انواع شمع

دسته بندی شمع ها:

بر حسب شرایط تحت الارضی، سطح آب زیر زمینی و نوع باری که باید حمل شود، انواع مختلفی از شمع ها در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد. شمع ها بر حسب مصالحی که از آن ساخته می شوند، دارای انواع زیر هستند:

1- شمع های فولادی 
2- شمع های بتنی
3- شمع های چوبی
4- شمع های مرکب

شمع های فولادی:

انواع معمول شمع های فولادی، شمع های لوله ای و شمع های H می باشند. شمع های لوله ای نیز در دو حالت انتهای بسته و انتهای باز به زمین کوبیده می شوند. در خیلی از حالات، شمع های لوله ای بعد از کوبیده شدن با بتن پر می شوند.

     

پروژه های شرکت حفار پایدار تهران 

شمع های بتنی:

شمع های بتنی به دو گروه تقسیم بندی می شود:

1- شمع های پيش ساخته

2- شمع های درجاريز

 

    

اجرای شمع گرد و مستطیل (بارت)
پروژه های شرکت مهندسی حفار پایدار تهران

 شمع های پیش ساخته:

شمع های پیش ساخته را می توان با استفاده از میلگرد های معمولی ساخت. مقطع آنها به صورت مربع یا هشت ضلعی است. میلگرد ها به منظور مقاوم نمودن شمع در مقابل خمش تولید شده در هنگام حمل و نقل، بلند کردن و اعمال نیروی جانبی به شمع و همچنین افزایش مقاومت فشاری، مورد استفاده قرار می گیرند. شمع های پیش ساخته در طول مورد نظر ساخته شده و تحت شرایط مطلوب به عمل می آیند تا به مقاومت مورد نظر برسند. پس از آن به محل کوبیدن حمل می شوند. شمع های پیش ساخته را می توان با استفاده از کابل های پیش تنیدگی پر مقاومت، به صورت پیش تنیده در آورد.

 

شمع های درجاریز:

شمع درجاریز از خانواده شمع های بتنی می باشد و نام های دیگر شمع درجا، شمع ساخته شده در محل، شمع ریختنی، شمع جایگزینی و شمع بدون تغییر مکان می باشد. شمع درجا به دلیل نامحدود بودن در قطر و عمق حفاری دارای بیشترین کاربرد و تنوع در بین تکنولوژی های اجرای پی های عمیق می باشد. در شمع های درجا ابتدا توسط ماشین آلات حفاری یک چاه با مقطع و عمق مورد نظر در زمین حفر شده و سپس در داخل آن اقدام به بتن ریزی با مصالح مرغوب می نمایند که البته این بتن می تواند مسلح یا غیر مسلح باشد.

 

شمع هاي درجا ريز به دو گروه اصلی تقسیم می شود:

1- با غلاف  

2- بدون غلاف

 

هر دو گروه میتوانند دارای نوک پهن شده (پدستال) باشند. شمع های درجاریز غلافدار بدین صورت اجرا می شوند که ابتدا یک لوله فولادی به زمین کوبیده شده و پس از رسیدن به عمق مورد نظر، مصالح داخلی آن خالی شده و داخل لوله پر از بتن می شود. لوله را می توان با قرار دادن یک سنبه در داخل آن کوبید و پس از رسیدن به عمق مورد نظر، سنبه را خارج کرد. برای سر پهن کردن شمع (ایجاد پدستال)، پس از ریختن مقداری بتن در نوک شمع، با رها کردن وزنه از ارتفاع، آن را می کوبند تا از طرفین پهن شود.

برای اجرای شمع بدون غلاف، ابتدا غلاف در زمین کوبیده شده و سپس همزمان با بتن ریزی در داخل غلاف، غلاف به تدریج به بیرون کشیده می شود.

 

ابعاد:

عمق معمول: 10 الی 40 متر
حداکثر عمق: حدود 90 متر
قطر معمول: 40 الی 150 سانتیمتر
حداکثر قطر: حدود ۳ متر

توجه : در صورتیکه قطر چاه از 76 سانتیمتر بیشتر شود به آن پایه عمیق می گویند.

نوع زمین مناسب:

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، شمع های درجا در اکثر زمینهای دارای خاک با پایداری و ایستایی نسبی قابل اجرا می باشند.

 

مراحل اجرا شمع بتنی درجا:

 

 

1. حفاری اولیه همراه با تزریق گل بنتونیت 

2. کیسینگ گذاری تا عمق عبوری از لایه ریزشی

  

3. از سرگیری حفاری از درون کیسینگ   

4. ایجاد انباره در انتهای شمع  (ویژه شمع های پدستالی)

5. جاگذاری قفسه آرماتور

6. جاگذاری ترمی و قیف و انجام بتن ریزی

   

7. بیرون کشیدن کیسینگ

8. اتمام اجرای شمع

 

مزایای شمع بتنی درجا:

1. عدم محدودیت قطر
2. امکان افزایش مقطع شمع در قسمت انتهایی و افزایش توان باربری
3. تدارک آسان تر ماشین آلات حفاری نسبت به شمع کوبی 
4. مناسب بودن برای استفاده در محیط های شهری به دلیل سر و صدای کمتر 
5. تکمیل مطالعات و شناسایی خاک حین حفاری

معایب شمع بتنی درجا:

1. عدم امکان کنترل کیفیت بتن مصرفی بخصوص وقتی که سطح آب زیرزمینی می باشد.
2. ضرورت استفاده از لوله غلاف و گل حفاری
3. احتمال جابجایی محور مرکزی شمع در حین اجرا 
4. احتمال جا ماندن لوله غلاف بعد از بتن ریزی 
5. تاثیر شرایط جوی بر روند اجرا 
6. آلوده شدن محیط حفاری و بتن ریخته شده در چاه به دلیل استفاده از گل حفاری

1- انجام مطالعات ژئوتکنیک

بر اساس مطالعات ژئوتکنیک ما به نتایج زیر دست می یابیم:

a: تعیین تکلیف استفاده یا عدم استفاده از پی های شمعی 
b : شرایط زیرسطحی و محیطی
c: ملاحظات اقتصادی
d: انتخاب نوع پی عمیق (درجا / کوبیدنی)
e: جنس شمع 
f: تجهیزات و امکانات ساخت و اجرا 
g: عمق شمع 
h: غیره

نمونه برداری 

   

2- آماده سازی محل حفاری

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

2. از فضای کافی جهت مانور دستگاه حفاری و بتن ریزی برخوردار باشد.

3. در طول عملیات حفاری، خاک حاصل از حفاری مرتبا از روی سطح پلاتفرم برداشته شود.

4. در بستر رودخانه ها و در جاهای که در معرض آبهای سطحی می باشند با استفاده از سپرکوبی در اطراف محل حفاری باید از ورود آبهای سطحی به محل حفاری جلوگیری شود.

 

3- نشانه گذاری محل اجرای شمع

در این مرحله محل دقیق شمع توسط اکیپ نقشه برداری مشخص و نشانه گذاری می شود.

 

عملیات نقشه برداری

نشانه گذاری محل دقیق شمع 

 

4- انتخاب مدل دستگاه حفاری

مشخصات انواع مدل های دستگاه ها و مته های حفاری شمع درجا در قسمت معرفی این تجهیزات آورده شده است.

5- استقرار دستگاه حفاری

پس از آماده سازی محل اجرای شمع دستگاه حفاری در محل مستقر می گردد. استقرار دستگاه حفاری بنحوی تعیین می گردد که شرایط زیر را تامین نماید:

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

2. کمترین ضربه دینامیکی را حتی الامکان به شمع های اجرا شده در مراحل قبلی وارد نماید. 

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

 

 

   

تراز کردن مته حفاری با محل شمع 

 

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

در صورتیکه امکان ریزش دیواره های محل حفاری شمع، در اثر فشار خاک و یا آب وجود داشته باشد، باید با یکی از روش های زیر از ریزش جداره جلوگیری نمود:

استفاده از گل بنتونیت یا مواد مشابه:

با توجه به میزان آب منفذی و همچنین ساختار مکانیکی مصالح عمدتا دیواره شمع حین حفاری پایداری لازم را نداشته و استفاده مصالح تثبیتی مانند بنتونیت با ویسکوزیته حداقل 30 ثانیه و حداکثر 50 ثانیه در لیتر لازم الاجرا می باشد. دوغاب بنتونیت مخلوط یک نوع رس نرم در آب بصورت تعلیق می باشد که باید با استفاده از همزن از ته نشینی آن جلوگیری شود، با انتقال دوغاب بنتونیت به درون چاه و بنا به خاصیت تیکسوتروپی گل رس، پوسته ای روی جدار شمع نقش بسته که از ریزش دیواره یا نفوذ آب جلوگیری می کند. بنتونیت باید کاملا با آب مخلوط شود تا مخلوط حالت کلوخه ای 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 حوضچه ها و یا در دستگاههای ویژه ساخت گل بنتونیت، ساخته می شود و توسط لوله و پمپ به چاه حفاری منتقل می گردد. برای جلوگیری از هدر رفتن گل بنتونیت هنگام سر ریز شدن چاه حفاری می توان با تعبیه کردن یک 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 لایه های آبرفتی با ساختار ریزدانه ماسه ای 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 می گردد که پس از اضافه نمودن دوغاب سیمان، عملیات اجرایی به مدت گیرش اولیه سیمان (حدودا 25 تا 35 دقیقه) متوقف گردیده و بعد از آن عملیات حفاری ادامه می یابد.

باید به این نکته نیز توجه داشت که در مواقعی که برای نگهداری دیواره چاه حفاری از بنتونیت و یا مواد مشابه استفاده می شود، این مواد چنانچه غلظت زیاد داشته باشند، می توانند در قسمت هایی از بتن ریزی با ایجاد یک لایه پوشاننده برروی بتن موجب قطع پیوستگی بتن شمع شوند.

 

دستگاه بنتونیت ساز

استفاده از لوله غلاف (کیسینگ):

از کیسینگ در زمین های استفاده می شود که امکان فروریزی و یا تغییر شکل جانبی زیاد خاک به درون فضای خالی چاه وجود دارد. همچنین در مواردی که آب بندی کردن دیواره چاه از ورود آبهای زیر زمینی مورد نظر است نیز از کیسینگ استفاده می شود. الزامی ندارد که ما در تمام طول چاه از کیسینگ استفاده کنیم در صورتیکه فقط عمق خاصی از چاه دارای خاک ریزشی باشد می توانیم کیسینگ تا عمقی که از آن لایه عبور کنیم ادامه دهیم.

در بیشتر مواقع از یک لوله کیسینگ ۳ الی 5 متری در عمق اولیه شمع برای جلوگیری از ریزش دهانه چاه حفاری استفاده می شود.

نحوه نصب کیسینگ:

1. ابتدا چاه را تا عمقی که از لایه ریزشی عبور کنیم، حفر می کنیم و بعد از آن لوله کیسینگ را در آن جاگذاری می کنیم. ادامه حفاری از درون لوله کیسینگ انجام می شود.

حفاری اولیه تا عبور از لایه ریزشی

کیسینگ گذاری تا عمق عبوری از لایه ریزشی (جاگذاری کیسینگ) 

               ادامه حفاری از درون کیسینگ               

تعبیه دستک و محل عبور لوله بنتونیت

 
2. قبل از شروع حفاری، لوله کیسینگ را توسط ویبراتور تا عمق مورد نظر (عبوری از لایه ریزشی) در زمین می کوبیم و در مرحله بعد از داخل لوله شروع به حفاری می کنیم. این روش بیشتر در خاک های سست و ضعیف مانند سواحل دریا کاربرد دارد.

امروزه دستگاه های روتاری خود قابلیت کوبش (بصورت دورانی) لوله کیسینگ در زمین را دارا می باشند و نیازی به ویبراتور نمی باشد.

 

روتاری با قابلیت کوبش کیسینگ

کوبش کیسینگ توسط ویبراتور

 

 7- حفاری

بعد از جاگذاری کیسینگ حفاری از درون لوله ادامه پیدا می کند و در صورت لزوم تزریق گل بنتونیت نیز در چاه ادامه می یابد. در قسمت فوقانی کیسینگ باید تکیه گاههای لازم جهت نگه داشتن آن در دهانه چاه حفاری و بیرون کشیدن آن تعبیه شود. کیسینگ را می توان در جای خود باقی گذاشت یا آن را بیرون کشید(بیشتر موارد بیرون کشیده می شود بجز در حالتی که به دلیل مشکلات اجرایی غیر قابل بیرون کشیدن باشد.)

لوله کیسینگ را باید بعد از اتمام بتن ریزی و قبل از گیرش اولیه بتن بیرون کشید. در مواقعی که ابعاد کیسینگ بزرگ می باشد معمولا کیسینگ همزمان با آخرین مراحل بتن ریزی بیرون کشیده می شود.

 

دستگاه روتاری

شروع حرکت مته حفاری بصورت دورانی

حفاری

تزریق دوغاب بنتونیت به چاه در حین حفاری

قرارگیری کیسینگ در دهانه شمع

پیگیری ادامه حفاری بعد از کیسینگ گذاری 

 تخلیه باکت بعد از هر بار پر شدن 

تخلیه مدوام خاک حفاری از محل

                                       

ایجاد انباره در انتهای شمع (ویژه شمع های پدستالی):

در صورتیکه قطر مقطع انتهایی شمع از قطر چاه بیشتر باشد به آن شمع انباره ای یا کف پهن(پدستالی) گفته می شود. انباره را می توان در خاک های پایدار و غیر ریزشی و در صورت پایین بودن سطح آب زیر زمینی جهت افزایش ظرفیت باربری شمع ایجاد نمود.

از شمع های پدستالی در مواقعی استفاده می شود که در انتهای شمع یک لایه مقاوم خاک یا یک لایه ضیف سنگی موجود باشد و گرنه در شمع هایی که انتهای آنها بر روی لایه سنگی سخت قرار دارد اکثرا ظرفیت باربری آنها به اندازه مقاومت بتن شمع می باشد و نیازی به خزانه انتهایی ندارند.

در شمع های پدستالی، برای افزایش مقطع قسمت انتهایی شمع از باکت های زنگوله ای(Belling bucket) استفاده می شود. به انتهای این باکت ها بازوهایی مفصلی مجهز به دندانه های برنده تعبیه شده که خاک را به صورت مخروطی در می آورند. در هنگام بالا آمدن باکت، بازوها جمع می شوند. به دلیل مشکلات اجرایی بتن قسمت کناری خزانه بصورت غیر مسلح در نظر گرفته می شود.

 

باکت مخصوص ایجاد انباره

ایجاد انباره در انتهای شمع

شمع با اتکای انباره ای زاویه دار (30 یا 45 درجه)

شمع با اتکای انباره ای

  

8- فولادگذاری (قفسه آرماتور یا هسته فولادی)

قفسه آماتور:

در این مرحله در صورت مسلح بودن بتن شمع، قفسه های آرماتور طبق مشخصات فنی بافته شده و با جرثقیل حمل و به داخل چاه حفاری شده منتقل می شود. معمولا طول هر قفسه 12 متر می باشد که با توجه به عمق شمع در صورت نیاز به اضافه کردن قفسه های بیشتر، قفس اول در دهانه چاه حفاری نگه داشته می شود و با توجه به مشخصات آرماتور همپوشانی لازم انجام و توسط آرماتوربند به هم متصل می شوند و بعد از اتصال، قفسه ها در چاه حفاری کارگذاری می شود.

توجه داشته باشید که قفسه آرماتور هرگز نباید تا کف چاه پایین رود زیرا رعایت حداقل پوشش بتنی بین قفسه و کف چاه الزامی می باشد. جهت رعایت پوشش بتنی بین قفسه و دیوار شمع نیز از غلطکهای بتنی نصب شده بر روی آرماتورهای عرضی استفاده می شود.

     

تهیه قفسه آرماتور

    

جاگذاری قفسه آرماتور

 

تعبیه غلتکهای بتنی جهت رعایت فاصله طولی

همپوشانی قفسه های آرماتور

 
هسته فولادی:

گاهی بجای قفسه آرماتور از پروفیل های فولادی (در محور شمع) استفاده می شود.

 

   

جاگذاری پروفیل

نصب پروفیل در چاه

شاقول کردن پروفیل برای قرار گرفتن در مرکزشمع

 

9- بتن ریزی

آماده کردن بتن مصرفی برای کاهش قطر چاه، مقاومت بتن مصرفی در شمع اغلب در حدود 28 الی 35 مگاپاسکال در نظر گرفته می شود. بتن مصرفی در شمع های درجا باید حدود 13 الی 21 سانتیمتر روانی (اسلامپ) داشته باشد (اسلامپ بهینه = حدود 15 سانتیمتر). جهت بهبود کارایی بتن مصرفی از روان کننده استفاده می شود.

فواصل زمانی ما بین اتمام تخلیه هر تراک میکسر با شروع تخلیه تراک میکسر بعدی نباید بیشتر از 10 دقیقه باشد.

 

عملیات بتن ریزی:

بتن ریزی در محل حفاری شده شمع بصورت پیوسته و مداوم، به وسیله لوله مخصوص (ترمی) انجام می گیرد، بدین شکل که لوله های ترمی در متراژهای مختلف 2 الی 5 متری و قطر 10 الی 20 سانتی متری را به اندازه عمق شمع به هم متصل نموده و در داخل چاه حفاری کارگذاری می شود و در قسمت فوقانی آن یک قیف برای ورود بتن نصب می گردد. حال شروع به ریختن بتن در قیف می کنیم و با بالا و پایین کردن لوله ترمی بوسیله جرثقیل بتن از لوله ترمی تخلیه و به درون چاه حفاری ریخته می شود. 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 می ماند و از نفوذ آن در بتن جلوگیری می شود.

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 می کنیم و با نصب دوباره قیف شروع به بتن ریزی می کنیم.

زمان خاتمه حفاری تا شروع بتن ریزی، نباید بیش از 6 ساعت به طول انجامد. در صورتی که این مدت به دلایل غیر قابل پیش بینی بیشتر شد، به دلیل رسوب مواد معلق و یا ریزش جداره چاه، ممکن است مواد آلوده کننده را در ته چاه جمع شود که باید قبل از شروع بتن ریزی با وسایل مناسب تخلیه گردند.

برای اطمینان از پیوستگی بتن شمع باید حجم چاه و بتن مصرفی را بعد از اتمام بتن ریزی کنترل کرد.

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

 

جاگذاری لوله ترمی 

نگه داشتن ترمی در دهانه چاه جهت نصب قیف 

نصب قیف بتن ریزی

بالا و پایین کردن ترمی جهت تخلیه بتن درون آن

انتهای لوله ترمی نباید از درون بتن خارج شود

کوتاه کردن لوله ترمی به دلیل بالا آمدن بتن 

اتمام بتن ریزی

سر ریز شدن بنتونیت بعد از بالا آمدن بتن در هنگام بکاربری گل بنتونیت

خارج کردن کیسینگ همزمان با اتمام بتن ریزی

خارج کردن کیسینگ بعد از اتمام بتن ریزی

 

10- تخریب بتن اضافی

پس از اتمام عملیات بتن ریزی شمع، روی شمعها باید برای مدت 7 روز، خیس نگهداری شود 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.

 

       

تخریب بتن کثیف روی شمع بعد از 7 روز

  

 شمع های چوبی:

شمعهای چوبی تنه های درخت های سالم، صاف و بلند می باشند که شاخ و برگ آن زرد شده و سطح آن پس از کندن پوست، به دقت تراشیده شده است. حداکثر طول اغلب شمع های چوبی بین 10 تا 20 متر میباشد. چوبی که از آن به عنوان شمع استفاده می شود باید مستقیم، بدون درز و ترک و سالم باشد.

شمعهای چوبی را به سه کلاس زیر تقسیم می کنند:

1. شمعهای کلاس A: این شمعها بارهای سنگین را حمل می کنند. حداقل قطر سر چنین شمعهایی 350 میلیمتر(14 اینچ) می باشد.

2. شمعهای کلاس B: این شمعها بارهای سبک را حمل می کنند. حداقل قطر سر این شمعها بین 305 تا 330 میلیمتر ( 12 تا 13 اینچ) می باشد.

3. شمعهای کلاس C: از این شمعها برای کارهای ساختمانی موقت استفاده می شود. وقتی که تمام طول شمع در داخل سفره ی آب زیرزمینی قرار داشته باشد، از این شمعها می توان برای حمل بارهای دائمی استفاده کرد. حداقل قطر سر این شمعها 305 میلیمتر (12 اینچ) می باشد. در هیچ حالتی قطر نوک شمع نباید کمتر از 150 میلیمتر (6 اینچ) باشد.

اگر شمع چوبی در خاک کاملاً اشباع کوبیده شود، عمر آن تقریباً بی نهایت خواهد بود. لیکن در آب و هوای دریایی، شمعهای چوبی تحت حملات ارگانیسمهای مختلف قرار گرفته و ظرف چند ماه صدمات جدی در آنها ظاهر می شود. شمع چوبی در بالای سطح آب زیرزمینی، تحت حملات حشرات قرار می گیرند. با انجام بعضی اصطلاحات، مثلاً محافظت آنها توسط روغن کروزوت، می توان عمر آنها را افزایش داد.

شمعهای مرکب (مختلط):

در شمعهای مرکب، قسمتهای فوقانی و تحتانی شمع از دو مصالح مختلف ساخته می شوند. به عنوان مثال شمع های مرکب ممکن است از فولاد و بتن و یا چوب و بتن ساخته شوند. شمعهای مختلط فولاد و بتن مرکب از قسمت تحتانی فولاد و قسمت فوقانی بتن درجا می باشند.این نوع شمع وقتی مورد استفاده قرار می 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 می باشند که به طور دائم در سفره ی 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 نمی باشند.

 

 شمع اتکایی:

اگر بستر سنگی و یا لایه ی شبیه سنگ (خیلی متراکم) درعمق منطقی قرار داشته باشد، شمع را می توان 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 می گویند. در چنین حالتی با توجه به معلوم بودن عمق بستر سنگی از روی گمانه های حفر شده، تعیین طول شمع کار چندان مشکلی نخواهد بود. اگر به عوض بستر سنگی، یک لایه ی سخت و نسبتاً متراکم در عمق منطقی قرار داشته باشد، شمع را می توان چند متر در لایه سخت ادامه دارد.

 

شمع اصطکاکی:

در صورتی که عمق بستر سنگی یا لایه ی شبیه به سنگ زیاد باشد، طول لازم برای شمع اتکایی غیراقتصادی خواهد شد. در چنین شرایطی شمع به عمق مناسبی در لایه ی نرم فوقانی بدون اینکه به لایه ی سخت برسد، کوبیده می شود. انتخاب نام اصطکاکی برای این شمعها، ازآنجا ناشی می شود که اکثر مقاومت آنها به وسیله ی اصطکاک جدار تأمین می شود. البته این اسم بعضی مواقع می تواند گمراه کننده باشد، زیرا مقاومت شمعهایی که در لایه ی رسی کوبیده می شوند، بستگی به چسبندگی بین جدار شمع و رس دارد.

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

 

شمع تراکمی:

در بعضی موارد خاص، شمعها بدین منظور در لایه های دانه ای کوبیده می شوند که تراکم خوبی در لایه ی سطحی خاک به وجود آید. این شمعها به شمعهای تراکمی موسوم هستند.

طول شمعهای تراکمی به عوامل زیر بستگی دارد:

1- تراکم نسبی خاک قبل از تراکم
2- تراکم نسبی مورد نیاز بعد از تراکم
3- عمق لازم برای تراکم

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

 

کوبیدن شمع:

اکثر شمع ها به وسیله شمع کوب ضربه ای و یا شمع کوب ارتعاشی در زمین کوبیده می شوند. در بعضی ازحالات خاص، شمع کوبی به وسیله جت آب و یا حفاری ناقص انجام می شود. شمع کوبهای ضربه ای درانواع مختلف وجود دارند که عبارتند از : (الف) شمع کوب سقوطی ، (ب) شمع کوب بخار یا هوای فشرده با عمل یک طرفه ، (پ) شمع کوب بخار یا هوای فشرده با عمل دو طرفه ، (ت) شمع کوب دیزل.

درحین عمل کوبیدن، یک کلاهک در بالای شمع قرار داده می شود. بین کلاهک و شمع نیز ممکن است یک بالشتک قرار داده شود. عمل این بالشتک، کاهش اثر ضربه نیرو می باشد. قرار دادن این بالشتک اختیاری است. بالشتک دومی نیز در بالای کلاهک در محل برخورد چکش قرار داده می شود. به طوری که چکش مستقیماً به کلاهک برخورد ننماید.

    

شکل شمع کوب ها.
(الف) شمع کوب سقوطی،
(ب) شمع کوب هوای فشرده یا بخار با عمل یک طرفه ،
(پ) شمع کوب هوای فشرده یا بخار با عمل دو طرفه،
(ت) شمع کوب دیزل،
(ث) شمع کوب ارتعاشی