عموماً سه روش اصلی در بهسازی خاکها شناخته شده است ، که این سه روش بر اساس اصول بهسازی خاک عبارتند از؛ روش جایگزینی Replacement method ، روش متراکم سازیDensification method و روش جامد سازی Solidification method که این سه روش نیز خود به ۰۵ نوع دسته بندی می گردنند . از سال ۱۹۵۰ در کشور ژاپن موارد زیادی با استفاده از روشهای فوق جهت بهسازی خاک بکار گرفته شده ،که در ابتدا روش جایگزینی و سپس روش متراکم سازی و اخیراً نیز روش جامد سازی ( بالا بردن استحکام ) مورد استفاده قرار گرفته است . بنابراین در زمان حاضر می توان استفاده از روشهای جایگزینی و متراکم سازی را بعنوان روشهای اصلی در بهسازی خاک بحساب آورد.
در عملیات صحرائی بجز در موارد موقتی ، روش متراکم سازی به شکل زهکشی عمودی و اجرای شمع های ماسه ای متراکم شده در بیشتر از ۹۰% کارهای بهسازی خاک ، مورد استفاده قرارگرفته است . همچنین در۷۰% پروژه های انجام گرفته برای فرودگاهها و بنادر ، از روش جایگزینی جهت بهسازی خاک که در ادامه با زهکشی عمودی و اجرای شمع ماسه ای متراکم شده همراه بوده ، استفاده شده است. سه روش فوق از سال ۱۹۶۵ بمدت ۱ سال در بیشتر از ۹۵٪ از عملیات بهسازی خاک ها بکار گرفته شده اند.
۱- خلاصه ای از روش Compozer :
روش Compozer همراه با ایجاد شمع های ماسه ای متراکم شده بوده ، که در
این روش شمع های ماسه ای با قطر زیاد که تحت تاُثیر ضربه های حاصل از
بارگذاری ویبره ای کاملاً متراکم می گردنند، در زمینهای سست و یا رسی نرم
ایجاد می شوند . شمعهای ماسه ای متراکم شده ویبره ای بکمک تجهیزاتی شامل ؛
کلاهک ، لوله های کیسینگ حاوی پیشرو مخصوص و یک ویبره کننده جهت ایجاد
ویبره عمودی ، ایجاد می گردنند .
این روش با استفاده از تجهیزات یکسان نه تنها در زمینهای ماسه ای سست بلکه
در زمینهای رسی نرم نیز قابل اجرا می باشدکه در زمینهای ماسه ای ، عمل
تثبیت خاک در نتیجه تراکم زمین و ایجاد شمع های ماسه ای خوب متراکم شده
بوسیله دستگاه ویبره انجام می گیرد .
اگرچه بخشی از عمل تثبیت در زمین های رسی ، بعلت نشست زمین در نتیجه متراکم
نمودن شمع های ماسه ای توسط عملکرد دستگاه ویبره صورت می پذیرد ، ولی
عمدتاً تقویت زمینهای رسی با توجه به وجود دو ماده با سختیهای متفاوت ،
تابعی از تمرکز تنش بیشتر وارد بر شمعهای ماسه ای متراکم شده با مقاومت
بالاتر می باشد . از آنجا که این روش همچنانکه در بالا توضیح داده شده ،
دارای عملکرد تثبیتی متفاوتی می باشد ، تحت عنوان روش Vibro – Compozer
شناخته شده است . این روش بطور گسترده ای در ژاپن تقریباً برای انواع خاک
ها واقع در زیر سازه های مختلف از قبیل ساختمانها ، مخزنها ، بندرگاهها ،
پلها ، سازه های زیرزمینی و غیره بکار می رود .
۲- اجرای روش Compozer
برای اجرای روش Compozer همانگونه که در شکل شماره ۱ مشاهده می گردد ، مراحل زیر باید انجام گیرد :
۱– ۲ – لوله کیسینگی که بوسیله قطعه ای به ویبراتور متصل گردیده را در زمین فرو می کنیم .
۲ – ۲ – با رسیدن لوله کیسینگ به عمق مورد نظر ، از طریق قیفی واقع در
بالای کیسینگ ، مقداری ماسه را بدرون کیسینگ ریخته تا بخشی از کیسینگ را
فرا گیرد .
۳ – ۲ – لوله کیسینگ را کمی بالا آورده و با دمیدن هوا توسط کمپروسور بدرون
آن ، بخشی از یک شمع ماسه ای را درون زمین بوجود می آوریم .
۴ – ۲ – لوله کیسینگ را مجدداً بسمت پائین فرستاده و تحت عملکرد دستگاه
ویبره قرار می دهیم تا شمع ماسه ای متراکم گردد ، که در اینصورت قطر آن نیز
بزرگتر می شود .
۵ – ۲ – مراحل ۳ و ۴ را مجدداً برای بخش های بالایی ماسه ریخته شده در داخل
کیسینگ ، تکرار کرده تا شمع ماسه ای تا سطح زمین ساخته شود .
۳ – طراحی اجرای عملیات :
طراحی عملیات زیر بوسیله موری یاما ، در سال ۱۹۵۸ برای زمینهای ماسه ای و در سال ۱۹۸۲ برای زمینهای رسی ارائه شده است .
۱ – ۳ – زمینهای ماسه ای :
در اجرای تثبیت زمینهای ماسه ای سست ، فاصله بین شمعهای ماسه ای ( S ) بگونه ای طراحی شده است که در اثر عملکرد تراکم پوکی در خاک ماسه ای مجاور که از نظر نشست و مقاومت مجاز تا حدی در مقابل شکست مطمئن میباشد ، از پوکی اولیه e به پوکی مورد نظر e تبدیل گردد.
در عمل ، پوکی زمین معمولاً از اعداد بدست آمده ازآزمایش ضربه ای ( آزمایش SPT ) و با استفاده از نموداری که رابطه بین پوکی و تعداد ضربه (N ) SPTرا نشان می دهد ، تخمین زده می شود . مثالی از رابطه بین پوکی و تعداد ضربه ( (Nرا که بوسیله گیبس و هولتز (۱۹۵۷) ارائه شده را نشان می دهد.