भूमि सुधार (Ground Improvement), या भूमि संशोधन, को प्रोजेक्ट भूमि संरचनाओं या स्थल आधार मिट्टियों का परिवर्तन कहा जाता है ताकि डिज़ाइन और/या परिचालन लोडिंग स्थितियों के अधीन बेहतर प्रदर्शन प्रदान किया जा सके (शेफर एट एल., 2012)। भूमि सुधार विधियाँ (Ground Improvement Techniques) उन्हें इंजीनियरिंग गुणस्तर को सुधारती हैं, जिनमें उपयुक्त परियोजना प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है।
जबकि खराब मिट्टी की स्थिति को मिट्टी का उत्खनन और पुनः रखने, या शायद गहरे नींवों का उपयोग करके आसानी से संभाला जा सकता है, लेकिन यह अक्सर लागत प्रभावी होता है केवल किसी प्रकार के उपचार के माध्यम से स्थान पर मिट्टी को सुधारना।
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भूमि सुधार क्या होता है?
भूमि सुधार (Ground Improvement) आमतौर पर एक विधि या तकनीक होती है जो उस भूमि के सुधार के लिए प्रयोग की जाती है जो किसी खराब स्थिति या विक्षिप्त स्थिति में होती है। विभिन्न भौतिकी तकनीकों का उपयोग किया जाता है अस्तित्व में मिट्टी को पुनः इंजीनियर करने के लिए उसकी विशेषताओं को सुधारने के लिए।
भूमि सुधार आमतौर पर उस निश्चित संरचना की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए किया जाता है जो उस विशेष भूमि के ऊपर निर्माण किया जाना है।
Ground Improvement क्यों आवश्यक है?
भूमि का सुधार निम्नलिखित कारणों के लिए किया जाता है:
- भूमि की लोड-बैरिंग क्षमता को सुधारना।
- भूमि की घनत्व बढ़ाना।
- भूमि के बौने और असंगत रासायनिक तत्वों को नियंत्रित करना।
- भूमि की द्रवीकरण को कम करना।
- ढलान की स्थिरता को बढ़ाना।
Ground Improvement के लाभ क्या हैं?
भूमि सुधार की विधियाँ कमजोर भूमिओं को बढ़ावा देती हैं साथ ही अनुपयुक्त और प्रदूषित भूमिओं को भी। भूमि सुधार के कई लाभ होते हैं जैसे कि:
- समय की कम खपत क्योंकि डिज़ाइन और कार्यान्वयन अपेक्षाकृत तेज होता है।
- जब तकनीकों को भूमि सुधार के लिए लागू किया जाता है, तब यह लगभग कोई कचरा उत्पन्न नहीं करता है। इसलिए इसमें कोई निपटान लागत नहीं होती है।
- उपस्थिति का सरल डिज़ाइन और निर्माण।
- भूमि सुधार विभिन्न प्रकार की भूमिओं पर लागू होता है और यह उन पर प्रभावी भी होता है।
Ground Improvement के लिए विभिन्न Techniques
भूमि सुधार के लिए विभिन्न तकनीकें मौजूद हैं। भूमि सुधार के तकनीकों को भूमि के प्रकारों के आधार पर वर्गीकृत किया गया है। वे निम्नलिखित हैं:
कोहेजिव भूमि के लिए
- पूर्व-संपीड़न
- रेत के ड्रेन
- विक ड्रेन
- पत्थर कॉलम्स
कोहेजन-लेस भूमि के लिए
- वाइब्रोफ्लोटेशन
- टेरा प्रोब
- कॉम्पैक्शन पाइल्स
भूमि सुधार के लिए सामान्य तकनीकें
- भूमि की हटाई और पुनः रखी
- भूमि का गहरा मिश्रण
- ग्राउटिंग
कोहेसिव भूमिओं के लिए भूमि सुधार तकनीकें
पूर्व-संपीड़न
पूर्व-संपीड़न एक ऐसी भूमि सुधार तकनीक है जो मिट्टी जैसे चिकनी मिट्टी और रेत के लिए प्रयोग की जाती है। इसे प्रीलोडिंग या सर्चार्जिंग के रूप में भी जाना जाता है।
इस तकनीक में, निर्माण के पहले एक विशेष भूमि क्षेत्र को निर्माण के लिए पहले ही एक सर्चार्ज से आवरित किया जाता है। इस सर्चार्ज को उचित ऊँचाई तक भरा जाता है ताकि नीचे की मिट्टी को पूर्व-संपीड़न करने के लिए योग्यता प्राप्त हो।
इसे मिट्टी के नीचे की संगठन के लिए एक अधिक समय के लिए बनाए रखा जाता है। सतह की ऊँचाई आमतौर पर 3 मीटर से 10 मीटर तक होती है।
संरचना के निर्माण की प्रारंभिक योजना के बाद सर्चार्ज को हटा दिया जाता है। यह वित्तीय तो है, लेकिन वक्त का भी खपती है। यह निर्माण को विलम्बित करता है इसलिए यह ज्यादा पसंद नहीं किया जाता है।
रेत नलिकाएँ
यह भूमि सुधार विधि चिकनी भूमि जैसे चिकनी मिट्टी और रेत के साथ भूमि की गुणवत्ता को बढ़ाने के लिए भी प्रयुक्त की जाती है।
रेत नलिकाएँ आवश्यक गहराई पर रेखांकित रूप से निर्मित रेत स्तंभ होते हैं, संरचना के अनुसार। ये स्तंभ कमजोर भूमि को मजबूत करने और संघनित मिट्टी को मजबूत करने के लिए प्रयुक्त किए जाते हैं।
रेत नलिकाएँ मुख्य रूप से कम्प्रेसिबल फाउंडेशन भूमिओं को कड़ा करने और पोस्ट-निर्माण बसने को नियंत्रित करने के लिए बसने के समय दर को बढ़ाने के लिए प्रयुक्त किए जाते हैं। रेत नलिकाओं की प्रमुख दुर्घटना यह है कि यह एक बहुत ही महंगा तरीका है।
विक ड्रेन
रेत नलिकाओं के विकल्प के रूप में विक ड्रेन का प्रयोग किया जाता है, क्योंकि रेत नलिकाओं का निर्माण काफी महंगा होता है। विक ड्रेन एक हाल ही में भौतिकी अभियंताओं द्वारा विकसित भूमि सुधार तकनीक है। विक ड्रेन पूर्वनिर्मित लंबवत नलिकाएं होती हैं जिनमें जीओसिंथेटिक परदे से ढके हुए कर्यान्वयन प्लास्टिक रिबन होते हैं।
विक ड्रेन के शीर्ष पर एक हेडर ड्रेन उपलब्ध होता है, जिससे पोर पानी को निकाला जाता है। विक ड्रेन 100 मिमी चौड़े और लगभग 5 मिमी मोटे धारों के ड्रेन होते हैं।
विक ड्रेन लगभग रेत नलिकाओं को बदल चुके हैं क्योंकि यह रेत नलिकाओं के मुकाबले एक कम महंगा तरीका है। विक ड्रेन को ट्यूब का उपयोग करके मिट्टी में डाला जाता है।
जब विक ड्रेन मिट्टी में धकेले जाते हैं, तो परीक्षण ट्यूब धीरे-धीरे निकाले जाते हैं, जिससे विक ड्रेन मिट्टी में बच जाते हैं। हाल ही में, कुछ मशीनें भी ड्रेन की आसान स्थापना के लिए विकसित की गई हैं।
पत्थर कॉलम्स
लचीली मिट्टियों को भी भूमि सुधार के तरीके के रूप में पत्थर कॉलम का उपयोग किया जा सकता है। पत्थर कॉलम का निर्माण जमीन में वांछित गहराई तक होल बनाकर किया जाता है और होल को ग्रेवल या छोटे पत्थरों से भरा जाता है।
पत्थरों का आकार 6 मिमी से 40 मिमी तक हो सकता है। पत्थर कॉलम के लिए छेद वायब्रोफ्लोट के नाम से एक उपकरण का उपयोग किया जाता है।
इसमें लगभग 2 मीटर से 3 मीटर लंबी और 200 मिमी से 500 मिमी चौड़ी एक लंबी नलिका होती है। इसमें ऊपर और नीचे जेट्स से भरा गया है।
वायब्रोफ्लोट को घुमाने वाला द्रव्यमंडल मिट्टी के उत्खनन में मदद करता है। एक बार खदान हो जाने पर, छेद को पत्थरों या ग्रेवल से भर दिया जाता है।
पत्थर कॉलम का व्यास 0.5 मीटर से 0.7 मीटर तक होता है और दो संबंधित स्तंभों के बीच की दूरी आमतौर पर 1.5 मीटर से 3 मीटर होती है।
जोड़ सुधार विधियाँ बिना चिकित्सा मिट्टी या चिकित्सा संघटित होने वाली मिट्टी को सुधारने के लिए प्रयुक्त एक तकनीक या विधि होती है। विभिन्न भूमितगत तकनीकें विद्यमान मिट्टी को पुनर्इंजीनियर करने के लिए प्रयुक्त की जाती हैं, ताकि इसकी विशेषताएँ सुधारी जा सकें।
भूमि सुधार आमतौर पर निम्नलिखित कारणों के लिए किया जाता है:
- जमीन की ढोलाई-भरने की क्षमता में सुधार।
- मिट्टी की घनत्व बढ़ाना।
- जमीन की बसन और परिसरीयता को नियंत्रित करना।
- मिट्टी की तरलता को कम करना।
- धरती की स्थिरता को बढ़ाना।
इसके अलावा, भूमि सुधार के तकनीकी उपाय कई और लाभ भी प्रदान करते हैं। इनमें से कुछ मुख्य लाभ निम्नलिखित हैं:
- डिज़ाइन और कार्यान्वयन निर्दिष्ट रूप से तेजी से होता है।
- यदि तकनीक को भूमि सुधार के लिए लागू किया जाता है, तो यह विपणन की कोई अतिरिक्त लागत नहीं उत्पन्न करता है।
- अंडरस्ट्रक्चर का सरल डिज़ाइन और निर्माण।
- भूमि सुधार विभिन्न प्रकार की मिट्टियों पर लागू होता है और सुधारकारी भी होता है।
कॉम्पैक्शन पाइल्स
अपसंज्ञा मिट्टियों को कॉम्पैक्शन पाइल्स का उपयोग करके संशोधित किया जा सकता है। कॉम्पैक्शन पाइल निर्माण करने के लिए, जहां मिट्टी अनुमानित रूप से कमजोर होती है, वहाँ एक बंद खोखला पाइप भूमि में धकेला जाता है।
जब पाइप को मिट्टी में धकेला जाता है, तो पाइप को धकेलने के दौरान या वायब्रेशन द्वारा मिट्टी को कॉम्पैक्ट किया जाता है। फिर पाइप निकाला जाता है और छेदों को रेत से भर दिया जाता है ताकि एक कॉम्पैक्शन पाइल बना सके। पाइल का प्रभाव की त्रिज्या तकरीबन 3 से 4 गुना हो सकता है।
भूमि सुधार के लिए सामान्य तकनीकें
मिट्टी का हटाना और पुनः रखना
जब कमजोर मिट्टी की परत की मोटाई अनुमानित रूप से कम होती है, तो निकट क्षेत्र में अच्छी गुणवत्ता की मिट्टी की नई परत रखना संभव होता है। यह तकनीक आसान और लागत प्रभावी होती है।
अच्छी गुणवत्ता की मिट्टी का निकट क्षेत्र में उपलब्ध होना चाहिए, ताकि अनावश्यक परिवहन लागतों से बचा जा सके। मिट्टी का उत्खनन और पुनः भराई के लिए श्रमिकों या पारंपरिक भूमि चलाने वाली उपकरण का उपयोग किया जा सकता है।
गहरी मिट्टी का मिश्रण
भूमि को बेहतर बनाने के लिए मिट्टी में सीमेंट या चूना मिश्रित करने का काम किया जा सकता है। इस कार्य के लिए, एक विशेष प्रकार का ऑगर निकाला जाता है, जिसमें खोखला ड्रिल होती है।
ऑगर को भूमि में गहराई तक घुसाने के लिए उसे गहराई से घुसाया जाता है। यह निचले भाग में मिट्टी को सीमेंट या चूना के साथ मिलाने के लिए एक मिश्रण उपकरण के साथ प्रदान किया जाता है।
ऑगर फिर वापस खींचा जाता है और सीमेंट या चूना की गूंजन धार रोड से मिश्रण टूल तक पारित की जाती है। मिश्रण टूल मिट्टी के साथ सम्पूर्णता से मिश्रित होता है, जिससे स्थायित मिट्टी के ऊर्ध्वकोणीय स्तंभ बनते हैं।
ग्रौटिंग
भूमि सुधार के लिए ग्रौटिंग का उपयोग किया जाने वाला एक प्रकार का तकनीक है। यह विधि रेत, खाद और चट्टानों के लिए भी प्रभावी है। ग्राउट के दो प्रकार होते हैं जो सीमेंट ग्राउट और रासायनिक ग्राउट होते हैं।
जहां कमजोर मिट्टी की उपस्थिति होती है, वहाँ ग्रौट को एक इंजेक्टर या उपयुक्त उपकरण का उपयोग करके भूमि में इन्जेक्ट किया जाता है।
सीमेंट ग्रौट रासायनिक ग्रौट की तुलना में कम लागत में होता है। इसलिए, यह व्यापक रूप से प्रयुक्त होता है। रासायनिक ग्रौट्स ज्यादातर वहां प्रयुक्त किए जाते हैं जहां सीमेंट ग्रौट्स अधिक प्रभावी नहीं होते हैं, जैसे की फाइन रेत या खाद जमाव।
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