میکروپایل(ریزشمع) + قیمت اجرای میکروپایل

میکروپایل از روش‌های تخصصی برای بهبود وضعیت و بهسازی خاک است. در مواجهه با خاک‌های مسئله‌دار نظیر خاک‌های سست با قابلیت باربری کم، نشست پذیری زیاد، روان گرا و خاک‌های دستی، دو راه‌حل اصلی برای مهندسین ژئوتکنیک وجود دارد:

الف: بهره بردن از از المان‌های باربر در خاک ب: بهسازی و بهبود ویژگی فیزیکی-مکانیکی خاک

میکروپایل روشی است که در آن نسبت به‌ بهسازی خاک اقدام می‌شود و به شمع‌هایی اشاره دارند که دارای قطر کمتر از 300 میلی‌متر بوده و توانایی باربری و مقاومت بالایی دارند. با افزودن این مواد به خاک و همراه با استفاده از دوغاب سیمان، ویژگی‌های مکانیکی (مقاومتی و رفتاری) خاک اطراف بهبود می‌یابد.

تاریخچه میکروپایل

تاریخچه ابداع میکروپایل به اوایل دهه پنجاه میلادی بازمی‌گردد، زمانی که به دلیل صدمات جنگ جهانی دوم، بسیاری از ساختمان‌ها در اروپا در معرض خرابی قرار گرفته بود. در این دوره، نیاز به یک روش بهسازی سریع، اقتصادی و کارآمد برای ساختمان‌های تخریب شده احساس می‌شد. ابداع این متد در این شرایط توسط یک پیمانکار معروف ایتالیایی صورت گرفت و به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد این روش، به‌سرعت گسترش یافت.

در ابتدا، استفاده از میکروپایل‌ها تنها به بهسازی بسترهای ضعیف ساختمان‌ها محدود بود؛ اما با گذر زمان و توسعه این روش در کشورهای مختلف، دامنه کاربرد آن گسترش یافت و به زمینه‌های مطالعات ژئوتکنیک دیگر مانند پایدارسازی شیب‌ها، مقابله با روانگرایی و دیگر حوزه‌ها نیز ادامه پیدا کرد.

تفاوت‌ها و شباهت‌های میکروپایل‌ها و شمع‌ها

همان‌طور که گفته شد، میکروپایل‌ها یا ریز شمع‌ها از لوله‌های فلزی یا پلاستیکی با قطر کمتر از ۳۰۰ میلی‌متر تشکیل شده‌اند. این عناصر مهندسی به کمک تزریق دوغاب به خاک و تسلیح فولادی سبک، برای تقویت و بهبود ویژگی‌های مکانیکی خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شمع‌ها نیز عناصر تقویتی در مهندسی ژئوتکنیکال هستند اما به شکل ستون‌های عمیق از مصالح مختلف نظیر بتن یا فولاد تولید می‌گردند. این ستون‌ها با اجرای عملیات حفاری و سپس پر کردن مجاورت خلأ به‌وسیله‌ی مواد مختلف نظیر بتن، خاک یا گچ تشکیل می‌شوند. شمع‌ها عمدتاً برای انتقال بارهای سازه به لایه‌های عمیق‌تر خاک، کنترل نشست سازه و بهبود پایداری خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند. به‌عنوان یک عنصر استراتژیک در مهندسی ژئوتکنیک، این ابزار نقش اساسی در پایداری سازه‌ها و حفاظت از آن‌ها در برابر نیروهای خاکی ایفا می‌کنند.

درواقع میکروپایل و شمع مانند جت گروتینگ و اختلاط عمیق خاک با استفاده از روش‌ها و مکانیزم‌های مختلف، برای تقویت و بهسازی شرایط خاک و ارتقای بستر ساختمان‌ها، کاربرد دارند.

اصول طراحی میکروپایل چیست

برای اینکه بدانیم اصول محاسبات مهندسی ریز شمع چیست، می‌توانیم بگوییم که به‌طور مستقیم این اصول، به نوع کاربری و رفتار مرتبط با آن بستگی دارد. در صورت استفاده از این تکنیک به‌منظور تحکیم و بهسازی بستر پی سازه‌ها، محاسبات فنی آن‌ها به‌طورکلی با محاسبات معمول شمع‌ها مشابه است. این طراحی بر اساس سه بخش اصلی انجام می‌شود: طراحی سازه‌ (Structural Design)، طراحی ژئوتکنیکی (Geotechnical Design) و کنترل برش پانچ  .(Cone Shear)

در طرح سازه‌ای، ظرفیت باربری المان‌های میکروپایل، شامل جدارهای فولادی، آرماتور تسلیح و دوغاب سیمان محاسبه می‌شود. این ظرفیت باید با یک ضریب اطمینان مناسب، بالاتر از بار وارده به میکروپایل باشد.

در طرح ژئوتکنیکی، به کمک خاک اطراف، مقاومت اصطکاکی جداره میکروپایل محاسبه می‌شود. این مقاومت اصطکاکی نیز باید با یک ضریب اطمینانی، بالاتر از بار وارده باشد تا میکروپایل‌ از خاک قبل از تسلیم عوامل مسلح کننده جدا نگردد.

در گام نهایی طرح، با توجه به اینکه میکروپایل‌ها دارای بار متمرکز زیاد و قطر کوچک هستند و برش پانچ به دلیل سربارهای محتمل، ممکن است رخ دهد، کنترل مقاومت در برابر برش با ارائه یک طرح فلنج مناسب، انجام می‌شود.

آزمایش‌های موردنیاز

آزمایشات ضروری برای طراحی دقیق میکروپایل‌ها (ریز شمع)  مطابق مبحث 7 مقررت ملی ساختمان عبارت‌اند از:

آزمایش بارگذاری فشاری: در این آزمایش، رفتار و عملکرد ریز شمع تحت‌فشار بارگذاری موردبررسی قرار می‌گیرد. این آزمایش اطلاعات مهمی در خصوص ظرفیت باربری و رفتار فشاری میکروپایل فراهم می‌کند.

آزمایش بارگذاری کششی: این فرایند، به بررسی ویژگی‌های کششی ریز شمع می‌پردازد. با انجام این آزمایش، اطلاعاتی درباره استحکام مکانیکی و رفتار کششی میکروپایل به دست می‌آید.

آزمایش بارگذاری جانبی: در این بررسی، رفتار ریز شمع تحت بارهای جانبی (عمود بر جهت بارگذاری اصلی) مورد سنجش قرار می‌گیرد. این آزمایش اطلاعاتی در خصوص پایداری جانبی و تأثیر بارهای جانبی بر عملکرد میکروپایل فراهم می‌کند.

روش اجرای میکروپایل

اجرای میکروپایل یا ریز شمع به چهار روش و در چهار مرحله انجام شده و هرکدام با توجه به شرایطی که مهندسین تشخیص می‌دهند، انتخاب می‌گردند. مراحل اجرای این روش عبارت‌اند از:

حفاری

درصورتی‌که امکان کوبش لوله‌های میکروپایل از ابتدا به دلایل مختلف نظیر وجود کف‌سازی، بتن مگر و لایه متراکم خاک میسر نباشد، لازم است به اجرای عملیات حفاری پرداخته شود. حفاری می‌تواند به روش‌های مختلفی انجام گردد، ازجمله حفاری دورانی (Rotary) یا دورانی-ضربه‌ای (D.T.H) . در این روش‌ها، حفاری تا زمانی ادامه می‌یابد که امکان میکروپایل کوبشی به‌خوبی فراهم شود. در برخی موارد، این کار ممکن است در کل ارتفاع پروژه نیز اجرا گردد.

لوله کوبی

برای انتقال لوله‌های میکروپایل به محل گمانه، عمدتاً از روش لوله کوبی بهره می‌گیرند. در این روش، ابتدا از نوک تیز لوله میکروپایل استفاده می‌شود. پس از وارد شدن لوله اول به زمین، لوله دوم به با اعمال ضربات، به لوله اول متصل می‌شوند. این عملیات کوبش با اتصال متوالی لوله‌ها به یکدیگر ادامه می‌یابد.

برای اطمینان از اتصال دقیق لوله‌ها به یکدیگر، علاوه بر استفاده از بوشن‌های رزوه شده، لوله‌ها به لبه بوشن، جوش داده می‌شوند. این اقدام به‌منظور تضمین اتصال قوی بین لوله‌ها و بوشن‌ها انجام می‌گردد.

عملیات کوبش لوله‌های میکروپایل تا زمانی که امکان کوبیدن لوله‌ها به‌درستی وجود داشته ادامه می‌یابد. درصورتی‌که پس از ۳۰ ضربه متوالی، لوله بیش از ۱۰ سانتیمتر فرو نرود، عملیات کوبش لوله میکروپایل متوقف می‌شود. در این صورت، ابتدا تا تحقق عمق موردنیاز بهسازی حفاری انجام شده و سپس لوله‌های مربوط به میکروپایل، در داخل گمانه نصب می‌شوند.

لوله‌های میکروپایل دارای قطر خارجی ۷۶ میلی‌متر و قطر داخلی ۶۸ میلی‌متر در قطعات دو متری هستند. این لوله‌ها با استفاده از بوشن و جوش به یکدیگر متصل می‌شوند. هر میکروپایل شامل ۸۰ سوراخ با قطر ۸ میلی‌متر در هر متر طول است. برای جلوگیری از مشکلات در هنگام دوغاب ریزی، محیط داخلی لوله‌ها باید برق زده شده باشد.

تزریق

ساخت دوغاب موردنیاز و تزریق دقیق آن در این مرحله بسیار حائز اهمیت است. دستگاه تزریق دوغاب از سه بخش تشکیل شده است: میکسر اولیه، میکسر ثانویه و پمپ تزریق. در مرحله اولیه، اختلاط از نوع سیستم چرخش سریع آب رخ داده و در مدل ثانویه از نوع سیستم پره‌ای است. فرآیند ساخت دوغاب تزریق در همزن‌های میکسر اولیه انجام می‌شود. ابتدا مقدار موردنظر آب به همزن ریخته می‌شود و سپس به تناسب با نسبت آب به سیمان (WCR) موردنیاز، سیمان به آب اضافه می‌شود.

زمان حداقل هم زدن دوغاب سیمان در حدود ۳۰ ثانیه است. پس از آماده شدن دوغاب، به‌منظور نگهداری، آن را در داخل همزن ثانویه ریخته شده و سپس با استفاده از پمپ‌های تزریق مخصوص، به محل موردنظر تزریق می‌شود. عملیات تزریق تا زمانی ادامه می‌یابد که از سطح یا میکروپایل‌های جانبی نشت کند. در این زمان عملیات تزریق به پایان می‌رسد.

نکات مهم اجرای تزریق

در اجرای این عملیات، نکات زیر حائز اهمیت می‌باشند:

• فشار تزریق در مراحل مختلف و در عمق‌های متفاوت، تحت تأثیر جنس زمین و شرایط ژئوتکنیکی ممکن است متغیر باشد.
• درصورتی‌که داخل لوله میکروپایل قبل از تزریق دوغاب سیمان، کثیف باشد، لازم است با استفاده از فشار آب یا هوای فشرده داخل لوله، تمیز شود.
• نوع سیمان مورد استفاده در ملات تزریق سیمان، با نوع سیمان پرتلند تیپ دو یا سیمان تیپ پنج با توجه به شرایط شیمیایی محل، مشخص می‌شود.
• با توجه به شرایط ژئوتکنیکی و میزان باربری طراحی ریز شمع‌ها، مقدار سیمان تخمینی معادل هر متر طول میکروپایل، می‌تواند برابر با 100 کیلوگرم باشد؛ اما با توجه به اینکه تزریق تا فشار 10 اتمسفر باید ادامه یابد، مقدار سیمان ممکن است افزایش داشته باشد.
• آب مورد استفاده در ساخت دوغاب باید تمیز و صاف بوده و دارای تمامی شرایط لازم برای آب مصرفی در ساخت بتن در نظر گرفته شود. این آب باید خالی از هرگونه ماده اسیدی، قلیایی، مواد قندی، نمک‌ها و مواد آلی باشد؛ زیرا در غیر این صورت ممکن است به بتن آسیب برساند.

تسلیح فولادی

در مرحله آخر، عملیات جاگذاری آرماتور تسلیح در داخل لوله میکروپایل و نصب فلنج (در صورت نیاز) صورت می‌گیرد. البته باید در نظر داشت که در ابتدا آرماتور تسلیح باید قبل از گیرش سیمان، در داخل گمانه نصب شود. فلنج که برای ایجاد اتصال کامل بین میکروپایل و فونداسیون و همچنین جلوگیری از برش پانچ سر میکروپایل در داخل بتن پی استفاده می‌گردد، در آخرین مرحله به آرماتور تسلیح میکروپایل جوش داده می‌شود.

در شرایطی که سازه جزء آثار باستانی بوده و یا دارای دیوارهای خشتی و گلی است، احتمال فروریزش دیوار به دلیل میکروپایل وجود دارد. برای پیشگیری از این اتفاق، می‌توان به‌عنوان‌مثال دورتادور آن را با FRP محکم نموده و اثر محدودیت انعطاف را ایجاد کرد. اگر نیاز به حفظ شکل اصلی سازه باشد، می‌توان یک لایه بین سازه و FRP قرار داد و پس از اتمام عملیات، FRP را برداشت یا یک روکش نمایی مشابه قبلی را بر روی لایه FRP ایجاد نمود.

آزمایش‌های بررسی صحت عملکرد میکروپایل

آزمودن‌ها جهت ارزیابی دقت و کارایی میکروپایل در دو زمینه اصلی، یعنی تقویت بستر پی سازه‌ها و بهسازی برجای خاک اجرا می‌شود. پس از اجرای این فرآیندها، آزمایشات کنترل کیفی متعددی انجام می‌شود که شامل آزمایش بارگذاری فشاری، کششی و جانبی هستند. این آزمودن‌ها با هدف ارزیابی عملکرد و کیفیت سازه صورت می‌گیرد.

• آزمایش بارگذاری جانبی: در این حالت به‌طور رایج از دو شمع مجاور با جهت یکسان برای ارزیابی رفتار جانبی میکروپایل‌ها استفاده می‌شود.
• آزمایش بارگذاری کششی: این آزمایش، با استفاده از میکروپایل‌های به‌کاررفته به‌عنوان عکس‌العمل تیر تکیه‌گاهی در آزمایش‌های فشاری انجام می‌شود. نتیجه این آزمایش به بررسی رفتار مقاومتی و تغییر شکل‌پذیری در محدوده کششی ریز شمع می‌انجامد.
• آزمایش بارگذاری فشاری: این آزمایش، ویژه میکروپایل‌هایی است که حداقل 28 روز از زمان تزریق آن‌ها گذشته‌ باشد. تکنیک فشاری با استفاده از جک بارگذاری اجرا می‌شود و در دو حالت مختلف صورت می‌گیرد: یک مورد تا رسیدن به بار طراحی و در مورد دیگر تا رسیدن به بار نهایی. در هر حالت، میکروپایل باید قابلیت تحمل بارهای اعمال شده را به‌طور کامل از خود نشان دهد و هیچ نشانه‌ای از گسیختگی یا تغییر مکان بیش‌ازحد استاندارد نداشته باشد.

در فرآیند آزمایش، بارگذاری به شکل پله‌ای انجام می‌شود تا به بار آزمایشی برسد و باربرداری تا بار صفر به‌وسیله جک بارگذاری صورت می‌گیرد. هر مرحله بارگذاری در پله‌های سه تنی انجام شده و در هر مرحله، بار به مدت 5 دقیقه بر روی میکروپایل قرار می‌گیرد و نشست‌های حاصل از هر پله بارگذاری در سه مرحله اندازه‌گیری می‌شود. درنهایت، باربرداری نیز با استفاده از بارگذاری به شکل پله‌ای اجرا شده و تغییرات مکانی با استفاده از گیج‌های اندازه‌گیری تغییر مکان در سه نقطه مانیتور می‌شود.

کاربردهای میکروپایل

بعضی از کاربردهای متنوع میکروپایل فونداسیون عبارت‌اند از:

• پایدارسازی شیب‌ها
• پایدارسازی شیروانی‌ها
• اصلاح تکمیل پی‌های آسیب‌دیده
• کنترل نشست پی و کاهش نشست زمین
• بهسازی پی ساختمان‌های قدیمی و ساختمان‌های جدید
• کنترل باربری پی و افزایش باربری فشاری، کششی و جانبی
• ساخت دیوارهای نگهبان و همچنین احداث ساختمان‌های مجاور

مزایای استفاده از میکروپایل

مزایای متعددی که در استفاده از این متد مشاهده می‌شود به شرح زیر است:

• عملیات کوبش میکروپایل‌ها منجر به تراکم و تحکیم توده خاک اطراف می‌گردد.
• در این روش، با بهره‌گیری از آرماتور و سختی بالای آن، قابلیت کنترل نشست خاک و انتقال بار به لایه‌های مقاوم زیرین فراهم می‌شود.
• انرژی پایین مصرفی در عملیات کوبش و قطر کوچک حفاری باعث کاهش حداقلی اثرات جانبی و لرزش در سازه‌های اطراف می‌شود.
• به دلیل استفاده از حجم کمتری از مصالح متشکل از فولاد و سیمان، هزینه‌های پائین تجهیز کارگاه را کاهش داده و شرایطی اقتصادی ایجاد می‌کند.
• تزریق دوغاب در اجرای میکروپایل‌ها باعث بهبود خصوصیات مکانیکی خاک مانند سختی، تراکم‌پذیری، ظرفیت باربری، ضریب اصطکاک و چسبندگی می‌شود.
• ابعاد کمتر ماشین‌آلات مربوط به اجرای میکروپایل نه‌تنها امکان حمل و جابجایی آسان را در کارگاه ممکن می‌کند بلکه قابلیت اجرای عملیات در چند جبهه کاری مختلف را بدون تداخل، فراهم می‌سازد.

مبانی طراحی تأثیرگذار بر قیمت اجرای میکروپایل

در محاسبات مهندسی میکروپایل، توجه به نوع کاربری و نحوه رفتار آن امر حیاتی است. زمانی که میکروپایل‌ها با هدف تحکیم و بهسازی بستر پی سازه‌ها به کار می‌روند، محاسبات فنی آن‌ها تشابه زیادی با محاسبات شمع‌های متداول دارد. این محاسبات اساساً بر اساس سه بخش اصلی طراحی سازه‌ای (Structural Design)، طراحی ژئوتکنیکی (Geotechnical Design) و کنترل برش پانج (Cone Shear) انجام می‌شود. این سه بخش علاوه بر تضمین ایمنی سازه، به بهبود و تقویت خاک پیرامونی نیز می‌پردازد.

در یک طرح سازه‌ای، ظرفیت باربری المان‌های میکروپایل یا ریز شمع شامل جداره فولادی، آرماتور تسلیح و دوغاب سیمان به‌دقت محاسبه می‌شود. این ظرفیت باید با یک ضریب اطمینان مناسب، به‌گونه‌ای تعیین شود که بالاتر از بار وارده به میکروپاپل‌ها قرار بگیرد.

در طرح ژئوتکنیکی، مقاومت اصطکاکی جداره میکروپایل با خاک اطراف به‌دقت محاسبه میگردد. این مقاومت اصطکاکی باید با یک ضریب اطمینان مناسب، بالاتر از بارهای وارده باشد تا از جدایی میکروپایل از خاک پیش از وقوع تسلیم عوامل مسلح کننده جلوگیری نماید. این اقدامات اساسی به افزایش ایمنی و پایداری سازی گود و خاک اطراف طرح کمک می‌کند.

در مرحله نهایی طراحی، با توجه به خصوصیات میکروپایل‌ها، که دارای بار متمرکز زیاد و قطر کوچک هستند و همچنین با توجه به مسائل مرتبط با برش پانچ وارده به دلیل بارهای محتمل، کنترل مقاومت در برابر برش پانچ از اهمیت ویژه برخوردار است. این کنترل در این مرحله منجر به ارائه یک طرح فلنج مناسب شده که بر اساس آن، این المان‌های ریز شمع قادر به مقاومت بهینه در برابر برش پانچ می‌باشند. این اقدام نقش مهمی در افزایش ایمنی و عملکرد بهینه ریزشمع ها در سازه‌ها و همچنین قیمت اجرای میکروپایل دارد.

روش‌های طراحی میکروپایل

روش‌های طراحی این تکنیک به دو صورت تعریف می‌شود:

تکنیک تنش مجاز یا بار مجاز (SLD): در این فرایند که یک روش متداول برای مهندسان ژئوتکنیک است، بار مجاز همواره از بار طراحی بزرگ‌تر تعیین می‌شود. این مفهوم نشان از این دارد که در حین طراحی و انتخاب بار، یک مقدار یا ضریب ایمنی اضافی به مقادیر استاندارد اعمال شده تا از خطرات ناشی از عوامل مختلف جلوگیری گردد. این روش از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا در مواجهه با شرایط غیر مطلوب یا متغیرهای ناشناخته، ایمنی سازه تضمین‌شده و از وقوع حوادث غیرمنتظره جلوگیری می‌کند.

روش طراحی ضریب بار یا مقاومت (LFD): از ضرایب افزایش بار و کاهش مقاومت برای اجرای طراحی در این متد استفاده می‌شود. این روش به‌گونه‌ای است که در هر مرحله از طراحی، مقاومت طراحی همواره از مقاومت موردنیاز بزرگ‌تر باشد. به‌عبارت‌دیگر، از طریق اعمال ضرایب افزایش بار و کاهش مقاومت، ایمنی و اطمینان از عملکرد بهینه سازه تا حد ممکن تضمین می‌گردد.

این رویکرد به مهندسان امکان می‌دهد تا با در نظر گرفتن شرایط متغیر و عدم قطعیت‌های مختلف، طراحی را به‌گونه‌ای انجام دهند که سازه در مواجهه با بارهای مختلف و متغیرها، همواره ایمن و پایدار باشد.

در هر دو روش طراحی با اعمال ضریب اطمینان، تلاش می‌شود تا عدم قطعیت‌های موجود در بارگذاری و خصوصیات خاک و مصالح که از ماهیت تصادفی ذاتی آن‌ها ناشی می‌شود، جبران گردد. این روش‌ها با در نظر گرفتن اطمینان از مقاومت و عملکرد سازه در شرایط ناشناخته، از پدیده‌های مختلفی که ممکن است تأثیر بگذارند، حفاظت می‌کنند.

درواقع با اعمال ضرایب اطمینان، از سازه در برابر شرایط ناشناخته و احتمالی محافظت شده و ایمنی طراحی را تضمین می‌کند. این رویکردها ازنظر مهندسان به‌منظور جلوگیری از وقوع حوادث غیرمنتظره و افزایش پایداری و ایمنی سازه در برابر متغیرهای ناشناخته از اهمیت بالایی برخوردارند.

مشتقات تزریق و قیمت اجرای میکروپایل

متناسب با کیفیت مواد به کار رفته ممکن است قیمت اجرای میکروپایل متفاوت باشد. در این مرحله مواد به‌کاررفته در تزریق را توضیح می‌دهیم:

• نوع سیمان: در ملات تزریق سیمان، از سیمان پرتلند تیپ یک، تیپ دو یا سیمان تیپ پنج استفاده می‌شود. نوع سیمان انتخابی بر اساس شرایط شیمیایی محل مورد نظر تعیین می‌گردد.
• آب مصرفی: آب مورد استفاده در تهیه دوغاب تزریق باید همه شرایط لازم برای آب مصرفی در تهیه بتن داشته و تمیز و صاف باشد. این آب باید از هر نوع ماده‌ای مانند اسیدها، بازها، مواد قندی، نمک‌ها و مواد آلی که ممکن است به بتن آسیب برساند، خالی گردد.
• فشار تزریق: فشار تزریق به جنس زمین و شرایط ژئوتکنیکی بستگی دارد. حداکثر فشار تزریق به ۱۰ اتمسفر (۱ مگاپاسکال) محدود می‌شود. این مقدار فشار با توجه به عمق و ویژگی‌های خاک، در مراحل مختلف عملیات تزریق متغیر بوده و به‌طورکلی در محدوده مذکور تنظیم می‌شود.
• میزان سیمان مصرفی: با توجه به شرایط ژئوتکنیکی و میزان باربری میکروپایل‌ها، مقدار سیمان مصرفی به ازای هر متر طولی از لوله‌های میکروپایل تا ۱۰۰ کیلوگرم می‌تواند تخمین زده شود. البته با توجه به این موضوع که تزریق باید تا فشار ۱۰ اتمسفر ادامه یابد، ممکن است مقدار نهایی سیمان از تخمین اولیه بیشتر گردد.
• نسبت آب به سیمان: در دوغاب مورد استفاده برای تزریق، نسبت آب به سیمان در شرایط عادی بین ۵/۰ تا ۵/۱ قرار دارد. در شرایط خاص دیگر، نسبت آب به سیمان در دوغاب می‌تواند متغیر باشد و در بازه‌هایی از ۶۷/۰ تا ۱ تنظیم گردد.

آب استفاده شده در تهیه دوغاب تزریق باید حاوی ذرات معلق کمتر از ۲/۰ درصد، مواد محلول کمتر از ۵/۳ درصد، درصد کلر کمتر از ۱ درصد، درصد سولفات کمتر از ۳/۰ و درصد قلیایی کمتر از ۰۶/۰ باشد. به‌طورکلی، آب قابل شرب برای تهیه دوغاب مناسب است.

نصب فلنج

در اجرای میکروپایل باربر، نصب آرماتور تسلیح داخل لوله میکروپایل و نصب فلنج امری ضروری است. بدیهی است که نصب آرماتور تسلیح پیش از تزریق سیمان در داخل گمانه باید انجام شود.

فلنج از طریق جلوگیری از برش سوراخ‌کننده سر میکروپایل در داخل بتن پایه، اتصال کاملی بین میکروپایل و بتن فونداسیون ایجاد می‌نماید. این فلنج به‌عنوان یک عنصر اتصالی در آخرین مرحله با آرماتور تسلیح میکروپایل جوش داده می‌شود. این اقدام اهمیت بالایی دارد و باعث تضمین استحکام و اتصال مطلوب بین میکروپایل و بتن پایه می‌گردد.

دسته‌بندی بر اساس روش اجرا

در طبقه‌بندی میکروپایل (ریز شمع)، روش تزریق به‌عنوان مهم‌ترین عامل تأثیرگذار بر مقاومت باند بین خاک و دوغاب مطرح می‌شود. این مقاومت باند به‌طور مستقیم با تغییرات در روش تزریق تغییر می‌کند. در این دسته‌بندی، معیارهای اصلی شامل نوع روش تزریق و فشار آن است. استفاده از غلاف و آرماتور تقویت نیز به‌عنوان عوامل تعیین‌کننده در این طبقه‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. میکروپایل ها به ۴ دسته تقسیم می‌شوند.

• دسته اول: در این روش اجرا، دوغاب سیمان با وزن خود در محل قرار گرفته و تزریق می‌شود.
• دسته دوم: پس از خارج شدن غلاف فولادی حفاری از گمانه، دوغاب سیمان تحت‌فشار به داخل گمانه تزریق می‌شود. فشار تزریق معمولاً بین ۵/۰ تا ۱ مگا پاسکال تغییر می‌کند و بایستی به‌گونه‌ای باشد که مانع از شکست هیدرولیکی گردد.
• دسته سوم: این نوع یک فرآیند دو مرحله‌ای را نشان می‌دهد که در آن ابتدا دوغاب سیمان تحت وزن خودش در داخل حفره قرار می‌گیرد (همانند دسته اول). پس از سفت شدن دوغاب اولیه (بعد از حدود ۱۵ تا ۲۵ دقیقه)، همان نوع دوغاب از طریق لوله‌های تزریق مشبک و بدون استفاده از پکر، در نقطه تماس دوغاب با زمین و با اعمال حداقل فشار ۱ مگاپاسکال تزریق می‌شود. این نوع میکروپایل فقط در فرانسه استفاده می‌گردد.
• دسته چهارم: نوع آخر یک فرآیند دو مرحله‌ای از تزریق است که در آن ابتدا دوغاب سیمان یکنواخت تحت وزن خودش مانند نوع اول و سوم و یا تحت‌فشار، مانند نوع دوم در حفره قرار می‌گیرد. بعد از سخت شدن دوغاب اولیه، دوغاب بعدی از طریق لوله‌های تزریق مشبک تحت‌فشار ۲ تا ۸ مگا پاسکال تزریق می‌شود. در این روش از پکر استفاده شده تا در صورت نیاز بتوان سطوح خاص را چندین مرتبه اصلاح نمود. قیمت اجرای میکروپایل در این دسته بیشتر از سایر روش‌هاست.

بهترین شرایط خاک برای اجرای میکروپاپل

عوامل مختلفی در انتخاب میکروپایل (ریز شمع) برای پی سازه و پایداری شیب‌ها مؤثرند. این عوامل عبارت‌اند از:

• شرایط محیطی: نواحی حساس به لرزش و صدا یا خاک‌های پرخطر و آلوده.
• سازگاری با سازه موجود: انتخاب میکروپایل‌هایی که با سازه موجود سازگاری داشته باشند.
• محدودیت میکروپایل‌ها: محدودیت‌ها و توانایی‌های خاص هر نوع میکروپایل در شرایط خاص.
• شرایط فیزیکی: محدودیت‌های دسترسی در نواحی دورافتاده یا نزدیکی به ساختمان‌های موجود.
• شرایط زیرسطحی: شرایط زمین‌شناسی دشوار یا زمین‌های مستعد روانگرایی در طی نصب شمع.
• شرایط اقتصادی: در نظر گرفتن قیمت اجرای میکروپایل و هزینه‌های مرتبط با نصب و استفاده از آن.

قیمت اجرای میکروپایل 1403

در زمینه پروژه‌های عمرانی، با توجه به افزایش پیوسته هزینه‌ها، تخمین بار مالی عملیات مختلف اهمیتی دوچندان دارد. در این متن، اجرای عملیات بهسازی خاک به روش میکروپایل شرح داده شد. باید در نظر داشت که عوامل مختلفی در قیمت نهایی هر متر طول میکروپایل تأثیر دارند که در محاسبات باید مدنظر قرار گیرند. به‌طورکلی، می‌توان این عوامل را به دو بخش هزینه مصالح و دستمزد اجرای عملیات تقسیم نمود.

هزینه‌های مربوط به تهیه مصالح

میکروپایل‌های باربر (کوبشی) در ایران به‌طورمعمول از اجزای زیر تشکیل شده‌اند: یک لوله جداری مشبک سراسری با نوک تیز، یک میلگرد تسلیح با قطر ۱۸ الی ۴۰ میلی‌متر، فلنج اتصال به پی، بوشن اتصال مقاطع ۲ متری، مهره اتصال فلنج و دوغاب سیمان.

همچنین، یک نوع دیگر از میکروپایل نیز در این کشور به کار گرفته می‌شود که در آن، لوله جداری در بخشی از طول میکروپایل قرار دارد و میلگرد در بخشی یا تمام طول آن استفاده می‌شود. این روش نیازمند حفاری در خاک بوده و مصالح مورد استفاده در آن مشابه نوع اول هستند. تفاوت اساسی، در میزان مصالح مصرفی است. در این حالت با دانستن ابعاد، می‌توان با دقت قابل قبولی مقدار مصالح مورد استفاده را تخمین زد.

قیمت دستمزد اجرای میکروپایل

هزینه‌های مرتبط با دستمزد اجرای عملیات میکروپایل شامل هزینه‌های تجهیز کارگاه، دستمزد نیروی کار، تجهیزات مصرفی ازجمله الکترود، سنگ برش، دستکش و لباس کار و همین‌طور هزینه‌های مرتبط با عملیات با دستگاه‌های حفاری یا شمع کوبی است. هزینه واحد این بخش با توجه به موقعیت کارگاه، مشخصات خاک، حجم عملیات، شرایط کلی کار و سایر عوامل تعیین می‌شود؛ بنابراین، هزینه دستمزد اجرای عملیات کاملاً وابسته به شرایط پروژه بوده و پیشنهاد می‌گردد برای کسب اطلاع دقیق‌تر در این خصوص، با کارشناسان متخصص این امر مشورت گردد.

در ادامه، جدولی با مشخصات مصالح و شرح عناوینی که به‌طور متداول در دستمزد اجرای عملیات میکروپایل در نظر گرفته می‌شود، ارائه شده است.

عنوان	مشخصات کلی
لوله	لوله‌های درزدار مشبک با قطر داخلی 76 و خارجی 68 میلی‌متر
سیمان	پرتلند تیپ 2
میله‌گرد	آجدار با شماره 18 الی 40 A3
فلنج	200*200*20
بوشن	به طول 5 الی 6 سانتیمتر و ضخامت 5 میلی‌متر
آماده‌سازی لوله‌ها	کونیک و برقوزنی، جوشکاری، برش، مشبک‌کاری
نیروی انسانی	اپراتور و تکنیسین ماشین‌آلات حفاری، کوبش و تزریق
تجهیز کارگاه	حمل و تخلیه ماشین‌آلات و تجهیزات به محل پروژه و برچیدن آن‌ها
اسکان و غذا	پرسنل کارگاهی
سایر مصالح مصرفی	الکترود، قطعات مصرفی ماشین‌آلات و تجهیزات ایمنی
کسورات قانونی	بیمه و مالیات
حفاری	در صورت نیاز

بایستی توجه داشت که عناوین مورد اشاره در جدول فوق، بر اساس اجرای متداول عملیات میکروپایل تهیه و تنظیم شده است و بدیهی است که مشخصات نهایی میکروپایل‌ها ممکن است مطابق با نظر مشاور یا کارفرما تغییر کند که در نهایت می‌تواند منجر به تغییر در قیمت اجرای میکروپایل شود.

برترین ارائه‌دهنده خدمات ژئوتکنیک

گروه مهندسی سانا پی ارائه دهنده برترین خدمات ژئوتکنیک در سراسر کشور، با استفاده از دانش فنی و اجرایی تیمی از مهندسان و فارغ‌التحصیلان دانشگاه‌های معتبر در زمینه صنعت ساختمان آماده عرضه بهترین خدمات می‌باشند. این شرکت از زمان تأسیس خود، به ارائه خدمات مهندسی با رعایت آخرین استانداردها و روش‌های اجرایی پیشرفته و بهره‌گیری از تجهیزات مدرن، متعهد بوده و همچنین اهمیت ویژه‌ای به برقراری ارتباطات فعال با دانشگاه‌ها و سایر انجمن‌های علمی و حرفه‌ای به‌منظور بهبود مستمر کیفیت فعالیت‌های خود دارد.

سانا پی، با ارائه خدماتی چون آزمایش خاک، پایدارسازی گود، بهسازی زمین، عملیات حفاری، مطالعات تکمیلی و خدمات آموزشی، نسبت به ارتقاء سطح کیفی خدمات، رضایت کارفرمایان و حفظ اخلاق حرفه‌ای و دستیابی به استانداردهای بین‌المللی، متعهد است.