شمع کوبی و کاربرد آن در صنایع

هنگامی که زمین در اعماق معمولی نتواند بارهای وارده را تحمل کند، از شمع استفاده می شود.

اصطلاحا به این امر در ساختمان سازی شمع کوبی گفته می شود که در ادامه به تعریف اختصاصی تره شمع کوبی و کاربرد آن در ساختمان و غیره میپردازیم.

از خاک به صورت گسترده ای در سازه های مختلف عمرانی به علت ارزانی و دسترسی آسان استفاده می شود. عیب خاک عدم عملکرد مناسب خاک تحت کشش می باشد.

محققان زیادی برای برطرف سازی این عیب و دستیابی به روش مناسب برای بهبود عملکرد آن، تحقیقات گسترده ای انجام شده است.

روش های مختلف برای بهسازی خاک عبارتند از:

• پیش فشردگی از طریق پیش بارگذاری.
• تراکم ویبره - شناوری در عمق.
• تراکم سطحی.
• تراکم دینامیکی.
• تسلیح خاک.
• تزریق.
• استفاده از سیستم های برودتی.
• حفاری، برداشت و جایگزینی.

انفجار:
تسلیح خاک روشی جهت بهسازی و مقاوم سازی خاک می باشد که امروزه رواج بسیاری دارد. این روش توسط المان های مختلف به صورت افقی، مایل، قائم انجام میپذیرد.

انجام روش تسلیح خاک می تواند توسط شمع، ستون های آهکی و سنگی، سپر، مهار یا خاک مسلح، ریز شمع ها می باشد.

کاربرد شمع در ساختمان:
در مهندسی عمران کاربرد گسترده ی شمع ها بسته به شرایط و ملزومات طرح می باشد. موارد مهم کاربرد شمع ها عبارتند از:

هنگامی از شمع جهت انتقال بار به لایه های پایینی خاک استفاده می شود که لایه ی سطحی خاک برای تحمل بارهای وارده مقاومت کافی نداشته باشد.

از شمع به عنوان یک راه حل مناسب جهت جلوگیری از اعمال بار متمرکز بزرگ از طریق سازه به پی و بروز نشست های زیاد در خاک زیر پی استفاده می شود.

هنگامیکه سطح آب زیرزمینی بالا باشد، اجرای پی های سطحی در بعضی مواقع غیر اقتصادی یا غیر ممکن می شود در همین جهت می توان از شمع و کلاهک که که سیستم پی عمیق می باشند به عنوان راهکاری مناسب استفاده کرد.

در ساخت و سازهایی که امکان اجرای پی های سطحی وجود ندارد نظیر اسکله های نزدیک به ساحل و سکوهای دریایی دور از ساحل، می توان سیستم شمع و کلاهک بار سازه را از بالای سطح آب به لایه های زیرین خاک انتقال نمود.

برای جلوگیری از نشست های بیش از حد یک پی سطحی، استفاده از شمع به خصوص در زیر ستون های آن مناسب می باشد.

ارتعاش حاصل از کوبیدن شمع ها، سبب جابه جایی دانه های خاک و افزایش تراکم آن می شود.

نحوه حمل و کوبیدن شمع ها:
شمع ها بایستی طبق نقشه و نقاطی که در آن مشخص شده است جایگذاری شوند و در موقع بلند کردن شمع ها در محل شمع کوبی بباید از نوار سیمی، قلاب و یا وسیله ای دیگر استفاده شود.

دستگاه های شمع کوبی بایستی به چکشی با ظرفیت کوبندگی لازم برای شمع ها مجهز باشد همچنین برای بلند کردن چکش و شمع ها باید چرخ های کشش جداگانه به طور مستقل از هم وجود داشته باشند.

وزن چکش شمع کوب حداقل 1360 کیلوگرم بوده و باید به صورتی باشد که در هر ضربه شمع لااقل 3 میلیمتر در زمین فرو رود همچنین ارتفاع افتادن چکش بایستی از 3 متر کمتر باشد.

هنگام قرار گرفتن و کوبیده شدن شمع ها باید به نحوی هدایت شوند که شاقول با دقت مقرر و با زاویه مورب کوبیده شده و از وضع صحیح شمع ها اطمینان حاصل گردد.

اگر با دقت مقرر شمع ها کوبیده نشوند باید بیرون کشیده و مجددا کوبیده شوند.یا اینکه شمع جدیدی در مجاورت آن کوبیده شود البته این عملیات اضافی به هزینه پیمانکار می باشد.

کوبیدن یک شمع ممکن است در بعضی مواقع سبب بالا آمدن یک یا چند گروه از شمع های مجاوری که قبلا کوبیده شدن شود. البته این احتمال در شمع چوبی بیشتر رخ می دهد.

پی چیست؟
پی بخشی از سازه است که با خاک تماس مستقیم دارد. وظیفه ی پی در سازه، انتقال بار به سازه می باشد و موجب عدم واژگونی و سبب پایداری سازه می شود.

طراحی یک پی بستگی به خصوصیات خاک زیر آن و مقدار وزن سازه ی روی آن دارد.

پی عمیق یا شمع:
شمع ها اعضای سازه ای از جنس چوب، بتن و یا فولاد هستند و همان گونه که شرح دادیم وظیفه ی شمع ها انتقال بارهای سطحی به اعماق خاک می باشد.

معمولا از پی های عمیق یا شمع هنگامی که لایه های سطحی خاک مقاومت کافی نداشته و طبق انجام شناسایی هایی دریابیم که در اعماق لایه های مقاومی موجود باشد.

احداث شمع ها نسبت به پی های سطحی مخارج بیشتری دارد. موارد متعددی وجود دارد که برای ایمنی سازه در مقابل نشست و عوامل دیگر از شمع ها استفاده شود از جمله:

در صورتی که از پی سطحی جهت توزیع بار سازه نتوان استفاده کرد از شمع ها برای انتقال بار به لایه های تحتانی محکم تر و یا سنگ بستر استفاده می شوند.

پایه های پل ها اغلب بر روی شالوده های شمعی به علت بروز مشکلاتی چون آب شکستگی و فرسایش احداث می شوند.

هنگامیکه شمع ها تحت تأثیر نیروی افقی قرار بگیرند می توانند به وسیله خمش آن را تحمل کنند.

از شمع به منظور کاهش دامنه حرکت ماشین آلات لرزنده و چرخشی و کنترل فرکانس طبیعی سیستم پی، خاک و ماشین استفاده می شود.

پی ساختمانی و وظیفه ی آن چیست؟
پی بخشی از سازه است که با خاک تماس مستقیم دارد. وظیفه ی پی در سازه، انتقال بار به سازه می باشد و موجب عدم واژگونی و سبب پایداری سازه می شود.