شمع ساختمانی / Pile

از شمع ها برای ساخت و ساز ساختمان های مرتفع، توسعه و بازسازی بنادر، احداث پل ها، پالایشگاه ها، مجتمع های پتروشیمی ها استفاده می شود.
شمع های پیش ساخته‌ باید در فاصله کم از کارگاه ساخته شوند تا فاصله حمل و نقل را به حداقل برسانند. هنگامی که میخواهید شمع ها را برای ساخت و ساز حمل کنید باید توجه کنید تا مقدار بیرون مانده آن از وسیله نقلیه برای سایر وسایل نقلیه خطر ساز نباشد‌. در هنگام تخریب شمع های بتنی باید موارد ایمنی را رعایت کنید زیرا پراکندگی گرد و غبار ممکن است موجب بروز آسیب های تنفسی شود.
در این مقاله قصد داریم مطالبی درباره کاربرد و ویژگی های شمع های ساختمانی  ارائه دهیم. پس با ما همراه باشید.

 

 

کاربرد شمع/pile در ساختمان 

هنگامی که لایه های سطحی خاک دارای قابلیت فشردگی باشند یا خیلی ضعیف باشند. در صورتی که نتوان از آن در ساختمان استفاده کرد از شمع در ساختمان ها جهت انتقال به آخرین لایه محکم تر یا سنگ بستر مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

زمانی که سازه در حال ساخت شما بسیار سنگین باشد. مانند ساختمان های مرتفع، پل ها و یا مخازن آب

تراز کردن آب های زیر زمینی در خاک زیرین

اجرای پی گسترده دارای هزینه های زیادی خواهد شد.

سازه روی بستر رودخانه یا ساحل دریا مکان یابی شده باشد.

احتمال دارد آن ها برای تحمل نیرو های جانبی طراحی شده باشند.

در مقابل نیروی های کششی پی ها مقاومت نشان می دهد.

کنترل رانش زمین و افزایش پایداری در شیب های زمین.

مقابله های نیرو های کششی در پی هایی که در سطح آب قرار گرفته اند.

انواع شمع/ Pile

شمع های فولادی

این شمع ها یا لوله ای شکل هستند یا شبیه به H هستند که در بیشتر مواقع پس از کوبیده شدن با بتن پر می شوند.
شمع های فولادی در دو حالت ته باز و ته بسته استفاده می شوند. برای استفاده از شمع های ته بسته باید یک صفحه صاف یا یک کفشک مخروطی مورد تایید دستگاه نظارت، بسته شود. ناگفته نماند که این نوع شمع ها به دلیل رطوبت خاک در برابر خوردگی ضعیف می باشند.

شمع های چوبی

این شمع ها با استفاده از تنه درختی یا چوب های سر سخت همچون کاج و بلوط ساخته می شود. دو سر شمع های چوبی را برای جلوگیری از خوردگی در هنگام کوبیده شدن با کلاهک های فلزی، مقاوم می سازند. شمع های چوبی، دایره ای شکل  هستند و اصطکاک حاصل بین سطح جانبی و زمین به حداکثر مقدار افزایش پیدا می‌کند تا شمع قابلیت تحمل فشار زیاد را داشته باشد.
در زمان های دور از شمع های چوبی به عنوان تکیه گاه برای سازه های که روی خاک سست بودند استفاده می شد. امروزه نیز از این شمع ها برای ساخت اسکله ها استفاده می کنند.

شمع های مرکب/ pile ( فولادی_ بتنی یا چوبی_ بتنی)

این شمع ها از دو قسمت تشکیل می شوند: قسمت پایینی آن از فولاد و چوب تشکیل شده و در قسمت بالایی از بتن استفاده می کنند. کاربرد این شمع را می توان به مواقعی که طول شمع مورد نیاز برای تامین ظرفیت باربری از ظرفیت شمع بتنی کمتر باشد نسبت داد.
اتصال محل برخورد آن ها به دلیل متفاوت بودن مصالح بسیار مشکل از به همین دلیل کاربرد این گونه شمع ها زیاد نیست.

شمع های بتنی

شمع های بتنی به چند دسته تقسیم می شوند:

شمع های بتنی پیش ساخته‌

از اسم این نوع شمع می توان فهمید که از قبل ساخته‌ می شود و سپس به محل مورد استفاده انتقال داده می شود.
در واقع این شمع ها را در کارخانه تحت نظارت می سازند. شکل این شمع ها معمولا لوله، مربع و چند ضلعی است.
از آنجایی که این شمع ها به صورت کوبشی در داخل زمین فرو می روند جهت آسیب ندیدن سر آن ها یک کلاهک فلزی مقاوم بر روی آن قرار می دهند.

شمع بتنی درجا ریز

این شمع ها حتما باید در محل کارگاه اجرا شوند. برای این کار ابتدا باید چاهی به قطر مناسب و طول مناسب بزنید سپس شبکه آرماتور ساخته‌ شده در چاه حفاری شده قرار گرفته می شود و در آخر عملیات بتن ریزی شروع می شود.

ناگفته نماند برای اجرای شمع درجا ریز باید یکسری مراحل طی شود:

حفاری چاه در محلی که قرار است شمع جایگذاری شود.

ساخت شبکه آرماتور

بتن ریزی

طبقه بندی شمع ها بر اساس روش نصب

شمع ها برای نصب به روش تقسیم بندی می شوند:

شمع های با جابه جایی بزرگ
شمع های با جابه جایی کوچک
شمع های بدون جابه جایی

معیار های انتخاب نوع شمع

برای انتخاب نوع شمع باید از یک مشاور ژئوتکنیک کمک بگیرید که بر اساس گفته های آن ها شمع ها  با ۴ معیار تعیین می شوند:

مشخصاتی همچون نوع بارگذاری، کاربری، درجه اهمیت سازه، توجیه اقتصادی و زمان بندی پروژه

تجهیزات و امکانات برای استقرار شمع 

شرایط بستر همچون نیمرخ خاک، خصوصیات لایه ها و آب های زیر زمینی و نوسانات آن ها

میزان خورندگی محیط و عملکرد و دوام مصالح

اصول ایمنی در مراحل مختلف در اجرای شمع

هنگامی که می خواهید شمع ها را اجرا کنید مخصوصا شمع های کوبشی باید کلیه شرایط لازم برای تامین ایمنی کافی را فراهم کنید. تمامی پرسنل کارگاه باید از کفش و کلاه ایمنی استفاده کرده و نسبت به خطرات احتمالی همچون سقوط شمع، پاره شدن کابل چرثقیل، ریزش روغن داغ آگاه شوند.
در هنگام اجرای شمع های کوبشی لازم است جهت پیشگیری از حوادث از واژگونی شمع و جلوگیری از رفت و آمد های غیر ضروری افراد غیر مسئول با استفاده از نوار زرد رنگ  حریم ایمن مشخص شود.

پیمانکار ها موظف هستند نسبت به تامین جعبه کمک های اولیه به تعداد کافی در کارگاه اقدام کنند همچنین وجود کپسول اتش نشانی در کارگاه ضروری است.

در صورتی که در حین کوبش بالشتک شمع  آتش سوزی رخ دهد و دود کند باید  بلافاصله آن را خاموش کنند و به محل مناسب منتقل کنند.

مراحل ساخت و نصب شمع پیش ساخته‌

ابتدا باید بتن قالب را آماده کنند.

در مرحله دوم شبکه آرماتور را آماده می کنند.

در مرحله سوم بتن ریزی انجام می شود.

سپس از شمع نگه داری می کنند

در مرحله بعد جابه جایی و انبار کردن شمع ها را انجام می دهند.

سپس عملیات کوبش از محل از پیش تعیین شده انجام می گردد.

در نهایت روا داری های مربوط به موقعیت و زاویه مستقر شدن شمع 

تمامی مراحل ذکر شده بسیار مهم هستند که باید اجرا شوند.

مزایای شمع های کوبشی پیش ساخته‌

رساندن شمع به شمارش ضربات مورد نظر

اجرا در زیر سطح آب و دور از ساحل

سرعت بالا در ساخت و اجرای شمع

تراکم خاک های دانه و بهبود پارامتر های مقاومتی مرتبط با آن ها

کنترل کیفیت مصالح

اجرا به صورت مایل برای مقابله با بار های جانبی

معایب شمع های کوبشی از پیش ساخته‌
ایجاد سر و صدا ناشی از کوبش 

نیاز به حمل و نقل وسایل برای انتقال به محل اجرا

اقتصادی نبودن در تعداد کم شمع

امکان اجرا در طول و قطر زیاد به دلیل نیاز به تجهیزات کوبش حین حمل و نقل وجود ندارد.

خاک های رسی بسیار حساس به دست خوردگی هستند.

 

انواع شمع ها از نظر عملکرد نحوه انتقال بار به خاک

شمع های اتکایی 

اگر در اعماق خاک بستر سنگ عمقی منطقی موجود نباشد در این صورت می توان شمع را تا آن لایه ادامه دهید به صورتی که نوک شمع به آن تکیه کند. در این حالت ظرفیت باربری شمع بستگی به ظرفیت باربری بستر سنگی دارد به همین دلیل آن ها شمع های اتکایی گفته می شود.

شمع های اصطکاکی

از آنجایی که عمق بستر سنگ یا لایه خاک تراکم زیادی داشته باشد به طوری که طول شمع از لحاظ اقتصادی مناسب نباشد ناچارید آن را بدون اینکه به بستری تکیه دهید در عمق مناسبی اجرا کنید.
در این حالت شمع توسط نیروی اصطکاکی که بین خاک و جداره شمع وجود دارد و نیروی کمی که خاک به سر شمع وارد می کند را می تواند به راحتی تحمل کند.

 

کلام اخر

از مطالب ذکر شده در این مقاله دریافتیم که شمع ها کارایی زیادی در ساخت ساز ساختمان های مرتفع، پل ها، پالایشگاه ها  دارد. شما هم اگر قصد استفاده از شمع ها را در ساخت و ساز خود دارید باید یکی از نوع های ذکر شده که متناسب با نیاز پیمانکار شما است را تهیه کنید. تا بتوانید ساخت و ساز ساختمان مورد نظر خود را و امنیت و اطمینان خاطر ادامه دهید.