استفاده از پی های عمیق یا شمع، طی دهه اخیر افزایش قابل توجهی در سطح کشور پیدا کرده است. علاوه بر اجرای سازه های معمولی همچون پل سازی که از گذشته های دور تر نیز پی های عمیق در آنها استفاده می شد، گسترش بنادر جنوبی و شمالی کشور و همچنین سرمایه گذاری های کلان در بخش صنایع نفتی و پتروشیمی در سواحل جنوبی نیاز به استفاده از پی های عمیق را به طور چشمگیری افزایش داده است.
کاربرد شمع ها
برآورد صحیح ظرفیت باربری محور شمع ها یا پی های عمیق در پروژه هایی مانند پل ها، سازه های دریایی، اسکله ها و ساختمان ها و پروژه های عظیم صنعتی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سهم قابل توجهی از تامین پایداری و درجه ایمنی این گونه سازه ها متوجه پی آنها است. از سوی دیگر، هزینه اجرای پی های عمیق در برخی موارد حتی تا حدود نیمی از هزینه کل طرح را در برمی گیرد. لذا طرح بهینه شمع ها، و به ویژه تعیین ظرفیت باربری آنها، بایستی با دقت و توجه خاصی انجام پذیرد.
علیرغم پیشرفت چشمگیر علم مکانیک خاک و مهندسی ژئوتکنیک در دهه های اخیر، تعیین ظرفیت باربری شمع ها هنوز با دشواری هائی همراه است. خواص فیزیکی و مکانیکی منحصر به فرد خاک مانند ناهمگونی، ناهمسانی، وجود آب تنوع ترکیبات مختلف خاک در طبیعت، استعداد خزش، رفتار پیچیده تنش-کرنش از یک سو و تنوع شمع ها از لحاظ جنس مصالح، شکل مقاطع، روش های اجرائی و نصب و سایر موارد دیگر موجب پیچیدگی اندر کنش المان سازه ای شمع و خاک اطراف آن می شوند.
لذا مدل کردن چنین شرایط پیچیده ای که متغیر های مختلفی در آن دخالت دارند دشوار است. به همین دلیل پژوهشگران متعددی در دهه های گذشته تلاش در جهت ارائه روابط تئوریک یا تجربی مختلفی برای تعیین ظرفیت باربری نموده اند، اما هر یک از روش های ارائه شده و پارامترهای مربوطه آنها بر حسب شریط آزمایشگاهی یا محلی ویژه یا فرض های ساده کننده ای تنظیم شده اند که نتیجه برای شرایط کلی و عمومی ممکن است کارآئی مطلوبی نداشته باشند.روش های مختلف تعیین یا کنترل ظرفیت باربری محوری شمع ها را می توان به چهار دسته کلی زیر تقسیم نمود:
پی های عمیق یا شمع ها، عناصر ستونی نسبتاً لاغری هستند که به صورت قائم یا کمی شیب دار به عنوان پی سازه ها بکار رفته، به طوری که بار سازه های فوقانی را به لایه های مناسب تر خاک در اعماق پائین تر منتقل می کنند. طول یا عمق قرارگیری شمع در خاک، سطح مقطع، جنس، روش نصب و چگونگی عملکرد شمع ها از متغیرهای اصلی بوده که با توجه به شرایط و نیاز های پروژه تعیین می شوند.
سیستم پی عمیق (شمع) زمانی توصیه می شود که حداقل یکی از شرایط زیر برقراری باشد.لایه های سطحی خاک فاقد مقاومت کافی بوده و لایه های مقاوم تر خاک در اعماق پایین تر یافت شوند. به عبارت دیگر، حتی اگر از پی های گسترده استفاده شود، ظرفیت باربری لازم توسط لایه های سطحی تامین نشود.لایه یا لایه های سطحی نشست پذیر، تورم زا، فروریزشی باشند یا سازه به نشست غیر متقارن بسیار حساس باشد.
علیرغم مقاوم بودن لایه های سطحی خاک، مشکل آب شستگی یا آب شکستگی در کناره پایه های میانی و یا کوله پل ها وجود داشته باشد.بارهای متمرکز بزرگی باسد از سازه به خاک منتقل شوند به طوری که تحمل این نیروها توسط پی های سطحی، حتی به صورت گسترده، امکان پذیر باشد.سطح آب زیر زمینی در منطقه بالا است و یا فشار آرتزین در لایه های خاک وجود داشته، به طوری که امکان احداث پی کم عمق وجود نداشته باشد.
افزایش سختی خاک زیر پی ماشین آلات برای کنترل دامنه ارتعاشات پی و همچنین کنترل فرکانس طبیعی سیستم.مقاومت در برابر نیروهای کششی یا واژگانی برای پی های زیر سطح آب یا جلو گیری از واژگونی سازه های بلند.ایجاد مهار در برابر نیروی های افقی و زلزله یا ضربه گیری در اسکله ها.کنترل لغزش و رانش زمین و افزایش پایداری شیب ها.مقابله با عواقب آتی حاصل از ساخت و سازها در مجاورت پروژه و یا بناهای موجود.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
