شمع های بتن درجا

شمع های CFA
Continuous flight auger piles

شمع های CFA از خانواده شمع های بتنی درجا ولی دارای روش حفاری و بتن ریزی متفاوتی نسبت به شمع های درجای معمولی می باشند .این نوع شمع ها به دلیل روش خاص اجرایی ، از نظر عمق و قطر دارای محدودیت می باشند.
در این نوع شمع ها حفاری به کمک یک مته حفاری حلزونی شکل پیوسته با محور خرطومی توخالی (Continuous flight auger) انجام می شود و بعد از رسیدن مته به عمق مورد نظر ، حین بیرون کشیدن مته حفاری بتن از طریق محور مته حفاری به عمق چاه پمپاژ می شود . در شمع های CFA معمولا بتن های غیر مسلح (بیشتر مواقع بتن پلاستیک) بکار گرفته می شود و استفاده از قفسه آرماتور فقط تا عمقی حدود ۱۲ متر مجاز می باشد.
در این روش به دلیل بسته بودن محیط حفاری بوسیله مته ، نیازی به گل حفاری جهت تثبیت دیواره چاه وجود ندارد که این امر باعث می شود که دیگر معضل آلودگی بتن بوسیله گل حفاری را نداشته باشیم و از طرف دیگر کاهش در تجهیزات مورد نیاز جهت حفاری را نیز در پی دارد.

مراحل اجرای شمع CFA در یک نگاه

1. حفاری تا عمق مورد نظر (بطور پیوسته و بدون خارج کردن مته از درون چاه)
در این مرحله مته بطور پیوسته به درون خاک تا عمق مورد نظر رانده می شود

2. تزریق بتن از طریق محور خرطومی توخالی مته به عمق چاه در حین خارج کردن مته حفاری
در این مرحله حین خروج آهسته مته،بتن به درون چاه تزریق می شود و خاک نیز از بالا به بیرون ریخته می شود

3. اتمام بتن ریزی

4. جاگذاری قفسه آرماتور در چاه پر از بتن تحت وزن خود (در صورت مسلح بودن شمع)

ابعاد

عمق: حداکثر حدود 35 متر

قطر:حدود 40 الی 140 سانتی متر

نوع زمین مناسبخاکهای ریزدانه و با چسبندگی نسبی مانند ماسه های لای دار ، لای های آلی و غیر آلی ، انواع خاک های رس ، زغال سنگ نارس ، لجن ها ، مخلوطهای ماسه رسی ، ماسه خاک داراین نوع شمع بهترین روش برای زمین های با لایه های خاکی متنوع می باشد و امروزه پیشرفت روش خاص اجرایی این نوع شمع باعث افزایش دامنه کاربرد آن در بیشتر خاکها شده است.

مزایا

تدارک آسان تر ماشین آلات حفاری نسبت به شمع کوبی ، مناسب بودن برای استفاده در محیطهای شهری به دلیل سر و صدای کمتر ، تکمیل مطالعات و شناسایی خاک حین حفاری ، عدم نیاز به گل حفاری و نداشتن معضلات اجرایی مربوطه ، کاهش تجهیزات حفاری به دلیل حذف استفاده از گل حفاری ، کمتر بودن زمان اجرا نسبت به شمع درجای معمولی

معایب

تاثیر شرایط جوی بر روند اجرا ، محدودیت در قطر و عمق شمع

شکل قرارگیری شمع های گروهی در زیر سر شمع

شمع گروهی

انجام مطالعات ژئوتکنیک

بر اساس مطالعات ژئوتکنیک ما به نتایج زیر دست می یابیم :

a: تعیین تکلیف استفاده و یا عدم استفاده از پی های شمعیb: شرایط زیر سطحی و محیطیc: ملاحضات اقتصادیd: انتخاب نوع پی عمیق(درجا یا کوبیدنی)
e: جنس شمع
f: تجهیزات و امکانات ساخت و اجرا
g: عمق شمع
h: ...

نمونه برداری

آماده سازی محل حفاری

a: محل حفاری باید کاملا مسطح بوده و با مصالح دارای قابلیت زهکش مناسب متراکم گردد و دارای صلیبت کافی جهت انجام عملیات باشد .

b: از فضای کافی جهت مانور دستگاه حفاری و بتن ریزی برخوردار باشد.

c: در طول عملیات حفاری ، خاک حاصل از حفاری مرتبا از روی سطح پلاتفرم برداشته شود.

d: در بستر رودخانه ها و در جاهای که در معرض آبهای سطحی می باشند با استفاده از سپر کوبی در اطراف محل حفاری باید از ورود آبهای سطحی به محل حفاری جلوگیری شود.

نشانه گذاری محل اجرای شمع

در این مرحله محل دقیق شمع توسط اکیپ نقشه برداری مشخص و نشانه گذاری می شود.


عملیات نقشه برداری	نشانه گذاری محل دقیق شمع

انتخاب مدل دستگاه و تجهیزات حفاری

معرفی دستگاه روتاری CFA


جزئیات دستگاه روتاری CFA	نمای دستگاه روتاری CFA

1.درپوش بازشو(محل خروج بتن)

2.محل نصب سرمته

3.کلینر اوگر
هنگام بالا آمدن اوگر خاک نشسته بر روی پره های اوگر را تخلیه می کند

4.مته حفاری حلزونی شکل پیوسته(اوگر)

5.روتاری هد
انتقال حرکت چرخشی روتاری به اوگر

6.محل ورود بتن به محور خرطومی اوگر

معرفی مته حلزونی شکل پیوسته Continuous flight auger


نمایی از محور خرطومی اوگر پیوسته(توخالی)	نمایی از درپوش بازشو اوگر(محل خروج بتن)

انواع سرمته های اوگر پیوسته

توجه: سر مته های حفاری به انتهای اوگر پیوسته متصل می شوند تا اوگر قابلیت فرو رفتن در زمین را پیدا کند.

سرمته مخصوص حفاری در لایه های خاکی
(با در پوش بازشو انتهایی)سرمته مخصوص حفاری در لایه های سنگی
(با در پوش بازشو انتهایی)

استقرار دستگاه حفاری

پس از آماده سازی محل اجرای شمع دستگاه حفاری در محل مستقر می گردد. استقرار دستگاه حفاری بنحوی تعیین می گردد که شرایط زیر را تامین نماید :

- تا پایان حفاری یک شمع نیاز به جابجایی نداشته باشد زیرا در صورت جابجایی دستگاه حفاری و استقرار مجدد باعث اختلال در تراز و شاقول بودن دستگاه حفاری می شود.

- کمترین ضربه دینامیکی را حتی الامکان به شمع های اجرا شده در مراحل قبلی وارد نماید.

- حداقل موانع کاری را نسبت به تردد ماشین آلات مرتبط با عملیات حفاری (جرثقیل، تراک میکسر، لودر و ...) ایجاد نماید.

عملیات اجرای شمع به روش CFA


۱. استقرار دستگاه روتاری CFA	۲. حفاری بدون وقفه تا عمق پایانی شمع

۳. پمپاژ بتن همزمان با خروج آهسته اوگر	۴. اتمام بتن ریزی

۵.جاگذاری قفسه تحت وزن خود در چاه پر از بتن	نحوه حرکت اوگر حین حفاری

گام اول) شروع حفاری

در این مرحله اوگر پیوسته با حرکت چرخشی و بدون وقفه تا عمق مورد نظر در زمین فرو برده می شود.حفاری در شمع های CFA بر خلاف شمع های درجای معمولی بدون وقفه صورت می پذیرد بدین معنی که هیچگاه اوگر تا قبل از رسیدن به نقطه پایانی شمع ، از چاه خارج نمی شود. این امر باعث می شود تا دیگر نیازی به گل حفاری جهت تثبیت دیواره چاه نباشد(چون هنگامی که در مرحله پایانی اوگر بیرون کشیده می شود بطور همزمان بتن نیز در چاه تزریق می شود).

گام دوم) بتن ریزی

مشخصات بتن مصرفی

اندازه مصالح درشت دانه: حداکثر 15 میلیمتر

اندازه مصالح ریزدانه: 0.4 الی 0.5 میلیمتر

مقدار سیمان مصرفی: 350 الی 450 کیلوگرم بر متر مکعب

نسبت آب به سیمان: 0.45

حد روانی(اسلامپ): 19 الی 21 سانتیمتر

نحوه بتن ریزی:

بعد از رسیدن اوگر به انتهای چاه (نقطه انتهایی شمع) ، بطور آهسته و با حرکت دورانی معکوس شروع به بالا آمدن می کند و همزمان با آغاز بالا آمدن اوگر درپوش انتهایی اوگر باز می شود و بتن توسط پمپ به درون لوله خرطومی محور اوگر تزریق می شود و از درپوش انتهایی به درون چاه پمپاژ می شود . پمپاژ بتن همزمان با بالا آمدن اوگر ادامه می یابد تا اینکه به کد پایانی برسیم.

قابل ذکر می باشد که خاک حفر شده بروی پره های اوگر قرار می گیرد و همزمان با بالا آمدن اوگر ، به بالا منتقل و در دهانه چاه بوسیله کلینر اوگر تخلیه می شود.

پمپاژ بتن باعث می شود تا بتن بخوبی تمام خلل و فرج چاه را پر کند.البته جهت اطمینان از پیوستگی بتن ریزی شمع می توان حجم بتن مصرفی و حجم چاه را با هم کنترل کرد.

تخلیه خاک روی پره های اوگر

همزمان با بالا آمدن اوگر ، خاک حفر شده نیز در بین پره های اوگر قرار گرفته است به بالا منتقل و توسط کلینر اوگر تخلیه می شود.

کلینر اوگر یک حلقه یا صفحه فلزی می باشد که بوسیله زبانه های خود خاک قرار گرفته در لابه لای پره های اوگر را تخلیه می کند (شکل آن در قسمت معرفی دستگاه حفاری آورده شده است).

کلینر خاک بالا آمده بر روی پره های اوگر را در اطراف دهانه چاه می پاشد به همین دلیل خاک باید مرتبا توسط بیل مکانیکی برداشته شود و به نقطه دیگری منتقل شود.

گام سوم) جاگذاری قفسه آرماتور در چاه(در صورت مسلح بودن شمع)

معمولا از روش CFA برای شمع های با بتن پلاستیک (غیر مسلح) استفاده می شود به دلیل اینکه قفسه آرماتور در این روش باید توسط وزن خود در چاه پر از بتن فرو رود. این امر باعث شده که آیین نامه های مختلف استفاده از قفسه آرماتور را فقط تا عمق 12 متری مجاز بدانند.

دلیل اصلی این محدودیت طول قفسه آراماتور این است که در صورت افزایش طول قفسه از این حد ، مجری مجبور می شود جهت فرو رفتن قفسه در بتن از بتن با اسلامپ بیشتر از 21 سانتی متر استفاده کند که این امر کاهش شدید مقاومت بتن را در پی دارد.

قابل ذکر می باشد که در یکی از فاز های پروژه متروی شیراز ، پیمانکار جهت تسریع در کار در یکی از شمع ها با بالا بردن اسلامپ بتن به 25 سانتی متر ، یک قفسه 23 متری را در چاه جاگذاری کرد ولی بعد از روشن شدن نتیجه آزمایش مقاومت بتن معلوم شد که مقاومت بتن حدود 35 درصد کاهش یافته که این امر باعث شد پیمانکار مجبور شود در کنار شمع مورد نظر یک شمع کمکی اجرا نماید.

تخریب بتن اضافی

پس از اتمام عمليات بتن‌ريزي شمع، روي شمعها بايد براي مدت 7 روز، خيس نگهداري شود و سپس سر كليه شمعها به اندازه مورد لزوم تخریب شود . تحت هيچ شرايطي نبايد بتن اضافي روي شمع قبل از 7 روز تخریب شود .

مرجع شمع ایران

تخریب بتن کثیف روی شمع بعد از ۷ روز

شمع های بتن درجا

مطالب مشابه :

انواع سیستمهای سقف های بتنی

دانلود جزوه عناصر و جزئیات ساختمانی (مهندس محمد توکل)

شمع های بتنی درجا (Bored pile)

جزئیات اجرایی اسکلت فلزی

دانلود جزوه عناصر و جزئیات ساختمانی (مهندس محمد توکل)HOMEARCHITECT,خانه معمار

شمع های بتن درجا

مراحل ساخت اسکلت بتنی