شمع بتنی درجا چیست؟
شمع بتنی درجا ستونی از بتن و فولاد می باشد که بسته به نوع کاربرد آن برای پروژه های عمرانی و ساختمانی جهت سازه نگهبان ، ستون اصلی و آب بندی دیواره بصورت اجرای سکانت طراحی و اجرا می گردد.
شمع درجا به دلیل نامحدود بودن در قطر و عمق حفاری دارای بیشترین کاربرد و تنوع در بین تکنولوژی‌های مورد استفاده در این زمینه میباشد.
شمع هائی که فاقد کیج ( قفسه فولادی ساخته شده از آرماتور و اسپرال که با سیم آرماتوربندی یا جوش بهم متصل شده اند ) هستند، شمع پلاستیک نامیده می شوند .
جهت اجرای شمع درجا ابتدا باید آکس شمع توسط نقشه بردار مشخص گردد و سپس با توجه به نوع خاک و زمین مورد نظر ابزار حفاری مناسب انتخاب گردد و عملیات ایجاد چاه توسط دستگاه حفاری انجام گردد.
در زمین هایی که دارای لایه های سست و ریزشی همراه با آب می باشند امکان ریزش دیواره‌های محل حفاری در اثر فشار آب و یا سستی خاک وجود دارد که بوسیله یکی از روشهای استفاده از مخلوط آب و بنتونیت یا کیسینگ گذاری ( به كار بردن لوله فلزی بعنوان غلاف ) کنترل می شود.
استفاده از بنتونیت:
در استفاده از بنتونیت یا مواد مشابه، ملاحظاتی در میزان مصرف و غلظت بنتونیت بر حسب جنس آن و وضعیت زمین در نظر گرفته می شود و با ترکیب بنتونیت و آب توسط مالاکسور مرتب به هم زده می شود تا محلول بنتونیت برای تزریق به داخل چاه آماده گردد با گرم كردن آب زمان فراوری محلول بنتونیت كوتاه میگردد.
در برخی از موارد خاك رس و آهک و سیمان جهت جلوگیری از ریزش شمع درجا مخلوط گردیده و جایگزین مصالح ریزشی می گردد که این روش برای تثبیت دهانه شمع موثر بوده و از ریزش سر شمع جلوگیری می گردد که به این روش اصطلاحا سویل سمنت گفته می شود.
روش دیگر کنترل ریزش دیواره‌های محل حفاری شمع استفاده از لوله فلزی ( لوله کیسینگ) میباشد. که این لوله‌ها باید بلافاصله بعد از اتمام بتن‌ریزی و قبل از تحکیم بتن از شمع خارج شود.
پس از اتمام حفاری چاه سبد بافته شده توسط جرثقیل درون چاه قرار می گیرد و در صورت چند تکه بودن کیج ها اورلب می‌شود.
پس از اتمام مراحل فوق عملیات بتن‌ریزی توسط لوله ترمی انجام میگردد و معمولاً در این مورد از بتن با عیار تعریف شده از طرف مشاور استفاده می‌شود.
نکات بتن‌ریزی
• بتن‌ريزي بایستی بصورت پیوسته و به وسيله لوله مخصوص (ترمي) انجام بگیرد.
• جهت رعایت پوشش بتنی بین قفسه و دیوار شمع ، از غلتک‌های بتنی یا پلاستیکی نصب شده بر روی آرماتورهای عرضی استفاده می‌شود.
• در صورتي كه مدت زمان حفاری شمع و بتن ریزی به دلايل غير قابل پيش‌بيني بيشتر شود، به دلیل رسوب مواد معلق و يا ريزش جداره چاه، ممكن است گل و لای در ته چاه جمع شود كه بايد قبل از شروع بتن‌ريزي لایروبی گردند.
• پس از اتمام عمليات بتن‌ريزي شمع، روي شمع‌ها بعلت وجود سربارهای اضافی همراه با ناخالصی بتن بايد پس از تحکیم و گیرایش بتن سر كليه شمع‌ها به اندازه مورد لزوم تخریب شود. تحت هيچ شرايطي نبايد بتن اضافي روي شمع قبل از ۷ روز تخریب شود.
این روش دارای مزایایی بوده که به اختصار ذکر شده است :
• امکان افزایش مقطع شمع در قسمت انتهایی و افزایش توان باربری ( اجرای شمع پافیلی )
• عدم محدودیت قطر
• تکمیل مطالعات و شناسایی خاک حین حفاری
• تدارک آسان ماشین‌آلات مورد نیاز
• مناسب جهت اجرا در مناطق شهری به دلیل سروصدای کم
• سرعت عملیات اجرایی بسیار بالاست .
• سیستم به هیچ وجه دست و پا گیر نیست .
• در احجام زیاد هزینه عملیات کاهش می‌یابد .
• گاهی از اوقات می‌توان از شمع‌ها به عنوان سازه نگهبان دائم (نظیر دیوار حائل)یا بخشی از آن نیز استفاده کرد .
اجرای تکنیک شمع درجا ریز:
روشهای مختلف برای اجرای تکنیک های شمع های درجا ریز وجود دارد و متداول ترین آنها عبارتند از:
الف) اجرای دیوار محافظت پیوسته( آب بند)
ب) اجرای دیوار محافظت ناپیوسته
الف) اجرای دیوار محافظ پیوسته (آب بند):
در این روش ابتدا شمع هایی با بتن پلاستیک یک در میان حفاری و اجرا می گردد و سپس با رعایت هم پوشانی شمع های اصلی و سازه ای با رعایت احداث جداره زنجیره ای و پیوسته اجرا می گردد.
ب) اجرای دیوار محافظت ناپیوسته
در مواردیکه توده خاک و سنگ دارای چسبندگی زیاد بوده و سطح آب های زیر زمینی پایین بوده می توان از شمع های درجا ریز ناپیوسته و با فاصله استفاده نمود.
در این روش بدلیل چسبندگی بین دانه ها خاک بین شمع ها با وجود پدیده قوس خوردگی پایداری جانبی وجود دارد .
با در نظر گرفتن شرایط و پارامترهای ژئوتکنیکی خاک معمولا حداکثر فاصله محور تا محور شمع های اصلی ۲ برابر قطر شمع ها می باشد همچنین در این روش پایداری در برابر نیروهای جانبی نیز مدنظر قرار می گیرد. این روش در پایداری های کوتاه مدت کارایی داشته و در اثر مرور زمان احتمال هوازدگی بین شمع ها وجود دارد و در دراز مدت نیز تغییر مشخصات خاک و برخی از پارامترهای آن مانند از دست دادن آب و یا حالت اشباع پیدا نمودن آن باعث ریزش خاک بین شمع ها شده و برای جلوگیری از آن می توان از بتن پاشی (شاتکریت) و با بستن مش پوشش لازم را جهت پایداری ایجاد نمود.