معرفی روش میخکوبی خاک

معرفی روش میخکوبی خاک

 

 

2 – 1  مقدمه

با توجه به عمق زیاد گودبرداری و عدم امکان گودبرداری بصورت مایل و پله ای و استفاده بهینه از زمین و همچنین انجام عملیات گودبرداری در کوتاه­ترین زمان ممکن، استفاده از یکی از روش­های پایدارسازی الزامی می باشد. در این فصل روش مناسب پایدارسازی (میخکوبی خاک) همراه با معرفی کلیاتی از آن ارائه می گردد.

 

2 –2  معرفی روش میخکوبی خاک (Soil Nailing) 

2-2-1  کلیات

استفاده از روش میخکوبی در خاک ها اولین بار در سال 1972 و جهت پایدارسازی ترانشه ماسه ای راه آهن به عمق 18 متر و در فرانسه مورد استفاده قرار گرفت. پیش از آن استفاده از روش میخکوبی در سنگ ها (جداره تونل ها) از سال 1965 آغاز گردیده بود. امروزه بدلیل انجام پروژه های متعدد و تحقیقات بیشتر استفاده از این روش در پایدارسازی موقت (Temporary) یا دائم (Permanent) گودها و شیب ها گستردگی زیادی یافته است. تحقیقات انجام شده نشان دهنده صرفه جویی 50 درصد زمان و 15 تا 20 درصدی هزینه ها نسبت به روش های سنتی می­باشد.

 در این روش پس از خاکبرداری پله اول (خاک محل باید قابلیت پایداری تا عمق حدود 5/1 متر را داشته باشد)، اولین ردیف میخ ها اجرا و سپس رویه بتنی نازکی تحت عنوان شاتکریت (Shotcrete) اجرا  می­گردد و در انتها صفحه سر و مهره مربوطه بسته می شود. این روند تا رسیدن به تراز نهایی گودبرداری و طی پله های خاکبرداری باقیمانده ادامه خواهد یافت. شکل صفحه بعد مراحل اجرای عملیات میخکوبی را بصورت شماتیک نشان می دهد.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             

 

 

 

شکل(2-1)

در شکل زیر نمایی از دیواره میخکوبی شده ارائه شده است.

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل(2-2)

از مزایای روش میخکوبی خاک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- امکان اجرا در مجاورت سازه های موجود. 

- روش ساخت مطابق با معیارهای زیست محیطی است(بدون لرزش و سر و صدا).

- روش اجرا , سازگار با عوارض زمین و وضعیت طرح و محل می باشد( انعطاف پذیری روش).

- تغییر شکلهای کم دیوار ( امکان اجرا  درمجاورت سازه های حساس به نشست).

- صرفه جویی اقتصادی در مقایسه با دیگر روشهای ساخت خصوصاً سازه های نگهبان گیردار

- امکان کار حتی در فضا های محدود که وسایل کوچکتر می توانند استفاده شوند.

- مناسب برای کاربرد های موقتی و دائمی.

2-2-2  روش های اجرایی

2-2-2-1  حفاری

-       حفاری بصورت چرخشی (Rotary Drilling) با هوا یا آب. این روش متداول ترین روش در حفاری میخ ها می باشد

-       حفاری با لوله جدار (Driven Casing) . استفاده از این روش در خاک های ریزشی توصیه می گردد.

-       حفاری با سیستم خود حفار (Self Drilling Method) . استفاده از این روش در خاک های ریزشی مناسب بوده و دارای سرعت قابل قبول اجرایی نیز می باشد.

-       حفاری با سیستم اوگر (Auger)

-       در گذشته استفاده از روش های کوبشی میخ ها نیز مرسوم بوده است که امروزه بدلیل راندمان کم و مشکلات فنی و اطمینان کم منسوخ شده است.

2-2-2-2  تزریق

-       تزریق ثقلی دوغاب. این روش متداول ترین و سریع ترین روش تزریق می باشد.

-       تزریق تحت فشار. از این روش جهت دستیابی به حداکثر اصطکاک بین دوغاب و خاک استفاده می شود و معمولاً دارای کاربرد کمتری می باشد.

2-2-3  جزییات اجرایی

-       قطر حفاری میخ ها معمولاً بین 76 تا 200 میلیمتر می باشد.

-       دوغاب مورد استفاده معمولاً از اختلاط آب و سیمان با نسبت وزنی 4/0 تا 7/0 می باشد. در برخی موارد نیز از افزودنی هایی مانند ماسه و یا مواد شیمیایی استفاده می شود.

-       قطر آرماتور مورد استفاده معمولاً بین 18 تا 40 میلیمتر می باشد.

-       فواصل قائم و افقی میخ ها بین 25/1 تا 2 متر متغیر می باشد و معمولاً بطور مساوی انتخاب می شوند.

-       زاویه حفاری و قرارگیری میخ ها نسبت به افق بین 10 تا 20 درجه بوده که در اکثر موارد 15 درجه در نظر گرفته می شود.

-       حداکثر طول میخ ها جهت دارا بودن کارایی کافی برابر با 18 متر می باشد.

 

2-2-4  مکانیزم های گسیختگی

مکانیزم های گسیختگی و در نتیجه موارد لازم جهت کنترل در طراحی ها بطور خلاصه به سه گروه اصلی زیر طبقه بندی می شوند:

 

2-2-4-1 گسیختگی های داخلی (Internal Failure Modes) 

-       بیرون آمدن میخ (Pullout Failure)

-       گسیختگی بین دوغاب و خاک (Bar-Grout Pullout Failure)

-       گسیختگی کششی میخ (Nail Tensile Failure)

-       گسیختگی خمشی یا برشی میخ (Bending/Shear Failure)

 

2-2-4-2 گسیختگی های خارجی  (External Failure Modes) 

-       تشکیل گوه گسیختگی (Global Stability Failure)

-       لغزش (Sliding Failure)

-       ظرفیت باربری کف گود (Bearing Capacity Failure)

 

2-2-4-3 گسیختگی های رویه  (Facing Failure Modes) 

-       گسیختگی خمشی (Flextural Failure)

-       سوراخ شدگی (Punching Shear Failure)

-       گسیختگی گل میخ ها (Headed Stud Failure) تنها برای حالت دائم.

 

شکل زیر گسیختگی های فوق را بصورت شماتیک نشان می دهد.

 

شکل(2-3)

 

 

فصل سوم

 معرفی روش پایدارسازی با استفاده از مهار های اصطکاکی و بلوک

 

3 – 1  مقدمه

با توجه به عمق زیاد گودبرداری و عدم امکان گودبرداری بصورت مایل و پله ای و استفاده بهینه از زمین و همچنین انجام عملیات گودبرداری در کوتاه ترین زمان ممکن استفاده از روش های پایدارسازی الزامی می باشد. در این فصل روش های مناسب پایدارسازی (مهار اصطکاکی و بلوک) همراه با معرفی کلیاتی از آن ارائه می گردد.

 

3 –2  معرفی روش مهار) anchoring )

تفاوت اصلی روش مهار اصطکاکی با روش میخکوبی در پیش­تنیده کردن مهارها می باشد که باعث کاهش تغییر شکل گود می­گردد. به دلیل عمق زیاد گودبرداری لزوم بکار گیری مهار های اصطکاکی    پیش­تنیده جهت کاهش تغییر شکل ها وجود دارد.

 

3 –3  خلاصه روش اجرای بلوک و مهاری

  • خاکبرداری و مراحل اجرا مشابه میخ گذاری
  • مهاری ها در فواصل بیشتر جانشین میخ ها می­شوند.
  • نیروی کششی مهاری ها توسط بلوک های بتنی یا فلزی به خاک منتقل می­شود.
  • سطح خاک بین بلوک ها با شاتکریت به ضخامت 10 سانتی متر پوشانده می­شود. در شرایط خاص ضخامت شاتکریت افزایش می­یابد.
  • مشابه میخ گذاری از زهکش های نواری عمودی ، افقی و در صورت بالا بودن سطح آب از چاه های پمپاژ استفاده می­شود.

 

 

شکل(3-1)

 

3 –4  طراحی دیواره های بلوک و مهاری

  • مشابه روش مهار گذاری
  • بلوک ها طبق پی­های سطحی
  • اتصال اصولی مش شاتکریت به بلوک ها
  • زهکشی مشابه میخ گذاری

 

 

 

 

 

 

5  دلایل اصلی ناپایداری در دیواره های بلوک ومهاری

 

شکل(3-2)

 

 

شکل(3-3)

 

 

 

 

فصل چهارم

 معرفی روش پایدارسازی با استفاده از مهار های اصطکاکی و شمع درجا

 

 

4 – 1  مقدمه

با توجه به عمق زیاد گودبرداری و عدم امکان گودبرداری بصورت مایل و پله ای و استفاده بهینه از زمین و همچنین انجام عملیات گودبرداری در کوتاه ترین زمان ممکن استفاده از روش­های پایدارسازی الزامی می باشد. در این فصل روش های مناسب پایدارسازی (مهار اصطکاکی و شمع) همراه با معرفی کلیاتی از آن ارائه می­گردد.

 

4 –2  معرفی روش مهار اصطکاکی و شمع  )  bored pile walls and anchoring )

تفاوت اصلی روش مهار اصطکاکی با روش میخکوبی در پیش­تنیده کردن مهارها می باشد که باعث کاهش تغییر شکل گود می­گردد. به دلیل عمق زیاد گودبرداری و وجود لنگر­های خمشی بیش از حد در شمع­های اجرا شده لزوم بکار گیری مهار­های اصطکاکی پیش تنیده در محل شمع ها جهت کاهش تغییر شکل­ها وممان های خمشی وجود دارد.  در این روش ابتدا دیوار نگهبان (bored pile)‌ بصورت در جا اجرا شده و پس از اتمام مرحله اول گودبرداری ردیف اول مهارها اجرا  و پیش تنیده می شوند. این روند تا رسیدن به تراز نهایی گود ادامه خواهد داشت. در انتها دیواره دائمی ( شاتکریت) و زهکشها اجرا می­گردند.

 در شکل زیر ( شکل 4-2 ) مراحل اجرای سیستم مهار اصطکاکی بصورت شماتیک نشان داده شده است. لازم بذکر است زهکش ها در بین شمع­های اجرا شده و به ضخامت 30 سانتی متر از بالا تا پایین گود اجرا شده و در دیواره جنوبی که در آن طرح پایدارسازی تنها با استفاده از مهارهای اصطکاکی است،  زهکش­ها در بین ستون­های انکر مجاور و با مشخصات یکسان روش شمع و انکر اجرا خواهد گردید. شمع های اجرا شده با مقاطع دایره ای به قطر 85 سانتی متر و طول های گیرداری 4 متر اجرا خواهند شد.

 

شکل 4-1 : روش ترکیبی مهار های اصطکاکی و شمع

از سیستم مهار اصطکاکی به منظور پایدارسازی گودها، شیب ها، شیب لغزها (Land Slide)، جلوگیری از نیروی بالا برنده و ... استفاده می شود. در شکل زیر موارد استفاده این روش ارائه شده است.

این روش کلیه مزایای و معایب روش میخکوبی را داشته با این تفاوت که تغییر شکل های گود به علت اعمال نیروی پیش تنیدگی بسیار کمتر از روش میخکوبی بوده که در نتیجه استفاده از این روش در مجاورت سازه های حساس بسیار مفید خواهد بود.

/ 0 نظر / 7 بازدید