مقایسه فنی و اقتصادی شمع های متداول و ریزشمع ها (میکروپایل ها) در خاکهای ماسه ای ساحلی با استفاده از مطالعات موردی

به طور کلی یکی از راهکارهای تقلیل نشست خاک زیرین سازه های بلند و خاص، استفاده از پی های گسترده و شمع، بجای پی های نواری و منفرد می باشد. علیرغم مخارج بالا، در عمل موارد متعددی وجود دارد که برای ایمنی ساختمان در برابر نشست و عوامل دیگر، از پی های شمعی استفاده می شود. در دهه اخیر اجرای ریزشمع ها (micropiles) در پروژه های بزرگ ساختمانی به دلیل مزایای منحصر به فرد این روش در مقایسه با شمع های بتنی متداول، بطور گسترده افزایش یافته است. هدف از انجام این پروژه تحقیقاتی، آن است تا با توجه به مطالبی که در ادامه ذکر خواهد شد، با انجام این پژوهش، ابتدا روشهای محاسبه، ساخت واجرای شمع ها ی متداول و سنتی معرفی و مورد بررسی قرار گیرد، در ادامه روشهای نوینی همچون استفاده از ریزشمع ها و کاربرد آنها در فعالیتهای مختلف عمرانی معرفی شده و روشهای محاسبه، ساخت و اجرای این المانها بطور کامل مورد بررسی قرار گرفته، و مقایسه ای بین مزایا و معایب هرکدام از این دو روش صورت پذیرد. در این تحقیق سعی بر آن است تا با مدلسازی و تحلیل تعداد زیادی از ساختمانهای مستقر بر بسترهای ماسه ساحلی، با توجه به تنوع پارامترهای مختلف خاک و بزرگی و یا کوچکی پروژه های مورد نظر، که نیاز به استفاده از شمع و یا ریزشمع در آنها وجود دارد و با استفاده از نرم افزارهایplaxis و safe و نیز با بهره گیری از آیین نامه ریزشمع اداره بزرگراه های آمریکا (fhwa)، مقایسه ای بین شمعهای بتنی درجاریز متداول و ریزشمعها صورت گرفته و عوامل موثر بر انتخاب بهترین گزینه از قبیل حجم مصالح مصرفی، نیروی انسانی، زمان اجرا و... مورد بررسی قرار گیرد و جایگاه واقعی این روش در مقایسه با شمعهای بتنی درجاریز متداول سنجیده شود تا بستری فراهم گردد که با توجه به مشخصات خاک بستر و نیز بارهای وارده از طرف سازه، امکان انتخاب بهترین گزینه از بین این دو روش مسیر گردد. در این تحقیق یک جامعه آماری با تعداد نمونه های کافی مشتمل بر 60 نمونه که ماحصل 3 نوع خاک ماسه ای واقعی در سواحل دریای خزر و 10 نوع سازه واقعی می باشد، با هر دو روش اجرای شمع سنتی و ریزشمع تشکیل و مورد بررسی قرار گرفت. در حالت کلی، با توجه به انبوه تحلیلهای انجام شده و نیز شرایط اقتصادی امروز، اجرای ریزشمع ها برای سازه های با بار متوسط ستون کمتر از 650 تن اقتصادی می باشد. مقایسه صورت گرفته نشان می دهد که اختلاف هزینه پی شمعی و پی ریزشمعی در خاکهای ماسه ای با تراکم پایین به مراتب بیشتر از اختلاف هزینه پی شمعی و پی ریزشمعی در خاکهای ماسه ای با تراکم متوسط و متراکم می باشد.