بهسازی خاک و پی های عمیق

 

 

خاک طبیعی موجود در محل عملیات ساختمانی، همواره بطور کامل مناسب برای تحمل سازه موردنظر نیست. به عنوان مثال در نهشته­ های دانه ­ای، خاک طبیعی ممکن است خیلی سست باشد و نشست الاستیک زیادی از خود نشان بدهد. در چنین حالتی لازم است که قبل از احداث ساختمان، خاک متراکم شود تا وزن مخصوص و در نتیجه مقاومت برشی آن افزایش یابد.

گاهی مواقع لایه ­ی فوقانی خاک نامطلوب است و باید برداشته شده و با خاکی با کیفیت بهتر که شالوده بر روی آن قابل احداث باشد، عوض گردد. خاکی که از آن به عنوان خاکریز استفاده می­شود، برای رسیدن به استحکام کافی باید متراک شود. همچنین در مناطق پست برای افزایش ارتفاع زمین، خاکریزی و تراکم لازم می­گردد.

گاهی مواقع در اعماق کم، به لایه­ های نرم و اشباع رس برخورد می­شود. بر حسب بار شالوده و ضخامت لایه­ ی رسی، ممکن است نشست­ های قابل توجهی در سازه بوجود آید. برای جلوگیری از چنین نشست­ هایی، لازم است تکنیک­های خاصی برای بهبود وضعیت خاک به کار گرفته شود.

تکنیک­های مختلف بهبود خواص خاک به منظور کاهش نشست­ های یکنواخت و غیریکنواخت سازه، بهبود مقاومت برشی خاک و افزایش ظرفیت باربری آن، افزایش ضریب اطمینان در مقابل لغزش شیروانی خاکریزها و کاهش خصوصیات جمع­شدگی و تورم خاک انجام می­گیرند که از جمله می­توان به روش­های زیر اشاره نمود:

  1. تراکم
  2. تراکم ارتعاشی
  3. پیش­ تحکیم
  4. زهکشی به وسیله چاه­های ماسه­ای
  5. پایدار نمودن خاک با تزریق مواد افزودنی
  6. استفاده از ستون­های سنگی
  7. استفاده از ژئوگرید

 

 

1111

 

 

 

تحکیم دینامیکی

 

 

ستون سنگی

یک روش که امروزه از آن به برای افزایش ظرفیت باربری شالوده­های سطحی روی لایه­های رس نرم مورد استفاده قرار می­گیرد، استفاده از ستون­های سنگی (Stone Column) است. در این روش با استفاده از جت آب یک دستگاه تراکم ارتعاشی، سوراخی با مقطع دایره در لایه­ی رسی تا لایه­ی سخت حفر شده و سپس به وسیله شن پر می­شود. با بالا کشیدن واحد لرزنده (نیشتر)، ستون شنی بتدریج متراکم می­شود. مفهوم استفاده از ستون­های سنگی برای اولین بار در سال 1830 در فرانسه به منظور بهسازی خاک استفاده شد و کارایی و سازگاری آن با محیط زیست ثابت شده است.

بیش از 50 سال است که ویبراتورهای عمق به منظور بهبود ظرفیت باربری و خصوصیات نشست خاک­های ضعیف به کار می­روند. تا سال 1938، روش­ها و تجهیزات گسترش پیدا کردند و در نتیجه تراکم خاک­های غیرچسبنده تا عمق 18 متر با نتایج عالی ممکن شد. گسترش روش­ها در انتهای دهه 1950 برای ساخت ستون­های سنگی متراکم که با زمین اطراف قفل و بست شده­اند باعث شد تا محدوده­ی وسیعی از خاکریزهای دستی و خاک­های ضعیف، قابل بهسازی شوند. ساخت ستون سنگی شامل جایگزینی خاک­های نامناسب با ستونی قائم و فشرده از سنگدانه­هاست که معمولاً به طور کامل به داخل لایه نفوذ می­کند. در صورت استفاده از جت آب، روند استفاده شده جایگزینی ارتعاشی (روش تر) خوانده می­شود و در صورت عدم استفاده از جت آب در خاک­های غیراشباع، به روند استفاده شده جابجایی ارتعاشی (روش خشک) گویند. در خاک­های غیراشباع که ویبراتور توسط جت هوا به پایین فرستاده می­شود، تراکم بسیار قابل ملاحظه­ای دراطراف ستون­های سنگی بدست آمده و ضریب تخلخل خاک­ها کاهش یافته و هوا در راستای ویبراتور و خاک غیرمتراکم و اشباع، به داخل منافذ خاک اطراف نفوذ می­کند. در خاک­های بسیار نرم و کاملاً اشباع و چسبنده، ممکن است با خارج کردن ویبراتور خاک به داخل گودال ایجاد شده برگردد که در این صورت برای راندن ویبراتور از جت آب استفاده می­شود تا خاک را بشوید و فشار آب حفره­ای در حد فشار هیدرواستاتیک باقی بماند و خاک به داخل گودال حفر شده بازنگردد.

در ساخت ستون­های سنگی معمولاً بین 15 تا 35 درصد حجم خاک ضعیف با سنگدانه­ها جایگزین می­شود. بار طراحی ستون­های سنگی بین 20 تا 50 تن تغییر می­کند. وجود ستون باعث ایجاد یک مصالح مرکب با تراکم­پذیری کلی کمتر و مقاومت برشی بیشتر از خاک اولیه می­شود. محصورشدگی و در نتیجه سختی ستون، با تنش جانبی موجود در خاک ضعیف تامین می­شود. با اعمال تنش قائم در سطح زمین، سنگدانه­ها و خاک ضعیف با هم به طرف پایین حرکت کرده و موجب تمرکز تنش در ستون سنگی می­شوند. تمرکز تنش ایجاد شده در ستون سنگی به طور عمده به علت سختی بیشتر آن نسبت به خاک است.

برای خاک­های غیرچسبنده با چگالی خشک طبیعی کمتر از چگالی خشک حداکثرشان، ارتعاشات ناشی از ویبراتور باعث تجدید آرایش دانه­بندی آنها می­شود (تراکم ارتعاشی). نسبت تخلخل و تراکم­پذیری خاک بهسازی شده با تکنیک­های ارتعاشی کاهش و مقاومت برشی آن افزایش می­یابد. خاک بهسازی شده در مقابل خاک معمولی با نشست یکسان، قادر به تحمل فشار بیشتری بوده و نشست آن عموماً الاستیک است. میزان کاهش تخلخل به شکل دانه­ها، ترکیب خاک و میزان ارتعاش بستگی دارد. در تراکم ارتعاشی ابتدا در اثر ارتعاشات ایجاد شده، نیروی بین­ذره­ای در خاک­های دانه­ای به طور موقت از بین می­رود. سپس دانه­ها بدون تنش و قید تحت اثر نیروی ثقل به متراکم­ ترین حالت ممکن بازتوزیع می­شوند. قطر ستون خاک متراکم ایجاد شده، تابعی از توزیع اندازه دانه­ها، چگالی خاک و خصوصیات ویبراتور می­باشد.

چگالی افزایش یافته خاک­های دانه­ای موجب حرکت رو به پایین خاک اطراف ویبراتور شده و یک گودشدگی مخروط­شکل را در سطح خاک ایجاد می­کند که باید با خاکریز دانه­ای پر شود.

برای بدست­ آوردن خاکی با حداقل ضریب تخلخل، خاکریز درشت­دانه با اندازه دانه­های متفاوت از خاک موجود می­تواند افزوده شود. خاک بهسازی شده ترکیبی از خاک طبیعی محل و خاک اضافه شده می­باشد و تحت اثر شرایط آب زیرزمینی نیست.

توده خاک تحت اثر شتاب­های بسیار بالا در حین تراکم با ویبراتور قرار می­گیرد و مقادیر کرنش دینامیکی حاصل حتی در شرایط بارگذاری زلزله نیز رخ نمی­دهد و در نتیجه خاک بهسازی شده براحتی می­تواند اثرات روانگرایی حاصل از زلزله را تحمل کند.

متراکم­ سازی خاک بگونه­ ای که در تراکم ارتعاشی از طریق بازتوزیع دانه­ های خاک صورت گرفت در خاک­های ریزدانه ممکن نیست. چسبندگی بین دانه ­ها از تراکم و بازتوزیع جلوگیری می­کند و پایدارسازی خاک­های چسبنده ریزدانه با جایگزینی شعاعی خاک توسط ویبراتور و پر کردن فضای خالی ایجاد شده با مصالح دانه­ ای و متراکم­ سازی به مانند قبل توسط ویبراتور صورت می­گیرد (جایگزینی ارتعاشی). به این علت که مصالح دانه­ای بصورت شعاعی و توسط ارتعاش به داخل خاک فشرده شده و خاک بصورت افقی جابجا می­شود، خاک اطراف ستون سنگی پایدار می­­شود.

از آنجا که با ریزتر شدن دانه­ها و افزایش پلاستیسیته خاک، فشار آب حفره­ای ایجاد شده توسط این روند در بازه کوتاه­ مدت امکان محو شدن ندارد، متراکم­سازی خاک­ها سخت­تر می­شود و خلاص شدن از این فشار با عملکرد مانند زهکش ستون­ها فراهم می­­شود.

موارد کاربرد ستون سنگی

تکنیک بهسازی زمین توسط ستون سنگی در موارد زیر بسیار موفق عمل کرده است:

  1. بهبود پایداری شیب خاکریزها و شیب­های طبیعی
  2. افزایش ظرفیت باربری
  3. کاهش نشست کلی و نشست غیرهمسان
  4. کاهش پتانسیل روانگرایی ماسه­ها
  5. کاهش زمان نشست

ستون­ های سنگی برای پایداری سازه­های بنا شده بر روی خاک­های بسیار نرم تا سخت چسبنده و همینطور ماسه­ های سیلتی شل با درصد ریزدانه بیشتر از 15 درصد، به کار می­روند.

عوامل موثر و شرایط استفاده از ستون­های سنگی

مجموعه ­ای از عوامل موثر بر امکان استفاده از ستون­های سنگی در خاک­های نرم به صورت خلاصه در زیر آورده شده است:

  1. یکی از بهترین کاربردهای ستون­های سنگی، پایدارسازی مناطق با بارگذاری­های بزرگ می­باشد. مانند خاکریزها و مخازن که استفاده از آن­ها به بهبود پایداری کلی و نشست نامتقارن کمک می­کند.
  2. بار طراحی ستون­های سنگی می­بایست یکنواخت و بین (50-20) تن برای هر ستون محدود شود.
  3. بیشترین کارایی ستون سنگی در سیلت­ها و رس­های تراکم­پذیر که در نزدیکی سطح زمین موجودند و مقاومت برشی آنها بین 15 تا 50 کیلوپاسکال است، حاصل می­شود. از نظر اقتصادی نیز به­صرفه­ترین حالت هنگامی است که لایه مقاوم در عمق 6 تا 10 متری قرار داشته باشد.

در استفاده از ستون­های سنگی در خاک­های حساس و خاک­های نباتی، تکیه­گاه جانبی بسیار ضعیفی وجود دارد و در نتیجه تغییرشکل ­های قائم بسیار زیادی در ستون رخ می­دهد. هنگامی که ضخامت لایه ارگانیک بیش از یک تا دو برابر قطر ستون سنگی است، روش جایگزینی ارتعاشی نباید استفاده شود. بر طبق آئین­نامه­های کشور آلمان، ستون­های سنگی در خاک­های با مقاومت برشی زهکشی نشده تا مقدار 15 الی 25 کیلوپاسکال قابل استفاده هستند(FGSV1979). بعضی اوقات از ستون­های سنگی در خاک­های بسیار نرم با مقاومت برشی ( ) نیز استفاده می­شود. اما عموماً استفاده از ستون­های سنگی در خاک­های حساس و نباتی خطرناک است و با وجود آنکه فرآیند نصب ستون­های سنگی با تکیه کردن سنگ­دانه­ها بر خاک تا حدودی باعث ایجاد تنش­های محصورکننده در خاک اطراف می­شوند، ولی در خاک­های بسیار نرم چندان موثر نیست و فعال شدن این تنش­های محصورکننده مستلزم نشست بسیار زیاد ستون و در نتیجه تغییرشکل جانبی زیاد ستون می­باشد که به معنای گسیختگی ستون است.

ستون­های سنگی روکش شده با ژئوسنتتیک­ها

 

 

میکروپایل

بطور كلي در مواجهه با خاكهاي مسئله دار نظير خاكهاي سست با قابليت باربري كم، نشست‌پذيري زياد، روانگرا، خاكهاي دستي و ... دو راه پيش روي مهندسين ژئوتكنيك قرار دارد:

الف: استفاده از المانهاي باربر در خاك

ب: بهسازي و اصلاح خواص فيزيكي- مكانيكی توده خاک

هر يك از راه حل‌هاي فوق داراي روشها و مشخصات مربوط به خود مي‌باشند كه طي ساليان متمادي توسعه فراواني يافته‌‌اند. برخي از تكنيكهاي ابداعي نيز ماهيتي تركيبي از دو دسته فوق داشته و مزاياي هر دو دسته را تا حدودي بهمراه دارند. از آن دسته مي‌توان به استفاده از ميكروپايلها بهمراه تزريق دوغاب سيمان اشاره نمود.

ميكروپايل به شمع‌هاي با قطر كوچك (كمتر از mm300) اطلاق مي‌گردد كه غالباً با تسليح فولادي سبك و تزريق دوغاب سيمان همراه مي‌باشند. ميكروپايل علاوه برآنكه به عنوان يك المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل مي‌كند، بدليل تزريق دوغاب سيمان، سبب بهبود مشخصات مكانيكي (مقاومتي و رفتاري) خاك اطراف نيز مي‌گردد.

تاريخچه ابداع ميكروپايل به اوايل دهه پنجاه ميلادي، زماني كه اروپا با خيل عظيمي از ساختمانهاي در معرض خرابي ناشي از صدمات وارده در جنگ جهاني دوم روبرو بوده است، برمي‌گردد. در اين دوره ابداع يك روش بهسازي بستر كه علاوه بر كارايي و قابليت اجرا در بين ساختمانهاي تخريب شده، سريع و اقتصادي نيز باشد، بسيار ضروري بود كه در چنين شرايطي ابداع ميكروپايل توسط Fondedile پيمانكار مشهور ايتاليايي صورت پذيرفت كه بدليل ويژگيهاي منحصر به فرد، اين روش گسترش فراواني يافت.

در آغاز استفاده از ميكروپايلها تنها در بهسازي بستر ضعيف ساختمانها مورد توجه قرار داشت. ليكن رفته رفته و با توسعه و اجراي اين روش در كشورهاي مختلف، دامنه كاربرد آنها به ديگر عرصه‌هاي مهندسي ژئوتكنيك نظير پايدارسازي شيبها، مقابله با روانگرايي و ... نيز كشيده شد.

در حال حاضر، دستورالعمل ارائه شده توسط (U.S.FHWA) بعنوان مرجع قابل قبول و مورد استفاده طراحان و پيمانكاران اجراي ميكروپايل مي‌باشد.

دامنه کاربرد

در اغلب پروژه ها با توجه به مطالعات ژئوتكنيك انجام شده در ساختگاه و شناسايي لايه‌هاي تحت‌الارضي، مشخصات ژئوتكنيكي ساختگاه پروژه تعيين مي گردد. سپس با انجام تحليل‌هاي روانگرايي در اعماق مختلف خاك محل، پتانسيل روانگرايي ساختگاه درصورت وقوع زلزله مورد ارزيابي قرار مي گيرد. با وقوع روانگرايي و زائل شدن مقاومت برشي خاك، نشستهاي بسيار بزرگي به پي سطحي ساختمان تحميل مي شود كه مي‌تواند منجر به آسيب‌ديدگي جدي سازه و عناصر غيرسازه‌اي بنا و نهايتاً تخريب آن گردد. از طرف ديگر در برخي از پروژه ها در بحث فني، تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر مورد نظر بوده و عامل تعيين كننده براي انتخاب طرح، گذشته از بحث هاي اجرايي و اقتصادي مي باشد. پس در حالت كلي میکروپایل در بعد فني در دو رويكرد جلوگيري از وقوع روانگرايي و تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر سودمند واقع مي شود و به عنوان يك گزينه مطلوب توسط مهندسان ژئوتكنيك پيشنهاد مي گردد.

در رويكرد ابتدايي و در ارتباط با ساختمانها، بسته به وزن سازه و شرايط ژئوتكنيكي محل، اغلب در 10 متري اعماق نزديك به سطح زمين روانگرايي خطرناك بوده و در اعماق بيش از 10 متر تاثيرات روانگرايي بر سازه كم خواهد بود. بنابراين اگر هدف از اجراي میکروپایل مقابله با پديده روانگرايي باشد، عمق بهسازي بايستي بگونه‌اي انتخاب گردد كه ضمن تضمين رفتار مناسب خاك در شرايط بحراني نظير زلزله و تأمين مقاومت پي در برابر اضافه بارهاي وارده و جلوگيري از نشستهاي ناهمگن، از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه باشد. از طرف ديگر معيار بعدي جهت تعيين عمق مناسب فرو رفت میکروپایل را مي توان مشاهدات ميداني ناشي از كوبش میکروپایل در خاك و ثبت تغييرات سرعت فرو رفت براساس تعداد ضربات كوبش (انرژي وارده) دانست. بنابراين با پيشرفت كار عمق طراحي متناسب با شرايط زمين قابل تغيير و تعديل بوده و اين قابليت از محاسن اجراي میکروپایل مي‌باشد، چرا كه كوبش هر میکروپایل با توجه به مشابهت با آزمايش نفوذ استاندارد (SPT) اطلاعات بسيار مفيدي در رابطه با تغيير مشخصات خاك در نقاط مختلف عمق در اختيار قرار مي‌دهد.

در رويكرد دوم، در صورتيكه قرار باشد اجراي میکروپایل بهمراه تزريق دوغاب سيمان علاوه بر بهبود مشخصات مقاومتي خاك در مقابل روانگرايي، نقش تأمين باربري ستونهاي روي پي و انتقال بار به لايه‌هاي عميق‌تر را نيز ايفا نمايد، طول میکروپایل متناسب با ظرفيت باربري لازم محاسبه خواهد گرديد. در اين ميان با انتخاب روش اجراي میکروپایل بهمراه تزريق دوغاب سيمان براي پروژه مورد نظر، بررسي چيدمان ريزشمع ها در پلان و محاسبه عمق بهينه آنها، به عنوان مهمترين عناصر طرح بهسازي مطرح مي‌باشند. بدين ترتيب نظم در چيدمان ريزشمعها باعث توزيع يكنواخت عكس‌العمل تكيه‌گاهي در زير پي ساختمان گرديده و پيكرة سازه‌اي پي فوقاني نيز بر اين اساس بصورت همگن و بهينه طرح خواهد گرديد. عوامل مؤثر در طرح چيدمان میکروپایل ها به طور كلي عبارتند از:

موقعيت پي‌ها و ستون‌ها ، نحوه توزيع و مقدار بارهاي گسترده و متمركز ، پارامترهاي مقاومتي و ظرفيت باربري خاك ، نفوذپذيري خاك ، عمق ريزشمع‌ها و مشخصات هندسي و سازه‌اي پي سازه

 بطور كلي كاربرد ميكروپايل ها در مهندسي ژئوتكنيك مشتمل بر دو بخش "استفاده در بستر پي سازه‌ها" و "اصلاح و بهسازي برجاي خاك" مي‌باشد.

 

روش اجرای میکروپایل

روش اجراي ميكروپايل مشتمل بر چهار مرحله حفاري (در صورت نياز)، لوله‌كوبي، تزريق و تسليح مي‌باشد كه مراحل اجرای آن در زیر تشریح شده است.

حفاری

در صورتيكه امكان كوبش لوله‌هاي ميكروپايل از ابتدا به دلايل مختلف نظير وجود كف‌سازي، بتن مگر، لايه متراكم خاك و غيره ميسر نباشد، مي‌بايست نسبت به انجام عمليات حفاري اقدام نمود. عمليات حفاري به روش‌هاي مختلف نظير حفاري دوراني (Rotary) و يا دوراني- ضربه‌اي (D.T.H) صورت مي‌پذيرد. حفـاري مي‌بايست تا عمـقي كه امكان كوبش ميسر گردد، ادامه يابد. بعضاً حفاري در كل ارتفاع ميكروپايل نيز صورت مي‌گيرد.

1.3.2.2     لوله کوبی

به منظور استقرار لوله‌هاي ميكروپايل در محل گمانه، غالباً از عمليات لوله‌كوبي استفاده مي‌گردد. براي اين منظور در مرحله اول عمليات از لوله نوك‌تيز ميكروپايل استفاده مي‌شود و پس از فرو رفتن لوله اول، لوله دوم به لوله اول متصل گرديده و كوبيده مي‌شود و عمليات‌كوبش به همين منوال ادامه مي‌يابد. جهت اتصال كامل لوله‌‌ها به يكديگر علاوه بر استفاده از بوشن‌هاي رزوه شده، لوله‌ها به لبه بوشن نيز، جوش داده مي‌شوند. عمليات کوبش تا زمانی که امکان کوبيدن لوله ها ميسر باشد ادامه می‌يابد و اگر در ازای 30 ضربه متوالی لوله‌كوب، لوله بيشتر از 10سانتي‌متر فرو نرود، عمليات کوبش لوله میکروپایل متوقف می گردد. در اين حالت تا تحقق عمق طراحي حفاري انجام شده و سپس لوله هاي مربوط به میکروپایل در درون گمانه نصب مي گردد.

لوله هاي میکروپایل به قطر خارجي 76 ميليمتر و قطر داخلي 68 ميليمتر در قطعات دو متري مي‌باشند. اين لوله‌ها به وسيله بوشن و جوش به يكديگر متصل مي‌شوند. هر میکروپایل داراي 80 سوراخ به قطر 8 ميليمتر، در هر مترطول مي باشد. محيط داخلي لوله ها بايستي برقوزده‌ باشد تا در تزريق دوغاب اثرات منفي نداشته باشد.

تزریق

عمليات تزريق دوغاب سيمان بايستي با دقت در بخش ساخت دوغاب و تزريق آن صورت گيرد.مجموعه دستگاههای تزريق از سه بخش ميكسر اوليه، ميكسر ثانويه و پمپ تزريق تشكيل مي‌گردد.اختلاط در میکسر اولیه از نوع سیستم چرخش سریع آب (circulation) می باشد و میکسر ثانویه از نوع پره ای می باشد.

ساخت دوغاب تزريق در همزن هاي میکسر اوليه صورت مي گيرد. ابتدا آب به ميزان مورد نظر ريخته شده و سپس متناسب با نسبت آب به سيمان (WCR) مورد نياز، سيمان به آن افزوده مي شود. زمان حداقل هم زدن دوغاب سيمان، 30 ثانيه مي باشد. نسبت آب به سيمان مورد استفاده با توجه به شرايط زمين بين 5/0 تا 5/1مطلوب مي باشد. پس از آماده شدن دوغاب، جهت نگهداري، دوغاب در داخل همزن ثانويه ريخته شده و سپس بوسيله پمپ هاي تزريق مخصوص تزريق مي گردد.

به دلیل اینکه دوغاب سیمان باید تحت فشار زیاد در لایه های خاک نفوذ کند ، جهت تزریق دوغاب سیمان از یکسری شیلنگ دو جداره به نام پکر(packer) استفاده می شود. پکرها بعد از اینکه به درون لوله میکرو پایل فرستاده شدند جداره دوم آنها بوسیله پمپ هوا باد می شود که با این کار پکر کاملا به بدنه لوله می چسبد و مانع خروج دوغاب در حین تزریق از بالای لوله می شود.

مثلا مرحله اول بستن پكر براي ريزشمع 8-10 متري در عمق 6 متري گمانه بوده و پس از اتمام عمليات تزريق عمق 6 متري، پكر در عمق 4 متري بسته مي‌شود و پس از اتمام تزريق در اين مرحله، پكر در عمق 2 متري بسته مي‌شود و نهايتاً پس از تزريق در اين مرحله، پكر سرچاهي بسته مي‌شود و عمليات تزريق به اتمام مي‌رسد. در صورتيكه نشتي دوغاب از سطح يا میکروپایل هاي جانبي مشاهده شود، عمليات تزريق متوقف مي گردد.

در صورتی که درون لوله میکروپایل قبل از تزریق دوغاب سیمان ،کثیف باشد باید توسط فشار آب یا هوای فشرده درون لوله تمیز شود.

مشخصات تزریق به شرح ذیل است:

  • فشار تزریق: فشار تزريق در مراحل مختلف تزريق، در اعماق مختلف، تحت تاثير جنس زمين و شرايط ژئوتكنيكي مي تواند متغير باشد. حداكثر فشار تزريق به 10 اتمسفر محدود مي گردد.
  • مقدار سیمان مصرفی: باتوجه به شرايط ژئوتكنيكي و ميزان باربري طراحي ريزشمع ها، مقدار سيمان برآوردي معادل هر مترطول میکروپایل تا 100 كيلوگرم مي تواند باشد. البته باتوجه به اين امر كه بايد تزريق تا فشار 10 اتمسفر ادامه يابد، لذا ممكن است مقدار سيمان از برآورد اوليه بيشتر گردد.
  • نسبت آب به سیمان دوغاب: نسبـت آب به سيمان در دوغــاب تـزريـق مـورد استفـــاده، بيـن 5/0 تا 5/1 در شرايط عادي و نسبت آب به سيمان دوغاب در شرايط ديگر از 67/0 تا 1 مي تواند متغير باشد. قابل ذكر است كه نسبت دوغاب در هر بخش به پيشنهاد پيمانكار و تاييد دستگاه نظارت تعيين مي گردد.
  • نوع سیمان: نوع سيمان مصرفي در ملات تزريق سيمان از نوع سيمان پرتلند تيپ دو و يا سيمان تيپ پنج با توجه به شرايط شيميايي محل مورد نظر تعيين مي گردد.
  • آب مصرفی: آبي كه در تهيه دوغاب تزريق بكارمي‌رود، بايد تميز و صاف بوده و داراي كليه شرايط لازم براي آب مصرفي در ساخت بتن باشد. آب مصرفي بايستي عاري از هر نوع ماده‌اي از قبيل اسيدها، قليا‌ها، مواد قندي، نمك‌ها و مواد آلي كه منجربه ايجاد صدمه‌ به بتن مي شود، باشد. آب مورد استفاده در ساخت دوغاب تزريق بايد داراي ذرات جامد معلق كمتر از 2/0 درصد، مواد محلول كمتر از 5/3 درصد، درصد كلر كمتر از 1 درصد، درصد سولفات كمتر از 3/0 و درصد قليايي كمتر از 06/0 باشد. در حالت كلي آب قابل شرب جهت ساخت دوغاب مناسب مي‌باشد.

تسلیح و نصب فلنج

گام نهايي در اجراي ميكروپايل، عمليات جاگذاری آرماتور تسليح در داخل لوله ميكروپايل و نصب فلنج (در صورت نياز) مي‌باشد. بديهي است كه آرماتور تسليح مي‌بايست قبل از گيرش سيمان، در داخل گمانه نصب شود. فلنج كه به منظور ايجاد اتصال كامل بين ميكروپايل و بتن فونداسيون و همچنين جلوگيري از برش پانچ سر ميكروپايل در داخل بتن پي بكار مي‌رود، مي‌بايست در آخرين مرحله به آرماتور تسليح ميكروپايل جوش شود.

آزمایش­های مورد نیاز برای تدقیق فرضیات طراحی

به طور كلي با توجه به كاركرد در نظر گرفته شده براي میکروپایل و براي اطمينان از فرض هاي طراحي صورت گرفته، آزمايشهاي مختلفي مي توان انجام داد. اين آزمايشها عبارتند از:

آزمایش بارگذاری فشاری ریزشمع

میکروپایل هایی كه حداقل 28 روز از زمان تزريق آنها گذشته باشد، به صورت فشاري با استفاده از جك بارگذاري، بارگذاري مي گردند. اين آزمايش با استفاده از تير بارگذاري صورت مي‌گيرد. با توجه به مشخصات فني و نقشه‌هاي اجرايي میکروپایل ها بارگذاري در دو مورد از آزمايشها، تا رسيدن به بار طراحي و در يك مورد تا رسيدن به بـار نهايي صورت مي‌گيرد. روش اجراي كليه آزمايش هاي اشاره شده، مطابق استاندارد ASTM-D1143 خواهد‌بود. در اين آزمايش ها بايد پس از انجام بارگذاري، منحني بارگذاري و نشست ترسيم گردد. در حين انجام آزمايش نيز میکروپایل تا رسيدن به بار آزمايشي بايد بطور كامل قابليت تحمل بارهاي اعمال شده را داشته ‌باشد و نشاني از گسيختگي يا تغيير مكان بيشتر از حد استاندارد از خود نشان ندهد.
در اين آزمايش، بارگذاري به روش پله اي تا رسيدن به بار آزمايشي و باربرداري تا بار صفر بوسيله جك بارگذاري انجام مي گيرد. بارگذاري در پله هاي 3 تني انجام مي پذيرد و در هر مرحله بار به مدت 5 دقيقه بر روي میکروپایل قرار مي گيرد. قرائت نشست هاي حاصل از هر پله بارگذاري در سه مرحله صورت مي پذيرد.
پس از انجام عمليات بارگذاري، نوبت به انجام عمليات باربرداري مي رسد. باربرداري نيز مانند بارگذاري به روش پله اي و در پله هاي 3 تني صورت مي گيرد. در هر مرحله از باربرداري نيز تغيير مكان ها بوسيله گيج هاي اندازه گيري تغييرمكان در سه نقطه مونيتور مي شوند.

آزمایش بارگذاری کششی ریزشمع

اين آزمايش يا به صورت مستقل و يا بوسيله میکروپایل هاي بكار رفته به عنوان عكس العمل تير تكيه گاهي در آزمايش فشاري انجام شود. نتيجه اين آزمايش بررسي رفتار مقاومتي و تغييرشكل پذيري كششي ريزشمع مي باشد.

آزمایش بارگذاری جانبی ریزشمع

اين آزمايش جهت ارزيابي رفتار جانبي میکروپایل ها انجام مي گردد. در اين آزمايش معمولا از 2 ريزشمع كنار هم استفاده مي شود.