. نقش میلگردهای مورد استفاده در شمع های پیش ساخته عملیات شمع کوبی ساختمان افزایش سختی این المان در برابر خمش ایجاد شده حین حمل و نقل و اعمال نیروهای جانبی بعلاوه افزایش سختی فشاری است. شمع های مورد استفاده در عملیات شمع کوبی در شرایط به خصوصی مراحل عمل آوری خود را طی می کنند تا به سختی مطلوب و مورد نظر دست یابند سپس به محل پروژه انتقال داده می شوند و اجرا می شوند. نحوه ی اجرای آن ها و اعمال آنها در محل مورد نظر با استفاده از چکش های شمع کوبی ضربه ای و در عمق به خصوصی متناسب با نقشه های موجود انجام می شود.شمع کوبی در گود برداری
همانطور که پیش تر به آن اشاره کردیم یکی از کاربردهای مهم شمع کوبی یا شمع گذاری در خاک برای پیشگیری از نشست ساختمان در گود برداری است. بطور کلی در این روش شمع ها را در اطراف زمینی که قصد گود برداری آنرا داریم در فاصله های معین تعبیه می کنیم. شمع کوبی در گود برداری می تواند با استفاده از شمع های مختلفی از جمله شمع های فولادی، بتنی (درجا یا پیش ساخته) و چوبی انجام شود. در شمع گذاری در گود برداری نیروهای جانبی از طرف خاک به شمع ها وارد می شود و وظیفه ی آنها تحمل این نیرو به صورت تیرهای یک سر گیردار می باشد که طول گیرداری انتهای شمع ها حدودا ۳/۰ است. در این روش بعد از اینکه شمع کوبی در محل مورد نظر انجام گرفت می توان عملیات گود برداری را آغاز کرد ضمن اینکه در برخی مواقع ضروری است شمع ها در امتداد دیواره ی گود برداری مهاربندی گردد.مزایای اجرای شمع
۱-اجرای شمع برای ساختمان روشی با سرعت زیاد است.۲-شمع کوبی در خاک تداخلی در ساخت و ساز ایجاد نخواهد کرد.
۳-در صورتیکه عملیات شمع گذاری در حجم بالایی اجرا شود هزینه ها کم خواهد شد.
۴-در برخی مواقع شمع ها نقش سازه نگهبان را ایفا می کنند.
۵-امکان استفاده ی مجدد از شمع های پیش ساخته وجود دارد.
۶-استفاده از روش شمع کوبی در گودهایی که ارتفاع حدودی آنها ۵ متر است عموما به صرفه است.
معایب اجرای شمع
۱-هنگام استفاده از روش اجرای شمع در گودبرداری اگر محل مورد نظر از ارتفاع زیادی برخوردار باشد ضروری است علاوه بر کم کردن فاصله ی شمع ها از یکدیگر استفاده از مقاطع سازه ای قوی تر نیز باید در نظر گرفته شود.۲-امکان استفاده از شمع های پیش ساخته در تمام پروژه بدلیل برخی محدودیت ها وجود ندارد و باید از شمع ها درجا در فرآیند شمع کوبی استفاده کرد.