بررسی میدانی عملکرد مدل شمع‌های مختلف پیچشی در خاک‌های ماسه‌ای مطالعه موردی-ساحل بندر انزلی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

4 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

اجرای شمع‌های سنتی در محیط‌های شهری و ساحلی دارای چالش‌های متعدد، نظیر نیاز به تجهیزات و ماشین‌آلات حفاری سنگین، صعوبت دسترسی و مشکلات اجرایی در خاک‌های نرم و مسئله‌دار و مشکلات زیست‌محیطی نظیر سروصدا ، نویز و لرزش و . . . می‌باشد. از طرفی با توجه به توسعه تجهیزات متعدد هیدرولیکی و مکانیکی، مدل شمع‌های جدیدی در سراسر دنیا جایگزین شمع‌های سنتی نظیر شمع‌های فولادی کوبشی و یا بتنی درجا شده است. این مدل از شمع‌ها با استفاده از نیروی گشتاور هیدرولیکی با حداقل مشکلات اجرایی نظیر، حداقل ارتعاش، آلودگی صوتی و با سرعت بسیار بالا قابلیت نصب در مناطق با دسترسی پایین را دارا می‌باشند. در تحقیق حاضر با استفاده از تجهیزات متعدد هیدرولیکی و الکترونیکی دو مدل از شمع‌های متداول پیچشی و یک مدل شمع ابداعی جدید در ساحل بندر انزلی به عمق استقرار 20/3 متر نصب و موردمطالعه قرار گرفت. همچنین یک شمع فولادی لوله‌ای به‌عنوان مبنای مقایسه رفتار شمع‌های کوبشی با شمع‌های پیچشی نیز با ابعاد و عمق استقرار مشابه مورد آزمایش قرار گرفت. درمجموع 5 آزمایش بارگذاری استاتیکی فشاری بر روی شمع‌های اجراشده انجام گرفت و نتایج بررسی‌ها نشان داد که این مدل از شمع‌ها در کلاس شمع‌های با ظرفیت کم تا متوسط از ظرفیت باربری قابل قبولی برخوردار بوده و می‌توانند به‌عنوان جایگزین مناسبی برای شمع‌های سنتی در ساخت‌وسازهای شهری و ساحلی مطرح گردند. همچنین شمع ابداعی خودبازشونده با 600 نیوتن متر گشتاور کمتر نسبت به شمع هلیکال با ظرفیت باربری معادل با 160کیلونیوتن قابلیت بالای شمع ابداعی را مشخص نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Field investigation on the performance of different screw piles in sandy soils Case study: Bandar Anzali Coast - Anzali Port

نویسندگان [English]

  • Ebrahim Shojaei 1
  • Abolfazl Eslami 2
  • Navid Ganjian 3
  • Ramin Ezzatdust 4
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
3 Department of civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

Installation of traditional piles in urban and coastal environments has many challenges, such as the need for heavy drilling equipment and machinery, the lack of access, enforcement problems in soft and problematic soils and environmental problems such as vibration and noise pollutions. Meanwhile, according to the development of different hydraulic and mechanical equipment, new model of piles have been introduced which can be considered as a useful alternative to traditional piles. This model of piles bring the advantage of minimum executive problems such as less vibration and noise pollution and high speed installation procedure at low accessible areas. In the present study, using different hydraulic and electronic equipment, the behavior of the two models of conventional screw piles and a new innovated pile model were studied in Bandar Anzali with an embedment depth of 3.20 m. Also, a tubular steel pile was tested as the basis for comparing the behavior of driven piles with screw piles with the same dimensions and embedment depth. Overall, five compressive static loading tests were carried out on the implemented piles. The results indicated that this model of piles have an acceptable loading capacity and can be introduced as a suitable substitute for traditional piles in urban and coastal constructions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Field investigation
  • Screw piles
  • Traditional piles
  • Performance
  • Bearing capacity
  1. Sivakugan, N and Das, B M. (2009). Geotechnical engineering: a practical problem solving approach. USA: J. Ross Publishing. 506.
  2. Perko, H A. (2009). Helical piles: a practical guide to design and installation. New jersey: John Wiley & Sons. 528.
  3. Di Bernardo, G. (2012). Helical pile Deck foundation. New Jersey Deck Boulder, USA: Availible at: https://www.technopieux.com/wp-content/uploads/2017/08/helical-pile-deck-foundations-a-new-jersey-deck-builder-liked-helical-piles-so-much-he-started-a-new-business-professional-deck-builder-screw-piles.pdf
  4. Khazaei, J and Eslami, A. (2017). Postgrouted helical piles behavior through physical modeling by FCV. Marine Georesources Geotechnology, 35(4), 528-537.
  5. Fateh, A M A. Eslami, A. and Fahimifar, A. (2017). A study of the axial load behaviour of helical piles in sand by frustum confining vessel. International Journal of Physical Modelling in Geotechnics, 18(4), 175-190.
  6. Lutenegger, A J and Tsuha, C. (2015). Evaluating installation disturbance from helical piles and anchors using compression and tension tests. In: XV Panamerican Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Buenos Aires. 373-381.
  7. Vickars, R A and Clemence, S P. (2000). Performance of helical piles with grouted shafts, in New Technological and Design Developments in Deep Foundations. 327-341.
  8. نبی زاده, س ف. جانعلی زاده, ع. (1395). بررسی عملکرد شمع‌های پیچی پس تزریق در خاک های رسی-سیلتی و ماسه ای. انجمن علمی مهندسی سازه ایران, 3, 5-15.
  9. Shah, F and Deng, L. (2015). In-situ Axial Load Tests of Drilled Displacement Steel Piles. In: Geo Quebec. Quebec, Canada: 222-230.
  10. Terceros Arce, M and Terceros Herrera, M A. (2016). The Use of an Expander Body with Full Displacement Piles in Medium-Dense Sandy Soils. In: Geo-China 2016. Shandong, China: American Society of Civil Engineers ( ASCE ), 142-151.
  11. Kawai, M. Ichikawa, K. and Kono, K. (2017). Development of New Type of Screwed Pile with Large Bearing Capacity and Ecological Driving Method “Tsubasa Pile TM”. In: Congrès International de Géotechnique–Ouvrages–Structures. Singapore: Springer, 411-425.
  12. Shields, C. (2017). Fundamentals of Torque Down Piles. Geo-Institute Dinner Presentation: ASCE. Availible at: https://www.slideshare.net/asceoc/asce-oc-branch-geoinstitute-dinner-presentation-fundamentals-of-torque-down-piles
  13. Das, B M and Shukla, S K. (2013). Earth anchors. second edition. USA: J. Ross Publishing. 352.
  14. Geotechnics, A. (2005). Design of screw piles: assessment of pile design methodology. London: Ove Arup Partners Ltd.
  15. International, A. (2013). Standard test method for deep foundations under static axial compressive load. ASTM International.
  16. Sakr, M. (2014). Retracted: Relationship between Installation Torque and Axial Capacities of Helical Piles in Cohesionless Soils. Journal of Performance of Constructed Facilities, 29(6), 04014173.
  17. Tsuha, C d H C and Aoki, N. (2010). Relationship between installation torque and uplift capacity of deep helical piles in sand. Canadian Geotechnical Journal, 47(6), 635-647.
  18. Eslami, A and Fellenius, B H. (1997). Pile capacity by direct CPT and CPTu methods applied to 102 case histories. Canadian Geotechnical Journal, 34(6), 886-904.
  19. Randolph, M. (2003). Ratz version 4-2: load transfer analysis of axially loaded piles, school of Civil Resource Engineering, University of Western Australia, Perth, Australia:

20           Shojaei, E., Eslami, A., & Ganjian, N. (2021). Self-expanded piles: A new approach to unconventional piles development. Marine Georesources & Geotechnology, 39(1), 115-128