ریز شمع (میکروپایل)

میکروپایل در اوایل دهه ۱۹۵۰ در ایتالیا به منظور تقویت پی ساختمان های تاریخی و آثار باستانی، که به مرور زمان و به خصوص در طول جنگ جهانی دوم دچار آسیب شده بودند، ابداع شدند. پیمانکار ایتالیایی به نام فوندیل اولین بار شمعهای ریشه ای را معرفی نمود. این شمعهای درجا ریز کوچک دارای قطر کمی بودند که ﻏالباً با مسلح کننده فولادی سبک و تزریق دوﻏاب سیمان تقویت شده بودند. در ابتدا، اﻏلب کاربرد میکروپایلها به تقویت زیر سازههای موجود در محیطهای شهری محدود می شد؛ ولی در سال ۱۹۵۷ نیازهای جدید مهندسی منجر به معرفی سیستمهای جدید موسوم به میکروپایلهای زنبوری گردید. این سیستم همان گونه که در نشان داده شده است شامل شبکه ای سه بعدی از میکروپایلهای قائم و مورب بوده که یک سازه ترکیبی از خاک و شمع.

از این روش برای تقویت ساختمانهای تاریخی انگلستان استفاده نمود. همﭽنین در سال ۱۹۶۲فوندیل در سال ۱۹۶۵ در سیستم حمل و نقل زیرزمینی درون شهری آلمان مورد استفاده قرار گرفت که پس از آن اصطلاﺡ میکروپایل جایگزین نام شمع ریشه ای گردید. از این میکروپایلها، برای پایدار سازی شیبها، مسلح کردن دیوارهای ساحلی، حفاﻇت از سازههای مدفون، مسلح کردن خاک و در سایر روشهای تقویت خاک و سازه استفاده می شود. به طور کلی در مواجهه با خاکهای مسئله دار نظیر خاکهای سست با قابلیت باربری کم، نشست پذیری زیاد، روانگرا، خاکهای دستی و…: دو راه پیش روی مهندسین ژئوتکنیک قرار دارد:

  • استفاده از المانهای باربر در خاک
  • بهسازی و اصلاﺡ خواص فیزیکی -مکانیکی توده خاک

هر یک از راه حل های فوﻕ دارای روشها و مشخصات مربوط به خود می باشند که طی سالیان متمادی توسعه فراوانی یافته اند. برخی از تکنیکهای ابداعی نیز ماهیتی ترکیبی از دو دسته فوﻕ داشته و مزایای هر دو دسته را تا حدودی به همراه دارند. از آن دسته می توان به استفاده از میکروپایلها به همراه تزریق دوﻏاب سیمان اشاره نمود. شمعها عموما به دو گروه اصلی شمعهای جابجایی و شمعهای جانشینی تقسیم می شوند. میکروپایل ها در واقع شمع های ۳۰۰ میلیمتر (هستند که ﻏالباً با تقویت فولادی سبک و تزریق دوﻏاب سیمان همراهجانشینی کوچکی) معمولا با قطر کمتر از می باشند. میکروپایلها می توانند با هر زاویهای طراحی و اجرا شوند و برای مقاصد متفاوتی از جمله تحمل بار های محوری و جانبی، جایگزینی شمعهای معمولی یا به عنوان جزئی از سیستم ترکیبی خاک و شمع، بسته به هدف طراحی به کار برده شوند. میکروپایل علاوه بر آنکه به عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل می کند، به دلیل تزریق دوﻏاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مقاومتی خاک اطراف نیز می گردد.

میکروپایل یک شمع با قطر کوچک همراه با یک تسلیح فولادی سبک است که در آن از تکنیک تزریق دوﻏاب سیمان استفاده می شود. اجزای سیستم میکروپایل در ایران شامل لوله جداری، آرماتور تسلیح، فلنج اتصال به پی و دوﻏاب سیمان است. لوله جداری در فواصل، اجزای تشکیل دهنده میکروپایل را ۱مناسب دارای سوراﺥ بوده که امکان تزریق تحت فشار در داخل خاک را فراهم می کند. شکل نشان میدهد. احداﺙ سیستم میکروپایل نیز شامل مراحل حفاری گمانه، قراردادن لوله جداری در خاک (لوله کوبی) تزریق دوﻏاب، ۳مراحل اجرای سیمان، قراردادن آرماتور تسلیح و نصب فلنج اتصال است که در بخشهای آتی توضیح داده می شوند.