تعریف بهسازی خاک

«بهسازی خاک» (Soil Improvement) یا به طور دقیق تر «بهسازی زمین» (Ground Improvement)، فرآیندی است که به منظور اصلاح خواص خاک و سنگ در پروژه های عمرانی انجام می شود.

طی این فرآیند، پارامترهای ژئومکانیکی زمین نظیر ظرفیت باربری، نفوذپذیری، تراکم پذیری و دیگر پارامترهای موثر بر عملکرد سازه در طول عمر سرویس دهی آن، با توجه به الزامات پروژه افزایش یا کاهش می یابند.

روش های بهسازی خاک در مقایسه با گزینه های دیگری مانند جایگزینی خاک ضعیف (عملیات خاکی) و طراحی مجدد بر اساس شرایط موجود از انعطاف پذیری بالاتر و هزینه پایین تری بهره می برند.

به طور کلی، قدیمی ترین و متداول ترین کاربرد این روش ها در بهبود مشخصات خاک مورد استفاده برای فونداسیون سازه ها، بستر راه و مصالح ساختمانی است.

عبور غلتک از روی خاک، باعث تراکم، افزایش چگالی و افزایش استحکام آن می شود.

عبور غلتک از روی خاک، به عنوان یکی از متداول ترین و ساده ترین روش های بهسازی خاک در پروژه های راه سازی شناخته می شود.

انواع روش های بهسازی خاک کدام هستند؟
بهسازی خاک دارای روش های متعددی است. این روش ها بر اساس زمان اجرای بهسازی به انواع پیش از شروع ساخت، در حین ساخت و پس از اتمام ساخت سازه تقسیم بندی می شوند.

بهسازی مکانیکی، هیدرولیکی، فیزیکی، شیمیایی و سازه ای نیز از انواع روش های بهسازی خاک با توجه به مکانیزم اجرا هستند.

از متداول ترین روش های بهسازی خاک می توان به تراکم دینامیکی، تزریق، اختلاط عمیق، انجماد، پایدارسازی با مواد آهکی و زهکشی قائم پیش ساخته اشاره کرد. از این میان، تراکم دینامیکی به عنوان یکی از قدیمی ترین روش ها شناخته می شود.

تراکم دینامیکی، از روش های بهسازی پیش از ساخت است.

تراکم دینامیکی، از روش های بهسازی پیش از ساخت خاک است که با رها کردن یک وزنه سنگین از ارتفاع بر روی محل مورد نظر، چگالی و دیگر خواص مکانیکی را بهبود می بخشد.

بهسازی خاک به روش تزریق چیست ؟
تزریق، یکی از روش های متداول بهسازی خاک است که به طور گسترده در ساخت تونل و فونداسیون مورد استفاده قرار می گیرد.

بهسازی به روش تزریق، با پر کردن حفره ها و گودال های موجود در خاک یا سنگ توسط مواد پرکننده ای نظیر ملات سیمانی انجام می شود.

افزایش چسبندگی بین مواد پرکننده و محیط در حین گیرش ملات، کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت برشی زمین را در پی دارد. مخلوط های متشکل از سیمان اغلب در بهسازی خاک های شنی یا سنگ های درزه دار به کار برده می شوند.

ابعاد ذرات معلق این مخلوط ها برای نفوذ به محیط های ماسه ای، رسی یا لای دار، بزرگ هستند. به منظور بهسازی این محیط ها با روش تزریق، استفاده از ملات های شیمیایی یا آلی عملکرد بهتری دارد.

در سال های اخیر، دسترسی بالا به مخلوط های بسیار ریز، باعث بهبود عملکرد ملات های هیدرولیکی در بهسازی خاک به روش تزریق شده است.

تاریخچه بهسازی خاک به روش تزریق:
بهسازی خاک به روش تزریق بیش از 200 سال قدمت دارد. اولین مورد ثبت شده از این روش به سال 1802 میلادی (1181 شمسی) باز می گردد.

در فهرست زیر، به معرفی سیر تکامل این روش و توسعه روش های مختلف آن می پردازیم:

سال 1802 میلادی (1181 شمسی):
مطرح شدن ایده بهبود ظرفیت باربری بستر کانال های انتقال آب توسط تزریق دوغاب سیمانی سخت شونده برای اولین بار.

سال 1864 میلادی (1243 شمسی):
ثبت اختراع پر کردن فضای خالی پشت سگمنت های یکپارچه تونل توسط ملات از طریق بخش پشتی دستگاه حفاری.
ثبت اولین استفاده از ملات سیمانی در ساخت فضاهای زیرزمین.

سال 1893 میلادی (1272 شمسی):
اولین اجرای اصولی تزریق درون سنگ در یک پروژه سدسازی در آمریکا.

دهه 1960 میلادی (دهه 1340 شمسی):
توسعه روش جت گروتینگ به عنوان یکی از روش های متحول کننده بهسازی خاک به روش تزریق.

سال 1977 میلادی (1356 شمسی):
اولین کاربرد روش تزریق تراکمی برای کنترل جابه جایی زمین حین ساخت تونل.

سال 1995 میلادی (1374 شمسی):
اولین کاربرد مفهوم تزریق تعادلی (تماسی) در توسعه زیرزمینی یکی از ایستگاه های مترو در لندن.