مطالعه آزمایشگاهی و صحرایی عملکرد شمع های پیچی در خاک ماسه ای

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی ژئوتکنیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

2 دانشیار، دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران

چکیده

توسعه روش‌های مختلف در ساخت پی‌های عمیق می‌تواند عاملی در جهت اجرای هرچه بهتر و بهینه‌تر پروژه‌های عمرانی بویژه در مناطق دارای خاک‌های مسأله‌دار باشد. شمع‌های پیچشی پره‌ای بواسطه دارا بودن محاسنی همچون سرعت بالای اجراء، گستردگی دامنه ‌کاربرد در خاک‌های مختلف، اجرای بدون صدا و ارتعاش، عملکرد مؤثر در فشار و کشش، تقویت پی‌های موجود و غیره در مقایسه با دیگر شمع‌های رانشی و یا درجاریز از جمله پرکاربردترین پی‌های عمیق محسوب می‌گردند. در این مقاله به بررسی عملکرد شمع‌های پیچی تک‌پره، دوپره و سه‌پره در شرایط بدون تزریق و با تزریق بوسیله مدلسازی فیزیکی در آزمایشگاه و همچنین مطالعه صحرایی پرداخته شده است. مدلسازی به کمک دستگاه فشار همه جانبه مخروطی (FCV) بر روی خاک ماسه ای انجام پذیرفت. همچنین اثر پس‌تزریق بر مقاومت این‌گونه شمع‌ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین نتایج آزمایشات بارگذاری فشاری با روش تحلیلی مقایسه گردیده است. نتایج  نشان می‌دهد عملکرد استوانه ای در خاکهای ماسه ای در شمع های پیچی مناسب نیست و با افزایش تعداد پره ها ظرفیت باربری شمع ها کاهش یافته است. عمل تزریق درشمع های سه پره باعث افزایش مقاومت بیشتری نسبت به شمع های تک پره و دو پره شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Laboratory and field study of the performance of helical piles in sandy soil

نویسندگان [English]

  • Farhad Nabizadeh 1
  • Asskar Janalizadeh 2
1 PhD candidate, Department of Civil Engineering, Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 Associate professor, Department of Civil Engineering, Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

Developing different method in construction of deep footing plays a major role in optimized and economized performing of civil projects especially in problematic soils. One of the common types of deep footing is helical piles which have several advantages such as fast procedure, useful in different soil types, performing without noise and vibration, effective in pressure and tension and etc. In this paper, the performance of 1-helix & 2-helixes and 3-helixes in an un-grouted and grouted with the field and laboratory studies are discussed. Field studies include of helical piles behavior in sand. Laboratory tests with physical FCV modeling is also carried out on the soil of the site. Grouting effect on helical piles resistance is evaluated. Comparison load test results with analytical method were compared. Results show that performance cylindrical in sandy soils in helical piles is not suitable and increasing helical number pile capacity is decreases. Also, after grouting helical pile with three helixes increases more resistant compare to one helix and double helixes.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bearing Capacity
  • Helical Piles
  • Field and Laboratory Study
  • Post grouting

[1]        Perlow JM.; "Helical Pile Acceptance Criteria, Design Guidelines, and Load Test Verification"; Geo-Frontiers Adv. Geotech. Eng., (2011) p 94–102

[2]        Abdelghany Y. and  El Naggar M.; " Full-Scale Field Investigations and Numerical Analyses of Innovative Seismic Composite Fiber-Reinforced Polymer and Reinforced Grouted Helical Screw Instrumented Piles Under Axial and Lateral Monotonic and Cyclic Loadings"; Adv. Soil Dyn. Found. Eng., (2014) p. 414–24. doi:10.1061/9780784413425.042.

[3]        Tsuha CHC., Aoki N., Rault G., Thorel L. and Garnier J., "Evaluation of the efficiencies of helical anchor plates in sand by centrifuge model tests";  Can Geotech J( 2012) 49:1102–14. doi:10.1139/t2012-064.

[4]        Cerato AB. and Victor R.; "Effects of Long-Term Dynamic Loading and Fluctuating Water Table on Helical Anchor Performance for Small Wind Tower Foundations";  J Perform Constr Facil (2009) 23:251–61. doi:10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000013.

[5] Vesic, A.S.; "Breakout resistance of objects embedded in ocean bottom";  Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE 97(SM 9), (1971)1183-1205.

 [6] Mitsch, M.P., and Clemence, S.P;" The Uplift capacity of helix anchors in sand, Uplift behavior of anchor foundations in soil",In Proceedings of ASCE, New York, NY., (1985) pp. 26-47

[7] Das, B.M; " Earth anchors", Elsevier(1990), Amsterdam.

[8] Perko HA.;"Helical Piles, A Practical Guide to Design and Installation"; Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, INC (2009)

[9] Sakr M.; "High Capacity Helical Piles – A New Dimension For Bridge Foundations"; Proc. 8th Int. Conf. Short Mediu. Span Bridg., Niagara Falls, Canada (2010).

[10]  M.A.Fattah, A.Eslami and A.Fahimifar; "Direct CPT and CPTu methods for determining bearing capacity of helical piles"; Marine Georesources & Geotechnology Journal, doi:10.1080/1064119,(2016)1133741

[11] Sprince, A. and Pakrastinsh, L. “Helical Pile Behavior  and  Load Transfer Mechanism in Different Soils” The 10th. International Conference, May 19-21, (2010).

[12]       Vickars R, Clemence S.;"Performance of Helical Piles with Grouted Shafts";  New Technol. Des. Dev. Deep Found., (2000) p. 327–41.

[13]       American Society for Testing and Materials.;"Standard Test Methods for Deep Foundations Under Static Axial Compressive Load"; ASTM D1143 / D1143M - 07. Annu B ASTM Stand (2013) 04.08. doi:10.1520/D1143_D1143M.

[14] CFEM; "Canadian Foundation Engineering Manual"; 1th Edition Canadian Geotechnical Society, Technical Committee on Foundations, BiTech Publishers Ltd., Richmond, EC(2006).