*تزریق با فشار بالا (Jet Grouting)*
Jet Grouting یا تزریق با فشار بالا یک روش بهسازی خاک است که در آن با استفاده از تزریق دوغاب با فشار و سرعت بالا ستون های سیمانی از خاک که اصطلاحا soilcrete نامیده می شود تشکیل می گردد.
بطور کلی جت گروتینگ به ۳ روش قابل اجرا می باشد:
۱)تک سیاله
۲)دو سیاله
۳)سه سیاله
روش تک سیاله(Single Fluid)
در این روش دوغاب از طریق راد و با استفاده از نازل یا نازل های تعبیه شده با سرعت بالا( تقریباً ۲۰۰ متر بر ثانیه) به درون خاک پمپ می شود. این انرژی سبب از بین رفتن ساختار خاک و و جایگزینی خاک-سیمان بجای خاک می شود. در این روش در خاک های شنی ستون های خاک-سیمان با قطر ۰/۶ تا ۱/۲ متر ایجاد می شود. در خاک های سست، سیلتی و ماسه ای قطرهای بزرگتری حاصل می شود.
روش دو سیاله(Double Fluid)
در این روش از دو سیال دوغاب و هوا استفاده می شود. دوغاب جهت بهم زدن ساختار خاک و اختلاط با خاک محل بکار می رود. هوا نیز سبب افزایش راندمان و قطر ستون ها می شود. ستون های با قطر بیشتر از ۱ متر در خاک های نسبتاً مقاوم تا مقاوم و با قطر بیشتر از ۱/۸ متر در خاک های سست با این روش ایجاد می شود. این روش در خاک های چسبنده کاربرد بیشتری دارد.
روش سه سیاله(Triple Fluid)
با استفاده از سه خروجی مختلف در سرمته دوغاب، آب و هوا به درون خاک پمپ می شود. هوا و آب سبب فرسایش خاک می شوند و دوغاب با فشار و سرعت کمتر از نازل های جداگانه زیر نازل های آب و هوا خارج می شود. در این روش فرایند بهم زدن ساختار خاک و فرایند تزریق تا حدودی از هم تفکیک می شود. در این روش ستون هایی با قطر ۰/۹ تا ۱/۵ متر ایجاد می شود. این روش مناسب ترین سیستم برای خاک های چسبنده می باشد.
کاربرد روش جت گروتینگ :
۱- به عنوان فونداسیون سازه در خاک های سست
۲- استفاده به جای شمع
۳- دیوار آب بند سد و خاکبرداری
۴- دیواره شفت و خاکبرداری به عنوان سازه نگهبان
۵- کنترل و کاهش خطر روانگرایی در خاک های اشباع
۵- پایدارسازی شیروانی
۶- تثبیت خاک و سنگ اطراف تونل
کاربرد روش جت گروتینگ :
روش اجرا:
۱- در این روش راد با قطر کم (۱۵سانتیمتر) با سرعت در زمین حفاری می کند.
۲- زمانیکه راد به عمق مورد نظر رسید از طریق نازل های موجود در نوک و جداره راد هوا، آب و گروت بوسیله پمپ با سرعت و فشار بالا به درون خاک تزریق می شود. در این روش راد در هنگام تزریق با سرعت زیاد در حال چرخش است و با سرعت کم به طرف بالا حرکت می کند.
این عملیات سبب شکستن ساختار خاک و اختلاط کامل با گروت می شود. از طرفی در این نوع تزریق فشار بالای تزریق باعث افزایش تراکم خاک نیز می شود و محیطی همگن و صلب در خاک بوجود می آورد. تغییر در فشار تزریق، سرعت چرخش راد و سرعت حرکت رو به بالای راد باعث تغییر در ستون ایجاد شده می شود.
مزایای روش جت گروتینگ:
۱- در این روش به دلیل ویبره در حین حفاری از نشست خاک و سازه های اطراف جلوگیری می شود.
۲- در این روش نیاز به تجهیزات کوچکتر و تجهیز کارگاه کمتر نسبت به روش های معمول همانند اجرای شمع می باشد.
۳- سرعت اجرای این روش بسیار زیاد می باشد. روزانه ۱۰۰ تا ۱۵۰ متر قابل اجرا می باشد.
۴-به دلیل قطر کم حفاری اولیه، این روش در خاک های درشت دانه و دارای تخته سنگ به راحتی و با سرعت انجام می گیرد.
۵-کارگذاری مقاطع فلزی I و… در ستون جت گروتینگ امکان پذیر می باشد که می تواند مقاومت خمشی ستون اجرایی را افزایش دهد.
۶-انعطاف پذیری این روش زیاد می باشد به گونه ای که در حین اجرای عملیات به راحتی می توان با تغییر فشار جت یا تغییر نازل قطر اجرایی ستون را افزایش یا کاهش داد که این یک مزیت مهم در پروژه های ژئوتکنیک می باشد چون عدم قطعیت پیش بینی ها در این پروژه ها زیاد دیده شده است.
۷-اجرای این روش نسبت به روش های مشابه از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است.
قابلیت کاربرد:
قابلیت کاربرد در رنج گسترده ای از خاک ها ( از ریزدانه تا درشت دانه)
تجهیزات مورد نیاز:
ساخت و تولید قطعات مصرفی:
طراحی ستون های جت گروتینگ:
طراحی ستون های جت مانند طراحی شمع صورت می گیرد.
۱- کنترل ظرفیت ژئوتکنیکی ستون ها
۲- کنترل ظرفیت سازه ای ستون ها
۳- کنترل نشست- مدل سازی عددی
۴- کنترل روانگرایی
تخمین قطر ستون های جت گروتینگ در مرحله طراحی:
قطر ستون های جت گروتینگ به عوامل زیر وابسته است:
۱- شرایط ژئوتکنیک (ریز دانه یا درشت دانه بودن)
۲- تراکم خاک طبیعی
۲- انتخاب روش تک، دو یا سه سیال
۳- سرعت بالا آمدن راد
۴- زمان چرخش راد حین بالا آمدن
۵- فشار دوغاب حین تزریق
۶- دبی دوغاب حین تزریق
تخمین قطر ستون های جت گروتینگ در مرحله طراحی:
کنترل کیفی ستون های جت گروتینگ:
هدف: اطمینان از قطر و مقاومت فشاری ستون های جت گروتینگ
هدف: اطمینان از قطر و مقاومت فشاری ستون های جت گروتینگ
پروژه بهسازی با استفاده از ستون های جت گروتینگ:
منطقه ویژه اقتصادی ماهشهر-پتروشیمی فجر
وجود لایه های نمکی در مجاورت با آب( عمق لایه ضعیف در حدود ۱۲ تا ۱۵ متر )در نتیجه شسته شدن خاک و نشست خاک بدون وجود سر بار قابل توجه جاده
های پست ۴۰۰ کیلووات برق نشست کردند.
راه حل؟؟؟
۱- روش سنتی شمع کوبشی: کوبش سبب ایجاد ارتعاش و نشست تاسیسات مجاور می گردد.
۲- روش سنتی شمع درجاریز: گران و غیر اقتصادی-سطح آب بالا-احتمال ریزش خاک حین حفاری
۳- روش اختلاط عمیق خاک: خاک ریزدانه و اجرای DSM سخت می باشد. عمق لایه ضعیف ۱۵ متر نیاز به تجهیزات خاص دارد.
۴- میکروپایل: کمانش در لایه های ضعیف- عدم نفوذ دو غاب در رس
۵- ستون سنگی: در خاک ریزدانه کیفیت مناسب ندارد.
۶- جت گروتینگ: بهترین روش در این پروژه
*لذا بهسازی خاک منطقه مورد نظر با استفاده از جت گروتینگ با شرایط زیر انجام میگیرد.
ستون های ۱۲ تا ۱۵ متری
قطر ستون ۸۰ سانتی متر
فاصله ستون ها تقریبا ۲/۵ متر
فشار تزریق ۴۵۰ بار
یک پاسخ