بهینه سازی خاک به روش تزریق

تزریق(Grouting) فرایندی است که در آن سیمان یا ماده مناسبی با فشار به داخل یک سازند سنگی و از طریق گمانه های حفاریشده به منظور بهسازی ترک ها و شکستگیهای موجود وارد میگردد.اهداف تزریق1 ) افزایش مقاومت زمین یا توده سنگ2 ) مسدود کردن جریان آب در توده سنگ3) تأمین هر دو مورد فوق در یک زمانانواع روش های تزریق 1 ) روش های تزریق در خاک 2 ) روش های تزریق در سنگ 3 ) روش های تزریق سازه ایروش های تزریق در خاک1 ) تزریق جت2 ) تزریق تراکمی3 ) تزریق نفوذی 4 ) تزریق شکست هیدرولیکیعواملی نظیر دانه بندی خاک،ترازهای مختلف آب زیرزمینی، عمق سازه از سطح زمین و دسترسی سطحی به تجهیزات بهترین روش و حالت را تعیین میکنند.تزریق جت( jet grouting )تزریق جت، تکنیک نسبتاً جدیدی است که از سال 1960 گسترش پیدا کرده است ( ولش 1991).در این روش، لایه های نازکی از ملات سیمانی تزریق، با فشار بسیار زیاد به دیواره های گمانه بر خورد میکنند . پس از اصابت به دیواره گمانه، به طور همزمان، از یک سو مصالح موجود را حفاری نموده و از سویی دیگر نیز با خاک مخلوط میشود. عمل برش دهندگی لایه های نازک ملات سیمان تزریق را میتوان با واردکردن هوای فشرده در آن، افزایش داد. هنگامی که دوغاب تزریق با فشار بسیار بالا از نازل خارج و به درون بافت خاک میرود، مشخصات ژئوتکنیکی خاک، مطابق با ملزومات ویژه پروژه،تغییر مینماید. نتیجه کار نیز، ستونی از خاک تغییر یافته است که نفوذپذیری آن پایین آمده و مقاومت آن نیز بهبود یافته است.تزریق دوغاب سیمانعملیات تزریق دوغاب سیمان بایستی با دقت در بخش ساخت دوغاب و تزریق آن صورت گیرد. ساخت دوغاب تزریق در همزن های اولیه صورت میگیرد. ابتدا آب به میزان مورد نظر ریخته شده و سپس متناسب با نسبت آب به سیمان (WCR) مورد نیاز، سیمان به آن افزوده میشود. زمان حداقل هم زدن دوغاب سیمان، 30 ثانیه است. نسبت آب به سیمان مورد استفاده با توجه به شرایط زمین بین 5/0 تا 5/1مطلوب میباشد. پس از آماده شدن دوغاب، جهت نگهداری، دوغاب در داخل همزن ثانویه ریخته شده و سپس به وسیله پمپ های تزریق مخصوص تزریق میگردد. تزریق دوغاب سیمان در ریز شمع ها توسط پکر به اعماق مختلف صورت میگیرد. مرحله اول بستن پکر برای ریز شمع 8 تا10 متری در عمق 6 متری گمانه بوده و پس از اتمام عملیات تزریق عمق 6 متری، پکر در عمق 4 متری بسته میشود و پس از اتمام تزریق در این مرحله، پکر در عمق 2 متری بسته میشود و نهایتاً پس از تزریق در این مرحله، پکر سر چاهی بسته میشود و عملیات تزریق به اتمام میرسد. درصورتی که نشتی دوغاب از سطح یا ریز شمع های جانبی مشاهده شود، عملیات تزریق متوقف میگردد. در این حالت بایستی درون ریز شمع ها توسط هوای فشرده یا آب تخلیه گردیده تا امکان ادامه عملیات تزریق پس از توقف حاصل گردد.روش های مختلف تزریق با فشار بالابر خلاف روند پیشرفت و توسعه، به طور معمول از سه روش استفاده میشودروش (one-fluid system (F1روش(two-fluid system (F2 روش(three-fluid system ( F3 روش (one-fluid system (F1این روش ساده ترین تکنیک تزریق با فشار بالاست که سیال مورد استفاده در آن دوغاب سیمان می باشد که به طور همزمان وظیفه تخریب و تزریق تشکیلات موجود را بر عهده دارد. عملیات با چرخش و انتقال یکسان مونیتور در هر لایه ادامه مییابد تا ستونی از مصالح بهسازی شده تشکیل شود . در واقع در این روش تنها یک جانشینی جزئی در خاک اتفاق میافتد بطوری که ستون حاصل ترکیبی از خاک تخریبی و دوغاب میباشد.روش (two-fluid system (F2این روش حالت پیشرفته تر روش قبلی بوده که در آن اثر برشی جت دوغاب به طور قابل توجهی به وسیله پوششی از هوای فشرده، با فشار حدود 2 تا 15 بار، افزایش مییابد. نسبت به روش f1 ستون هایی با قطر بزرگ تر حاصل شده و از طرفی امکان بهسازی حجم بیشتری از ناحیه تزریق نیز میسر میباشد.روش(three-fluid system ( F3 در این روش جت آب همراه با پوششی از هوا، وظیفه برش و تخریب تشکیلات را بر عهده دارد به طوری که نازل مربوط به تزریق دوغاب در بخش پایینی دو جت دیگر قرار میگیرد. در این روش همراه با کارایی بهتر جت برشی (آب+ هوا) رسیدن به حجم بالایی از مناطق بهسازی شده نیز ممکن خواهد بود.کاظم سفیدگری، مهندس ژئوتکنیک