روش پایدارسازی نیلینگ و انکراژ از جمله روش هایی است که بطور روز افزون به جهت تامین پایداری در اجرای گودبرداری های شهری مورد استفاده قرار می گیرد. در دسترس بودن مصالح مورد نیاز، ایجاد دیواره قائم و پایدار و جلوگیری از دست و پاگیری فضا باعث شده بکارگیری این نوع سازه نگهبان در بین مهندسان و مجریان از اقبال خوبی برخور دار باشد.
در پروژه های بزرگراهی و برای پایدارسازی خاکبرداری ها و شیب ها بوده است .ولی امروزه به صورت روز افزون در پایدارسازی دیواره خاکبرداری ها در محیط های شهری نیز مورد استفاده قرار می گیرد .در این روش پس از حفر گمانه و جایگذاری مهاری، بخشی از انتهای گمانه تزریق گردیده و مهارها با جک کشیده می شوند تفاوت اصلی سیستم انکر و نیلینگ خاک در این است که نیروی پیش تنیدگی خاصی در سیستم نیلینگ اعمال نمی شود و حرکت توده خاک است که موجب ایجاد نیرو در میخها میشود ولی در سیستم مهاری به دلیل پیش تنیدگی مهارها، قبل از حرکت توده خاک نیروی بزرگی وجود دارد که سبب کاهش قابل توجه تغییر شکل ها می شود.
اجزای اصلی در پایدارسازی با استفاده از مهار (انکر) به قرار زیر می باشد:
- استرند :
کابل تنیده شده از چند رشته مفتول فولادی میباشد .این مفتول های فولادی دارای مقاومت بالا (حدود ۱۸۶۰ مگاپاسکال)می باشند .می توان به جای استرند از فولاد نیز استفاده نمود که در این حالت نیرو یپیش تنیدگی قابل اعمال با توجه به مقاوت پایین ترفولاد (حدود ۴۰۰ مگاپاسکال) نسبت به انکر کمتر میباشد. استفاده از استرند یا فولاد با توجه به شرایط پروژه تعیین می شود. - فاصله نگهدار :
برای دسته کردن چند رشته استرند در یک مهار و ثابت نگهداشتن آنها نسبت به یکدیگر و رعایت حداقل فاصله مجاز بین رشته های استرند از فاصله رنگهدارها استفاده می شود. - شلنگهای تزریق :
برای اطمینان از پر شدن گمانه با دوغاب در حین تزریق گمانه از یک یا چند شلنگ با طولی حداقل برابر با طول مهاراستفاده میشود. - پکر :
برای تزریق تحت فشار از پکر استفاده می شود .دوخت های پکر باید به گونه ای باشد که تحمل فشارهای تزریق را داشته باشد. آب بندی ابتدا و انتهای پکر باید به صورت مناسبی انجام گیرد تا در هنگام پرکردن پکر توسط دوغاب و یا تزریق تحت فشارِ طول گیردار مهار، نشت اتفاق نیافتد. - غلاف استرند :
به منظور جلوگیری از چسبیدن و درگیر شدن استرندها به دوغاب و اطمینان از عدم انتقال نیروی مهار به خاک در طول آزاد، استرند در طول آزاد مهار در داخل غلاف نگهداشته می شوند. - سر انکر:
سر انکر یک استوانه دارای چند سوراخ مخروطی شکل در قاعده آن می باشد که به منظور انتقال نیروی کششی مهار ازاسترند بر روی مهار در سر گمانه نصب می شود. - گوه:
قطعات فولادی مخروطی شکل تو خالی که در اطراف هر رشته استرند در داخل سوراخ سر انکر و به منظور قفل کردن استرنداستفاده میشود. لازم به ذکر است که در صورت استفاده از میگلرد به جای استرند در انکر نیاز به بعضی از اجزای فوق نمیباشد.
برای جلوگیری از رانش خاک می توان از شمع های فولادی نیز استفاده نمود .برای اجرای این شمع ها ابتدا عملیات حفاری چاه در فواصل ارائه شده توسط مهندس طراح انجام می گیرد .عمق این چاه ها برابر با عمق گود به اضافه مقداری برای اجرای شمع بتنی می باشد .شمع های بتنی برای تامین گیرداری پروفیل ها بوده و طول آن به میزان ۲۵ تا ۳۵ درصد عمق گود، پایین تر از رقوم کف گود در نظر گرفته میشود. پس از بتن ریزی درمحل مورد نظر در انتهای چاه حفر شده، شمع های فولادی در چاه قرار داده شده و به این صورت شمع فولادی با انتهای گیردار بوجود می آید. سپس میتوان گودبرداری را به صورت مرحله به مرحله آغاز نمود.
نصب: برای نصب سیستم شمع و انکر، در ابتدا و قبل از شروع عملیات خاکبرداری چاههای مورد نیاز برای قرار دادن شمع های فولادی و یابتنی تا تراز مورد نظر حفر شده و سپس شمع ها بصورت پیش ساخته و یا اجرای در جا در محل خود نصب میشوند. سپس کار خاکبرداریمرحله ای و نصب مهارها تا رسیدن به تراز مورد نیاز انجام میگیرد.
تاثیر فشار زمین بر روی تغییر شکلها
خاکبرداری تا تراز نصب اولین ردیف انکر در این مرحله تغییر شکلها و فشار ایجاد شده در خاک پشت دیوار به حالت فعال خاک نزدیکتر می باشد.
مرحله کشش اولین ردیف انکرها
در این مرحله تغییر قابل توجهی در تغییر شکل و توزیع تنشها در پشت دیواره مهار شده به وقوع می پیوندد .در این مرحله به دلیل حرکت دیواربه سمت خاک پشت گودبرداری، فشار جانبی به صورت قابل توجهی نسبت به حالت برجا افزایش پیدا می کند.
خاکبرداری تا تراز آخرین انکر
خاکبرداری تا زیر تراز آخرین ردیف انکرها سبب ایجاد یک حالت تحدب در دیواره و در نتیجه کاهش فشار جانبی زمین و باز توزیع تنش می گردد.
پایان گودبرداری:
با ادامه گودبرداری تا تراز کف گود حالت تحدب اشاره شده در بالا، مابین آخرین انکر و کف گودبرداری نیز دیده میشود و شکل تقریبی توزیعفشار زمین در شکل بعدی ارائه شده است.
اصول کلی تحلیل وطراحی سیستم های مهاربندی شده:
هدف از اجرای سیستم مهاری عبارت است از ایجاد یک توده پایدار خاک که بتواند در مقابل ناپایداری خارجی مقاومت کند مودهای ناپایداری کهممکن است در یک سیستم پایدارشده توسط مهاری به وقوع بپیوندد، در شکل بعد نشان داده شده اند .بخشی از گسیختگی ها به دلیلایجاد نیروهای کششی بیش از حد در تاندون ها می باشد .
میزان کشش اولیه استرند و مونوبار برای طرح نهایی نباید بیشتر از ۶۰ درصد ظرفیت کششی این اعضا باشد FHWAبرای جلوگیری از این مودگسیختگی، بر اساس آیین نامه همچنین در حالت بارگذاری موقتی مانند انجام آزمایشهای حین اجرا این مقدار نباید به بیش از ۸۰ درصدظرفیت کششی برسد .نوع دیگری از گسیختگی داخلی که باید به هنگام طراحی مد نظر قرار گیرد گسیختگی ناشی از عدم وجود مقاومتباند کافی میباشد .بر این اساس و با توجه به مقاومت باند خاک محل، طول قسمت تزریق شده باید به گونه ای در نظرگرفته شود تا کلمقاومت باند بسیج شده در طول مذکور بتواند پاسخ گوی نیروهای ایجاد شده حین و بعد از اجرای سیستم انکراژ باشد.
چند نکته مهم در خصوص استفاده از این روش بایستی مد نظر قرار گیرد:
- در پاره ای موارد دیده شده است که دیواره گود به همراه میلگردهای داخل دیواره ریزش نموده است. این نوع ریزش به دلیل قرا گرفتن میلگردها داخل گوه گسیختگی رخ میدهد. بعبارتی اگر میلگردهای داخل گوه گسیختگی قرار گیرند، این میلگرد عملاً کاربردی نخواهد داشت و در این حالت اگر دیواره گود شروع به ریزش نماید، میلگردهای قرار داده شده در دیواره گود با توده خاک فرو خواهد ریخت. بر این اساس باید میلگردهای قرار داده شده داخل دیواره گود تا پشت ناحیه گسیختگی ادامه داشته باشند تا بتوانند نیروی حاصل از گوه لغزش را به ناحیه مقاوم خاک انتقال دهند.
-
در موارد متعددی به دلیل عدم استفاده از پانلهای بین پروفیل های قائم، خاک دیواره ریزش نموده است. جهت بیان اهمیت استفاده از این پانلها فرض نمایید که خاک دیواره از نوع خاک ماسه ای تمیز باشد در این حالت خاک بین پروفیل های قائم ریزش می نماید و پروفیل های قائم عملکردی از خود نشان نمی دهند. لذا جهت انتقال فشار خاک به پروفیل قائم لازم است که به وسیله یک عضو رابط فشار خاک بر پروفیلهای قائم وارد شود.
خصوصیات روش مهاربندی انکراژ (Anchorage)
روش مهارسازی مشابهت زیادی به روش میخکوبی دارد. در این روش بعلت استفاده از خاصیت پستنیدگی کابلها و مونوبارها، نسبت به روش میخکوبی از قابلیت و توانایی بیشتری در مهار نیروی رانش برخوردار است. البته هزینه های اجرایی آن نیز بیشتر است. از روش مهارسازی برای تامین پایداری گودهای با عمق بیشتر نسبت به حالت میخکوبی استفاده می گردد.
مزایا روش مهار سازی انکراژ
- کنترل تغییر مکانها به وسیله پس تنیدگی.
- ایمنی بیشتر.
- کنترل کیفی بهتر به دلیل کشش انکرها.
معایب روش مهار سازی انکراژ
پایدارسازی نیلینگ و انکراژ علیرغم نکات مثبتی که برخوردار است دارای برخی ضعف های جدی است. عمده مشکلات رایج را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:
-
نیاز به تجهیزات و ابزار پیشرفته.
-
عدم کارایی در خاک های مساله دار (حفرات زیر زمینی، چاه، انبار و…).
-
به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادی نیاز دارد البته این امر ممکن است در پروژه های بزرگ مطرح نباشد بلکه بر عکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
-
هزینه اجرای عملیات به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روشهای ساده تر بیشتر است، ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و برعکس هزینه کلی کار کاهش یابد.
- مهندسان محاسب اغلب به دلیل عدم آشنایی با طراحی این روش، کمتر اشتیاق به بازدید میدانی وارائه طرحی منطبق با نیاز پروژه دارند.
- اغلب مالکین و کارفرمایان متقاضی این روش، بدلیل عمق زیادتر این روش را مناسب دانسته اند.این دسته از مجریان بواسطه عدم آگاهی کافی نسبت به قوانین و مقرارات رایج، اغلب نسبت به مسئولیت خود در قبال وقوع خطر هاي پیش رو و تبعات قانونی آن کمتر مطلع هستند.
- اغلب مهندسین ناظر نیز با توجه به جمیع مشکلات اعلام شده، گاها نقش و عملکرد موثري را به جهت حل مشکلات طرح شده در خود نمی بینند و در شرایط معمول، خود را در بروز مخاطرات احتمالی با دیگر سازندگان سهیم می کنند. به عبارت دیگر متاسفانه ریسک خطر را میپذیرند.
بیشتر بدانیم:
امتیاز بینندگان:5 ستاره