در ادامه مقالات سایت در بخش میکروپایل در این مقاله به بررسی ارزیابی ظرفیت فشاری و ظرفیت کششی گروه میکروپایل پرداخته خواهد شد.
گروه میکروپایل در خاک های چسبنده:
کارایی یک گروه میکروپایل اجرا شده در خاک چسبنده تابع فاصله مرکز به مرکز میکروپایل ها و شرایط تماس بین میکروپایل و خاک می باشد. (شکل ۱)
در میکروپایل های با فاصله کم، اگرچه، پتانسیل گسیختگی گروه به صورت بلوک باید ارزیابی شود. برای یک گروه میکروپایل با عرض Bg و طول Lg و عمق D (همان طور که در شکل ۱ نشان داده شده است)، ظرفیت فشاری نهایی گروه میکروپایل، Qg به صورت زیر محاسبه می شود:
معادله ۱
در شکل فوق su مقاومت برشی زهکشی نشده در انتهای گروه میکروپایل می باشد. برای این تحلیل، فرض شده است که کلاهک میکروپایل هیچ مقاومتی ندارد.
ضریب ظرفیت باربری در معادله ۱ طبق فرمول های زیر محاسبه می شود:
معادله ۲
معادله ۳
ظرفیت فشاری گروه که برای طراحی استفاده می شود با استفاده از گام های زیر ارزیابی می شود:
گام ۱: محاسبه ظرفیت فشاری نهایی گروه:
معادله ۴
که ضریب کارآیی گروه از جدول ۱ به دست می آید.
گام ۲: محاسبه ظرفیت نهایی گروه طبق معادله ۴ و استفاده از مقادیر کم تر گام ۱ و ۲
گام ۳: استفاده از ضریب اطمینان ۲ به منظور محاسبه ظرفیت باربری مجاز
گروه میکرو پایل در خاک های دانه ای:
مادامی که فاصله مرکز به مرکز میکروپایل ها در گروه بیش از ۳ برابر قطر بدنه تزریق شده (به این معنی که s>3Db) ظرفیت گروه میکروپایل در خاک های دانه ای می تواند مجموع مقاومت همه میکروپایل ها در گروه می باشد به این معنی که در معادله ۴ ضریب کارآیی گروه ۱ در نظر گرفته شده است.
برای مثال برای میکروپایل های تزریق شده با فشار نصب شده در خاک های دانه ای با قطر معمول ۲۰۰ میلی متر و حداقل فاصله معمول در حدود ۷۵۰ میلی متر تا ۱۰۰۰ میلی متر، بنابراین نیاز به کاهش ظرفیت ریزشمع در نتیجه اثر گروه نمیباشد.
در خاک سخت روی یک خاک ضعیف یا قابل تراکم:
اگر یک گروه میکروپایل در یک خاک سخت که روی نهشته ضعیف مدفون باشد، پس پتانسیل سوراخ شدگی (پانچ) گسیختگی برشی گروه در لایه خاک ضعیف در طی طراحی باید در نظر گرفته شود
روش استفاد شده در اینجا برای ارزیابی پتانسیل گسیختگی پانچ مشابه شمع درجا می باشد (FHWA-IF-99-025, 1999). این روش نیاز به آن دارد که ظرفیت بلوک شرایط زیر را به منظور اطمینان از ایمنی در برابر گسیختگی پانچ ارضا نماید.
معادله ۵
اگر میکروپایل ها زاویه دار اجرا شده باشند، Bg و Lg باید بر طبق سطح پلان در شمع در نوک میکروپایل ها باشد. ارضای شرایط توصیه شده در معادله ۵، مانع پتانسیل برای گسیختگی برشی می شود. شکل ۲
ارزیابی ظرفیت کششی (Uplift) :
طراحی گروه میکروپایلی که بارهای کششی متحمل می شوند روش توصیه شده در FHWA NHI-05-042 (2005) برای ظرفیت کششی شمع های کوبشی در خاک های دانه ای و برای شمع های در خاک های چسبنده می باشد.
در خاک چسبنده:
برای گروه Micropile در خاک چسبنده، ظرفیت کششی بر اساس مقاومت برشی زهکشی نشده بلوک خاک احطه شده به اضافه وزن مخصوص موثر کلاهک و بلوک خاک- میکروپایل نشان داده شده در شکل ۳ به شرح زیر می باشد:
معادله ۶
که Su مقاومت برشی زهکشی نشده متوسط در عمق مدفون میکروپایل و محیط اطراف بلوک و Wg وزن موثر بلوک میکروپایل – خاک شامل کلاهک در معادله ۶ ضریب اطمینان ۲ جهت پیش بینی ظرفیت کششی مجاز استفاده شده است.
در خاک های دانه ای:
ظرفیت کششی یک گروه ریزشمع در خاک دانه ای به طور محافظه کارانه وزن موثر بلوک خاک که از انتهای ریزشمع ها با شیب ۱H:4V همانند نشان داده شده در شکل ۴ می باشد.
در این ارزیابی، وزن میکرو پایل با بلوک به طور محافظه کارانه ای برابر وزن خاک در نظر گرفته می شود. با استفاده از شکل ۴ ظرفیت کششی به صورت زیر محاسبه می شود:
معادله ۷
که A base=Bg*Lg =(Bg+D/2)*(Lg+D/2) و در معادله ۷ ترم داخل براکت به طور ساده حجم خاک محصور می باشد.
ضریب اطمینان ۱ برای این تحلیل مورد پذیرش است زیرا مقاومت برشی منسجم شده به طور محافظه کارانه ای صرف نظر شده است. ینابراین ظرفیت کششی همانند معادله ۷ محاسبه می شود.
ظرفیت کششی مجاز (بر اساس معادله ۶ و۷) باید با ظرفیت کششی ضربدر تعداد میکروپایل ها در گروه و طراحی براساس ظرفیت حداقل گروه باید باشد.
