اختلاط عمیق خاک یا DSM یکی از روش های کاربردی بهسازی خاک در جهان است که با استفاده از تزریق مواد پایدار کننده ای نظیر سیمان یا آهک با استفاده از یک حفار با محور توخالی به صورت مکانیکی در خاک، باعث تولید ستون های خاک سیمانی و اصلاح مشخصات خاک می گردد. در این روش با اجرای متوالی ستون‌ها و ایجاد همپوشانی بین آنها، می توان دیوارهای آب‌بند ایجاد نمود و یا هر گونه آرایشی را در زیر پی ساختمان اجرا کرد و پس از حصول مقاومت کافی، پی سازه را بر روی ستون‌های اجراشده بنا نمود.
روش اجرای اختلاط عمیق خاک (DSM)
همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است، ابتدا توسط اوگر، حفاری تا عمق مورد نظر انجام می گردد. سپس حفاری متوقف شده و اوگر به صورت آهسته به سمت بالا حرکت می کند و در حین حرکت، دوغاب از نازل های تعبیه شده در نوک بازوها با فشار زیاد به درون خاک تزریق می گردد. این حرکت و تزریق به صورت مرحله ای بوده و پس از طی ۱ متر رو به بالا، ۱ دقیقه در آن تراز می چرخد و دوغاب را تزریق می کند و این کار تا رسیدن به تراز زمین طبیعی ادامه می یابد. البته فاصله ها و زمان های اشاره شده با توجه به نوع دستگاه و نوع خاک متفاوت است. ضمناً روش تزریق بالا به پایین نیز بسته به شرایط اجرایی پروژه و محل قرار گیری نازل های تزریق، قابل انجام می باشد.
مراحل اجرای اختلاط عمیق خاک (روش تر)
افزودنی های روش اختلاط عمیق خاک (DSM)
دوغاب سیمان و یا سیمان به صورت خشک رایج ترین افزودنی در روش اختلاط عمیق خاک است. حجم دوغاب مصرفی بسته به مورد و شرایط خاک حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد حجم خاک اصلاح نشده است. آهک نیز از افزودنی های مناسب است که گاه با سیمان مخلوط شده و به طور همزمان استفاده می شوند. در این صورت نسبت وزنی سیمان به آهک حدود ۱ به ۴ و مجموعه آنها به میزان حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم به هر مترمکعب خاک اصلاح نشده اضافه می شود. افزودنی های دیگر مثل خاکستر آتشفشانی، سرباره کوره و سایر مواد شیمیایی نیز در صورت امکان می توانند مورد استفاده قرار گیرند.
کاربردهای روش اختلاط عمیق خاک (DSM)
روش اختلاط عمیق برای بهسازی محدوده وسیعی از خاک های نرم غیر آلی و خاک هایی که سایر روش های بهسازی در آن ها مناسب نیستند کاربرد دارد، البته در مورد خاک های آلی نیز می توان با در نظر گرفتن تمهیداتی نظیر اضافه کردن ماسه به مخلوط خواص خاک را بهبود بخشید.
روش اختلاط عمیق خاک، جزء اقتصادی ترین روش ها جهت اصلاح خاک های نرم است. محدودیت‌های اقتصادی، زمانی و یا محیطی گاه سبب می شود سایر روش‌های بهسازی مانند پیش بارگذاری، یا روش‌های دینامیکی مقرون به صرفه نباشند. از طرفی این دو روش به دلیل ایجاد ارتعاشات و صدای زیاد در مناطق شهری چندان قابل استفاده نیستند. روش اختلاط عمیق به عنوان جایگزینی مناسب برای این دو روش و همچنین روش شالوده های عمیق (اجرای شمع)، قابلیت های خود را به اثبات رسانده است.
با گذشت حدود ۵۰ سال از ابداع این روش، به دلیل کمبود تکنولوژی لازم جهت اجرا، در مواردی اندک از این روش در ایران استفاده شده است. با توجه به وجود زمین‌های ساحلی در شمال و جنوب ایران، اهمیت استفاده از این روش بیش از پیش روشن می گردد. به ویژه آن که در کشور ما به علت لرزه خیزی زیاد و امکان وقوع پدیده روانگرایی در مناطق ساحلی، استفاده از این روش باعث کاهش پتانسیل روانگرایی و جلوگیری از بروز مشکلات ناشی از آن می‌شود. همچنین امکان بهسازی خاک از روی بارج در ساخت بندرها و سازه های دریایی، از دیگر مزایای این روش جهت استفاده در مناطق ساحلی می باشد.
میزان اصلاح خاک در روش اختلاط عمیق خاک بسته به:
-
نوع مواد افزودنی
-
سطح انرژی اختلاط
متفاوت است. در این روش، با اختلاط دوغاب با خاک، مصالحی ساخته می شود که با گذشت زمان سخت تر شده و مقاومت آن افزایش می یابد و می تواند به عنوان مصالح مهندسی با مشخصات ژئوتکنیکی بهتر از خاک محل، در طراحی ها استفاده گردد.
برخی از کاربردهای روش اختلاط عمیق خاک در بهسازی بستر:
-
تقویت پی انواع سازه
-
کاهش پتانسیل روانگرایی
-
تقویت شالوده (فونداسیون) اجرا شده
-
تقویت پی در راهسازی
-
شالوده (فونداسیون) مخازن نفتی
-
دیوار آب بند
-
اجرای دیواره حائل قائم
-
حفاظت شیب خاکبرداری
-
توسعه بنادر
-
پایدارسازی تونل
مزایای روش اختلاط عمیق خاک (DSM)
-
اقتصادی بودن این روش در مقایسه با روش های مشابه بهسازی
-
هزینه تجهیز کارگاه بسیار پایین در مقایسه با روش‌های مشابه نظیر تراکم دینامیکی یا اجرای شمع
-
کاهش نفوذپذیری خاک
-
افزایش مقاومت خاک
-
کاهش نشست خاک بر اثر سربار
-
جلوگیری از روانگرایی
-
اصلاح درجای زمین
-
تبدیل شدن زمین به بخشی از سیستم خاک – سازه
-
امکان کنترل و تأیید کیفی کار
-
سرعت اجرای بسیار بالا
-
ارتعاش و آلودگی صوتی بسیار پایین در مقایسه با سایر روش های بهسازی متداول شهری
-
ایده آل از لحاظ زیست محیطی
