شمع فولادی

شمع ساختمان، طراحی و اجرای شمع فولادی steel pile و شمع بتنی concrete pile

رایجترین نوع شالوه عمیق (بهسازی خاک)، شمع‌ها هستند. که اصطلاحاً آنرا پی شمعی هم می‌نامند. یک شمع ساختمان، سازه‌ای نسبتاً بلند، لاغر و ستون مانند است. که با قرار گیری در داخل خاک به عنوان پی‌ سازه‌ها، وظیفه انتقال بار طبقات فوقانی را به لایه‌های مناسب‌تر خاک در اعماق پایین‌تر دارد. شمع در واقع همان ستون است که در داخل خاک مستقر می‌شود.

شمع بارهای وارده به سازه را در عمق خاک عبور داده و آن را به خاک مقاوم‌تر منتقل می‌کند. در زمین‌هایی که قابلیت تحمل بارهای وارده از طرف سازه را ندارند و همچنین خاکبرداری سطحی در آنها مقرون به صرفه نباشد. انتقال بار ساختمان به زمین توسط شالوده عمیق انجام می‌شود.

البته غیر از انتقال بار به لایه‌های مقاوم‌تر، راهکار دیگری به نام بهسازی خاک وجود دارد. که شامل روش‌های مختلفی نظیر اختلاط عمیق (DSM)، تزریق پر فشار (جت گروتینگ). شمع، ستون شنی ارتعاشی، تراکم دینامیکی، ریز شمع (میکروپایل)، خاک مسطح (ژئوسنتتیک) می‌باشد.

ضمناً گاهی اوقات جهت قرارگیری پی در ترازهای پایین که خاک مقاوم‌تری وجود دارد نیاز به پایدارسازی گود می‌باشد. که با روش‌های مختلفی نظیر مهارگذاری (انکراژ)،سپر کوبی، مهار متقابل (استرات)، میخ کوبی (نیلینگ)، سازه نگهبان خرپایی، دیوار برلنی و دیوار دیافراگمی انجام می‌گردد.

انواع شمع‌های ساختمانی

برحسب شرایط زمین، سطح آب زیرزمینی و نوع باری که باید حمل شود. انواع مختلفی از شمع‌ها در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. شمع‌ها بر حسب مصالحی که از آن ساخته می‌شوند. دارای انواع زیر هستند:

شمع‌های فولادی (شمع فلزی)

• شمع‌های بتنی

• شمع‌های چوبی

• شمع‌های مرکب

• شمع‌های فولادی

از انواع شمع ساختمان می‌توان به شمع‌های فولادی یا فلزی اشاره نمود. شمع‌های فولادی یا فلزی به شکل لوله‌ای شکل و H شکل می‌باشند. شمع‌های لوله‌ای نیز در دو حالت زیر بکارگیری می‌شوند.

1- انتهای بسته

2- انتهای باز

شمع‌های پیش‌ساخته فولادی (فلزی)

یکی از انواع شمع‌های پیش‌ساخته‌ای که برای ساخت شالوده‌ها (فونداسیون‌ها) به کار می‌رود و سرعت اجرای بالایی هم دارد. شمع‌های فولادی (شمع‌ فلزی) می‌باشند. و شمع‌های پیش‌ساخته به دو گروه طبقه‌بندی می‌شوند. شمع‌های کوچک توخالی و شمع‌های توپور.

شمع‌های کوچک توخالی از لوله‌های فولادی تولید می‌شوند که مناسب پی‌سازی می‌باشند. و شمع‌های توپور نیز از لوله‌های فولادی H شکل تولید می‌شود.

دسته‌بندی شمع‌های فولادی (شمع فلزی)

به طورکلی شمع‌های فولادی (شمع فلزی) را می‌توان به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:

• شمع‌های فلزی پیچی
• شمع‌های فلزی دیسکی
• شمع‌های فلزی H شکل
• شمع‌های فلزی صفحه‌ای

شمع‌های فلزی (فولادی) که مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقطع فولادی H شکل یا مقطع لوله‌ای دارند. شمع‌های فلزی لوله‌ای دارای یک انتهای باز یا بسته هستند. که به داخل زمین رانده می‌شوند. همچنین شمع‌های با سطح مقطع L شکل یا صفحه‌ای نیز، می‌توانند به عنوان پایه شمع مورد استفاده قرار گیرند.

شمع‌های فلزی با سطح مقطع H به علت اینکه ضخامت بیشتری نسبت به شمع‌های با سطح مقطع L شکل دارند. برای شمع‌زنی زیر پی ساختمان ترجیح داده می‌شوند.

شمع‌های فلزی H شکل، با توجه به اینکه با جوش یا پرچ به یکدیگر اتصال داده شوند. به دو گروه طبقه‌بندی می‌شوند. در واقع براساس نیاز، شمع‌های فولادی را می‌توان جوشکاری و یا پرچکاری کرد.

انتهای شمع‌های فولادی (شمع فلزی) نیز ممکن است دارای یک سطح صاف یا مخروطی شکل باشد. در این نوع اتصالات، بایستی از جوشکاری استفاده شود.

به منظور تسهیل شمع‌زنی در خاک‌های سخت (سنگ نرم و شن‌های متراکم). از شمع‌هایی با سطح مقطع‌های متفاوت استفاده می‌شود که با توجه به جنس زمین تعیین می‌شود.

انواع شمع‌های فلزی (فولادی) در ساخت پی ساختمان

1. شمع‌های لوله‌ای

شمع‌های فلزی لوله‌ای به عنوان شمع‌های اصطکاکی، برای تحمل بار سازه استفاده می‌شوند. این شمع‌ها، لوله‌هایی بدون درز و از جنس آهن ضدزنگ هستند که با جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند و به دو دسته تقسیم‌بندی می‌شوند.

• شمع‌های فلزی لوله‌ای با انتهای باز .

• شمع‌های فلزی لوله‌ای با انتهای بسته.

شمع‌های فلزی لوله‌ای با انتهای باز:

این نوع شمع‌ها بیشتر برای نفوذ در داخل خاک‌هایی از جنس سنگ سخت به کارگیری می‌شوند. این شمع‌ها پس از فرو رفت در خاک یا سنگ، خاکی که در داخل لوله آهنی قرار دارد را با استفاده از هوای دارای فشردگی. به بیرون منتقل می‌کند. سپس با کمک جت آب داخل لوله تمیز می‌شود. و پس از هدایت لوله فولادی به عمق مورد نیاز، داخل لوله از بتن با مشخصات استاندارد پر می‌شود.

شمع‌های فلزی لوله‌ای با انتهای بسته:

در شمع‌های با انتهای محصور نیز یک عنصر مخروطی شکل از جنس فولاد یا چدن تولید می‌شود. و با استفاده از جوش به قسمت انتهایی لوله فولادی وصل می‌گردد. در انتها و پس از هدایت لوله به داخل خاک، لوله با مقدار کافی بتن پر می‌شود.

قطر لوله مورد استفاده در شمع‌های با انتهای محصور می‌تواند از 0.25 تا 1.2 متر متغیر باشد. ضخامت این شمع‌ها نیز از 8 الی 12 میلی‌متر متغیر است.

2. شمع‌های فلزی پیچی

جنس شمع‌های پیچی از آهن یا چدن است. این شمع‌ها از یک میله بلند ایجاد می‌شوند. که انتهای آن به شکل پیچ یا مارپیچ می‌باشد. میله‌ای هم که در شمع‌های پیچی استفاده می‌شود. می‌تواند توخالی یا یک تکه و توپر باشد.

قطر پایه شمع‌های پیچی شکل بین 0.45 تا 1.5 متر است. کف پیچی شکل شمع با استفاده از یک موتور الکتریکی به داخل خاک منتقل می‌شود. که به فرآیند نفوذ آسان شمع به لایه‌های زیرین خاک کمک می‌کند.

شمع‌های پیچی کاربرد بسیار خوبی در خاک‌های رسی دارند و مقرون به صرفه نیز هستند. از سوی دیگر، کاربرد شمع‌های پیچی در این نوع خاک‌ها به افزایش بهره‌وری کمک می‌کند. همچنین نصب پایه شمع در این نوع خاک‌ها به وسیله ستون و پیچ‌های فلزی آسان‌تر می‌شود.

3. شمع‌های فلزی دیسکی

شمع‌های فولادی دیسکی، مشابه شمع‌های فولادی پیچی شکل هستند. با این تفاوت که در شمع‌های فلزی دیسکی، دیسک چدنی به پایین میله آهنی وصل می‌شود. برای تسهیل فرآیند آبگیری نیز، سوراخی در پایین این شمع‌ها تعبیه می‌گردد.

از این نوع شمع‌ها، می‌توان در خاک نرم یا شنی نیز استفاده کرد. زیرا امکان غرق شدن شمع‌های دیسکی را طی فرآیند آبگیری فراهم می‌کند. شمع‌های فلزی دیسکی بیشتر برای ساخت و سازهای دریایی کاربرد دارند. زیرا این مناطق به نفوذ بیشتری در خاک نیاز دارند.

4.شمع‌های فلزی H شکل

شمع‌زنی فولادی به کمک شمع‌های فلزی H شکل، یکی از فناوری‌های جدید است که در صنعت شمع‌زنی توسعه یافته است. شمع‌های H شکل، قادرند فشارهای زیاد را تا حد بالایی تحمل کنند. این نوع شمع‌ها اکثراً برای نفوذ به منطقه‌ای با سنگ یا هر لایه سخت دیگر استفاده می‌شود. همچنین می‌توانند باعث جابجایی آسان‌تر خاک شوند.

مزایای شمع‌های فلزی (فولادی) H شکل

فضای کمتری برای نگه‌داری اشغال می‌کنند.

حمل و نقل آسان‌تری دارند.

براساس ساختار منطقه نفوذ‌پذیری راحت‌تری دارند.

میزان خطای محاسباتی در منطقه مورد نظر کمتر از سایر روش‌ها می‌باشد.

فرایند مونتاژ قطعات راحت‌تری دارند.

بیشترین عمق نفوذ برای این شمع‌ها 100 متر می‌باشد.

به صورت همزمان عملیات نفوذپذیری و متراکم‌سازی را انجام می‌دهد.

کاربرد اصلی این شمع در ساخت بزرگراه‌ها و دیواره‌های نگه‌دارنده‌ی سدها می‌باشد.

خوردگی شمع‌های فلزی (فولادی)

شمع‌های فولادی صرف نظر از نوع آن، احتمال زیادی برای خوردگی در خاک دارند. در چنین شرایطی، شمع‌ها را می‌توان با زغال سنگ یا روکش محافظ خوردگی، پوشش داد. بعضی اوقات با استفاده از مواد شیمیایی یا مواد خاصی روی بتن نیز، پوشش می‌شوند تا از خوردگی جلوگیری به عمل آید.

عملیات آماده‌سازی شمع‌های فولادی

پاکسازی سطح فولاد (زنگ زدایی)

رنگ آمیزی

ساخت و مونتاژ

شمع‌های بتنی

شَمع‌های بتنی به دو صورت مورد استفاده قرار می‌گیرند:

• شمع‌های بتنی پیش‌ساخته

• شمع‌های بتنی درجا ریز

شمع‌های بتنی پیش‌ساخته را می‌توان با استفاده از میلگردهای معمولی ساخت. مقطع آنها به صورت مربع یا هشت ضلعی است. میلگردها به منظور ایجاد مقاومت برای شمع در مقابل خمش تولیدی در هنگام حمل و نقل. بلند کردن و اعمال نیروی جانبی به شمع همچنین افزایش مقاومت فشاری، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شمع‌های بتنی پیش‌ساخته به طول مورد نظر تولید می‌شود و تحت شرایط مرطوب به عمل می‌آیند تا به مقاومت مورد نظر برسند. پس از آن به محل کوبیدن حمل می‌شوند. شمع‌های پیش‌ساخته را می‌توان با استفاده از کابل‌های پیش‌تنیدگی پر مقاومت، به صورت پیش‌تنیده در آورد.

شمع‌های بتنی درجا ریز بدین صورت اجرا می‌شوند که ابتدا چاهی در زمین به وسیله دست یا ماشین حفر می‌شود. و سپس قفس آرماتورها درون چاه قرار دهی می‌گردد و داخل آن با بتن پر می‌شود. امروزه شمع‌های بتنی درجا به روش‌ها و انواع مختلف اجرا می‌شوند. و اکثر آنها در انحصار شرکت خاصی که ابداع کننده اولیه آنها می‌باشد قرار دارند.

شمع‌های بتنی درجا ریز در دو گروه اصلی جای می‌گیرند.

• شمع‌های بتنی درجا ریز با غلاف

• شمع‌های بتنی درجا ریز بدون غلاف

هر دو گروه می‌توانند دارای نوکی پهن می‌شوند (پداستال) باشند. شمع‌های بتنی درجاریز غلافدار بدین صورت اجرا می‌شوند. که ابتدا یک لوله فولادی به زمین کوبیده شده. و پس از نیل به عمق مورد نظر، مصالح داخلی آن خالی می‌شود و داخل لوله پر از بتن می‌شود.

لوله را می‌توان با قرار دهی در داخل آن کوبید و پس از نیل به عمق مورد نظر، سنبه را خارج کرد. برای سر پهن کردن شمع (ایجاد پداستال)، پس از ریختن مقداری بتن در نوک شمع. و با رها کردن وزنه از ارتفاع، آن را می‌کوبند تا از طرفین پهن شود.

برای اجرای شمع بدون غلاف، ابتدا غلاف در زمین کوبیده شده و سپس همزمان با بتن‌ریزی در داخل غلاف. غلاف به تدریج به بیرون کشیده می‌شود. پایه‌های عمیق و شالوده‌های صندوقه‌ای در واقع شمع‌های بتنی درجا ریزی می‌باشند. که قطر آنها بزرگتر از حدود 750 میلی‌متر است و می‌تواند مسلح یا غیر مسلح، با و یا بدون پد استال (کوره) باشند.

شمع فولادی

پایه عمیق، شمع بتنی با قطر بزرگ است که برای اجرای آن ابتدا یک چاه در زمین حفر. و سپس قفسه آرماتور به داخل آن هدایت شده (در صورت مسلح بودن) و دست آخر درون آن با بتن پر می‌شود. نسبت به شرایط خاک، برای جلوگیری از ریزش جدار چاه، ممکن است غلاف و یا سپر فلزی به کارگیری شود. قطر سوراخ پایه‌ی عمیق معمولاً آن قدر بزرگ است که فردی برای بازرسی بتواند وارد آن شود.

استفاده از پایه‌های عمیق معمولاً دارای مزایای زیر است.

یک پایه عمیق به تنهایی می‌تواند جایگزین چند شمع گردد و در نتیجه نیاز به استفاده از کلاهک سر شمع نیز از بین برود.

در نهشته‌های ماسه‌ای و شنی متراکم، استفاده از پایه‌های عمیق به مراتب آسان‌تر از شمع کوبی است.

در نتیجه ارتعاش حاصل از شمع‌کوبی می‌تواند ساختمان‌های مجاور را به مخاطره اندازد. و در حالی که در اجرای پایه‌های عمیق چنین خطری در میان نیست.

شمع‌کوبی، در زمین‌های رسی می‌تواند باعث تورم خاک و یا حرکت جانبی شمع‌هایی که قبلاً کوبش شدند بشوند.

در هنگام اجرای پایه‌های عمیق هیچگونه سر و صدا که در کوبش شمع تولید می‌شود، وجود ندارد.

با توجه به این که امکان پهن کردن نوک پایه عمیق وجود دارد (ایجاد کوره). پایه‌های عمیق می‌توانند مقاومت کششی قابل ملاحظه‌ای در مقابل نیروهای بر کنش از خود نشان دهند.

در پایه‌های عمیق امکان بازرسی چشمی وضعیت جداره‌ها و همچنین کف چاه که مقاومت نوک پایه را تأمین می‌نماید، وجود دارد.

پایه‌های عمیق به علت قطر بزرگ‌تر، دارای مقاومت بیشتری در مقابل بارهای چانبی در مقایسه با شمع‌ها می‌باشند.

در کنار مزایای فوق، استفاده از پایه‌های عمیق، معایب چندی نیز دارد.

در آب و هوای نامناسب ممکن است اجرای عملیات بتن‌ریزی به تعویق بیافتد.

همانند ترانشه‌های مهاری، خاکبرداری عمیق برای پایه‌ها، ممکن است باعث نشست زمین‌های اطراف و در نتیجه خسارت به ساختمان‌های مجاور پایه شود.

مراد از شالوده صندوقه‌ای، شالوده‌ای می‌باشد که در یک محیط تر نظیر رودخانه، دریاچه و یا سواحل دریا اجرا می‌شود. برای ایجاد شالوده صندوقه‌ای، یک شفت توخالی و یا صندوقه‌ در محل مورد نظر در زمین مستقر می‌شود. تا به لایه محکمی که قرار است شالوده در آن ساخته شود برد.

شمع فولادی

برای اینکه عمل فرو رفتن صندوقه در زمین‌های نرم سهل‌تر شود، یک لبه برنده در قسمت تحتانی صندوقه تعبیه می‌گردد. بعد از قرار گیری لبه تحتانی در روی لایه محکم، مصالح داخل صندوقه خالی می‌شود. و بعد از قرار دهی قفسه آرماتور در داخل صندوقه، داخل آن بتن‌ریزی می‌شود. پایه‌های میانی و کناری پل‌ها، دیوارهای ساحلی و سازه‌های حفاظت ساحلی را می‌توان بر روی پایه‌های صندوقه‌ای قرار داد.

روند طراحی شمع بتنی درجا

1. تشخیص نیاز به طراحی انواع شمع بتنی درجا: در این مرحله با تحلیل غیر خطی فوندانسیون و کنترل تنش خاک. و بلندشدگی، لزوم به کارگیری شمع را تعیین می‌کنیم.
2. تعیین ظرفیت باربری شمع: با توجه به مشخصات فیزیکی خاک، نظیر SPT و باید ظرفیت مجاز نوک و جداره شمع را محاسبه کنیم.
3. تعیین نشست انواع شمع بتنی درجا: نشست شمع تحت بار مجاز در سه بخش نشست الاستیک. نوع و بدنه به وجود می‌آید که مجموع آن‌ها نشست انواع شمع بتنی می‌باشد.
4. محاسبه مدول بستر: در این مرحله لازم است ضرائب فنریت شمع برای جداره، نوک و حرکت جانبی شمع را محاسبه کنیم.
5. معادل‌سازی شمع با فنر: در نرم‌افزار SAP و مدلسازی اندرکنش با فنر معادل، سازه شمع را طراحی می‌کنیم.

مراحل اجرای شمع‌های بتنی درجا

حفاری اولیه همراه با تزریق گل بنتونیت

کیسینگ‌گذاری تا عمق عبوری از لایه ریزشی

از سرگیری حفاری از درون کیسینگ

ایجاد انباره در انتهای شمع (ویژه شمع‌های پدستالی)

جاگذاری قفسه آرماتور

جاگذاری ترمی و قیف و انجام بتن‌ریزی

بیرون کشیدن کیسینگ

اتمام اجرای شمع

مزایای شمع بتنی درجا

عدم محدودیت قطر

امکان افزایش مقطع شمع در قسمت انتهایی و افزایش توان باربری

تدارک آسان‌تر ماشین آلات حفاری نسبت به شمع‌کوبی

مناسب بودن برای استفاده در محیط‌های شهری به دلیل سر و صدا کمتر تکمیل مطالعات و شناسایی خاک حین حفاری

معایب شمع بتنی درجا

عدم امکان کنترل کیفیت بتن مصرفی به خصوص وقتی که زیر سطح آب زیرزمینی باشد.

ضرورت استفاده از لوله غلاف و گل حفاری

احتمال جابجایی محور مرکزی شمع در حین اجرا

احتمال جا ماندن لوله غلاف بعد از بتن‌ریزی

تأثیر شرایط جوی بر روند اجرا

آلوده شدن محیط حفاری و بتن ریخته شده در چاه به دلیل استفاده از گل حفاری

نکات خاص کوبیدن شمع‌های بتنی

عمل‌آوری بتن قبل از کوبش ضروری است.

ترک خوردگی بتن حین کوبش باید کنترل شود.

نیاز به اصلاح سر شمع به دلیل تخریب ناشی از ضربات چکش وجود دارد.

شمع فولادی

شمع کوب چیست؟

ماشینی مکانیکی که برای جا دادن شمع‌ها در خاک به منظور بهبود پی ساختمان‌ها یا سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. شمع کوب دارای وزنه سنگینی است که آزادانه در یک خط منفرد به بالا و پایین حرکت می‌کند. که وزنه می‌تواند به صورت هیدرولیکی، دیزلی و بخار بالا برده شود.

وقتی وزنه به بالاترین نقطه می‌رسد انرژی مکانیکی به انرژی پتانسیل تبدیل و در آن ذخیره می‌شود. و وقتی وزنه‌ها رها می‌شود انرژی پتانسیل ذخیره شده به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود که باعث جاد دادن شمع‌ها در زمین می‌گردد.

شمع‌های کوبیدنی را نخست با جرثقیل در محل مورد نظر قرار می‌دهند. و سپس چکش بر روی آنها قرار می‌گیرد و عملیات کوبش انجام می‌شود.

عملیات کوبش شمع قائم

ابتدا به شمع اجازه فرورفت تحت وزن خود را می‌دهند. سپس شمع کوبی انجام می‌شود. در ابتدای فرورفت شمع معمول است که چکش‌های سبک (چکش بادی یا ویبره‌ای) به کار می‌رود. بایستی راستای شمع با دوربین نقشه‌برداری کنترل گردد. گاهی انحراف از قائم را می‌توان اصلاح کرد و گرنه باید شمع را بیرون کشید.

شمع فولادی

انواع چکش شمع‌کوبی

سقوطی

تک مرحله‌ای (بادی، بخاری)

دیزلی

چند مرحله‌ای

ویبره‌ای

روش‌های تحمل وزن چکش حین شمع‌کوبی:

توسط دکل

استقرار چکش روی شمع

نکات مهم درباره شمع ساختمان

1- انجام مطالعات ژئوتکنیک

براساس مطالعات ژئوتکنیک نتایج زیر به دست می‌آید:

تعیین تکلیف استفاده یا عدم استفاده از پی‌های شمعی

شرایط زیرسطحی و محیطی

ملاحظات اقتصادی

انتخاب نوع پی عمق (درجا/کوبیدنی)

جنس شمع

تجهیزات و امکانات ساخت و اجرا

عمق شمع

2-آماده‌سازی محل حفاری

محل حفاری باید کاملاً مسطح بوده و با مصالح دارای قابلیت زهکش مناسب متراکم گردد و دارای سفتی کافی جهت انجام عملیات باشد.

شمع فولادی

از فضای کافی جهت حرکت دستگاه حفاری و بتن‌ریزی برخوردار باشد.

در طول عملیات حفاریُ خاک حاصل از حفاری مرتباً از روی سطح پلتفرم برداشته شود.

در بستر رودخانه‌ها در مکان‌هایی که در معرض آب‌های سطحی می‌باشند. با استفاده از سپرکوبی در اطراف محل حفاری باید از ورود آب‌های سطحی به محل حفاری جلوگیری شود.

3- نشانه‌گذاری محل اجرای شمع

در این مرحله محل دقیق شمع توسط گروه نقشه‌برداری مشخص و نشانه‌گذاری می‌شود.

عملیات نقشه‌برداری

نشانه‌گذاری محل دقیق شمع

4- انتخاب نوع دستگاه حفاری

5- استقرار دستگاه حفاری

پس از آماده‌سازی محل اجرای شمع، دستگاه حفاری در محل مستقر می‌گردد. استقرار دستگاه حفاری به نحوی تعیین می‌گردد که شرایط زیر را تأمین نماید:

تا پایان حفاری یک شمع، نیاز به جابجایی وجود نداشته باشد. زیرا در صورت جابجایی دستگاه حفاری و استقرار مجدد باعث اختلال در تراز و شاقول بودن دستگاه حفاری می‌شود.

کمترین ضربه دینامیکی راحتی الامکان به شمع‌های اجرا شده در مراحل قبلی وارد نماید.

حداقل موانع کاری را نسبت به تردد ماشین‌آلات مرتبط با عملیات حفاری (جرثقیل، تراک میکسر، لودر و…) ایجاد نماید.

6- تأمین امکانات لازم برای جلوگیری از ریزش دیواره محل حفاری

در صورتیکه امکان ریزش دیواره‌های محل حفاری شمع، در اثر فشار خاک و یا آب وجود داشته باشد. باید با یکی از روش‌های زیر از ریزش جداره جلوگیری نمود.

استفاده از گل بنتونیت یا مواد مشابه:

با توجه به میزان آب منفذی و همچنین ساختار مکانیکی مصالح عمدتاً دیواره شمع حین حفاری پایداری لازم را نداشته. و استفاده از مصالح تثبیتی مانند بنتونیت با ویسکوزیته. حداقل 30 ثانیه و حداکثر 50 ثانیه در لیتر لازم الاجرا می‌باشد.

شمع فولادی

دوغاب بنتونیت مخلوط یک نوع رس نرم در آب به صورت تعلیق می‌باشد. که باید با استفاده از همزن از ته نشیتی آن جلوگیری شود. با انتقال دوغاب بنتونیت به درون چاه و بنا به خاصیت تیکسوتروپی گل رس، پوسته‌ای روی جدار شمع نقش بسته. که از ریزش دیواره یا نفوذ آب جلوگیری می‌کند.

بنتونیت باید کاملاً با آب مخلوط شود تا مخلوط حالت کلوخه‌ای نداشته باشد. گل بنتونیت باید قابلیت ایجاد پوشش یا کیک صافی را بر روی جداره چاه داشته باشد. و ذرات حفاری شده کوچکتر (حدود 6 میلی‌متر) را به حالت معلق نگه دارد.

گل بنتونیت با غلظت مناسب در حوضچه‌ها و یا در دستگاه‌های ویژه ساخت گل بنتونیت، ساخته‌ می‌شود. و توسط لوله و پمپ به چاه حفاری منتقل می‌گردد. برای جلوگیری از هدر رفت گل بنتونیت هنگام سر ریز شدگی چاه حفاری می‌توان با تعبیه نمودن حوضچه. در نزدیکی محل حفاری آن را به حوضچه هدایت و با جدا کردن ذرات معلق بزرگتر با سرند دوباره به چاه برگرداند.

در مراحلی از انجام عملیات حفاری اگر ریزش به علت برخورد با لایه‌های آبرفتی با ساختار ریزدانه ماسه‌ای باشد که از چسبندگی لازم برخوردار نباشد. دوغاب بنتونیت به تنهایی جوابگوی تثبیت نبوده و اضافه کردن دوغاب سیمان با عیار 400 کیلوگرم به دوغاب بنتونیت در محل چاه حفاری توصیه می‌گردد. که پس از اضافه نمودن دوغاب سیمان، عملیات اجرایی به مدت گیرش اولیه سیمان (حدوداً 25 تا 35 دقیقه). متوقف گردیده و بعد از آن عملیات حفاری ادامه می‌یابد.

باید به این نکته نیز توجه داشت که در مواقعی که برای نگهداری دیواره چاه حفاری از بنتونیت و یا مواد مشابه استفاده می‌شود. این مواد چنانچه غلظت زیاد داشته باشد، می‌توانند در قسمت‌هایی از بتن‌ریزی با ایجاد یک لایه پوشاننده بر روی بتن. موجب قطع پیوستگی بتن شمع شوند.

استفاده از لوله غلاف (کیسینگ):

از کیسینگ در زمین‌هایی استفاده می‌شود که امکان ریزش و یا تغییر شکل جانبی زیاد خاک به درون فضای خالی چاه وجود دارد. همچنین در مواردی که آب‌بندی کردن دیواره چاه از ورود آب‌های زیر زمینی مورد نظر است نیز از کیسینگ استفاده می‌شود.

الزامی ندارد که در تمام طول چاه از کیسینگ استفاده گردد. بلکه در صورتیکه فقط عمق خاصی از چاه دارای خاک ریزشی باشد می‌توان کیسینگ را تا عبور از آن عمق ادامه داد.

در بیشتر مواقع از یک لوله کیسینگ 3 الی 5 متری در عمق اولیه شمع برای جلوگیری از ریزش دهانه چاه حفاری استفاده می‌شود.

نحوه نصب کیسینگ:

1. ابتدا چاه را تا عمقی که از لایه ریزشی عبور کنیم، حفر می‌کنیم. و بعد از آن لوله کیسینگ را در آن جاگذاری می‌کنیم. ادامه حفاری از درون لوله کیسینگ انجام می‌شود.
2. قبل از شروع حفاری، لوله کیسینگ را توسط ویبراتور تا عمق مورد نظر (عبور از لایه ریزشی) در زمین می‌کوبیم. و در مرحله بعد از داخل لوله شروع به حفاری می‌کنیم. این روش بیشتر در خاک‌های سست و ضعیف مانند سواحل دریا کاربرد دارد.

امروزه دستگاه‌های روتاری به صورت دورانی قابلیت کوبش لوله کیسینگ در زمین را دارا می‌باشند. و نیازی به ویبراتور نمی‌باشد.

7-حفاری

بعد از جایگذاری کیسینگ، حفاری از درون لوله ادامه پیدا می‌کند. و در صورت لزوم تزریق گل بنتونیت در چاه ادامه می‌یابد. در قسمت فوقانی کیسینگ باید تکیه‌گاه‌های لازم جهت نگه داشت آن در دهانه چاه حفاری. و بیرون کشیدن آن تعبیه شود. کیسینگ را می‌توان در جای خود باقی گذاشت یا آن را بیرون کشید.

شمع فولادی

لوله کیسینگ را باید بعد از اتمام بتن‌ریزی و قبل از گیرش اولیه بتن بیرون کشید. در مواقعی که ابعاد کیسینگ بزرگ می‌باشد معمولاً کیسینگ همزمان با آخرین مراحل بتن‌ریزی آنرا در می‌آورند.

ایجاد انباره در انتهای شمع (ویژه شمع‌های پدستالی):

در صورتیکه قطر مقطع انتهای شمع از قطر چاه بیشتر باشد آنرا شمع انباره‌ای یا کف پهن (پدستالی) می‌نامند. انباره را می‌توان در خاک‌های پایدار و غیر ریزشی و در صورت پایین بودن سطح آب زیر زمینی جهت افزایش ظرفیت باربری شمع ایجاد نمود.

از شمع‌های پدستالی در مواقعی استفاده می‌شود. که در انتهای شمع یک لایه مقاوم خاک یا یک لایه ضعیف سنگی موجود باشد. و گرنه در شمع‌هایی که انتهای آنها بر روی لایه سنگی سخت قرار دارد. اکثراً ظرفیت باربری آنها به اندازه مقاومت بتن شمع می‌باشد و نیازی به خزانه انهایی ندارد.

در شمع‌های پدستالی، برای افزایش مقطع قسمت انتهایی شمع از باکت‌های زنگوله‌ای (Belling bucket) استفاده می‌شود. به انتهای این باکت‌ها بازوهایی مفصلی مجهز به دندانه‌های برنده تعبیه شده که خاک را به صورت مخروطی در می‌آورند. در هنگام بالا آمدن باکت، بازوها جمع می‌شوند. به دلیل مشکلات اجرایی، بتن قسمت کناری خزانه به صورت غیر مسلح مدنظر قرار می‌گیرد.

8-فولادگذاری (قفسه آرماتور یا هسته فولادی)

در این مرحله در صورت مسلح بودن بتن شمع، قفسه‌های آرماتور طبق مشخصات فنی، بافته شده. و با جرثقیل حمل و به داخل چاه حفاری شده منتقل می‌شود.

معمولاً طول هر قفسه 12 متر می‌باشد که با توجه به عمق شمع در صورت نیاز به اضافه کردن قفسه‌های بیشتر. قفسه اول در دهانه چاه حفاری نگه داشته می‌شود. و با توجه به مشخصات آرماتور، همپوشانی لازم انجام و توسط آرماتوربند به هم متصل می‌شوند. و بعد از اتصال، قفسه‌ها در چاه حفاری کارگذاری می‌شود.

توجه داشته باشید که قفسه آرماتور هرگز نباید تا کف چاه پایین رود. زیرا رعایت حداقل پوشش بتنی بین قفسه و کف چاه الزامی می‌باشد. جهت رعایت پوشش بتنی بین قفسه و دیوار شمع نیز از غلطک‌های بتنی نصب شده بر روی آرماتورهای عرضی استفاده می‌شود. گاهی به جای قفسه آرماتور از پروفیل فولادی (در محور شمع) استفاده می‌شود.

9-بتن‌ریزی

بتن‌ریزی در محل مورد حفاری شمع به صورت مداوم، به وسیله لوله مخصوص (ترمی) انجام می‌گیرد. بدین شکل که لوله‌های ترمی در متراژهای مختلف 2 الی 5 متری. و قطر 10 الی 20 سانتی‌متری را به اندازه عمق شمع به هم متصل نموده و در داخل چاه حفاری کارگذاری می‌شود. و در قسمت فوقانی آن یک قیف برای ورود بتن نصب می‌گردد.

شمع فولادی

حال شروع به ریختن بتن در قیمت می‌کنیم و با بالا و پایین کردن لوله ترمی. به وسیله جرثقیل بتن از لوله ترمی تخلیه و به درون چاه حفاری ریخته می‌شود. برای جلوگیری از ورود گل حفاری (دوغاب بنتونیت و مواد مشابه) به درون بتن باید همیشه انتهای لوله ترمی در بتن باقی بماند. با این کار گل حفاری به دلیل سبک‌تر بودن نسبت به بتن بر روی بتن باقی می‌ماند و از نفوذ آن در بتن جلوگیری می‌شود.

کم کم با بالا آمدن بتن در چاه حفاری برای کوتاه کردن لوله ترمی. از قسمت فوقانی و بدون خارج شدن انتهای لوله ترمی از بتن، قطعه ابتدایی آن را جدا می‌کنیم. و با نصب دوباره قیف شروع به بتن‌ریزی می‌کنیم. زمان خاتمه حفاری تا شروع بتن‌ریزی، نباید بیش از 6 ساعت به طول انجامد.

در صورتیکه این مدت به دلایل غیر قابل پیش‌بینی بیشتر شد. به دلیل رسوب مواد معلق و یا ریزش جداره چاه، ممکن است موادی که ایجاد آلودگی می‌کنند در ته چاه جمع شود. که باید قبل از شروع بتن‌ریزی با وسایل مناسب تخلیه گردند. برای اطمینان از پیوستگی بتن شمع، باید حجم چاه و بتن مصرفی را بعد از اتمام بتن‌ریزی کنترل کرد.

بتن‌ریزی باید تا بالاتر از سطح نهایی بتن شمع ادامه یابد. ارتفاع بتن‌ریزی اضافی، در صورتیکه بتن‌ریزی در سطح آب انجام شود. معادل 1.5 الی 3 متر و در صورتیکه بتن‌ریزی در محل خشک انجام شود. معادل 7.5 الی 30 سانتی‌متر خواهد بود (به دلیل مخلوط شدن گل حفاری با بتن قسمت پایانی). ارتفاع بتن‌ریزی اضافی باید در نقشه‌ها و مشخصات فنی خصوصی تعیین گردد.

10- تخریب بتن اضافی

پس از اتمام عملیات بتن‌ریزی شمع، روی شمع‌ها باید برای مدت 7 روز خیس بخورد. و سپس سر کلیه شمع‌ها به اندازه مورد لزوم تخریب شود. تحت هیچ شرایطی نباید بتن اضافی روی شمع قبل از 7 روز تخریب شود.

شمع‌های چوبی

شمع‌های چوبی تنه‌های درخت‌های سالم، صاف و بلند می‌باشند. که شاخ و برگ آن زرد شده و سطح آن پس از کندن پوست، به دقت تراشیده شده است. حداکثر طول اغلب شمع‌های چوبی بین 10 تا 20 متر می‌باشد. چوبی که از آن بعنوان شمع استفاده می‌شود باید مستقیم، بدون درز و ترک و سالم باشد.

شمع‌های چوبی را به سه گروه زیر تقسیم می‌کنند:

شمع‌های گروه A: این شمع‌ها بارهای سنگین را حمل می‌کنند. حداقل قطر سر چنین شمع‌هایی 350 میلیمتر (14 اینچ) می‌باشد.

شمع‌های گروه B: این شمع‌ها بارهای سبک را حمل می‌کنند. حداقل قطر سر این شمع‌ها بین 305 تا 330 میلیمتر(12 تا 13 اینچ) می‌باشد.

شمع فولادی

شمع‌های گروه C: از این شمع‌ها برای کارهای ساختمانی موقت استفاده می‌شود. حداقل قطر سر این شمع‌ها 305 میلیمتر (12 اینچ) می‌باشد. در هیچ حالتی قطر نوک شمع نباید کمتر از 150 میلیمتر (6 اینچ) باشد. وقتی که تمام طول شمع در داخل سفره‌ی آب زیرزمینی قرار داشته باشد. از این شمع‌ها می‌توان برای حمل بارهای دائمی استفاده کرد.

اگر شمع چوبی در خاک کاملاً اشباع کوبیده شود، عمر آن تقریباً بی‌نهایت خواهد بود. لیکن در آب و هوای دریایی، شمع‌های چوبی تحت حملات ارگانیسم‌های مختلف قرار می‌گیرد و ظرف چند ماه صدمات جدی در آنها ظاهر می‌شود. شمع چوبی در بالای سطح آب زیرزمینی، تحت حملات حشرات قرار می‌گیرند. با انجام بعضی اصلاحات، مثلاً محافظت آنها توسط روغن کروزوت، می‌توان عمر آنها را افزایش داد.

شمع‌های مرکب (مختلط)

در شمع‌های مرکب، قسمت‌های فوقانی و تحتانی شمع از دو مصالح مختلف تولید می‌شوند. به عنوان مثال شمع‌های مرکب ممکن است از فولاد و بتن و یا چوب و بتن تولید شوند. شمع‌های مختلط فولاد و بتن مرکب از قسمت تحتانی فولاد و قسمت فوقانی بتن درجا می‌باشند. این نوع شمع وقتی مورد استفاده قرار گیرد که طول شمع لازم برای تأمین ظرفیت باربری از ظرفیت شمع بتنی درجای ساده تجاوز کند.

شمع‌های مختلط چوب و بتن دارای قسمت تحتانی چوبی می‌باشند. که به طور دائم در سفره‌ی آب زیرزمینی قرار دارد و قسمت فوقانی آنها از بتن است. در هر صورت ایجاد وصله در محل تلاقی دو مصالح مشکل بوده و به همین علت است که شمع‌های مختلط دارای کاربرد وسیعی نمی‌باشند.

انواع شمع‌های ساختمانی از نظر عملکرد

شمع اتکایی:

اگر بستر سنگی و یا لایه شبیه سنگ (خیلی متراکم) در عمق منطقه‌ای قرار داشته باشد. شمع را می‌توان تا آن لایه ادامه داد. در این حالت ظرفیت باربری شمع کاملاً بستگی به ظرفیت باربری بستر سنگی در مقابل نوک شمع خواهد داشت. به همین علت به این شمع‌ها، اتکایی می‌گویند.

شمع فولادی

در چنین حالتی با توجه به معلوم بودن عمق بستر سنگی از روی گمانه‌های حفر شده، تعیین طول شمع کار چندان مشکلی نخواهد بود. اگر به عرض بستر سنگی، یک لایه سخت و نسبتاً متراکم در عمق منطقه‌ای داشته باشد. شمع را می‌توان چند متر در لایه سخت ادامه داد.

شمع اصطکاکی:

در صورتیکه عمق بستر یا لایه شبیه به سنگ زیاد باشد. طول لازم برای شمع اتکایی غیر اقتصادی خواهد شد. در چنین شرایطی شمع به عمق مناسبی در لایه نرم فوقانی بدون اینکه به لایه سخت برسد، کوبیده می‌شود. انتخاب نام اصطکاکی برای این شمع‌ها، از آنجا ناشی می‌شود که اکثر مقاومت آنها به وسیله اصطکاک جدا تأمین می‌شود.

البته این اسم بعضی مواقع می‌تواند گمراه کننده باشد. زیرا مقاومت شمع‌هایی که در لایه رسی کوبیده می‌شوند. بستگی به چسبندگی بین جدار شمع و رس دارد.

طول لازم برای شمع اصطکاکی بستگی به مقاومت برشی خاک، بار وارده و اندازه شمع دارد. برای تعیین طول لازم شمع، احتیاج به درک خوبی از اندرکنش خاک شمع، قضاوت مهندسی و تجربه است.

شمع تراکمی:

در بعضی مواد خاص، شمع‌ها بدین منظور در لایه‌های دانه‌ای کوبیده می‌شوند که تراکم خوبی در لایه سطحی خاک به وجود آید. این شمع‌ها به شمع‌های تراکمی موسوم هستند.

طول شمع‌های تراکمی به عنوان زیر بستگی دارد:

تراکم نسبی خاک قبل از تراکم

تراکم نسبی مورد نیاز بعد از تراکم

عمق لازم برای تراکم

شمع‌های تراکمی معمولاً کوتاه هستند. لکن برای تعیین طول مناسبی بری آنها، بعضی آزمایش‌های صحرایی لازم است.

شمع فولادی

کاربرد شمع در ساختمان

وقتی که لایه‌های سطحی خاک، قابلیت فشردگی زیادی داشته باشند یا خیلی ضعیف باشند. به طوریکه نتوان از شالوده سطحی برای توزیع بار ساختمان استفاده کرد. از شمع برای انتقال بار به لایه تحتانی محکم‌تر یا سنگ بستر استفاده می‌شود.

زمانیکه سازه بسیار سنگین است، به عنوان مثال در ساختمان‌های بلندمرتبه، پل‌ها و یا مخازن آب می‌توان از شمع استفاده کرد.

تراز آب زیرزمینی در خاک زیرین، افت یا خیز زیادی داشته باشد.

اجرای پی گسترده بسیار هزینه‌بر و یا در عمل غیر ممکن باشد.

سازه روی ساحل دریا و یا بستر رودخانه مکان‌یابی شده باشد.

ممکن است آنها برای تحمل نیروهای جانبی و یا فشارهای Uplift طراحی شده باشند.

مقابله با نیروهای کششی در پی‌هایی که زیر سطح آب قرار دارند و یا واژگونی سازه‌های بلند.

کنترل تراوش و رانش زمین و افزایش پایداری شیب‌ها.

اطلاعات مورد نیاز جهت طرح شمع ساختمان به چهار دسته کلی تقسیم می‌شوند:

شناخت عمومی، جنس و خواص فیزیکی لایه‌ها مانند دانه‌بندی، حدود اتر برگ. طبقه‌بندی نوع خاک، دانسیته و درصد رطوبت طبیعی خاک و سطح آب زیرزمینی پارامترهای مقاومتی خاک. شامل زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی در دو حالت زهکشی شده و زهکشی نشده

شمع فولادی

پارامترهای نشست‌پذیری همچون مدول الاستیسیته، ضرایب تحکیم، تورم، تخلخل اولیه و همچنین نسبت بیش تحکیمی (OCR)

تعیین غلظت کلر و PH آزمایش‌های شیمیایی جهت بررسی و کنترل خوردگی مصالح شمع مانند آزمایش‌های تعیین سولفات

آزمایش برجا

با توجه به اینکه در آزمایش‌های برجا شرایط طبیعی خاک کمتر تغییر می‌کند. استفاده از نتایج این آزمایش‌ها در تعیین ظرفیت باربری شمع‌ها مناسب‌تر است. استفاده از آزمایش نفوذ استاندارد و حتی‌الامکان آزمایش نفوذ مخروط در برنامه مطالعات توصیه می‌شود.

آزمایش نفوذ مخروط به خصوص اگر همراه با اندازه‌گیری فشار آب منفذی باشد. نتایج دقیق و مفیدی را در اختیار طراح قرار می‌دهد. علاوه بر آزمایش‌های مذکور طبق نظر مشاور ژئوتکنیک می‌توان از آزمایش‌های دیگر. نظیر پرسیومتر، دیلاتومتر مسطح و برش پرش در لایه‌های رسی نرم و اشباع نیز بهره جست.

معیارهای انتخاب نوع شمع ساختمان

نوع شمع ساختمان و روش اجرا باید توسط مشاور ژئوتکنیک یا مشاور طراح و با مدنظر قرار دهی چهار معیار اساسی زیر تعیین شود.

• مشخصات روسازه اعم از نوع بارگذاری، کاربری، درجه اهمیت سازه، توجیه اقتصادی و زمان‌بندی پروژه
• تجهیزات و امکانات استقرار شمع و شرایط اجرایی پروژه
• شرایط بستر شامل نیمرخ خاک محل، خصوصیات لایه‌ها و همچنین آب زیرزمینی و نوسانات آن
• میزان خورندگی محیط، عملکرد و دوام مصالح شمع

شمع فولادی

محافظت شمع ساختمان در برابر خوردگی

جهت محافظت شمع در برابر خوردگی بر حسب نظر دستگاه نظارت با توجه به شرایط پروژه. و توجیه اقتصادی طرح باید از یکی از روش‌هایی مانند. افزایش وخامت شمع، اندود قیری، اپوکسی، رنگ زدن، افزایش پوشش بتنی، آبکاری فلزی یا حفاظت کاتدی بهره جست.

با توجه به سرعت خرودگی در محیط و طول مدت سرویس دهی، می‌توان وخامت بدنه شمع را افزایش داد. این مقدار افزایش وخامت به وخامت فداشونده موسوم است. قبل از آنکه اندود کردن انجام شود. سطح فولاد باید کاملاً تمیز شود اندود قیری (به عنوان روش حفاظت) باید مورد تأیید مشاور یا دستگاه نظارت باشد.

شمع‌های فولادی ساختمان بدون کلاهک بتنی باید توسط یک اندود قیری به اندازه 1 متر پایین و 322 میلیمتر بالای سطح نهایی زمین پوشیده شوند. شمع‌هایی که به کلاهک بتنی متصل هستند باید تا یک متر زیر تراز کلاهک قیر اندود شوند. اندودهای حفاظتی پایین‌تر از حداقل تراز سطح آب، با احتساب نوسانات جزر و مد و ناحیه اغتشاشی آب، نیاز نخواهد بود.

توصیه‌های فوق مربوط به شرایط متعارف زمان اجرا و تنظیم طول شمع است.

چنانچه شمع به مدت طولانی به علت تأخیرات اجرایی در مجاورت ساحل باقی بماند. با توجه به قابلیت بالای شرایط محیطی، باید تدابیر لازم با هماهنگی دستگاه نظارت اندیشیده شود.

چنانچه از عمق دقیق نفوذ شمع‌ها در خاک اطمینان وجود ندارد. باید قبل از عایق‌کاری و حفاظت شمع‌ها در برابر خوردگی، نسبت به تعیین عمق قابل نفوذ توسط شمع‌های آزمایشی اقدام شود. در صورتیکه به علت شرایط اضطراری این امکان وجود نداشته باشد. لازم است نسبت به افزایش طول قیمت حفاظت شده اقدام و یا تدابیر دیگری اندیشیده شود.

آزمایش‌های شمع ساختمان

بطورکلی آزمایش‌های شمع به منظور کنترل کیفیت و یکپارچگی شمع، بررسی تنش‌های کوبشی. ارزیابی تجهیزات و ملحقات کوبش، تعیین معیار توقف کوبش و تعیین ظرفیت باربری شمع صورت می‌گیرد. این آزمایش‌ها ممکن است در زمان طراحی، در حین اجرا یا پس از اجرای شمع انجام شوند.

شمع‌های آزمایشی

برحسب تشخیص و صلاحدید مشاور یا دستگاه نظارت، بر حسب شرایط ساختگاه یا پروژه، شمع‌های آزمایشی در محدوده ساختگاه، اجرا و آزمایش می‌شوند. بر روی این شمع‌ها آزمایش‌های استاتیکی و دینامیکی به منظور تدقیق ظرفیت باربری طرح، ارزیابی روش و تجهیزات اجرا. تدقیق طول مورد نیاز و قابل اجرا و سایر جنبه‌های اجرایی بر حسب تشخیص دستگاه نظارت انجام می‌شود.

شمع فولادی

شمع‌های اجرایی

تعدای از شمع‌های اصلی در زمان اجرا آزمایش بارگذاری یا کنترل یکپارچگی می‌شوند. تعداد یا درصد آزمایش‌ها و نوع آنها را می‌توان در اسناد قرارداد مربوط به اجرا منعکس کرد. تعداد این آزمایش‌ها و معرفی شمع‌های مربوطه برای آزمایش باید براساس یافته‌های ثبتی در زمان اجرا و تشخیص دستگاه نظارت تدقیق و نهایی شود.

ملاحظات زیست محیطی

به منظور کاهش اثرات زیست محیطی و آسیب‌های احتمالی ناشی از عملیات شمع‌کوبی بر محیط اطراف. باید فواصلی به عنوان مقادیر حداقل از مناطق مسکونی، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های عمومی و صنعتی. و ساختمان‌های دارای تأسیسات حساس، تعیین و رعایت شوند.

تعیین این فواصل به انرژی چکش، طول و ابعاد شمع و همچنین جنس لایه‌های خاک بستگی خواهد داشت. علاوه بر این باید میزان ارتعاش حاصله از عملیات شمع‌کوبی نیز توجه شود. و در صورت لزوم بهای نصب ابزار دقیق مانند ژئوفون در فواصل مشخص نسبت به کنترل میزان ارتعاشات اقدام نمود.

شمع‌های بتنی پیش‌ساخته باید به گونه‌ای طراحی شوند که بخش دور ریز آن به حداقل برسد. قسمت دور ریز شمع‌ها باید توسط پیمانکار به مکان مناسب انتقال داده شود. در انتخاب گل حفاری باید ملاحظات زیست‌محیطی مدنظر قرار گیرد. تا میزان آلودگی‌های مضر به حداقل یا مقادیر مجاز معرفی شده توسط سازمان‌های مربوطه محدود شود.

اصول ایمنی در مراحل مختلف اجرای شمع ساختمان

در زمان اجرای شمع‌ها، به خصوص شمع‌های کوبشی، پیمانکار موظف است کلیه شرایط لازم جهت تأمین ایمنی کافی را فراهم نماید. کلیه کارکنان کارگاه باید از کفش و کلاه ایمنی استفاده نموده. و نسبت به خطرات احتمالی مانند سقوط شمع هنگام جابجایی، پاره شدن کابل‌های جرثقیل. و ریزش روغن داغ به خصوص از چکش دیزلی آگاه شوند.

در حین اجرای شمع‌های کوبشی و درجا لازم است جهت پیشگیری از حوادث ناشی از واژگونی شمع‌کوب یا شمع. و همچنین جلوگیری از رفت و آمدهای افراد غیر مسئول، با استفاده از نوار خطر، حریم ایمن مشخص شود.

شمع فولادی

پیمانکار موظف است نسبت به تأمین جعبه کمک‌های اولیه به تعداد کافی در کارگاه اقدام نماید. همچنین وجود کپسول آتش‌نشانی نیز در کارگاه الزامی است. چنانچه در حین کوبش، بالشتک شمع مشتعل شود یا دود کند، باید بلافاصله خاموش بشود و به محل مناسب منتقل شود.