روش های مختلفی برای بهسازی خاک وجود دارد که از طریق آن می توان هنگام احداث ساختمان در مناطقی که خاک سست دارد، از مشکلات احتمالی و چالش های موجود پیشگیری کرد. شمع  کوبی، میکروپایل و انجماد خاک از جمله این روش ها می باشد. در این مقاله با تیم مهندسی فراز آسمان نجف همراه شوید تا شما را با روش انجماد خاک (Ground Freezing) آشنا کنیم.

مختصری در مورد تاریخچه انجماد خاک (Ground Freezing)

طبق اطلاعات ثبت شده در این زمینه، اولین بار در سال ۱۶۸۲ از این روش برای مقاوم سازی خاک استفاده شده است. بعد از آن در سال ۱۸۸۸ در ایالات متحده آمریکا براب عملیات ساخت و حفاری معدن از روش انجماد خاک استفاده شده است.

امروزه این روش در سراسر دنیا شناخته شده است و بسیار مورد استقبال مهندسان و معماران ساختمان می باشد و انجماد خاک را به عنوان روشی می شناسند که نه تنها برای مقاوم سازی و بهینه سازی خاک مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه به منظور مهار آلودگی های خاک از این روش استفاده می شود.

فرایند انجماد خاک (Ground Freezing) چیست؟

در فرایند انجماد خاک، آب های زیر زمینی را به یخ تبدیل می کنند تا مقاومت فشاری را به طرز چشمگیری افزایش دهند. این عملیات از طریق مجموعه لوله های با قطر کم انجام می شود که در عمق زمین کار گذاشته می شود. به این ترتیب آب های زیرزمینی یخ می زند و به عنوان یک عامل پیوند دهنده ی ذرات سنگ و خاک عمل می کند.

در این روش از طریق یک لوله مرکزی جریان آب نمک بسیار سرد و یا نیتروژن مایع به سمت لوله ها هدایت می شود. این جریان آب سرد، گرما را از خاک اطراف می گیرد و باعث یخ زدگی خاک می شود. به این ترتیب ذرات خاک به یکدیگر می چسبد و ساختار صلب و مستحکمی پیدا می کند.

انجماد خاک (Ground Freezing) چه مزیتی دارد؟

پیش تر گفتیم که برخی زمین های سست که امکان ساخت و ساز در آن ها وجود ندارد، لازم است که بهینه سازی شود. از طریق انجماد خاک (Ground Freezing) خاک این گونه مناطق مقاوم سازی می شود.

در این روش پس از اتمام عملیات انجماد خاک عملیات حفاری شروع می شود و مزیتی که این روش نسبت به سایر روش های مقاوم سازی خاک دارد این است که انجماد خاک (Ground Freezing) روشی غیرتهاجمی است و پس از اینکه عملیات حفاری ، و عملیات انجماد خاک به پایان رسید، زمین به حالت اولیه بر می گردد و تقریبا دست نخورده باقی می ماند.

به طور کلی می توان مزایای زیر را برای روش انجماد خاک (Ground Freezing) برشمرد.

• انجماد خاک باعث افزایش مقاومت فشاری و برشی خاک می شود
• با منجمد سازی خاک مدول برشی دینامیکی خاک افزایش می یابد
• انجماد سازی خاک پتانسیل روانگرایی خاک را کاهش می دهد
• انجماد خاک باعث می شود که توده خاک نسبت به بارهای دینامیکی بهتر پاسخ دهد
• منجمد سازی خاک باعث افزایش شکل پذیری خاک می شود

نکاتی که در روش انجماد خاک باید به آن ها توجه کرد

برای استفاده از روش انجماد خاک برای اصلاح خاک و تقویت آن، لازم است که به این نکات توجه داشته باشید :

میزان عملکرد خوب و تاثیرگذاری انجماد خاک به این موارد وابسته است :

• حضور آب برای ایجاد یخ زدگی
• سیمانی بودن فواصل بین ذرات

این دو در میزان مقاومت زمین جهت تعادل بین سنگ نرم و متوسط تاثیرگذار است.

نکته ی بعدی این است که چنانچه رطوبت سوراخ ها را به طور کامل پر نکرده باشد، ممکن است نیاز باشد که آب اضافه شود.

اما به طور کلی مقاومت خاک منجمد شده به سه عامل بستگی دارد که این عوامل عبارتند از : دمای انجماد، طبیعت خاک و رطوبت.

کلام آخر

قبل از هر اقدامی برای انتخاب روشی مناسب جهت افزایش مقاومت خاک لازم است که محل احداث پروژه را به درستی و با دقت بررسی کنید. اگر از روش انجماد خاک (Ground Freezing) برای بهبود خاک آن منظقه استفاده می کنید، به طراحی مناسب لوله های انجماد توجه کافی داشته باشید.

از همراهیتان ممنون و سپاسگزاریم.