شمع بتنی :: مقاوم سازی با الیاف frp و کاشت میلگرد و انکربولت

نحوه اجرای شمع های بتنی درجا

نحوه اجرای شمع های بتنی درجا 1-حفاری
حفاری شمع های ریخته در محل، به وسیله دستگاه های مخصوص و به قطرهای مختلف انجام می‌گیرد در صورتی که امکان ریزش دیواره‌های محل حفاری شده شمع، در اثر فشار خاک و یا آب وجود داشته باشد، باید با تصویب دستگاه نظارت، به یکی از روشهای زیر از ریزش جداره جلوگیری نمود:

الف: به کار بردن مخلوط آب و بنتونیت یا مواد مشابه.

ب: به کار بردن لوله فلزی در سرتاسر چاه.

پ: به کار بردن لوله فلزی در قسمتهای اولیه چاه و مخلوط آب و بنتونیت و یا مواد مشابه، در سایر قسمتها.

ت: به کار بردن لوله بتنی که در محل باقی می‌ماند.

در مواقعی که برای نگاهداری جداره چاه حفاری از بنتونیت یا مواد مشابه استفاده می‌شود، میزان مصرف و غلظت بنتونیت بر حسب جنس آن و وضعیت زمین می‌باشد. معمولاً این مقدار برابر 70 تا 100 گرم بنتونیت در یک لیتر آب است. محلول بنتونیت باید در حوضچه‌های مخصوص قبلاً آماده شود. برای جلوگیری از تشکیل کلوخه باید پودر بنتونیت به آب افزوده و مرتب به هم زده شود. آماده مصرف شدن محلول بنتونیت نیاز به زمان دارد که با گرم کردن آب زمان آن کوتاه می‌گردد. بنتونیت مصرف شده را می‌توان به حوضچه مخصوص وارد و پس از صاف شدن مجدداً مصرف نمود.

تحت هیچ شرایطی نباید مواد اضافی دیگر مانند خاک رس و غیره به داخل چاه حفاری شده ریخته شود. استفاده از سیمان و دیگر مواد مشابه در صورت تأیید دستگاه نظارت برای حالت های خاص اجرایی بلامانع است.

در صورتی که امکان ریزش دیواره‌های محل حفاری شمع در اثر فشار خاک و یا جریان شدید آب در قسمتی و یا تمام چاه وجود داشته باشد می‌توان با توجه به جنس جداره چاه حفاری و با تصویب دستگاه نظارت، در قسمتهای اولیه و یا تمام طول چاه حفاری، از لوله فلزی استفاده نمود. در پایان حفاری و قبل از بتن‌ریزی، باید کلیه مواد موجود در محل حفاری شده شمع، بیرون آورده شود. مواد حاصله از حفاری، باید طبق نظر دستگاه نظارت به خارج از محل کار حمل، انبار و تسطیح شوند.

حفاری شمع های بتنی، باید تا عمق نشان داده شده در نقشه‌ها و یا طبق نظر دستگاه نظارت انجام گیرد و کلیه مواد حاصله از حفاری که نشان دهنده نوع خاک طبقات مختلف می‌باشد، جهت بررسی دستگاه نظارت و مقایسه آنها با نتایج آزمایشات اولیه، به وسیله پیمانکار جمع‌آوری گردد.با توجه به فصول مختلف سال و یا جنس بستر رودخانه و موقعیت آن ممکن است برای حفاری محل شمع، احتیاج به ایجاد سکوی حفاری باشد که در این صورت طبق دستور کتبی دستگاه نظارت باید نسبت به ایجاد آن به وسیله پیمانکار اقدام شود. در عملیات حفاری محل شمع، زمینهای سنگی به زمینهایی اطلاق می‌گردد که حفاری در آنها طبق تشخیص دستگاه نظارت، بدون استفاده از ترپان یا وسایل مشابه، میسر نباشد. استفاده از ترپان به هیچ وجه نباید موجب ریزش و یا عدم پیوستگی خاک جداره چاه گردد. پس از حفاری، بتن‌ریزی باید بلافاصله شروع گردد.

2- بتن‌ریزی شمع
بتن‌ریزی در محل حفاری شده شمع، به وسیله لوله مخصوص (ترمی) انجام می‌گیرد و باید به صورتی باشد که بتن، حفره‌های جداره و انبار انتهای شمع را کاملاً پر نماید. به این منظور در مدتی که بتن‌ریزی ادامه دارد، باید توجه نمود که انتهای آن همیشه تا 2 متر در بتن باشد.

چنانچه جریان بتن در شمع، کوتاه کردن طول لوله ترمی را ایجاب نماید، باید به طوری کوتاه شود که انتهای آن همواره در بتن باقی بماند. در صورت استفاده از لوله فلزی جهت حفاری و در حالتی که مقرر است لوله فلزی بیرون کشیده شود، این لوله باید بلافاصله بعد از اتمام بتن‌ریزی و قبل از گیرش بتن بیرون کشیده شود. بتن شمع های ریخته در محل باید از نوع بتن 400 کیلوگرم سیمان باشد و با سیمان پرتلند ساخته شود مگر آنکه نوع دیگری از بتن در نقشه‌ها و یا در دفترچه مشخصات فنی اختصاصی ذکر شده باشد.

بتن مصرف شده در شمع باید حدود 150 میلیمتر روانی داشته باشد. میزان روانی بتن شمع باید در نقشه‌ها و مشخصات فنی خصوصی قید شود. با تصویب دستگاه نظارت می‌توان از مواد روان کننده در بتن استفاده نمود. بتن شمع احتیاج به ویبره کردن ندارد.

در مواردی که قطر شمع زیاد بوده و مدت بتن‌ریزی به علت زیاد بودن حجم بتن طولانی می‌شود، می‌توان در صورت تصویب دستگاه نظارت از مواد کندگیر کننده استفاده نمود، به شرطی که این نوع مواد، مقاومت بتن را تقلیل ندهد. بتن‌ریزی شمع باید به صورت پیوسته انجام گیرد، لذا باید یک دستگاه بتونیر اضافی در کارگاه آماده باشد تا در صورت لزوم بلافاصله برای ادامه کار مورد استفاده قرار گیرد.

زمان خاتمه حفاری تا شروع بتن‌ریزی، نباید بیش از 6 ساعت به طول انجامد. در صورتی که این مدت به دلایل غیر قابل پیش‌بینی بیشتر شد، رسوب مواد معلق و یا ریزش جداره، ممکن است موادی را در ته چاه جمع نماید که باید قبل از شروع بتن‌ریزی با وسایل مناسب تمیز گردند. آبهای سطحی نباید به محل حفاری راه یابد.

بتن‌ریزی باید تا بالاتر از سطح نهایی بتن شمع ادامه یابد. ارتفاع بتن‌ریزی اضافی، در صورتی که بتن‌ریزی در زیر سطح آب انجام شود، معادل 1.5 متر تا 3 متر و در صورتی که بتن‌ریزی در محل خشک انجام شود، معادل 7.5 سانتیمتر تا 30 سانتیمتر خواهد بود. ارتفاع بتن‌ریزی اضافی باید در نقشه‌ها و مشخصات فنی خصوصی تعیین گردد.

ارتفاع بتن‌ریزی اضافی، با توجه به موقعیت محل و در صورتی که در نقشه‌های مصوب مشخص نشده باشد، وسیله دستگاه نظارت تعیین و ابلاغ خواهد شد.

پس از اتمام عملیات بتن‌ریزی شمع، روی شمعها باید برای مدت 7 روز، خیس نگهداری شود و سپس سر کلیه شمعها به اندازه مورد لزوم بریده شود و برای ساختمان پایه‌ها آماده گردد. تحت هیچ شرایطی نباید بتن اضافی روی شمع قبل از 7 روز بریده شود.

3 - مشخصات لوله‌های فولادی
لوله‌های فولادی باید دارای مقاومت لازم و مطابق ASTM A36 باشند، به طوری که قبل از پر شدن با بتن در اثر فشار خاک و یا کوبیدن شمعهای مجاور تغییری در شکل آنها پدید نیاید. این لوله‌ها باید آب‌بند باشند، تا قبل از بتن‌ریزی آب به داخل شمعها نفود ننماید.

لوله‌ها ممکن است استوانه‌ای شکل و یا دارای مقطع دایره کوچک در نوک و مقطع دایره بزرگتر در انتها باشند.

لوله‌هایی که بدون میله وسط کوبیده می‌شوند و ضربه مستقیماً به لوله وارد می‌شود، باید به نوکهای مقاوم فولادی برای کوبیدن مجهز باشند و تمام اتصالات لوله فولادی باید به صورت یکسره طبق معیارهای D 1.1 از AWS جوش شود تا مقاومت کامل در مقطع آن حفظ گردد.

4- شرایط کوبیدن لوله‌های فولادی
پس از کوبیدن لوله‌ها و قبل از جاگذاری و ریختن بتن، لوله فولادی باید مورد بررسی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که شکسته نشده و یا از قطر آن در هیچ نقطه از طول کاسته نشده باشد.

لوله‌ای که بر اساس نقشه کوبیده نشده و یا شکسته شده، و یا قسمتی از آن تضعیف شده باشد، به طوری که نتواند بار مجاز را منتقل نماید، مورد قبول نخواهد بود. این گونه لوله‌ها باید از زمین بیرون آورده شده و لوله جدیدی جایگزین آن گردد و یا لوله جدیدی در کنار آن کوبیده شود. لوله‌هایی که از طرف دستگاه نظارت رد شود ولی امکان بیرون آوردن آن موجود نباشد باید به هزینه پیمانکار با بتن ضعیف پر شود و سپس لوله جدیدی در مجاورت آن کوبیده شود. در این صورت هزینه ازدیاد ابعاد پی که از طرف دستگاه نظارت به پیمانکار ابلاغ می‌گردد، به عهده پیمانکار خواهد بود.

داخل لوله‌های کوبیده شده باید قبل از جاگذاری آرماتور و بتن‌ریزی از مواد خاکی تمیز گردند.

5 -آرماتور
آرماتورهای شمع باید قبلاً تهیه و بسته شده باشد و پس از بازدید و تأیید مهندس ناظر و قبل از شروع بتن‌ریزی، در داخل محل حفاری شده جاگذاری و از بالا مهار شود، به طوری که فاصله آن از دیواره چاه حفظ شود. این آرماتورها بعداً طبق نقشه به آرماتورهای سر شمع متصل خواهند شد.

- شمع های مورد استفاده برای متراکم کردن خاک

چهارمین کاربرد شمع ها متراکم نمودن خاک است . گاهی اقتصادی تر است که تراکم یک خاک نرم که بر روی یک لایه سفت تر قرار دارد ، با کوبیدن شمع تا لایه سفت ، به جای کوبیدن شمع در لایه سفت ، و استفاده از مقاومت اصطکاکی آن ، تأمین گردد . در این حالت شمع ها به صورت ردیفی و با فاصله زیاد از یکدیگر کوبیده می شوند و شمع های بینابینی در فواصل نزدیکتر و نزدیک تر کوبیده می شوند تا مقاومت لازم در برابر کوبیدن ایجاد گردد . متراکم نمودن خاک های رسی با این روش تقریباً غیر ممکن است.

در مورد خاک هایی که قابلیت متراکم شدن دارند و در عین حال قدری شکل پذیر هستند، باید توجه نمود که تعداد شمع کوبیده شده از حدی بیشتر نشود ، زیرا ممکن است خاک به قدری دست خورده بشود که ظرفیت باربری نهایی ، به جای افزایش ، کاهش یابد.

شمع ها برای بعضی اهداف دیگر نیز به کار می روند. شمع ها ممکن است برای مقاومت در برابر بالا کشیده شدن، در شالوده سازه هایی که تحت لنگرهای واژگونی قرار دارند ( مانند برجهای رادیو ) به کار روند. از شمعها گاهی برای تأمین مقاومت در برابر نیروهای جانبی نیز استفاده می گردد. البته استفاده از شمع ها در مورد اخیر باید با احتیاط صورت پذیرد و به هر حال شمع های مایل مؤثرتر هستند . شمع ها در سازه های دریایی نظیر دلفین ها و ضربه گیرهای اسکله نیز مورد استفاده دارند.