جت گروتینگ (Jet Grouting) یکی از روشهای نوین و مؤثر در بهسازی خاک و افزایش مقاومت و ظرفیت باربری بسترهای سست به صورت درجا است. در این تکنیک، با بهرهگیری از ماشینآلات پیشرفته حفاری و تزریق دوغاب سیمان، ستونهای خاک-سیمان مدفون در محل ایجاد میشوند. این ستونها از ترکیب خاک و سیمان و به کمک پمپهای تزریق مخصوص با سرعت بسیار بالا (۸۰۰ تا ۹۰۰ کیلومتر بر ساعت) و فشار زیاد (۴۰۰ تا ۷۰۰ بار) ساخته شده و محیطی صلب و مقاوم در زیرسازهها ایجاد میکنند.
در روش تکسیاله (Single Fluid) ابتدا عملیات حفاری گمانه با استفاده از راد یا میله حفاری با قطر مشخص و سرعت بالا انجام میشود. پس از رسیدن راد به عمق مورد نظر، دوغاب سیمان از طریق نازلهای تعبیهشده در جداره راد با فشار زیاد و سرعت بالا به داخل خاک تزریق میگردد. در این فرآیند، راد در حال چرخش بوده و همزمان با تزریق، به آرامی به سمت بالا حرکت میکند.
این عملیات باعث شکستن ساختار خاک، اختلاط کامل آن با دوغاب تزریق و افزایش تراکم خاک اطراف میشود. در نتیجه محیطی صلب و همگن در زیر سطح زمین ایجاد میگردد. همچنین تغییر در فشار تزریق، سرعت چرخش راد و سرعت حرکت رو به بالای آن، مشخصات ستونهای جت گروتینگ را تعیین و کنترل میکند.
روش جت گروتینگ (Jet Grouting) طی سالهای اخیر به شکل چشمگیری در پروژههای مختلف مهندسی ژئوتکنیک مورد استفاده قرار گرفته است. این تکنیک با ایجاد ستونهای خاک-سیمان مقاوم، امکان بهسازی خاک، افزایش ظرفیت باربری و کنترل روانگرایی را فراهم میکند.
اجرای دیوار آببند سدها و کنترل نشت در عملیات خاکبرداری
پایدارسازی دیواره شفتها و گودبرداریها به عنوان سازه نگهبان
استفاده به عنوان پی سازه در خاکهای سست
بهسازی و افزایش ظرفیت باربری پیهای موجود در سازههای عمرانی
جایگزینی شمعهای بتنی یا فولادی در شرایط خاص
کنترل و کاهش خطر روانگرایی در خاکهای اشباع و سست
پایدارسازی شیروانیها و جلوگیری از لغزش زمین
تثبیت خاک و سنگ اطراف تونلها برای افزایش ظرفیت باربری
استفاده از ستونهای جت گروتینگ جهت پایدارسازی دیواره گود بیمارستان خواجه نصیر مراغه
شعاع تأثیر عملیات جت گروتینگ در خاکهای مختلف یکسان نیست و بسته به عوامل متعددی تغییر میکند. این عوامل شامل نوع خاک، شیوه عملکرد دستگاه، فشار تزریق، غلظت دوغاب سیمان، سرعت چرخش راد حفاری و سرعت حرکت رو به بالای آن هستند.
در شرایط بهینه، شعاع تأثیر این روش میتواند تا حدود ۳/۵ متر نیز افزایش یابد و محیطی مقاوم و پایدار در زیر سطح زمین ایجاد کند.
در صورتی که علاوه بر بهسازی پارامترهای مقاومتی خاک، آببند کردن خاک نیز مدنظر باشد، میتوان به مخلوط تزریق مقدار مشخصی بنتونیت اضافه کرد. این کار باعث کاهش نفوذپذیری خاک و افزایش کارایی ستونهای جت گروتینگ در پروژههای سدسازی، تونلسازی و گودبرداریهای شهری میشود.
روشهای اجرای جت گروتینگ بسته به شرایط پروژه و نوع خاک به سه دسته اصلی تقسیم میشوند:
روش تکسیاله
در این روش، پس از پایان عملیات حفاری، دریچههای تخلیه بسته شده و دوغاب سیمان با فشار بسیار بالا تا ۶۰۰ بار از طریق نازلها به داخل خاک تزریق میشود. همزمان، راد حفاری در حال چرخش به سمت بالا حرکت میکند. این فرآیند باعث میشود دوغاب با سرعت و انرژی زیاد با خاک اطراف مخلوط شده و ستونهای مقاوم خاک-سیمان ایجاد شوند.
روش دوسیاله
این روش مشابه حالت تکسیاله است، با این تفاوت که هنگام تزریق دوغاب با فشار بالا تا ۶۰۰ بار، غلافی از هوای فشرده با فشار حدود ۱۲ بار نیز همزمان وارد خاک میشود. وجود هوای فشرده باعث افزایش انرژی تزریق، افزایش شعاع نفوذ مخلوط و در نهایت دستیابی به قطر ستون بزرگتر در انواع خاکها خواهد شد.
روش سهسیاله
در این روش ابتدا آب با فشار بالا تا ۶۰۰ بارهمراه با غلاف هوای فشرده (۸ تا ۱۲ بار) به داخل خاک تزریق میشود تا ساختار خاک شکسته شود. سپس دوغاب سیمان با فشار متوسط (۴۰ تا ۷۰ بار) از نازل دیگر وارد محدوده مورد نظر شده و با خاک مخلوط میگردد. این ترکیب سهمرحلهای امکان ایجاد ستونهای مقاومتر و با شعاع نفوذ بیشتر را فراهم میکند.
یکی از مهمترین پارامترها در طراحی و اجرای جت گروتینگ، میزان مقاومت فشاری محصور نشده ستونهای خاک-سیمان است. برای تعیین این مقاومت، ابتدا یک ستون آزمایشی در محل پروژه اجرا میشود و سپس از عمقهای مختلف آن نمونهگیری صورت میگیرد. مقاومت نمونهها در بازههای زمانی ۲۸، ۵۶ و ۹۰ روزه اندازهگیری شده و بر اساس نتایج، طراحی اولیه اصلاح و بهینه میگردد.
مقاومت فشاری ستونهای خاک-سیمان رابطه مستقیمی با جنس خاک و میزان سیمان مصرفی در مخلوط تزریق دارد. هرچه کیفیت خاک و مقدار سیمان مناسبتر انتخاب شود، ستونهای ایجاد شده از نظر مقاومت و پایداری عملکرد بهتری خواهند داشت.
اشکال اصلی که به وسیله روش جت گروتینگ ایجاد میشوند، به صورت ستونی و صفحهای هستند. فرم هندسی ستونها یا پانلها به نحوه حرکت و دوران لوله حفاری، سرعت بالا آمدن آن و همچنین فشار و سرعت تزریق دوغاب بستگی دارد.
برای اجرای موفق روش جت گروتینگ استفاده از تجهیزات تخصصی و پیشرفته ضروری است. تجهیزات اصلی این روش عبارتند از:
کمپرسور Double Fluid, Triple Fluid - پمپ مخلوط تزریق Single Fluid, Double Fluid - دستگاه حفاری
تجهیزات مورد نیاز برای جت گروتینگ (روش 3 سیاله) - منبع تصویر Keller
۱۴۰۵ شرکت مهندسی تجهیز عمران ایستا | تمامی حقوق محفوظ است.
