در پروژه‌های تقویت فنداسیون بوسیله ریزشمع، اجرای حداقل یک آزمایش بارگذاری ریزشمع با بار طراحی نهایی برای ارزیابی فرضیات طراحی و کفایت روش‌های اجرایی پیمانکار، بعنوان یک استاندارد صنعتی شناخته شده است. آزمایش بارگذاری می‌تواند شامل اجرای یک یا چند شمع و انجام آزمایش بارگذاری ارزیابی بر روی آنها، قبل از آغاز اجرای شمع‌های بهره‌برداری نهایی باشد. تاییدات نهایی ظرفیت آزمایش بارگذاری شمع را می‌توان از طریق آزمایش شاهد بهره برداری در طی دوره ساخت و اجرا بدست آورد. آزمایش با بارگذاری محوری استاتیکی بر روی ریزشمع‌های منفرد انجام می‌شود. در این آزمایش‌ها معمولا، بارگذاری محوری نموی بر روی شمع ادامه دارد مادامی که شمع بتواند حداکثر بار آزمایش از پیش تعیین شده را تحمل کند، یا به یک حد جابجایی محوری سازه‌ای از پیش تعیین شده برسد و یا به آستانه خزش از پیش تعیین شده زمین برسیم. با گرایش به سمت ظرفیت‌های لاتر در ریزشمع‌های “باربر” ممکن است گسیختگی به شکل کاهش ناگهانی بار و افزایش در جابجایی وابسته به گسیختگی سازه‌ای، رخ دهد. این موضوع مستلزم ملاحظات دقیق در طراحی ریزشمع‌های ظرفیت بالا میباشد.
با توجه به نحوه طراحی و اجرای میکروپایل‌ها انجام آزمایشات بارگذاری اهمیت ویژه‌ای دارد. آزمایشهای کنترلی شامل بارگذاری محوری فشاری و کششی و بارگذاری جانبی بر مبنای استانداردهای ASTM D1143, D3689, D3966 انجام می‌شود. هدف از آزمایش درجای ریزشمع‌ها بررسی این نکته است که آیا ریزشمع می‌تواند بارهای طراحی را بدون حرکت اضافی و یا یک ضریب اطمینان کافی در طول عمر بهره برداری سازه، تحمل کند. همچنین، این آزمایش‌ها برای بررسی کفایت حفاری، اجرا و عملیات تزریق پیمانکار قبل از و در حین ساخن شمع‌های بهره برداری میباشد.بنابراین شرایط سنگ-خاک، همچنین روش اجرا، تجهیزات و اپراتور استفاده شده برای اجرای شمع بهره برداری بایستی شبیه به آن چیزی باشد که برای اجرای شمع آزمایشی استفاده شده است. اگر نتایج آزمایش نشان دهنده عملکرد ناقص در اجرا باشد، یا ظرفیت باربری مجموعه زمین-دوغاب کمتر از مورد نیاز باشد، پیمانکار ملزم است روش ساخت ریزشمع را عوض کرده و اصلاح نماید. هرگاه ظرفیت باربری طرح، برای مجموعه دوغاب- زمین حاصل نشود، شاید لازم به طراحی مجدد باشد.آزمایش خزش معمولا به عنوان بخشی از آزمایشهای نهایی، ارزیابی و شاهد اجرا می‌شود. خزش یک تغییرشکل وابسته به زمان در ساختار خاک تحت یک بارگذاری اعمالی، میباشد. خزش اساسا در خاک‌های ارگانیک و چسبنده (رسی) مورد توجه میباشد. آزمایش خزش شامل اندازه‌گیری حرکت شمع تحت بار ثابت در طی یک دوره مشخص از زمان میباشد. این آزمایش برای حصول اطمینان از اینکه آیا شمع می‌تواند بارهای طراحی را در سرتاسر عمر بهره برداری سازه بطور ایمن تحمل نماید، انجام می‌شود. آزمایشهای ریزشمع، با اعمال بار نموی بر شمع و اندازه‌گیری حرکت راس شمع در هر افزایش بار انجام می‌گیرد. آزمایشهای نهایی (اگر استفاده شوند) بر روی المان‌های غیر بهره‌برداری اجرا می‌شوند و اطلاعات تعیین ظرفیت باربری نهایی، بررسی ضریب اطمینان طرح و تعیین بار در هر رخ داد خزش اضافی را فراهم می‌آورد.
آزمایش بارگذاری شامل دو نوع تخریبی و غیرتخریبی میباشد.
در تست‌های تخریبی که معمولا در ابتدای پروژه و بر روی میکروپایل‌های غیرمصرفی انجام می‌شود کنترل فرضیات اولیه طرح تا حداکثر باری معادل 250 درصد بار طراحی صورت می‌گیرد. در تست‌های غیرتخریبی بارگذاری در حداکثر باری معادل 167 درصد بار طراحی و بر روی میکروپایل‌های شاهد انجام می‌شود.
انواع و اهداف آزمایش بارگذری:
هدف از آزمایش درجای ریزشمع‌ها بررسی این است که آیا ریزشمع می‌تواند بارهای طراحی را بدون حرکت اضافی و با یک ضریب اطمینان کافی در طول عمر بهره‌برداری سازه، تحمل کند. همچنین، این آزمایش‌ها برای بررسی کفایت حفاری، اجرا، و عملیات تزریق پیمانکار، قبل از و در حین ساخت شمع‌های بهره‌برداری میباشد. بنابراین شرایط سنگ-خاک، همچنین روش اجرا، تجهیزات و اپراتور استفاده شده برای اجرای شمع بهره‌داری بایستی شبیه به آن چیزی باشد که برای اجرای شمع آزمایشی استفاده شده است. اگر زمین و یا پروسه اجرا تغییر کند، آزمایشهای اضافی مورد نیاز خواهد بود اگر نتایج آزمایش نشان دهنده عملکرد ناقص در اجرا باشد، یا ظرفیت باربری مجموعه زمین-دوغاب کمتر از مورد نیاز باشد، پیمانکار ملزم است روش ساخت ریزشمع را عوض کرده و اصلاح نماید. هرگاه ظرفیت باربری طرح برای مجموعه دوغاب-زمین حاصل نشود، لازم به طراحی مجدد باشد. بخشی از دفترچه مشخصات، مربوط معیارهای آزمایش میباشد و ممکن است شامل آزمایشهای نهایی و یا ارزیابی باشد که بمنظور سنجش اعتبار روش‌های اجرای پیمانکار و بررسی ظرفیت باربری ریزشمع و طول پیوند دوغاب-زمین استفاده در طرح می‌باشند. در این آزمایش معمولا، بارگذاری تا حداکثر بار آزمایش صورت می‌گیرد، که شامل ضریب اطمینان اختصاص یافته به طرح مجموعه دوغاب-زمین و یا ضریبی که منتج به گسیختگی می‌شود است. تعداد آزمایش‌ها بسته به اندازه و وسعت پروژه و مهمتر از آن جنس و نوع زمین، تغییر خواهد کرد. در پروژه‌های کوچکتر عموما یک یا دو آزمایش نهایی، یا ارزیابی قبل از شروع ساخت شمع‌های بهره‌برداری انجام می‌گیرد و اگر در ادامه کار، نوع زمین تفاوت عمده‌ای کرد، ممکن است یک یا چند آزمایش انفرادی این چنینی نیز انجام شود. برای پروژه‌های بزرگتر ممکن است تعداد آزمایشهای نهایی یا ارزیابی بیشتری تعیین شود. آزمایشهای نهایی و ارزیابی معمولا بر روی شمع‌های فدایی اجرا می‌شوند. در طی اجرای شمع‌های بهره‌برداری، آزمایشهای شاهد ممکن است بر روی درصد مشخصی از شمع‌های بهره‌برداری که نهایتا بخشی از سازه کلی خواهند بود انجام بگیرد. این در حالی است که، مشخصه‌های لازم برای شمع‌های آزمایش شاهد (شمع‌های بهره‌برداری) بزرگتر و بیشتر از شمع‌های فدایی می‌باشند که نهایتا هم جزئی از سازه نهایی، خواهند بود. به لحاظ اقتصادی، روش اول به شدت توصیه شده است. آزمایش خزش معمولا بعنوان بخشی از آزمایشهای نهایی، ارزیابی و شاهد اجرا می‌شود. خزش یک تغییرشکل وابسته به زمان در ساختار خاک تحت یک بارگذاری اعمالی، میباشد. خزش اساسا در خاک‌های ارگانیک و چسبنده (رسی) مورد توجه میباشد. آزمایش خزش شامل اندازه‌گیری حرکت شمع تحت بار ثابت در طی یک دوره مشخص از زمان میباشد. این آزمایش برای حصول اطمینان از اینکه آیا شمع می‌تواند بارهای طراحی را در سرتاسر عمر بهره‌برداری سازه ( معمولا 75 تا 100 سال) به طور ایمن ( بدون وقوع حرکت‌هایی که موجب آسیب دیدگی سازه گردد) تحمل نماید، انجام می‌شود. آزمایشهای ریزشمع، با اعمال بار نموی بر شمع (احتمالا بارگذاری توام باربرداری) و اندازه‌گیری حرکت راس شمع در هر افزایش بار انجام می‌گیرد. معمولا قرائت حرکت راس شمع دقیقا بعد از اینکه بار بعدی بخواهد اضافه گردد، ثبت می‌شود. افزایش بارگذاری، مدت زمان نگهداشت هر افزایش بار و تعداد اندازه گیری برای هر افزایش بار، بواسطه نوع آزمایش تعیین می‌شود و در اسناد قرارداد قید خواهد شد. اگر این مقادیر مشخص نشده باشند، رویه توصیه شده این است که قرائت اول، مربوط به حرکت راس شمع دقیقا بعد از اعمال بار صورت پذیرد و قرائت دوم بعد از اینکه بار برای یک مدت زمان کافی ثابت نگه داشته شده است ( جهت اطمینان از اینکه حرکت راس شمع پایدار شده است) انجام گیرد. اغلب آزمایشهای بارگذاری ریزشمع‌های اجرا شده تا این تاریخ، مطابق با رویه آزمایش سریع ASTND1143 اجرا شده‌اند.
آزمایش نهایی:
آزمایشهای نهایی ( اگر استفاده شوند) بر روی المان‌های غیربهره‌برداری، یعنی ریزشمع‌های “فدائی” اجرا می‌شوند و اطلاعات زیر را فراهم می‌آورند:
- تعیین ظرفیت باربری نهایی طول پیوند دوغاب-خاک (اگر آزمایش تا گسیختگی ادامه یابد)
- بررسی ضریب اطمینان طرح برای طول پیوند دوغاب-زمین
- تعیین بار در هر رخداد خزش اضافی
در آزمایش نهایی، بارگذاری ریزشمع مادامی که در امتداد سطح دوغاب-زمین گسیختگی رخ دهد، ادامه دارد. گسیختگی یعنی عدم توانایی نگهداشتن بار ثابت آزمایش بدون حرکت اضافی. حرکت اضافی اغلب زمانیکه شیب منحنی بار-تغییرشکل فراتر از “0.15” میلیمتر بر نیوتن برود رخ می‌دهد. آزمایشهای نهایی صحیح (آنهایی که به گسیختگی می‌انجامند)، معمولا فقط به عنوان بخشی از یک پروژه تحقیقاتی یا در پروژه‌های خیلی بزرگ جایی که یک برنامه طرح آزمایش توجیه‌پذیر است، تعیین می‌شوند. برنامه طرح مرحله‌‌ای آزمایش این امکان را خواهد داد که طراحی ریزشمع بهینه گردد.
آزمایش ارزیابی:
با انجام آزمایشهای ارزیابی بررسی می‌کنیم که آیا، ریزشمع اجرا شده قادر به رسیدن به ظرفیت باربری مشخص برای مجموعه دوغاب-زمین با یک ضریب اطمینان مشخص میباشد؟ حداکثر بار آزمایش ارزیابی بواسطه ضریب اطمینان مجموعه دوغاب-خاک و ظرفیت باربری انتخاب شده برای این مجموعه، تعریف خواهد شد. اگر ضریب اطمینان طرح برای مجموعه دوغاب- زمین 2.5 باشد، یعنی حداکثر بار آزمایش، 250% از مقدار طرح مجموعه خاک-دوغاب را بررسی خواهد کرد. عموما آزمایشهای ارزیابی در درجه اول کار قبل از ساخت ریزشمع‌های بهره‌برداری دائم، بر روی ریزشمع‌های غیر بهره‌برداری یعنی ریزشمع‌های فدائی اجرا می‌شوند. همچنین ممکن است، آزمایشهای ارزیابی در طی تولید به جهت بررسی ظرفیت باربری توده‌های سنگ و خاک متفاوت و یا روش‌های حفاری و اجرای متفاوت، ضروری باشند. این آزمایش یک آزمایش چند چرخه‌ای دشوار میباشد که بار آزمایش به طور پیشرونده در طی هر چرخه بارگذاری افزایش می‌یابد، مادامی که به حداکثر بار نهایی مشخص شده برسیم.
آزمایش شاهد:
معمولا آزمایش شاهد به تعداد مشخص برای همه‌ی ریزشمع‌های بهره‌برداری ساخته شده، اجرا می‌شوند. آزمایش معمولا یک آزمایش تک چرخه‌ای میباشد که در هر آزمایش بار اعمالی افزایش می‌یابد. مادامی که به حداکثر بار آزمایش، طبق توصیه 167%، یا بیشتر از مقدار طرح برای مجموعه خاک-دوغاب برسیم. آزمایشهای شاهد اطلاعات لازم برای ارزیابی توانایی پایداری ایمن ریزشمع‌های بهره‌برداری، در برابر بارهای سرویس طرح بدون حرکت اضافی سازه‌ای یا خزش بلند مدت در طی عمر بهره برداری سازه را تامین می‌کنند.
آزمایش خزش:
اگر ریزشمع‌ها در خاک‌های چسبنده مستعد خزش احاطه شده باشند، آزمایش های خزش معمولا بعنوان بخشی از آزمایشهای شاهد، ارزیابی و نهایی اجرا می‌شوند. آزمایش خزش تحت یک بار مشخص و ثابت، همراه با ثبت حرکات در فواصل زمانی مشخص اجرا می‌گردد. ترسیم تغییر شکل در مقابل لگاریتم زمان به یک گراف نیمه لگاریتمی منتج می‌شود که با معیارهای پذیرش ارائه شده در اسناد قرارداد سنجیده می‌گردد. نرخ خزش حداکثر، 2 میلیمتر بر لگاریتم هر سیکل زمان، معیار پذیرش مرسومی میباشد. در حین بارگذاری نموی آزمایش خزش، جهت نظارت و تنظیم تغییرات کوچک در بار بایستی از یک لودسل کالیبره شده استفاده شود.
تهیه اسناد آزمایش بارگذاری پروژه:
آزمایش بارگذاری، ابزاری برای تایید ظرفیت مجموعه خاکی تحت بار، ظرفیت‌های طرح سازه‌ای شمع و مشخصه‌های کرنش ریزشمع می‌باشند. پروسه اجرای شمع‌هایی که از پیش با موفقیت آزمایش شده‌اند، معیاری برای انتخاب روش‌های اجرای شمع‌های بهره‌برداری دائمی می‌باشند. عواملی که در تعیین مقتضیات آزمایش پروژه باید در نظر گرفته شود، شامل موارد ذیل میباشد:
- تعداد کل ریزشمع‌های بهره برداری
- اندازه و نوع بارگذاری طرح
- حساسیت و اهمیت سازه مورد پشتیبانی یا نیازمند تقویت
- تغییرات در شرایط زیرسطحی زمین در طی لاجرای المان‌ها در محل
- شرایط زیرسطحی
- دسترسی به محل اجرا و محدودیت ارتفاعی و اجرایی
- تجربیات پیمانکار
دفترچه مشخصات پروژه برای المان‌های تقویت فنداسیون بایستی شامل الزاماتی برای جزء به جزء برنامه آزمایش بارگذاری باشد. این الزامات شامل موارد ذیل می‌باشند:
- تعداد ازمایش‌های بارگذاری ارزیابی
- تعداد آزمایشهای بارگذاری شاهد
- بزرگی بارهای آزمایش
- روش اعمال بارها (تک چرخه‌ای، چند چرخه‌ای، بسته به آزمایش)
- مدت زمانیکه هر بار اعمال می‌گردد
- معیارهای پذیرش برای حداکثر جابجایی کل و حداکثر خزش کل تحت یک بار مشخص
ثبت ديدگاه