عملیات شمع کوبی در ساختمان + بیان ۶ مزیت مهم آن

عملیات شمع کوبی از مهم ترین عملیاتی است که در پی‌ ریزی ساختمان برای افزایش استحکام‌ زمین انجام می‌ شود. در این مقاله صفر تا صد عملیات شمع کوبی در ساختمان را شرح داده ایم. اجرای شمع کوبی با استفاده از ستون‌ های بسیار بزرگ و مقاوم انجام می شود که به آن شمع کوبی در ساختمان گویند.

در واقع کاربرد شمع کوبی که کار گذاشتن ستون‌ های مقاوم در زمین است، یکی از مراحل بهسازی خاک زیر ساختمان محسوب می شود. این عملیات موجب افزایش مقاومت خاک و افزایش توان زمین برای تحمل وزن بسیار زیاد ساختمان می شود. جنس ستون‌ ها در عملیات شمع کوبی ساختمان‌ از فولاد، بتن یا چوب ضخیم است که با توجه به کاربرد شمع، فقط به صورت عمودی درون خاک قرار می‌ گیرند.

عملیات پی ریزی از سالها قبل انجام می شده است و تدریج با پیشرفت تکنولوژی در صنعت ساختمان سازی، روش شمع کوبی مرسوم شد. برای استحکام زمین زیر بناهای بلند و برج های بزرگ، لازم است از شمع در عملیات پی ریزی ساختمان استفاده شود. شمع کوبی می تواند موجب استحکام و بهسازی خاک اولیه شده و امنیت و طول عمر بنای ساخته شده را افزایش می دهد. برای اینکه بدانید شمع کوبی در ساختمان چیست و  کاربردهایی دارد، پیشنهاد میکنیم تا انتهای این مطلب با “خونه سازها” همراه باشید.

 

عملیات شمع کوبی ساختمان چیست؟

برای اینکه بدانید عملیات شمع کوبی ساختمان چیست و چه کاربردی دارد باید بگوییم در اجرای بسیاری از پروژه های ساخت و ساز، مهندسان عمران با مشکل پوکی و سستی خاک روبرو می شوند. خاکی که ثبات و استحکام کافی را نداشته باشد در اثر وزن ساختمان، نشست می کند و به عمق پایین تر فرو می رود در این حالت ساختمان آسیب می بیند و یا از بین می رود. در این شرایط لازم است از شمع کوبی ساختمان استفاده شود تا خاک تحمل وزن مصالح و آهن آلات سنگین ساختمانی را داشته باشد. در واقع شمع کوبی ساختمان یک روش موثر برای بهینه‌ سازی زمین پروژه است.

عملیات شمع کوبی با اصطلاح Piling (پایلینگ) نیز شناخته می شود و از مهم‌ترین مراحل مربوط به استحکام سازی ساختمان پروژه به شمار می رود. لزوم استفاده از شمع کوبی علاوه بر اینکه از نظر فنی و ایمنی مهم می باشد، لازم است در تمام پروژه های ساختمانی، ساخت پل ها، سازه های گوناگون که بستر خاک سست است، مورد استفاده قرار بگیرد.

معمولا عملیات شمع کوبی ساختمان در مناطقی انجام می شود که بنا یا ساختمان های دیگری در اطراف محل اجرای شمع کوبی وجود نداشته باشد. زیرا سر و صدای شمع کوبی بسیار زیاد است و ضرباتی که بر شمع ها وارد می شود موجب لرزش زمین شده و ممکن است به ساختمان های مجاور آسیب وارد کند. از طریق اتصال ستون یا شمع، درون لایه‌های زیرین خاک با عملیات شمع کوبی، خاک زیربنای ساختمان از مقاومت بیشتری برخوردار می شود این عملیات توسط دستگاهی به نام شمع‌ کوب انجام می‌ شود.

 

چه زمانی باید از عملیات شمع کوبی استفاده کرد؟

استفاده از شمع برای افزایش مقاومت پی ساختمان کاربرد دارد اما همیشه نمی توان از شمع کوبی استفاده کرد، در این قسمت شرح داده ایم که چه زمانی باید از عملیات شمع کوبی استفاده شود. در واقع، استفاده از شمع تنها دبه ساخت ساختمان ها محدود نمی شود و برای ساخت بنادر ساحلی، پل ها، راه آهن و … نیز می‌ توان از آن استفاده کرد.

1. از طریق اجرای عملیات شمع کوبی در بنادر، می توان ضربه‌ های سنگین حاصل از موج و برخورد کشتی ها را کاهش داد.
2. از دیگر کاربردهای شمع کوبی، کاهش فرسایش و فرونشست پایه‌ های پل‌ های آبی است، این عملیات می تواند موجب کاهش خطرات حاصل از شکستن و سست شدن پل شود.
3. قسمت های شیبدار زمین نیز به مرور زمان پایداری و استحکام خود را از دست می‌ دهند؛ در چنین شرایطی می توان از عملیات شمع کوبی برای استحکام‌ سازی سطوح شیب دار استفاده کرد. ستون‌ های شمع موجب افزایش ثبات و پایداری خاک زمین های شیبدار می شوند.

جنس شمع در عملیات شمع کوبی از چیست؟

در اجرای عملیات شمع کوبی با توجه به شرایط محیطی و پروژه از جنس شمع مناسب استفاده می شود. جنس شمع می تواند از نوع فولاد، بتن، چوب یا مرکب (ترکیبی از دو یا چند جنس مختلف) باشد. جنس شمع با توجه به نوع پروژه انتخاب می شود به طور مثال در مناطقی که خاک مرطوب دارد، استفاده از شمع چوبی توصیه نمی شود البته در صورت لزوم می توان آن را عایق کرد تا به این ترتیب به افزایش طول عمر شمع کمک کرد. شمع بتنی پرکاربردترین جنس شمع در عملیات شمع کوبی محسوب می شود.

۱- شمع بتنی در عملیات شمع کوبی

شمع بتنی در عملیات شمع کوبی (عملیات پایلینگ) به دو صورت شمع کوبشی و شمع درجا اجرا می شود. شمع کوبشی یک شمع آماده است که به محل اجرای عملیات منتقل می شود. این شمع در کارخانه و توسط دستگاه شمع کوب، بر اساس تعداد و اندازه سفارش مشتری تولید می‌ شود؛ اما شمع درجا‌ریز در محل اجرای عملیات شمع کوبی و بر اساس نیاز ساختمان در محل پروژه ساخته می شود.

۲- شمع چوبی در عملیات شمع کوبی

برای تولید و ساخت شمع چوبی در اجرای عملیات شمع کوبی (پایلینگ) از چوب درختانی مانند کاج، بلوط و… استفاده می شود این چوب ها باید کاملا سالم و صاف بدون هرگونه آسیب، پوسیدگی یا کجی و انحنا باشند. درست مانند یک ستون با قطر دایره ای و البته لازم نیست پوست تنه آنها کنده شود، زیرا استحکام خود را از دست می‌ دهند. این نوع شمع، اغلب در ساخت پایه‌ های اسکله به کار می رود.

۳- شمع فولادی در عملیات شمع کوبی

فولاد از مقاوم ترین نوع جنس در تولید شمع فولادی برای عملیات شمع کوبی است و به سه شکل لوله ای، H و I تولید و استفاده می شود. از شمع فولادی در مناطقی که زمین لرزه (زلزله) رخ می دهد بیشتر استفاده می شود زیرا از قدرت و استحکام بالایی برخودار است، لرزش های شدید زمین می توانند شمع چوبی و بتنی را در عمق زمین بشکند و باعث فروریختن ساختمان یا بنا شود.

۴- شمع مرکب در عملیات شمع کوبی

شمع مرکب در اجرای عملیات شمع کوبی می تواند از ترکیب سه نوع جنس ستون چوبی، فولادی و بتنی ساخته شود. انتخاب جنس ستون های شمعی بستگی به صلاحدید مهندس و معماران پروژه دارد. نحوه ساخت شمع مرکب به این صورت است که ستون به صورت دولایه تولید می شود و قسمت بالایی آن از جنس بتن و قسمت زیرین آن از فولاد یا چوب ساخته می شود. ساختن این ستون ها برخلاف شمع چوبی کاری سخت و زمان‌بر است، زیرا با شرایط ویژه تولید می شوند.

دستگاه شمع کوب چیست؟

دستگاه شمع کوب به دستگاهی گفته می شود که برای انجام عملیات شمع کوبی در ساختمان سازی استفاده می شود. دسگاه شمع کوب، توسط یک وزنه بسیار سنگین، ستون یا شمع را با سه روش دیزلی، بخار و هیدرولیکی درون اعماق خاک ثابت کرده و جایگذاری می‌ کند. لازم است برای استفاده از دستگاه شمع کوب دقت و احتیاط بسیاری شود در غیر این صورت احتمال جا‌به‌ جایی شمع‌ های مجاور وجود دارد. قبل از شروع عملیات شمع کوبی، لازم است حتما عملیات گودبرداری انجام شود.

دستگاه شمع کوب نوعی دستگاه‌ مکانیکی ضروری برای اجرای عملیات شمع کوبی در پی ریزی ساختمان است که در انواع مختلف با کاربردهای متنوعی تولید می شود. این دستگاه دارای ۴ مدل هیدرولیکی، بخاری، دیزلی و ارتعاشی می باشد و مهم‌ترین مزیت استفاده از دستگاه شمع کوبی در عملیات ساختمان سازی، افزایش مقاومت و توان خاک در برابر زمین لرزه، وزن بسیار سنگین سازه و ایمن سازی کل پروژه می باشد. انواع دستگاه شمع کوب شامل موارد زیر است:

1. در شمع کوب بخار، نیروی لازم برای ضربه‌ های چکش توسط بخار آب تامین می‌ شود.
2. در شمع کوب دیزلی نیروی لازم بر اثر انفجار در قسمت سیلندر ایجاد می شود و در پی ریزی زمین های سخت و محکم به کار می‌ روند.
3. ماشین شمع کوب هیدرولیکی برخلاف دستگاه بخار، دود و غبار تولید نمی‌ کند و سروصدای آن بسیار کمتر است؛ به این دلیل که دارای فشار هیدرولیکی مایع است.
4. دستگاه شمع کوب ارتعاشی نوع دیگری از دستگاه های شمع کوب است که عملکرد آن براساس حرکت دو وزنه متحرک و چرخان (خلاف جهت یکدیگر) است. یکی از مهم‌‌ ترین مراحل پی‌ ریزی ساختمان و بهینه سازی زمین پروژه،عملیات شمع کوبی توسط ماشین مکانیکی است.

مزایای عملیات شمع کوبی در ساختمان

استفاده از شمع کوبی در ساختمان از روش های مرسوم برای افزایش پی ساختمان است، از مزایای عملیات شمع کوبی در ساختمان می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. سرعت اجرای شمع کوبی پی ساختمان بالا بوده و به سرعت انجام می شود.
2. اگر اجرای شمع کوبی در مقیاس وسیع اجرا شود و زیربنای سازه یا ساختمان زیاد باشد، هزینه آن کاهش پیدا می کند. پیشنهاد میکنیم برای استعلام قیمت با شماره تلفن مندرج در همین صفحه تماس بگیرید.
3. از مزیت های عملیات شمع کوبی در ساختمان است است که شمع می تواند به عنوان یک سازه محافظ عمل کند.
4. در اجرای شمع کوبی، امکان استفاده مجدد از شمع‌ های پیش ساخته وجود دارد.
5. شمع کوبی، هیچ اختلالی در ساخت و ساز ایجاد نمی‌ کند.
6. با اجرای عملیات شمع کوبی در گودال‌ هایی که ارتفاع آنها حدود ۵ متر است، قیمت بسیار مقرون به‌ صرفه‌ خواهد بود. می توانید برای اطلاع از قیمت شمع کوبی در تهران با شماره تلفن مندرج در همین صفحه تماس بگیرید.

معایب عملیات شمع کوبی در ساختمان

از معایب عملیات شمع کوبی در ساختمان می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. حتما باید هنگام استفاده از شمع کوبی در گودبرداری، اگر ارتفاع محوطه مورد نظر زیاد باشد، از مقاطع سازه‌ ای مستحکم‌ تری استفاده کرد و فاصله شمع‌ ها را کاهش داد.
2. امکان استفاده از شمع‌ های پیش ساخته به دلیل برخی محدودیت‌ ها، در طول پروژه وجود ندارد و لازم است که شمع‌ ها هنگام اجرای عملیات شمع کوبی استفاده شوند.

نحوه اجرای شمع کوبی در ساختمان

هنگام اجرای عملیات شمع کوبی در ساختمان، لازم است چندین گمانه حفر شود تا ویژگی های خاک و لایه های آن بررسی شود. طبق نظر کارشناسی، تعداد، نوع و محل گمانه‌ ها تعیین می شود. علاوه بر این، در زمان شناسایی خاک، لازم است سطح آب زیرزمینی نیز مشخص شود. سپس سطح شمع و طول آن مشخص می شود. برای تعیین سطح و طول شمع، لازم است که استحکام مواد و خواص مکانیکی خاک را داشته باشیم، بعد از انجام محاسبات، شمع کوبی ساختمان اجرا می شود.

اجرای عملیات شمع کوبی معمولا به دو روش شمع کوبی درجاریز و شمع کوبی کوبشی انجام می شود که در این قسمت به شرح هر یک پرداخته ایم:

۱- نحوه اجرای شمع کوبی درجاریز

جهت اجرای این نوع شمع کوبی، مراحل زیر به ترتیب انجام می شود:

مرحله اول:

در ابتدای اجرای عملیات، نقاط مورد نظر برای شمع کوبی، توسط دستگاه‌ های حفاری سوراخ می‌ شود. حفاری توسط یک دستگاه حفاری دورانی با چرخش در زمین آغاز می شود. سپس خاک حفاری شده را جمع‌ آوری کرده و از سوراخ خارج می‌ کنند. برای اینکه مقاومت نوک شمع افزایش یابند، می‌ توان نوک آن را پهن‌ تر کرد. برای اینکار می توان از دستگاهی استفاده کرد که فک آن باز می‌ شود. در شمع کوبی هایی که در عمق زیاد صورت اجرا نمی شوند، می توان با کمک نیروی انسانی و رعایت نکات ایمنی، افزایش سطح مقطع نوک شمع را انجام داد.

مرحله دوم:

در این مرحله، آرماتوربندی انجام می شود و قفسه‌ های آرماتور ساخته شده و تنگ‌ های مارپیچی با میلگرد A2 تهیه می‌ شود. این میلگردها به دور بشکه به شکل مارپیچ در می آیند، برای این کار می توان از یک صفحه آرمیچر خم کن استفاده کرد.

مرحله سوم:

در مرحله سوم از عملیات شمع کوبی، از طریق جوش دادن، آرماتورهای طولی را به میلگردهای دایره‌ ای متصل می شوند تا ساختار کلی آن تشکیل شود. سپس در فواصل زمانی معین، تنگ‌ های دورپیچ را دور آرماتورهای طولی قرار داده و قفسه آرماتورها توسط جرثقیل در داخل چاه حفر شده، قرار می‌ گیرد. از اسپیسرهای بتنی و پلاستیکی برای تشکیل پوشش استفاده می‌ شود. در نهایت برای اینکه قفسه آرماتور در ارتفاع مشخصی، قرار بگیرد از میلگرد و قلاب استفاده می شود. پیشنهاد می‌ کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر درباره میلگردهای مناسب و هزینه اجرای عملیات شمع کوبی درجاریز، با شماره تلفن مندرج در همین صفحه تماس بگیرید.

مرحله چهارم:

در مرحله آخر با استفاده از لوله ترمی، عملیات بتن ریزی را انجام می‌دهند.

۲- نحوه اجرای شمع کوبی کوبشی

دومین روش اجرای شمع کوبی، شمع کوبی کوبشی است؛ اجرای عملیات شمع کوبی کوبشی نیز انواع مختلفی دارد که در این قسمت همه موارد را شرح داده ایم:

• ۲-۱- روش خشک شمع کوبی کوبشی: در روش خشک، ابتدا چاه‌ های مورد نیاز برای اجرای شمع کوبی، حفر می‌ شوند. سپس نوبت به رفع کامل رطوبت چاه می رسد؛ به همین دلیل است که به آن روش خشک گویند. پس از آن، قفسه‌ های آرماتور و شمع‌ ها، قرار داده شده و بتن در مرحله نهایی ریخته می‌شود. این روش به طور کلی برای آب و هوای گرم و خشک استفاده می‌ شود.
• ۲-۲- روش گل حفاری شمع کوبی کوبشی: از روش گل حفاری در مناطقی استفاده می شود که امکان حفاری خشک و تثبیت جداره چاه برای اجرای شمع وجود نداشته باشد. در این روش، برای تثبیت دیوارها از گل حفاری معدنی، پلیمر یا آب استفاده می شود؛ سپس سایر مراحل به روش معمول شمع کوبی ادامه داده می شود. نکته مهمی که در روش گل حفاری لازم است به آن توجه شود این است که بتن ریزی حتما باید از پایین به بالا اجرا شود تا کل گودبرداری به سمت بالا حرکت کرده و بدون اینکه مخلوط شود، از گمانه خارج شود.
• ۲-۳- روش غلاف گذاری شمع کوبی کوبشی: روش غلاف گذاری سومین روش شمع کوبی کوبشی است و  زمانی به کار می رود که دیواره‌ های چاه ریزشی و سست باشد و خاک در شرایطی باشد که احتمال جابجایی و یا نفوذ بیش از حد آب وجود داشته باشد. در چنین شرایطی نمی‌ توان از روش‌ های قبلی استفاده کرد  لازم است غلاف‌ های مورد استفاده در عملیات شمع کوبی، آب‌ بندی شوند تا تحمل فشار بالا را داشته باشند.

 

نکات مهم در اجرای عملیات شمع کوبی کوبشی

هنگام اجرای عملیات شمع کوبی از نوع کوبشی، لازم است به نکات زیر توجه شود تا عملیات به درستی انجام شود:

• برای اینکه از خرد شدن شمع در برابر ضربات چکش جلوگیر شود، می توان از یک قطعه واسطه برای انتقال انرژی چکش استفاده کرد.
• شمع کوبی معمولا بسیار سر و صدا است، بنابراین بهتر است در محیط های غیر شهری استفاده شود. 
• کاربرد شمع کوب های دیزلی یا هوای فشرده برای تمامی انواع خاک‌ است؛ اما شمع کوب های ویبره فقط برای خاک‌های دانه‌ای و غیر چسبنده استفاده می‌شود.
• معمولا عملیات شمع کوبی توسط شمع‌کوب‌ هایی هوای فشرده، موتورهای دیزلی یا ویبره انجام می‌ شود.
• منبع تامین نیروی محرکه شمع کوب های ویبره، برق است. از این شمع کوب ها برای کوبیدن شمع های فولادی، بتنی یا چوبی استفاده می شود. 
• محدود این شمع کوب ها محدود است، به همین دلیل، قطر شمعی که با این دستگاه‌ ها قابل کوبیدن است، کمتر از ۵۰ الی ۶۰ سانتی‌ متر بیشتر است. 
• از مزایای شمع کوب های ویبره این است که می‌ توان از این دستگاه‌ ها برای بیرون کشیدن شمع استفاده کرد. شمع کوب دیزلی یا هوای فشرده، صرفا به صورت ضربه‌ ای عمل می کنند، این در حالی است که شمع کوب ویبره از اثر ترکیب دو حالت ضربه و فرکانس بالا استفاده می کند.

تجهیزات لازم برای شمع کوبی ساختمان

برای اجرای عملیات شمع کوبی لازم است از قبل، تجهیزات لازم فراهم شود. در شمع کوبی، از تجهیزاتی برای تقویت پی ساختمان استفاده می‌ شود. یکی از تجهیزات لازم برای شمع کوبی، میلگرد است. پیشنهاد می کنیم برای اطلاع از قیمت میلگرد با شماره تلفن مندرج در همین صفحه تماس بگیرید. 

هنگام انجام پی ریزی ساختمان، برای اینکه پی ساختمان قوی و مستحکم باشد، لازم است عملیات شمع کوبی، به صورت اصولی و حرفه ای انجام شود. در این شرایط می توان از یکی از انواع سازه نگهبان برای پایدارسازی خاک در گودبرداری استفاده کرد. شمع‌ کوبی روش خوبی و کاربردی است که به کمک آن فشار اضافه به سطوح زیرین خاک منتقل می شود و با افزایش ظرفیت باربری خاک، همچنین مقاوم سازی ساختمان، موجب کاهش احتمال نشست زمین گودبرداری می شود.

در زمان اجرای شمع کوبی ساختمان، بعضی از روش‌ ها و تجهیزات ضروری هستند و استفاده از آنها به طور چشمگیری به بهسازی خاک کمک می‌ کند. به این ترتیب خاک می تواند وزن بسیار زیاد را تحمل کرده و ایمنی ساختمان افزایش پیدا می کند.

سوالات متداول در مورد عملیات شمع کوبی در ساختمان

در این قسمت، پاسخ سوالات متداول در مورد عملیات شمع کوبی در ساختمان را می خوانید، شما نیز می توانید سوالات خود را در بخش دیدگاه ها درج نمایید. علاوه براین می توانید برای مشاوره رایگان و استعلام قیمت درباره اجرای عملیات شمع کوبی در ساختمان با شماره تلفن مندرج در همین صفحه تماس حاصل فرمایید. 

۱- دستگاه شمع کوب چیست و چه کاربردهایی دارد؟

در این مقاله، انواع دستگاه شمع کوب و نحوه عملکرد هر یک را شرح داده ایم، در واقع وظیفه کلی این دستگاه، اجرای عملیات شمع کوبی در ساختمان سازی یا همان عملیات پایلینگ است.

۲- اقبل از شمع کوبی چه اقداماتی باید انجام شود؟

پیش از آغاز عملیات شمع کوبی، لازم است حتما گودبرداری یا حفاری با استفاده از تجهیزات لازم انجام شود.

۳- تفاوت عملیات پی ریزی و شمع کوبی ساختمان چیست؟

عملیات شمع کوبی با پی ریزی متفاوت است، در واقع شمع کوبی نوعی پی ریزی عمیق در خاک است که موجب افزایش استحکام زمین می شود.