مايكروپايلها، شمعهايي مسلحشده با قطر اندكاند، كه در آن دوغاب تزريق شده است. بارها توسط پوسته از خاك به دوغاب تزريقي منتقل ميشود و ظرفيت باربري توسط مسلح كنندهي فولادي انجام ميگيرد. تاريخچه ابداع ميكروپايل به اوايل دهه پنجاه ميلادي، زماني كه اروپا با خيل عظيمي از ساختمانهاي در معرض خرابي ناشي از صدمات وارده در جنگ جهاني دوم روبرو بوده است برميگردد، در اين دوره ابداع يك روش بهسازي بستر كه علاوه بر كارايي و قابليت اجرا در بين ساختمانهاي تخريب گرديده، سريع و اقتصادي نيز باشد، بسيار ضروري بود. در چنين شرايطی، ابداع ميكروپايل توسط پيمانكار مشهور ايتاليايي صورت پذيرفت كه بدليل ويژگيهاي منحصربه فرد، اين روش، گسترش فراواني يافت. اين مسلحكنندهها ميتوانند تحت كشش يا فشار قرار گيرند. از ظرفيت باربري انتهاي Micropile ها صرف نظر ميگردد. مايكروپايلها به طور معمول داراي قطر 4تا 10 اينچ و طول 70تا 100 فوت ميباشند. ظرفيت باربري اين مايكروپايلها 20تا 100 تن ميباشد. اين شمعها را ميتوان در هر شرايط زمين و با هر زاويهاي اجرا نمود. تجهيزات اجراي اين روش نياز به فضاي اندكي دارد. Micropile هايي كه جهت پايداري شيبها به كار برده ميشوند را ميتوان در زاويهها و جهتهاي مختلف اجرا نمود. (شکل1)
شکل ١
Micropile باعث انسجام تودهي خاك ميگردند. طبقهبندي Micropileها بر اساس نحوهي انتقال بار به خاك و روش تزريق انجام ميگيرد. دستهی اول مايكروپايلهايي هستند كه مستقيما در معرض بار قرار ميگيرند و به صورت عمودي يا جانبي ( يا هردو ) در برابر بار واردشده مقاومت ميكنند. (شکل 2)
دستهي دوم Micropileها به صورت درهمتنيده ميباشند. اين مايكروپايلها به اندازهي دستهي اول مسلح نميباشند.
دليل اين امر اين است كه اين دسته مستقيما تحت اثر بار قرار نميگيرند؛ بلكه كل بلوك خاك مسلح شده تحت اثر بار قرار ميگيرد.( شکل 3)
شکل ٢- مايكروپايل دستهی اول
شکل ٣- مايكروپايل دستهی دوم
Micropileها به صورت ميلهی فولادي يا لولهی جاسازي شده دورن دوغاب تزريقي ميباشد. (شکل 4)
مهمترين مزاياي استفاده از روش Micropile نياز به فضاي اندك، اجراي روش در هر نوع خاك، اثرات اندك تخريبي محيطي و اجراي روش در صورت بالا بودن سطح آب زيرزميني ميباشد. دستهي اول Micropileها ميتوانند تحت اثر كشش يا فشار قرار گيرند. اين دسته داراي طولي زياد و قطري اندك جهت مقاومت در محل سطحلغزش به خصوص مقاومت در برابر خمش ميباشند.
شکل ۴- مقاطع مایکروپایلهای رایج
در اين مورد Micropileها همانند انكرها و Soil Nail ها در برابر بيرونكشيدگي مقاومت ميكنند. اما اجراي Micropileها به صورت عمودي يا نزديك به عمودي در برابر بيرونكشيدگي ضعيف ميباشند. اين نوع Micropileها براي زمينلغزشهاي كوچك مناسب ميباشد. دستهي دوم يعني مايكروپايلهاي مشبك باعث پايداري زمينلغزشهاي سطحي، شيبهای خاكبرداريشده ميگردد. در بسياري از موارد نياز به تزريق با فشار نميباشد، به همين دليل اجراي اين روش نسبتا ساده است.
Micropile شمعهاي اصطكاكي معمولي ميباشند كه اصطكاك پوستهي آن بستگي به نوع تزريق دوغاب دارد. اين Micropile در سطح لغزش در برابر خمش مقاومت ميكنند، همچنين در برابر بيرونكشيدگي نيز مقاومند.
طراحي Micropileهایي كه از ميلهي فولادي با دوغاب تزريقي ساخته شدهاند شبيه Soil Nail میباشد. طراحي Micropile هايي ساخته شده با لولهي فولادي و دوغاب تزريقي شبيه ShearPile ها ميباشد. از اين سيستم ميتوان به عنوان ديوار حائل نيز استفاده نمود. (شکل 5) در حال حاضر طراحي قابل قبولي براي دستهي دوم Micropile وجود ندارد. اما در صورت وجود شرايط خاكبرداري اين مايكروپايل ها بايد تا ارتفاع ديوار در زير ديوار ادامه پيدا كنند. در شيبهايي كه پتانسيل زمينلغزش وجود دارد مايكروپايلها بايد از سطح لغزش عبور نمايند.
شکل ۵- استفاده از مايكروپايل به عنوان ديوار حائل
اجراي میکروپایل شامل سه مرحلهي حفاري، جايگذار ميله فولادي و تزريق دوغاب ميباشد. دوغاب مورد استفاده عموما ترکیبی از سيمان و آب است. درصد سيمان مورد استفاده ۴۵ تا ۵۰ درصد وزن دوغاب ميباشد.( شکل ۶)
شکل ۶- مراحل اجرای مایکرپایل
شکل ٧- مراحل اجرای مایکرپایل
شکل ٨- تست کشش مایکرپایل