• کنترل کیفیت و بررسی ساخت در اجرای ریزشمع یا میکروپایل

مهمترین چیزی که باید در توسعه و ارتقاء تکنولوژی­های نوین در نظر بگیریم، دستیابی به تضمین کیفیت و کنترل (QA/QC) می­باشد. اهمیت کنترل ساخت در کنار تکنیک­های ساخت ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها، بیشتر جلوه می­کند. در قراردادهای “طراحی و ساخت با پیمانکار”، مهندسین کارفرما و بازرسان بایستی درک روشنی از آیتم­های کنترلی، داشته باشند و نیز آیتم­هایی که به صلاحدید و نظر پیمانکار کنار گذاشته می­شود. این فصل به عملیات­ها و پروسه­ هایی اختصاص می­یابد که نیازمند توجهات خاص، از جانب مهندس پروژه کارفرما و یا بازرس ساخت و اجرا می­باشد. هدف این فصل تجهیز بازرسان به دانش و علم لازم برای نظارت کافی و سند سازی از مراحل ساخت و اجرای سیستم ریزشمع (یا میکروپایل)  می­باشد.

پروسه QA/QC قبل از اینکه پیمانکار اختصاصی ریزشمع (یا میکروپایل) در محل پروژه حضور یابد آغاز می­شود. QA/QC در مرحله توسعه مشخصه­ ها و طرح­ها آغاز می­شود، و به دفترچه مشخصات پروژه الصاق می­شود. اجرای مناسب ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها پروسه­ای می­باشد که نیازمند دید فنی یک پیمانکار اختصاصی با تجربه می­باشد. مهمترین بخش مشخصه­ها که بایستی توسط کارفرما تاکید و پافشاری شود، گواهی­نامه­ های سوابق پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل) و پرسنل وی می­باشد.

هرگونه تخفیف در ارائه گواهی­نامه­ های مشخص شده، راه را برای پیمانکاران فاقد تجربه هموار می­سازد که سعی می­کنند قیمت­ها را شکسته و پایین بیاورند که اغلب توام با پیامدهای منفی برای کارفرما می­باشد. نتایج سوء کار این چنین می­شود؛ اجرا و ساخت نامرغوب، به تعویق افتادن پروژه و دعوی­هایی که بطور قابل توجهی هزینه­ های پروژه را افزایش می­دهد. نتایجی مشابه به این، اغلب کارفرما را از اجرا و انجام تکنولوژی­های نوین دلسرد می­کند، و در هر صورت وی را بسمت روش­های سنتی می­کشاند. با بکارگیری دفترچه مشخصات مناسب می­توان از این امر اجتناب کرد..

به انضمام تجربه پیمانکار، کیفیت تک تک المان­های ساخت و ساز مستقیماً با کیفیت کلی محصول نهایی مرتبط است. ظرفیت قطعی عملی ریزشمع (یا میکروپایل)  را فقط می­توان توسط آزمایش بارگذاری شمع ثبت کرد. آزمایش تمامی المان­های اجرا شده عملی و اقتصادی نیست. بنابراین توجهات ویژه به کیفیت مصالح، منجمله ذخیره­سازی آنها، جابجایی و آماده سازی­های قبل از اجرا و ساخت و اجرای تمام مراحل کار الزامی است. بازرسی همزمان با رسیدن مصالح ریزشمع (یا میکروپایل)  به محل پروژه آغاز می­شود.

 

  • بازرسی کنترل کیفیت

      جابجایی مصالح  و ذخیره­سازی آنها

  • دوغاب

تهیه دوغاب کیفیت بالا مستلزم ذخیره­سازی مناسب مصالح می­باشد (عکس 1)، مثلاً ممانعت از تماس و جذب آب توسط سیمان. بسته به شرایط محل پروژه، حجم کار، دسترسی محلی و هزینه، سیمان یا به شکل پاکتی و یا به شکل فله­ای تهیه می­شود. سیمان باید با چرخ دستی (کفه بارگیری) چوبی حمل و جابجا شود و جهت اجتناب از جذب رطوبت در محلی مناسب ذخیره شود و نبایستی بطور مستقیم بر روی زمین و یا هرجاییکه امکان جذب رطوبت قابل توجهی را دارد، ذخیره شود. جهت ممانعت از تراکم بیش از حد سیمان بایستی از استقرار بسته­ها به تعداد زیاد روی هم پرهیز کنید. قبل از استفاده، سیمان بایستی بطور چشمی به لحاظ کلوخه شدگی و یا سایر نشانه­های جذب آب یا آلودگی مصالح و مواد خارجی کنترل شود.

همه سیمان­ها بایستی مورد تائید استاندارد مناسب باشند. اگر رطوبت سیمان از حد تعیین شده توسط تولید کننده، فراتر باشد بایستی چاره اندیشی گردد. آب مورد استفاده برای مخلوط دوغاب بایستی قابل آشامیدن باشد، و محتوی ناخالصی­های مضر برای فولاد و دوغاب نباشد. آب آشامیدنی نوعاً از آب انبار (شیر آتش نشانی) و یا سایر منابع مجاور محل تامین می­شود. پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل)  بایستی در حمل و ذخیره­سازی همه مصالح فولادی تقویتی مراقب باشد. فضای انبار بایستی بدور از ترافیک ساخت و ساز باشد و در یک موقعیت محافظت شده قرار داشته باشد. زمانیکه مصالح فولاد تقویتی به محل پروژه ارسال گشتند، بلحاظ اندازه و هر نشانه­ای از خوردگی کنترل گردند. فولاد تقویتی بایستی با گواهی­نامه­های کارخانه نورد کننده، تطبیق داده شوند. مصالح لوله دو بار نورد شده و اگر گواهی­نامه نورد در دسترس نباشد، مستلزم بررسی کیفیت فولاد از طریق آزمایش­های کششی و شیمیایی بر روی نمونه­های فولاد می­باشد. همه مصالح فولاد تقویتی بایستی مطابق استاندارهای مناسب، همانطور که در دفترچه مشخصات پروژه تعیین شده است، باشند.

 

عکس 1. انبار سیمان

عکس 2.  ذخیره سازی فولادهای تقویتی

اگر مصالح فولادی بخوبی انبار شده باشند (عکس 2) از خوردگی یا آلودگی با چرک و لکه، خاک و یا مواد ارگانیک محافظت می­شوند. پوشال چوبی قرار داده شده، بین زمین و مصالح فولادی مانع از زنگ زدگی­های جزئی می­شود. یک زنگار سطحی سبک بر روی فولاد معمول بوده و نشانگر عدم حضور روغن و گریس بر روی فولاد می­باشد. خوردگی فلسی عمیق یا سوراخ شدگی عمیق فولاد موجب عدم پذیرش فولاد می­شود.

میلگردهای فولادی با پوشش اپوکسی (و یا محافظ خوردگی مضاعف) بایستی به صورت از پیش تولید شده به محل کار ارسال شوند (عکس 3). میلگردهای با پوشش اپوکسی بایستی بطور مناسب با باندها و نوارهای باددار پوشیده شوند و بر روی پوشال چوبی قرار داده شوند. بمنظور اجتناب از هر گونه آسیب رسیدن به لوله­های چین­دار و یا پوشش اپوکسی بایستی این میلگردها با دقت انبار شوند.

 

عکس 3. محافظت از خوردگی مضاعف (کپسوله شده)- فولادهای تقویتی

کوپلینگ­ها، مهره­های شش گوش، متمرکز کننده­ها، و جداکننده­ها نوعاً در داخل جعبه به محل کارگاه ارسال می­شوند. گواهی­نامه­ های تولید کوپلینگ­های فولادی و مهره­های شش گوش نیز بایستی موجود باشد. انبار سازی این مصالح نیز بایستی از پروسه مشابهی مانند سایر مصالح تبعیت کند.

بازرسی همه المان­های فولادی مرتبط بایستی شامل موارد ذیل باشد:

  • کنترل آسیب دیدگی
  • کنترل خوردگی فولاد
  • کنترل اندازه مناسب
  • کنترل سیستم محافظت از خوردگی مناسب
  • تهیه گواهی­نامه­های کارخانه تولید کننده و نتایج هر گونه آزمایش­های مستقل برای مصالح.
  • نظارت بر ساخت و اجرا

قبل از آغاز هر گونه ساخت و ساز، بایستی چند و چون نحوه اجرای طرح پیمانکار در کنار پروژه اصلی، بررسی گردد. طرح کار بایستی تمام جنبه­ های مدنظر روش ساخت، منجمله هر گونه مشکلات و سختی­های مورد نظر را تشریح کند.

ذیلاً  شماری از مقتضیات اجرا، آورده شده است:

  1. گواهی­نامه پیمانکار و کارکنان وی
  2. تشریح درک پیمانکار از گزارش­های ژئوتکنیکی با توجه به نوع خاکی که احتمال مواجهه با آنها حین حفاری وجود دارد. (لیستی از هر گونه مشکلات بالقوه)
  3. معیارهای عملکرد و رواداری­ها
  4. موقعیت و زاویه تمایل ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها
  5. اندازه ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها و آرایش آنها
  6. ظرفیت باربری ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها
  7. الزامات و تجهیزات حفاری، منجمله تعداد مدل­ها و سازندگان دستگاه­ها، نوع سیال پاکسازی، و پیش احتیاط­های لازم در مقابل انحراف مسیر حفاری
  8. بار پیش­بینی شده تجهیزات، بر روی سازه یا زمین مجاور در طی ساخت
  9. طرح عمومی اجرا، شامل مراحل پیشنهاد شده اجرا و نصب، مرحله­بندی کار، و جدول زمان­بندی
  10. طرح اختلاط دوغاب، در کنار سیستم بچینگ، اختلاط و تکنولوژی تزریق
  11. سیستم تقویتی منجمله اندازه، آرایش و محافظت از خوردگی
  12. روش­های پس تزریق، روند کار و تجهیزات لازم (اگر لازم باشد)
  13. سند سازی و محافظت از تاسیسات موجود و سایر المان­های حساس در محیط ساخت، و مقیاس­های پیشنهاد شده برای پیش­بینی شرایط
  14. شرایط سقف کم ارتفاع و محدودیت­هایی مشابه
  15. معیارهای آزمایش منجمله: بارهای حداکثر طرح و شاهد، تغییر شکل­های مجاز تحت بار آزمایش، و پروسه­های آزمایش
  16. موقعیت لودسل­ها، کالیبراسوین مناسب گیج­ها، و سایر ابزار آزمایش و نظارت
  17. جزئیات اتصال به سازه­های موجود
  18. پیش­بینی پروسه­های اصلاحی
  19. جابجایی و دفع ضایعات (نوعاً توسط پیمانکار عمومی انجام می­شود)

مهم­تر از همه، محافظت فضای (سازه­های) موجود، منجمله تاسیسات زیرزمینی، باید مدنظر باشد. شرایط موجود محل بایستی بوسیله پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل)  و بازرسان کارفرما بررسی شود. پیمانکار در قبال تجهیز کارگاه مناسب برای شرایط خاص محلی در هر پروژه مسئول می­باشد.

  • حفاری

روش­های متعددی را می­توان در حفاری ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها بکار برد. این تکنیک­های حفاری بایستی پیمانکار را قادر به ایجاد یک گمانه مستحکم با ابعاد مورد نیاز با رواداری­های مجاز سازند، البته بدون ایجاد خسارت به محیط اطراف.

طبیعت فیزیکی حفاری و ایجاد یک گمانه می­تواند به زمین اطراف در یک زمین خاص و در محدوده یک فاصله خاص آسیب بزند. بازرسان کارفرما بایستی از این موضوع آگاه باشند و سپس تجهیزات و روش­های حفاری و تزریق و پروسه­های پیشنهادی پیمانکار را تایید کنند. آسیب دیدگی زمین یک موضوع مهم است؛ استفاده از فشار بالا در عملیات­های حفاری با آب، همواره بایستی مورد تامل قرار گیرد (که مبادا کنترل فشار آب بخوبی صورت نگیرد).

بازرس بایستی تضمین کند که عملیات­های حفاری در زمین اطراف زیان­های غیر قابل قبول ایجاد نمی­کند. نشانه­های آشکاری که بازرس باید به آنها توجه کنند، موارد زیر می­باشند:

  • عدم قابلیت اجرای عملیات حفاری در حین بیرون کشیدن غلاف، مقادیر زیاد جداشدگی خاک در حفاری بدون غلاف یا غلاف گذاری ضعیف، فرونشست زمین در بالای منطقه حفاری و …
  • ممکن است موقعیت و زاویه ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها نسبت به موقعیت طراحی شده آنها قدری منحرف شود. رواداری­های زیر، مقادیر پیشنهاد شده معمول برای المان­های قطر بزرگ می­باشد.
در طرح 75 م.م. در هر مسیر
عمودی 1 در 50
شیب با نسبت 1 به 6 ( عمودی به افقی) 1 در 25
شیب بیشتر از نسبت 1به 6 1 در 25
  • اگرچه رواداری­های فوق الذکر برای بیشتر زمین­ها واقعی می­باشد، اما اگر زمین دارای موانع باشد، در میزان رواداری تخفیف داده شده و مجوزهای مناسب در طراحی ریزشمع (یا میکروپایل) و اعضای مرتبط سازه­ای آنها در نظر گرفته می­شود.
  • در حین حفاری نبایستی هیچگاه اجازه ریزش دیوار گمانه داده شود. زمانیکه غلاف موقت بطور کامل در حین پروسه تزریق بیرون کشیده می­شود، بایستی به طریقی آن را بیرون بکشیم که سیستم تقویتی شمع دچار خسارت و آسیب دیدگی نشود. همچنین در حین بیرون کشیدن غلاف، برای به حداقل رساندن خطر ریزش گمانه، بایستی گمانه پر از دوغاب شود.

سطح سیال در گمانه بایستی بالاتر از سطح آب زیرزمینی نگه داشته شود به نحویکه فشار داخلی سیال بطور کافی با فشار آب زیرزمینی و با فشار اکتیو خاک در سرتاسر خاک­های بالقوه ناپایدار در تعادل باشد.

  • حفاری، نصب تقویت کننده­ها، و تزریق ریزشمع (یا میکروپایل) بایستی طی یکسری پروسه ­های پیوسته با هر آن سرعتی که میسر است، اجرا شود. بعضی مصالح، همچون رس­های بیش تحکیم یافته و سنگ­های ضعیف، مستعد زوال و نرم شدگی می­باشند. توصیه می­شود (قانون کلی) حفاری ناحیه پیوند شمع استقرار تسلیح و اجرای تزریق در طی یک روز صورت گیرد. گذشته از ساخت شمع به صورت پیوسته، دهانه گمانه شمع در سطح زمین نیز بایستی، جهت ممانعت از ورود آشغال و خار و خاشاک بداخل گمانه و همچنین برای حفظ ایمنی پرسنل اجرایی در محل پروژه موقتاً پوشیده گردد. همچنین برای اجتناب از ورود ضایعات حفاری یا آب پاکسازی شمع­های مجاور بداخل گمانه و آلوده ساختن گمانه، توصیه شده است که غلاف (موقت یا دائم) حداقل تا 30 سانتیمتر بالاتر از دهانه گمانه ادامه داده شود.
  • پیمانکار ریزشمع (یا میکروپایل) بایستی یک سیستم دفع ضایعات و محدودیت مناسب از ضایعات حفاری دور از محل اجرا بر طبق طرح کار تصویب شده تدارک ببیند. (اگر ممکن است، جابجایی و دفع ضایعات حفاری به عهده پیمانکار باشد). از حفاری کنترل نشده با آب،که موجب فرسایش یا یخ زدگی بر روی محل کارگاه می­شود، حذر کنید.

 

هر کدام از این تعداد بیشمار مشکلات ممکن است در طی پروسه حفاری رخ دهد و بنابراین مستلزم نظارت­های دقیق می­باشد. همچنین تهیه جداول­ لوگ حفاری شمع الزامی است. این موضوع در ادامه این فصل مورد بحث می­باشد.

  • تزریق

قبل از اقدام به تزریق، بایستی تجهیزات مربوطه کنترل شده و طرح تصویبی اختلاط دوغاب، مورد بررسی قرار گیرد. مراقب باشید که نحوه اجرا و مدیریت پروسه تزریق می­تواند به شدت بر عملکرد باربری شمع تاثیر بگذارد. ذیلاً برخی رهنمودهای تزریق مناسب ذکر شده است.

  1. برای اطمینان یافتن از تزریق پیوسته دوغاب، تجهیزات مناسبی را انتخاب کنید.
  2. میکسری انتخاب کنید که قادر به اختلاط کلوئیدی سیمان باشد، و یک تانک ذخیره در نظر بگیرید که پس از این مرحله امکان همزنی پیوسته دوغاب را فراهم آورد.
  3. به واسطه بیرون کشیدن هوا و کنترل بسته بودن مدار مکنده، از حضور هوا در میان دوغاب ممانعت نمائید.
  4. در طی تزریق، به هیچ وجه اجازه ندهید تراز دوغاب در داخل تانک منبع پایین­تر از تراز موجود در شمع قرار گیرد.
  5. از عدم حضور هر گونه مواد خارجی در طی تزریق دوغاب در تمام طول شمع، اطمینان یابید.
  6. از روش تِرِمی استفاده کنید.
  7. بواسطه فشار تزریق محدود شده یا بواسطه محدود ساختن مقدار دوغاب پمپ شده، (هر کدام که لازم باشد) از آشفتگی افقی لایه­ های خاک جلوگیری نمائید.
  8. از جوشش خاک در کف شمع جلوگیری نمائید.

قبل از تزریق، قطر ریزشمع (یا میکروپایل)  حفاری شده بدون احتساب غلاف بایستی بررسی گردد. بهتر است ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها به سرعت بعد از حفاری ناحیه پیوند تزریق شوند. اگر این امر ممکن نباشد، تزریق بایستی پیش از، از هم پاشیدگی گمانه حفر شده صورت گیرد.

عملیات تزریق اولیه شامل تزریق دوغاب سیمان در پایین­ترین نقطه گمانه به نحوی انجام می­گیرد که سر انجام گمانه عاری از هرگونه حفرات هوایی پر شود. معمولا لوله تِرِمی قبل از وارد کردن بداخل گمانه به فولاد تقویتی متصل می­شود. این اتصال بایستی حدالامکان سست و ضعیف باشد تا بتوان لوله را بعد از اتمام تزریق از گمانه بیرون کشید. پیمانکاران معمولاً از نوار کانال برای پیچیدن لوله تِرِمی و فولاد تقویتی (اتصال ضعیف) به یکدیگر استفاده می­کنند. بعد از قرارگیری فولاد تقویتی و لوله تِرِمی سر جای خود، دوغاب به انتهای شمع پمپ می­شود مادامیکه دوغاب با کیفیت مناسب (با همان کیفیتی که در ابتدای تزریق داشت) از دهانه شمع بیرون بزند. پس از آن لوله تِرِمی از گمانه شمع بیرون کشیده می­شود.

تزریق بایستی طی یک عملیات پیوسته اجرا شود. برای اجتناب از مکیده شدن هوا بداخل دوغاب، بایستی دقت لازم جهت حفظ ارتفاع مثبت در تانک نگهداری دوغاب صورت پذیرد. برای تزریق اولیه در حین بیرون کشیدن غلاف، ممکن است تزریق فشاری بکار برده شود. بایستی دقت شود که با چنین فشاری از تنش زدایی زمین یا سازه­های مجاور پرهیز گردد. در صورت مشاهده فرار دوغاب بداخل زمین، بایستی پروسه تزریق فشاری متوقف گردد. برای محاسبه اتلاف مسیر بین پمپ و گمانه، فشار دوغاب تا حد ممکن در نزدیکی نقطه تزریق اندازه­ گیری می­شود. معمولاً یک گیج فشار بر روی مته حفاری نصب شده و حین تزریق فشاری و بیرون کشیدن غلاف، توسط اپراتور حفار نظارت می­شود (عکس 4).

در اجرای ریزشمع (یا میکروپایل) ­ها با اوگر تو خالی، برای اطمینان از عدم “باریک شدگی” گمانه، بایستی دوغاب تحت فشاری پیوسته پمپ شود و ارتفاع دوغاب بالاتر از نوک اوگر نگه داشته شود. اگر “پس تزریق” انجام شود، نظارت فشار و حجم دوغاب در سرتاسر پروسه تزریق از هر غلاف بسیار مهم است. این امر به ممانعت از بیش تزریق مضر و غیر ضروری کمک خواهد کرد و کفایت و سودمندی عملیات بهسازی را بررسی می­کند. بالاترین فشار “پس تزریق” که تا به حال به ثبت رسیده است، “5/6” مگا پاسکال می­باشد. محدوده معمول فشار پس تزریق بین 2 تا 4 مگاپاسکال می­باشد.

ثبت مراحل و وقایع تزریق از موارد حیاتی در هر پروژه می­باشد و در ادامه این فصل با جزئیات تشریح می­شود.

عکس 4. گیج فشار مته حفاری

  • نصب سیستم تقویتی (میلگرد یا لوله و … )

سیستم تقویتی را می­توان قبل از تزریق مستقر نمود و یا اینکه قبل از بیرون کشیدن غلاف موقت در داخل گمانه پر شده از دوغاب (اگر این کار لازم باشد) قرار داد. در هر صورت، بازرس بایستی طول کلی شمع و طول ناحیه پیوند را برای هر ریزشمع (یا میکروپایل)  ثبت کند. باید بتوانیم سیستم تقویتی را تا طول تعیین شده، بدون نیاز به نیرو داخل گمانه برانیم. عدم دسترسی به این نفوذ در گمانه­های غلاف نشده معمولاً بمعنی ریزش و آوار خاک بداخل گمانه می­باشد، و اینکه سیستم تقویتی باید بیرون کشیده شده و اگر لازم باشد حفاری مجدداً صورت گیرد. در چنین مواردی بازرس بایستی مانع از راندن کل طول سیستم تقویتی تحت فشار یا ضربه و یا بریدن آن شود.

بایستی دقت شود که در طی اجرا و نصب آسیبی به محافظ خوردگی یا به متمرکز کننده­ها وارد نیاید. پوشش اپوکسی، محافظ خوردگی مضاعف، یا فولاد تقویتی بدون پوشش نبایستی روی سطوح ساینده یا بر روی سطح خاک کشیده شوند. همه اتصالات و مفاصل و کوپل­ها بایستی کنترل شوند. سیستم تقویتی بایستی عاری از هر گونه اجزای آسیب رسان همچون خاک سطحی، روغن و گل و لای باشد، که می­توانند دوغاب یا پوشش تقویت کننده را آلوده سازند. برای اطمینان از ثبات آرماتورها در مرکز گمانه بایستی متمرکزکننده­ ها و فاصله دهنده­ها از فواصل مشخص شده، معمولاً 5/2 تا 3 متر بسته شوند (عکس 5). معمولاً متمرکزکننده­ها با یک گره سیمی یا نوار داکت به آرماتور متصل می­شوند.

نکته: اگر لوله­ های دوغاب تِرِمی بعد از نصب متمرکزکننده­ها در انتهای گمانه قرار داده می­شود این کار بایستی بدون هرگونه تداخلی صورت گیرد.

عکس 5. فاصله­دهنده­های آرماتور (spacer)