یکی از روش‌های بهسازی و تقویت سازه‌ها، روش جت گروتینگ یا تزریق پرفشار است. در این تکنیک، نسبت به تجزیه ساختار خاک و جایگزینی خاک‌های ضعیف و نرم با دوغاب سیمانی از طریق تزریق گروت اقدام می‌گردد. قیمت اجرای جت گروتینگ متناسب با طراحی و موقعیت خاک و میزان استفاده از تکنولوژی، متفاوت خواهد بود.
جت گروتینگ چگونه اجرا می‌شود
بین انواع روش‌های بهسازی خاک، جت گروتینگ یا تزریق پرفشار، به‌عنوان یکی از پرکاربردترین و ایمن‌ترین روش‌ها شناخته شده است. این روش، برای حل مسائل ژئوتکنیکی، به‌ویژه در زیرساخت‌های صنعتی و راه‌سازی، به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش تزریق پرفشار با ترکیبی از تجهیزات پیشرفته و دانش فنی گسترده، توانایی سازگاری با انواع مختلف خاک از ماسه و شن تا رس‌های حساس را داراست.
در اجرای این شیوه، ستون‌های گروت با تزریق پرفشار سیمان از انتهای نازل میله ایجاد می‌شوند. فرآیند فرسایش خاک یا ایجاد ستون جت گروت با استفاده از سیستم‌های مختلف، از طریق هم‌زمانی هوای پرفشار و آب، قابل تشدید است. برای موفقیت در اجرای این شیوه، طراحی دقیق و صحیح، استفاده از تکنیک‌های مناسب و به‌ویژه داشتن تجربه و مهارت در اجرا، بسیار حائز اهمیت خواهد بود.
مراحل تزریق پرفشار
اجرای این روش از طریق مراحل زیر انجام می‌شود:
- حفاری تا عمق مورد نظر: در این مرحله، با استفاده از میله‌های دوار، حفاری تا عمق مورد نظر انجام می شود. این فرایند به‌منظور آماده‌سازی محل اجرای جت گروتینگ صورت خواهد گرفت.
- تزریق دوغاب سیمانی (گروت): سپس دوغاب سیمانی یا گروت از طریق نازل جت تزریق که در انتهای میله حفاری نصب شده است، با فشار بالا (معمولاً بین 400 تا 600 بار) توسط پمپ به خاک تزریق می‌شود. این فرآیند باعث تولید یک جت برش با انرژی بالا شده که خاک را از موقعیت طبیعی خود فرسایش می‌دهد و با گروت مخلوط می‌کند. قطر ستون جت گروت به تراکم، نوع خاک و پارامترهای مختلف بستگی دارد.
- ایجاد ستون جت گروتینگ: هم‌زمان با بالا رفتن میله حفاری و چرخش پره‌های افقی، جت برش سه فرآیند برش، فرسایش و نشت را در خاک انجام داده و یک مارپیچ محکم در آن ایجاد می‌کند. این مارپیچ، یک فضای ستونی شکل ترکیبی از خاک و سیمان را در خاک تشکیل می‌دهد. پس از گیرش ستون جت گروتینگ، افزایش ظرفیت باربری و بهبود پارامترهای مقاومتی خاک با توجه به طراحی انجام شده، حاصل می‌گردد.
این مراحل به‌تدریج و با دقت اجرا شده تا به بهبود و تقویت خاک در محل مورد نظر بپردازد. همچنین در نظر داشته باشید که تجهیزات پیشرفته و دانش فنی متخصصان در این زمینه بر قیمت اجرای جت گروتینگ تأثیرگذار خواهد بود.
انواع جت تزریق و تاثیر آن بر قیمت اجرای جت گروتینگ
به‌طورکلی، سه نوع جت تزریق وجود دارد که استفاده از آن‌ها بر اساس نوع و ویژگی‌های خاک و شرایط محیطی، صورت می‌گیرد. این سه نوع عبارت‌اند از:
- سیستم تک سیاله: در این نوع، سیالی با فشار و سرعت بالا به داخل خاک تزریق می‌شود. این سیال که گروت است، باعث سیمانته بخشی از ساختار خاک شده و تنها بخش محدودی از خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهد و به‌صورت محدودی اثرگذار است.
- سیستم دو سیاله: در سیستم دو سیاله، گروت سیمانی با مخلوط هوای فشرده و با فشار بالا به داخل خاک تزریق می‌گردد. این روش باعث ایجاد ستون‌های سیمانی با قطر بزرگ‌تری شده و در نتیجه، مقدار بیشتری از ساختار خاک بهبود یافته و بهسازی می‌شود. سیستم دو سیاله از اثربخشی بیشتری نسبت به سیستم تک سیاله برخوردار است.
- سیستم سه سیاله: در این روش، جت گروت به‌وسیله تزریق آب به همراه هوای فشرده در خاک انجام می‌شود. این مدل با استفاده از نازل پایین میله حفاری، گروت را با فشار کمتری در داخل خاک تزریق می‌کند. سیستم سه سیاله نسبت به سیستم‌های قبلی، درجه بالاتری از بهسازی خاک و بهبود پارامترهای آن را ارائه می‌دهد. این روش از ترکیب آب، هوا و گروت به‌عنوان سیال برای بهسازی خاک بهره‌مند شده و نتایج بهتری را نسبت به دیگر سیستم‌ها ارائه می‌دهد. باید در نظر داشت که هزینه اجرای جت گروتینگ در این تکنیک بالاتر از سایر مدل‌ها خواهد بود.
اهمیت تجهیزات بر قیمت اجرای جت گروتینگ
اهمیت کیفیت و نوع تجهیزات در اجرای جت گروتینگ بسیار بالاست و به‌عنوان یکی از عوامل اساسی تأثیرگذار بر قیمت این فرآیند محسوب می‌شود. تجهیزات مدرن و پیشرفته که در این روش استفاده می‌گردند، نقش بسیار حیاتی در افزایش کارایی و کاهش زمان اجرا خواهند داشت. برای اجرای بهینه روش جت گروتینگ، تجهیزات اصلی ذیل موردنیاز است:
- پمپ با فشار بالا: پمپ با فشار بالا به گروت سیمانی برای تزریق آن به خاک استفاده می‌گردد.
- تجهیزات اختلاط: تجهیزات اختلاط به‌منظور تهیه مخلوط گروت سیمانی با ترکیب مناسب از گروت و سیمان و ایجاد یک ماده یکنواخت و همگن برای تزریق به خاک، کاربرد دارد.
- تجهیزات حفاری: این تجهیزات برای انجام حفاری‌ها به عمق مورد نظر جهت اجرای جت گروتینگ به کار می‌رود و شامل میله‌های حفاری دوار و دیگر ابزارهای مرتبط با این فرایند است که بر قیمت اجرای جت گروتینگ نیز تأثیر می‌گذارد.
- سیلو: این وسیله به‌عنوان یکی از تجهیزات اصلی روش تزریق پرفشار، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در اینجا، گروت سیمانی به‌عنوان ماده اصلی برای تزریق به خاک، در سیلو ذخیره شده تا به‌صورت مرتب و با دقت به سیستم تزریق منتقل گردد.
- پمپ مخلوط تزریق (روش تک سیاله و دو سیاله): در روش‌های تک سیاله و دو سیاله، از پمپ مخلوط تزریق برای ایجاد فشار و تزریق گروت سیمانی به خاک استفاده می‌شود. این پمپ دارای قابلیت ترکیب هوا یا سیال دوم با گروت سیمانی بوده و در ایجاد ستون‌های سیمانی با قطر بزرگ‌تر نقش دارد.
- کمپرسور (روش دو سیاله و سه سیاله): در روش‌های دو سیاله و سه سیاله، کمپرسور برای فراهم‌سازی هوا به‌عنوان یکی از سیال‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کمپرسور با ایجاد فشار هوا، در ایجاد جت گروت و انجام خاک‌برداری به‌وسیله تزریق آب به کمک هوای فشرده نقش دارد.
کاربردهای تزریق پرفشار
همان‌طور که پیش‌تر در بحث بهسازی خاک اشاره کردیم، تزریق پرفشار یکی از روش‌های مؤثر بهبود خاک و کنترل نشست است. این شیوه به‌طور عمده در انواع مختلف خاک با شرایط گوناگون استفاده می‌شود. در ادامه به کاربردهای آن اشاره خواهیم کرد:
کنترل آب‌های زیرزمینی
در کنترل آب زیرزمینی، ستون‌های جت گروت به‌عنوان موانع افقی مؤثر، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این امر باعث می‌شود تا اطراف سدها یا مناطقی از خاک که با آلودگی زیست‌محیطی مواجه هستند، کنترل گردد. این روش نه‌تنها به تشکیل موانع افقی برای جلوگیری از حرکت آب آلوده زیرزمینی کمک می‌کند، بلکه به کاهش نفوذپذیری خاک نیز منجر می‌شود.
به‌این‌ترتیب، جت گروتینگ علاوه بر ایجاد موانع مؤثر، با بهسازی خاک، در کنترل آب زیرزمینی و کاهش آلودگی زیست‌محیطی، نقش بسزایی ایفا خواهد کرد.
افزایش ظرفیت باربری فونداسیون‌ها
یکی از کاربردهای مؤثر روش تزریق پرفشار، افزایش مقاومت خاک‌های سست و همچنین کنترل نشست است. در این روش، با ایجاد ستون‌های جت گروت ترکیبی از خاک و سیمان تشکیل شده و بارهای وارده به لایه‌های با مقاومت بیشتر و بستر سخت انتقال می‌یابد. این ستون‌ها، با ایجاد یک ماتریس مقاوم و پایدار، اثرات ناشی از بارگذاری را به بهترین شکل ممکن جذب و توزیع می‌کنند.
استفاده از تکنیک جت گروت در کنترل نشست سازه‌های مختلف کاربرد دارد. صنایع متنوعی ازجمله نفت، گاز، پتروشیمی، صنعت فولاد، راه و راه‌آهن و برق به کمک این متد به نتایج قابل‌توجهی منجر می‌شود. این شیوه باعث بهبود عملکرد و ایمنی سازه‌ها، کاهش نشست‌های نامطلوب و افزایش مقاومت خاک در برابر بارگذاری‌های مختلف می‌گردد.
بسترسازی فونداسیون
استفاده از روش تزریق پرفشار به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای تثبیت و پایدارسازی فونداسیون کم‌عمق یا همان فونداسیون سطحی سازه‌ها، مطرح است. این شیوه شامل انجام حفاری در مجاورت فونداسیون بوده و بستری مناسب برای ایجاد پی فراهم می‌کند تا انتقال بار به بهترین شکل انجام گیرد. با این تکنیک، اقدام به تزریق مواد پرفشار سیمانی به اطراف فونداسیون شده تا ترکیبی مقاوم و پایدار به وجود آید.
این فرآیند، از یک‌سو به افزایش مقاومت و پایداری فونداسیون کمک کرده و از سوی دیگر، بهبود باربری و انتقال بارهای ساختمانی را تسهیل می‌کند. از این روش به‌خصوص در شرایطی که فونداسیون با مشکلاتی همچون نرمی خاک مواجه است، به‌عنوان یک راهکار مؤثر جهت افزایش پایداری و عملکرد سازه‌ها می‌توان بهره‌مند شد.
پایدارسازی گود
یکی از کاربردهای مؤثر جت گروتینگ، پایدارسازی گود به‌ویژه در مناطق ساحلی است. این روش با ویژگی‌هایی همچون ارتعاش و لرزش کم، طراحی مناسب و ایمن، به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای تقویت و پایدارسازی گودها در نظر گرفته می‌شود. از طریق اجرای تکنیک تزریق پرفشار و ایجاد ستون‌های جت گروت، می‌توان پیش از انجام عملیات خاک‌برداری، تغییر شکل دیواره‌های گود را کنترل کرد.
برای ایجاد پایداری بیشتر در گودها و به‌منظور تقویت ظرفیت جانبی و محوری، از سولجرهای فلزی نیز با روش جت گروتینگ استفاده می‌شود. این سولجرها به کمک ارتباط مستقیم با ستون‌های جت گروت، علاوه بر افزایش استحکام خاک، به بهبود کارایی و پایداری ساختار گود کمک می‌کنند. استفاده هم‌زمان از این دو تکنیک، یعنی جت گروتینگ و سولجرهای فلزی، باعث ارتقاء عملکرد و کارایی فرآیند پایدارسازی گودها می‌گردد.
مزیت‌های استفاده از روش تکنیک پرفشار
هزینه طراحی و اجرای جت گروتینگ با توجه به مزیت‌های بی‌شمار آن، از بسیاری از روش‌های بهسازی خاک مناسب‌تر است. در ادامه برخی از این مزیت‌ها را توضیح خواهیم داد:
- اجرا در فضای محدود: تزریق پرفشار در فضاهای محدود به‌راحتی قابل اجرا است که این ویژگی در پروژه‌های با این شرایط، بسیار ارزشمند است.
- افزایش ظرفیت باربری و مقاومت خاک: جت گروتینگ باعث افزایش ظرفیت باربری و مقاومت خاک شده و در نتیجه ایجاد استحکام بیشتر در زمین را فراهم می‌آورد.
- ایجاد ستون‌های ترکیبی بدون اختلال در زمین: تزریق پرفشار امکان ایجاد ستون‌های ترکیبی از خاک و مواد سیمانی را بدون ایجاد اختلال یا آسیب به ساختار زمین فراهم می‌کند.
- تشکیل محیط‌های پیوسته با بهبود خواص مکانیکی و کاهش تخلخل: این شیوه با ایجاد ستون‌های جت گروت، محیط‌های پیوسته ایجاد کرده و خواص مکانیکی خاک را بهبود می‌بخشد و همچنین تخلخل خاک را کاهش می‌دهد.
- استفاده در محیط‌های شهری با توجه به ارتعاش و لرزش کم: این روش به دلیل ارتعاش و لرزش کم، برای پروژه‌های محیط شهری، جایگاه ویژه‌ای دارد و از طریق بهبود کنترل این پارامترها، به عملکرد مثبت در این موقعیت‌ها می‌انجامد.
- قیمت مناسب اجرای جت گروتینگ: جت گروتینگ با ارائه قیمت مناسب و کاهش هزینه‌های نهایی به دلیل سرعت بالا در اجرا و بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، به یک روش جذاب برای بهسازی و پایدارسازی خاک تبدیل شده است.
تأثیر انتخاب مجری پروژه بر قیمت اجرای جت گروتینگ
اگر تصمیم به واگذاری اجرای کار جت گروتینگ به شرکت‌های معتبر دارید، این گام می‌تواند مزایای بسیاری در کیفیت و هزینه کل پروژه برای شما به همراه داشته باشد. شرکت‌های متخصص در این زمینه، با داشتن تیم‌های فنی مجرب و حرفه‌ای، قادر به بهره‌گیری از آخرین تکنولوژی‌ها و تجهیزات پیشرفته می‌باشند.
این مراکز علاوه بر داشتن استانداردهای بین‌المللی، با ارائه مشاوره فنی، به بهبود کیفیت و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کنند. رعایت دقیق استانداردها و مقررات مربوط به اجرای پروژه‌های جت گروتینگ نیز ازجمله مزایایی است که این مراکز ارائه داده و از طریق آن اطمینان به کیفیت و ایمنی اجرای پروژه را تضمین می‌کنند.
همچنین، تخصص و تجربه این شرکت‌ها به آن‌ها امکان می‌دهد که با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته و بهینه‌سازی فرآیندها، به کاهش زمان اجرا و بهبود کارایی پروژه بپردازند. این اقدامات جمعاً بر کیفیت و هزینه کل پروژه جت گروتینگ تأثیرگذار خواهد بود.
گروه مهندسی ساناپی با سال‌ها تجربه در زمینه مطالعات ژئوتکنیک، طراحی و پایدارسازی گودها، طراحی فونداسیون ماشین‌آلات، بهسازی و مقاوم‌سازی خاک و بسیاری از خدمات تخصصی دیگر، ارائه‌دهنده خدمات ژئوتکنیک در سراسر کشور است.