Film Implementation of in situ piles/فیلم روش اجرای شمع درجا

Film Implementation of in situ  piles

فیلم روش اجرای شمع درجا

این فیلم درباره روش اجرای شمع درجا می باشد برای اولین بار با جزئیات کامل آنچه که یک مهندس عمران باید بداند در این فیلم گنجانده شده است

The film is about the methods of in situ piles for the first time a civil engineer must know in detail what is included in the film

Steps Slider form/ مراحل اجرای قالب لغرزنده

این انیمیشن مراحل مختلف قالب لغزنده را نشان می دهد.

This animation shows the various stages slider format

All text and change the color to use to download it

دانلود/ Download      

تعریف قالب لغزان یا قالب لغزنده /(Slider Form  or  Slider-Forming) :

یک نوع روش قالب بندی و پیشبرد قالب است که مسلماً قالب با حرکات مقطعی تدریجی در فواصل زمانی مشخص شده به جلو یا بالا حرکت می کند و   بتن ریزی و میلگردگذاری به صورت تقریباً پیوسته ادامه می یابد. در قالب لغزنده سطح قالب همواره در تماس با بتن بوده و از آن فاصله نمی گیرد ولی بر روی آن لیزمی خورد. برای جلوگیری از خلط مفهوم قالب لغزنده و قالب بالارونده (Climbing Form) باید به این نکته توجه نمود که قالب بالارونده در هر نوبت در محل موردنظر مستقر و بسته می شود و پس از تکمیل میلگردگذاری و   بتن ریزی و گیرش و سخت شدن بتن در زمان موردنظر باز می گردد و در محل و موقعیت جدید (در ادامه کار به صورت افقی یا قائم و یا شیبدار) مجدداً بسته می شود.

1-      فلسفه بکارگیری قالب لغزنده

بشر سال ها با شیوه معمولی قالب بتن را مستقر می نمود و بتن ریزی را به انجام می رساند و در ادامه این مراحل را تکرار می کرد و در نتیجه زمان زیادی را به ویژه برای سازه های مرتفع تلف می نمود. برای تسریع در ساخت سازه های مختلف مخصوصاً سازه های مرتفع، فن ساخت به کمک قالب لغزنده بوجود آمد که روش اصلاح شده یا تغییر یافته نوعی قالب بالارونده با خود بالابر بود.

2-  تاریخچه

ظاهراً روس ها فن ساخت قطعات به کمک قالب لغزنده قائم را ابداع نموده اند و سپس در اروپا و آمریکا این روش توسعه یافته و تکمیل شده است. هر چند برخی ابداع آن را مربوط به ایالات متحده می دانند و معتقدند بعد از جنگ جهانی دوم به اروپا رفته است. از آنجا که وسایل و تجهیزات قالب در این شیوه ساخت مانند یک ماشین کار می کند، می تواند دارای انواع مختلف با جزئیات کاملاً یا جزئی متفاوت باشد و ابداع هریک از انواع آن مدعیانی دارد.

در کشور ما ظاهراً قالب لغزنده قائم در ابتدا برای ساخت سیلوهای غلات بکار گرفته شده است اما متأسفانه همچون سایر بخش ها، این فن تاریخچه روشنی در ایران ندارد. روس ها سیلوهایی را قبل از انقلاب ساخته اند و سپس آلمانی ها و انگلیسی ها و ایتالیایی ها پروژه هایی را شروع کرده اند و به اتمام رسانیده اند یا در بحبوحه انقلاب اسلامی آن ها را نیمه کاره رها کرده اند. سیلوی رشت، سیلوی تاکستان، سیلوی کرمان و دودکش های نیروگاه اتمی بوشهر و غیره از جمله این موارد هستند که پس از انقلاب به تدریج تکمیل شده اند و با این کار شناخت بهتری از اجرای این قالب و پروژه ها بدست آمده است.

اولین اجرای مستقل و ایرانی در زمینه قالب لغزنده قائم ساده از بدو کار طراحی و اجرا مربوط به سال 1368 در سیلوی جدید همدان بوده است. پس از سیلوی همدان، سیلوهای گنبد و زاهدان و اهواز و سپس ده ها سیلوی دیگر اجرا گردید. هم چنین دودکش های با مقطع ثابت و یا متغیر غیر تدریجی در نیروگاه نکا و کارخانه شیشه ساوه (شهر صنعتی کاوه) با  قالب های ساده انجام شد.

اولین قالب ساخته شده ایرانی با قطر و ضخامت متغیر با شیب ثابت در پروژه هسته ای اصفهان با هدایت مهندسین ایرانی بکار گرفته شد که مربوط به سال های ابتدای نیمه دوم دهه 70 هجری شمسی است که با موفقیت همراه بود.

تجربه جدیدی در سال 1384 و 1385 در اجرای مخازن نفتی بتنی با قطر بسیار بزرگ و ارتفاع متوسط به کمک قالب لغزنده در خوزستان شکل گرفت که دارای قطر و ضخامت متغیر اما با شیب ثابت بود که شبیه یک دودکش قطور به نظر می رسد. 

3-  انواع قالب لغزنده

قالب لغزنده به دو صورت اجرا می شود که این تقسیم بندی بر اساس جهت حرکت آن می باشد.

- قالب لغزنده قائم یا شیبدار

معمولاً در جهت کاملاً قائم یا شیبدار متمایل به قائم حرکت می کند و بالا می رود که معمول ترین و معروف ترین نوع قالب لغزنده است و امکانات بیشتری را می طلبد و از جذابیت زیادتری برخوردار است. بتنی که از زیر قالب بیرون می آید تا حدی خود را گرفته و لذا به شکل اولیه پابرجا می ماند و به تدریج سخت و مقاوم می شود.

- قالب لغزنده افقی

قالب به صورت افقی بر روی سطح بتن می لغزد و به جلو کشیده می شود و بتن نمایان شده به نحوی است که در امتداد قائم پایدار می ماند.

انواع قالب های لغزان قائم یا شیبدار

- تک حرکت

فقط دارای یک حرکت به سمت بالا است، قطر یا ابعاد خارجی و داخلی سازه ثابت می باشد. هم چنین شیب و ضخامت قطعه ثابت است. این قالب ساده ترین قالب لغزنده قائم است که نمونه آن سیلوهای غلات می باشد که استوانه ای با ضخامت و قطر ثابت است.

- قالب لغزان با دو حرکت

- قالب لغزان با سه حرکت

در این قالب ضمن حرکت رو به بالا، قطر و ضخامت آن به صورت تدریجی تغیر می کند اما شیب خارجی آن ثابت می باشد. نمونه این قالب را در ساخت دودکش ها یا بسیاری از برج های مخابراتی ـ تلویزیونی می توان دید.

- قالب لغزان با چهار حرکت

این قالب علاوه بر حرکت به سمت بالا، قطر و شیب و ضخامت متغیر به صورت تدریجی و کنترل شده دارد. پیچیده ترین نوع قالب لغزان است و نمونه آن برج های خنک کننده نیروگاه ها می باشد.

4- کاربرد انواع قالب لغزنده

همان گونه که در تاریخچه متذکر شدیم ساخت کندوی سیلوها، دودکش ها، ساختمان برج کار سیلوها، برج های مخابراتی، پایه بلند پل های دره ای، پایه اتاقک شیر تخلیه سدها، برج های خنک کن و ساختمان های اداری و مسکونی و یا هسته مرکزی آن ها با این روش میسر است. در ساخت بخشی از سکوهای نفتی دریایی نیز این نوع قالب بندی بکار گرفته شده است. پایه دکل های بتنی استادیوم های بزرگ ورزشی نیز از جمله این موارد است که نوع قالب لغزان قائم یا شیبدار را در بر می گیرد. ساخت کیسون (صندوقه) های مرتفع و مخازن آب نیز در زمره این کاربردها است. 

5- مزایا و معایب بکارگیری قالب لغزنده قائم

الف) مزایای اجرا توسط قالب لغزنده قائم

- سرعت پیشروی به سمت بالا با توجه به اجرای مداوم و شبانه روزی

- عدم وجود درزهای اجرایی اعم از درز افقی یا قائم و یکپارچگی و پیوستگی بهتر بتن

- اقتصادی تر و ارزان تر شدن کار در صورت مرتفع بودن سازه (معمولاً در ارتفاع های بیش از 20متر و حتی بیش از 30متر)

- امکان پرداخت سطح بتن خارج شده از زیر قالب به علت نرمی و نیمه خمیری بودن بتن در صورت نیاز

- کاهش مصالح مصرفی در قالب بندی به ویژه حذف داربست

ب) معایب اجرا توسط قالب لغزان قائم

- برای سازه هایی با ارتفاع کمتر از 20متر و به ویژه کمتر از 15متر غیر اقتصادی خواهد بود.

- آماده سازی قالب و بستن آن در ابتدا بسیار وقت گیرتر از قالب عادی است.

- در مواردی که پنجره، در یا بازشو وجود دارد کار مشکل می شود. اصولاً نباید زواید و قسمت های برجسته موضعی در سازه وجود داشته باشد وگرنه کار بسیار سخت یا غیر ممکن می گردد.

- در صورتی که قطر، ضخامت مقطع و یا شیب تغیر کند کار مشکل تر است و به قالب و تجهیزات خاص و گران قیمت نیازمند است.

- ساخت قالب و سرمایه گذاری اولیه برای آن بسیار زیاد است.

- مدیریت اجرایی و فنی آن مشکل است. تدارکات اولیه و حین اجرا بسیار حساس است. پرسنل متمرکز و قابل توجهی بکار گرفته می شود که باید در دو یا سه شیفت در طول شبانه روز کار کنند. نقدینگی زیادی برای شروع کار و در حین اجرا لازم است.

- تهیه محل اقامت و پذیرایی تمام وقت از پرسنل در حال کار و استراحت ضروری است. به طور کلی هزینه های تجهیز کارگاه زیاد می باشد.

- برای پرهیز از قطع شدن بتن سازی و بتن رسانی و ریختن آن نیاز به تأمین مرتب سیمان و مصالح دیگر وجود دارد. هم چنین باید وسایل ساخت و انتقال و ریختن و بالابر ذخیره را پیش بینی نمود و نیاز به برق اضطراری کافی وجود دارد.

- کنترل کیفی بتن و اجرای آن و میلگرد گذاری از مشکلات بیشتری برخوردار است و توقف کار برای کنترل های ضروری امکان پذیر نیست.

- مشکلاتی از نظر تغیر در زمان گیرش بتن در بخش های مختلف قالب (سمت آفتاب و مقابل آن) و در شب و روز و هم چنین در روزهای سرد و گرم در طول اجرا وجود دارد که کار را سخت می کند.

- کنترل حرکت قالب مشکل است و نیاز به افراد متخصص و با تجربه دارد.

- کار میلگرد گذاری از مشکلات خاصی برخوردار است و نیاز به برنامه ریزی دقیق دارد.

- احتمال بیشتر کاهش کیفی نمای بتن و افزایش نیاز به پرداخت سطح

- مشکل بودن اجرای سقف ها به صورت همزمان. هرچند با تدابیری می توان این کار را انجام داد و سرعت اجرا را در مجموع بالا برد.

6- اجزای قالب لغزان قائم تک حرکته ساده و تجهیزات وابسته به آن

     اجزای قالب لغزان قائم در ساده ترین حالت با یک حرکت به انضمام تجهیزات وابسته آن به شرح زیر    می باشد.

     - میله جک یا میل جک

     - غلاف میل جک

     - یوک یا یوغ

     - جک (معمولاً هیدرولیکی)

     - شابلون اندازه حرکت جک و مانع حرکت جک

     - رویه و بدنه قالب

     - پشت بند های افقی و احتمالاً قائم قالب

     - پاگرد داخلی و خارجی (سکوی کار داخلی و خارجی یا سکوی کار میانی) و خرپای آن

     - سکوی کار تحتانی (سکوی کار آویزان) یا پاگرد تحتانی که بخش داخلی و خارجی دارد

     - احتمالاً سکوی کار یا پاگرد فوقانی (سکوی کار توزیع بتن)

     - هادی یا کمرکش نگهدارنده میلگردها برای جلوگیری از دورشدن میلگردها از قالب

     - وسایل جلوگیری از کمانش میل جک در بازشوها یا ایجاد ستون کاذب

     - وسایل و تجهیزات عمل آوری

     - لقمه فولادی یا فاصله نگهدار برای جلوگیری از نزدیک شدن میلگردها به قالب

     - اتاق کنترل شامل وسایل اندازه گیری ارتفاع و پمپ احتمالاً هیدرولیکی برای حرکت دادن جک ها و مخزن فشار سنج ها

     - لوله های رفت و برگشت سیال (روغن) و شیرهای کنترل سیال (روغن هیدرولیک)

     - کابل های برق سیستم حرکت و روشنایی و لامپ ها و بلندگو و برق لرزاننده و بالابرهای بتن و جرثقیل ها و پمپ آب

     - لوله ها و افشانک های آب برای نگهداری از بتن و شست و شوهای لازم

     - میل جک درآر (میل کشش)

     - ابزار کنترل شاقول بودن و تراز بودن پاگردها

     - راه پله دسترسی و آسانسور نفرات

     - تجهیزات ایمنی و آتش نشانی و بهداشتی و چراغ های دستی

     بدیهی است این مجموعه یک ماشین را تشکیل می دهد که باید آن را هدایت نمود تا عملکرد مطلوبی داشته باشد و وظایف محوله را به درستی انجام دهد.

غلاف میل جک

7- جک (هیدرولیکی) (Hydraulic) Jack

در ساز و کار حرکت رو به بالای قالب گفتیم که مانند یک انسان که از یک ستون یا درخت بالا می رود این وظیفه به عهده جک است که از میل جک بالا رود. جک ها دو سری فک دارند که یک سری از آن ها در نقش پا و سری دیگر در نقش دست ها انجام وظیفه می کنند. بنابراین بیهوده نیست که برخی به آن ها جک میمونی  می گویند. در واقع جک اطراف میل جک را گرفته است و به عبارت دیگر میل جک از درون جک رد شده است. هرچند جک های دستی، برقی و بادی نیز وجود دارند اما معمولاً از جک های روغنی (هیدرولیکی) استفاده   می گردد. جک های دستی روغنی و پیچی در گذشته وجود داشتند اما امروزه ممکن است صرفاً یک جک روغنی دستی برای مواقع اضطراری و باز کردن یک جک جهت تعمیر و یا کمک به آن مورد استفاده قرار گیرد هرچند جک های ذخیره همواره وجود دارد تا بتوان جایگزین جک نیازمند تعمیر نمود.

جک ها در هر نوبت حرکت خود به سمت بالا (یک کورس) معمولاً 20 تا 30 میلی متر و غالبا 25 میلی متر (1 اینچ) حرکت می کنند.

جک های هیدرولیکی از طریق لوله های حاوی روغن هیدرولیک تغذیه می شوند و این کار به کمک یک پمپ فشار هیدرولیک انجام می شود. گاه جک ها عمل نکرده و بالا نمی روند و یا روغن ریزی پیدا می کنند. برخی اوقات با ضربه زدن به جک یا میل جک (به ویژه بخش بالای جک) می توان آن را مجدداً فعال نمود. در مورد روغن ریزی باید آن را تعویض نموده و در صورتی که امکان تعویض زود هنگام فراهم نباشد آن را با زدن جک دستی یاری می دهند. برخی جک ها به راحتی باز می شوند و از میل جک خارج می گردد و دوباره میل جک را داخل آن کرده و روی یوک می بندیم. اما برخی جک ها را باید تا رسیدن به آخر میل جک نگه داشت و سپس تعویض نمود و اگر امکان این کار نباشد لازم است میل جک را برید و جک را از روی یوک جدا نمود. معمولاً در کارگاه قالب لغزنده یک اتاق کوچک را به تعمیر جک ها اختصاص می دهند که مجهز به میز کار و گیره و ابزار آلات دیگری است. 

8- پاگردهای کار داخلی و خارجی (سکوهای کار میانی) Working Platform (deck)

برای عملیات بتن ریزی، حرکت کارگران، بستن میلگردها، کارگذاری و ادامه دادن میل جک ها در طول کار، کنترل قالب و رفت و آمد ناظرین، بازدیدکنندگان و تعمیرکاران، کنترل کنندگان لوله های روغن و کابل های برق سیستم روشنایی و سایر موارد نیاز به سکو و محل کار و تردد وجود دارد که به آن سکوی کار یا پاگرد (کار) می گویند و در سمت خارج و داخل یعنی دو سمت یوک و بدنه قالب وجود دارد که پاگرد داخلی و خارجی نام دارد. علت نام گذاری آن در برخی موارد به نام سکوی کار میانی آن است که یک پاگرد تحتانی برای پرداخت و عمل آوری وجود دارد و گاه یک سکوی فوقانی برای توزیع بتن و برخی عملیات دیگر داریم. اگر سکوی کار فوقانی نداشته باشیم چنین اصطلاحی موضوعیت ندارد. پاگرد کار (سکوی کار) دارای یک کف (دال) چوبی است که از تخته هایی به ضخامت 5/2 تا 3 سانتی متر ساخته شده است در حالی که فاصله پشت بندهای زیر آن از 50 تا 60 سانتی متر بیشتر نشود. زیر این تخته های کف تیرها، یا ناودانی فولادی یا چارتراش چوبی وجود دارد که باید به روی تیرهای اصلی تر و یا بر روی خرپای متکی به یوغ و یا بر پشت بند افقی بدنه قالب تکیه کند. این دال و پشت بندهای زیر آن و خرپا یا پشت بند بدنه قالب باید بتواند بارهای زنده و مرده پاگرد را تحمل کند. تخته های پاگرد در صورتی که در شرایط مرطوب کنار هم قرار گیرند بهتر است کاملاً به هم چسبانده شوند و اگر در شرایط خشک بکار گرفته می شود یک درز کوچک باقی گذاشته شود تا در اثر مرطوب شدن دچار تغییر شکل نشود و باد نکند. در کف این پاگرد در سمت خارج و داخل، یک یا دو دریچه برای دسترسی به کمک یک پلکان به پاگرد تحتانی (سکوی کار پرداخت) وجود دارد که باید همواره پوشیده شود. عرض پاگردها معمولاً حداقل بین 80 تا 90 سانتی متر می باشد

9- ابزار کنترل ارتفاع

در اتاق کنترل معمولاً یک متر فلزی یا پلاستیکی وجود دارد که سر آن در ارتفاع صفر (زمین) بسته شده است و با بالا رفتن قالب, این متر که در اتاق کنترل به دیواره اتاق وصل شده به تدریج با چرخش باز می شود و می توان ارتفاع کف قالب یا تراز فوقانی قالب را به دست آورد و در هر لحظه از ارتفاع و سرعت حرکت قالب با توجه به ارتفاعات ثبت شده در زمان های مختلف اطلاعاتی را به دست آورد. زمان به کار انداختن پمپ روغن و حرکت قالب به بالا و میزان هر حرکت (یا رقوم ارتفاعی) باید ثبت شود.

10- میلگردگذاری

میلگردگذاری در حین حرکت قائم انجام می شود. نصب میلگردهای قائم ساده است و به صورت  هم پوشانی انجام می شود. اما مشکل بزرگ نصب میلگردهای افقی و بستن آن ها به میلگردهای قائم است. این کار در فاصله بالای قالب تا زیر تیر افقی یوک می تواند انجام شود. توصیه می گردد در طراحی قطعه، میلگردهای افقی در قسمت خارجی قرار گیرد تا بستن آن ساده تر باشد در غیر این صورت میلگردگذاری به کندی و سختی انجام   می شود و ممکن است باعث کند شدن سرعت حرکت قالب گردد.