مقاله تحلیلی: بهسازی زمین با ستون‌های آهکی و سیمانی

روش ستون‌های آهکی

ستون‌های آهکی نوعی اختلاط عمیق خاک هستند که در آن آهک زنده به‌جای سیمان یا به همراه سیمان استفاده می‌شود. ستون‌های آهکی بهترین عملکرد خود را در پایدارسازی لایه‌های خاک رس نرم نشان می‌دهند. بین آهک و مواد معدنی رس واکنش پوزولانی اتفاق افتاده و به همین طریق مقاومت به‌طور چشمگیری افزایش و حالت پلاستیک مصالح کاهش می‌یابد.

گرمای ایجاد شده در هیدراسیون آهک مقدار آب خاک‌های رسی را هم کاهش می‌دهد که به تحکیم و کسب مقاومت سریع‌تر منجر می‌شود. ستون‌های آهکی را می‌توان به‌عنوان تکیه‌گاه برای بار، پایدارسازی شیب‌های طبیعی و همچنین به‌عنوان سیستم حفاظت در حفاری به کار برد.

رس‌های نرم را می‌توان با اضافه کردن مخلوطی از آهک زنده، سیمان یا ترکیبی از آن‌ها پایدارسازی کرد. اختلاط میدانی باعث بهبود قابل‌توجه مقاومت برشی خاک می‌شود و علاوه بر این مزیت‌های دیگری نیز دارد که عبارت‌اند از:

• گرمای واکنش گرمازای آهک و یا سیمان با آب موجود در خاک، مقدار رطوبت خاک را کاهش داده و در نتیجه مقاومت آن را افزایش می‌دهد.
• تبادل شیمیایی یون رس از سدیم به کلسیم باعث افزایش نفوذپذیری سنگ‌دانه‌ها می‌شود.
• اثر سیمانی کلسیم در آهک.

اثر اصلی، یک مجموعه ستون است که دارای مقاومت برشی و نفوذپذیری بیش‌تر هستند. قطر 500 میلی‌متر و عمق 15 متر را می‌توان به‌راحتی اجرا کرد.

آزمایش‌های لازم برای کنترل ساخت ستون‌های آهکی

• آزمایش بارگذاری ورق برای تعیین رفتار خزشی
• آزمایش نفوذ مخروط برای تعیین تغییرات در عمق
• نمونه‌برداری از ستون تکمیل شده

کاربرد ستون‌های آهکی

ستون‌های آهکی برای خاک‌هایی مناسب هستند که حداقل دارای 20 درصد رس باشند و همچنین مقدار رس و لای آن حداقل 35 درصد باشد. می‌توان برای کمک به تثبیت خاک‌های آلی با درصد رطوبت تا 180 درصد از گچ استفاده کرد. وقتی گچ به آهک اضافه می‌شود، مقاومت زهکشی نشده سه برابر زمانی است که فقط از آهک استفاده می‌شود. ستون‌های آهکی به‌خصوص زمانی مؤثر هستند که دمای زمین بالا بوده و در نتیجه سرعت سخت شدن ستون‌ها بیشتر می‌شود.

محدودیت‌ها

یک عیب ستون‌های آهکی این است که می‌توان از آن‌ها به‌عنوان زهکش استفاده کرد اما ظرفیت باربری آن‌ها به مرور زمان و به دلیل شسته شدن توسط آب‌های زیرزمینی اسیدی رقیق، کاهش پیدا می‌کند. مخلوط آهک و رس حساسیت بیشتری در برابر یخ زدن نسبت به خود خاک دارند. گاهی در نتیجه‌ی تغییرات در واکنش شیمیایی مصالح ستون، ممکن است کلوخه‌هایی به‌اندازه‌ی قوطی کبریت ایجاد شود. از طرفی هم ممکن است ستون به‌صورت لایه‌ای در هر 20 تا 50 میلی‌متر ترک بخورد.

به همین دلایل آزمایش‌های مخلوط‌های آزمایشگاهی معمولاً قابل مقایسه با نمونه‌های میدانی یا آزمایش‌های میدانی نیستند.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۱۰۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.