نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر

اثر ترکیب ستون سنگی و شمع بر جلوگیری از نشست و بررسی عوامل تاثیرگذار بر ظرفیت باربری ستون‌های سنگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران
2 دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان
چکیده
بهسازی خاک‌های سست و مسئله‌دار با استفاده از ستون‌های سنگی یکی از روش‌های رایج به‌ ویژه برای کاهش نشست و افزایش ظرفیت باربری است. با این حال، در بارگذاری‌های سنگین یا خاک‌های بسیار نرم، ستون‌های سنگی به‌تنهایی ممکن است کارایی لازم را نداشته باشند. از طرفی، شمع‌ها ظرفیت باربری بالایی دارند اما فاقد قابلیت زهکشی بوده و در معرض خطر روانگرایی هستند. این پژوهش با هدف بررسی عددی عملکرد سیستم ترکیبی شمع و ستون سنگی به‌عنوان راهکاری بهینه برای رفع معایب هر یک از این دو روش به‌تنهایی، با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود PLAXIS 3D انجام شده است. در مدل پیm 10×10 و بر روی خاک رسی نرم مدل‌سازی و نتایج سیستم ترکیبی با حالت‌های بدون بهسازی، بهسازی با ستون سنگی تنها و بهسازی با شمع تنها مقایسه گردید. همچنین، تاثیر پارامترهایی نظیر قطر، طول و فاصله ستون‌های سنگی بر ظرفیت باربری آن‌ها به‌صورت پارامتریک بررسی شد. نتایج نشان داد سیستم ترکیبی باعث کاهش قابل توجه نشست (تا حدود 69% در پی گسترده) و افزایش ظرفیت باربری (تا حدود 94% در پی گسترده) نسبت به حالت بدون بهسازی می‌شود. آرایش بهینه برای پی گسترده شامل نسبت ۲ به ۱ (ستون سنگی به شمع) است که بیشترین کاهش نشست را به همراه داشت ، ترکیبی با تعداد بیشتر ستون سنگی. بررسی پارامتریک نیز نشان داد که قطر ستون سنگی، تاثیرگذارترین عامل بر افزایش ظرفیت باربری متناظر با نشست mm50 آن است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

An Investigation of the Effect of Combined Stone Columns and Piles on Settlement Mitigation and the Key Factors Influencing the Bearing Capacity of Stone Columns

نویسندگان English

Ali Pourkiani 1
Mohammad Mohsen Toufigh 1
Vahid Toufigh 2
1 Faculty of Civil Engineering, Shahid Bahonar University. Kerman. Iran
2 Faculty of Civil and Surveying Engineering, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran
چکیده English

Improving difficult and soft soils by means of stone columns is a favored technique to strengthen their ability to support loads. Yet, when loads are high or the subsoil is extremely soft, stone columns by themselves may not perform as they should. However, piles support heavy loads well, but they do not allow for drainage and are easily liquefied. We hope to understand how a compound system of stone and piles performs better than each part on its own, by using PLAXIS 3D software to model the system. The results of a raft at 10×10 meters on soft clay were compared against a system with no reinforcement, ground treated only with stone columns and ground treated only with piles. The way changes in diameter, length and the spacing of several stone columns impact their ability to support loads was also looked into parametrically. The data revealed that together, the reinforcements and raft material cause a big rise in bearing capacity and improved safety by decreasing settlement. It was found that a higher number of stone columns were the best solution for the raft foundation. The parametric study revealed that the bearing capacity of the stone column is mainly affected by its diameter.

کلیدواژه‌ها English

Stone Column
Pile
Settlement
Bearing Capacity
Combined Ground Improvement