پايدارسازي ترانشه راه به روش ميخكوبي خاك| طراحي و نظارت سازه اي| مهندسين مشاور آرشكو
ميخكوبي خاك جزو بهترين روش‌هاي به كار بسته شده براي پايدارسازي شيب‌هاي خاكي است. نحوهٔ كلي كار در اين روش، حفر شبكه‌اي از سوراخ‌ها در ديوارهٔ خاكي، قرار دادن ميلگردهاي فولادي و در نهايت پر نمودن فضاي خالي سوراخ‌ها با استفاده از دوغاب سيمان است.
تاريخچه
براي اولين بار مهندسين مشاور اتريشي از روش ميخكوبي براي پايدارسازي شيرواني‌هاي سنگي در تونل استفاده كردند. آن‌ها در اوايل دههٔ ۱۹۶۰ براي پايدارسازي جداره‌هاي تونل، شبكه‌اي از سوراخ‌ها را در طاق و ديوارهاي سنگي تونل حفاري كرده، در داخل آن ميلگردهاي فولادي قرار داده و قسمت انتهايي آن را با شبكهٔ مش‌بندي در محيط تونل گيردار كردند. سپس با دوغاب‌ريزي در سوراخ‌هاي حفر شده و بتن‌پاشي به جدارهٔ تونل، موفق به پايداري ايمن جداره‌هاي داخلي تونل شدند. اين روش بعدها توسط مهندسين آلماني و فرانسوي براي پايدارسازي در شيرواني‌هاي خاكي مورد استفاده قرار گرفت. به عبارت ديگر مهندسين مشاور آلماني و فرانسوي، روش اتريشي ميخكوبي در سنگ را براي شيب‌ها و ديوارهاي خاكي به كار بستند. آن‌ها استفاده از تكنولوژي ميخكوبي در تونل را به پايدار نمودن شيب‌ها و ديوارهاي خاكي گودبرداري شده و كولهٔ پل‌ها تعميم دادند.
پس از آن استفاده از ميخكوبي به طور گسترده در طرح‌هاي مختلف عمراني نظير تثبيت ترانشه‌هاي خط آهن و بزرگ‌راه‌ها، ساخت سازه‌هاي نگهبان گودبرداري شده در مناطق شهري جهت احداث ساختمان‌هاي بلندمرتبه كه شامل چندين طبقه در داخل زمين هستند و تثبيت شيب‌هاي زمين در برابر لغزش‌هاي احتمالي به كار بسته شد.
يكي از اولين كاربردهاي ميخكوبي در خاك در سال ۱۹۷۲ براي تعريض خط آهن نزديك ورسايل در فرانسه صورت گرفت. در آن پروژه يك شيرواني خاك برداري شده به ارتفاع ۱۸ متر با استفاده از ميخكوبي پايدار شد.
در آلمان براي اولين بار برنامهٔ تحقيقاتي گسترده‌اي بر روي ديوارهاي ميخكوبي شده توسط دانشگاه كارل شروهه و شركت ساختماني بوئر بين سال‌هاي ۱۹۷۵ تا ۱۹۸۱ انجام شد. اين برنامهٔ تحقيقاتي شامل آزمايش بر روي ديوارهاي آزمايشي با مقياس واقعي و با اندازه‌هاي مختلف بود تا بتوان از طريق آن روش‌هاي تحليل و طراحي ديوارهاي ميخكوبي شده را گسترش داد.
همچنين در فرانسه برنامهٔ تحقيقاتي كلوتر متشكل از شركاي خصوصي و دولتي در سال ۱۹۸۶ براي انجام تحقيقات عددي و آزمايشگاهي پيرامون ديوارهاي ميخكوبي كليد خورد. در آمريكاي شمالي براي اولين بار در دههٔ ۱۹۷۰ ديورهاي ميخكوبي شدهٔ زيادي در شهرهاي ونكوور، واشينگتن و مكزيكوسيتي اجرا شد. يكي از اولين ديوارهاي ميخكوبي شدهٔ قابل توجه در آمريكا، مهار خاكبرداري با عمق ۱۳٫۷ متر در ماسه لاي‌دار متراكم براي توسعه بيمارستان گودسامايتان واقع در پورتلند اورگان بود كه در سال ۱۹۷۶ به بهره‌برداري رسيد. مهندسين مشاور اين طرح در مقام مقايسه بين اجراي ديوار ميخكوبي شده و اجراي ديوار حايل بتني ابراز داشتند كه اين طرح با نصف زمان و ۸۵ درصد كاهش هزينه نسبت به اجراي ديوار حايل بتني به بهره‌برداري رسيده‌است.
از ديگر پروژه‌هاي مهم ميخكوبي در دههٔ ۱۹۸۰ در آمريكا مي‌توان به ديوار ميخكوبي با ارتفاع ۱۲ متر در يكي از پروژه‌هاي دولتي وزارت راه آمريكا در كامبرلند گپ واقع در ايالت كنتاكي اشاره كرد. همچنين وزارت راه آمريكا در سال ۱۹۸۹ براي اولين بار از تكنولوژي ميخكوبي براي گودبرداري كوله‌هاي پل استفاده كرد. در دو دههٔ اخير استفاده از تكنولوژي ميخكوبي در سراسر جهان رشد چشمگيري داشته‌است. اين روش جزء روش‌هاي مورد علاقهٔ كارفرمايان بوده و مهندسين طراح و اجرا توجه بيشتري به تكنيك‌هاي طراحي و اجرايي ميخكوبي پيدا كرده‌اند. در ابتداي رواج سيستم ميخكوبي، از اين سيستم بيشتر براي احداث سازه‌هاي نگهبان موقت استفاده مي‌شد، در حالي كه در ۱۰ سال گذشته استفاده از ميخكوبي در احداث سازه‌هاي نگهبان دائمي نيز رشد چمشگيري پيدا كرده‌است.
مراحل اجراي ديوارهاي ميخكوبي شده
مرحله ۱. گودبرداري :
گودبرداري اوليه تا عمقي صورت مي‌پذيرد كه ديوارهٔ گودبرداري شده بتواند در مدت كوتاهي بين ۲۴ تا ۴۸ ساعت پايداري خود را حفظ كند. عمق گودبرداري جهت تأمين كوتاه مدت پايداري در بين ۱ تا ۲ متر مي‌باشد. عرض گودبرداري انجام شده حداقل بايد به اندازه‌اي باشد كه بتوان ابزارهاي لازم را در محل مستقر كرد. عرض مش فولادي در تعيين عرض گودبرداري مؤثر است، در عين حال، خاكبرداري در عرض‌هاي بزرگ‌تر از ۱۲ متر موجب افزايش تغيير شكل‌هاي افقي مي‌گردد. پانل‌هاي خاكبرداري، يك در ميان برداشت مي‌شوند.
مرحله ۲. حفاري چال براي اجراي ميخ :
چال‌هاي مورد نظر با طول، قطر و شيب مشخص اجرا مي‌شوند و امتداد آن‌ها تقريباً افقي مي‌باشد.
مرحله ۳. نصب ميخ و دوغاب ريزي :
در اين مرحله ميلگردهاي فولادي (ميخ‌ها) در چال‌هاي پيش‌حفاري شده كار گذاشته مي‌شوند. ميلگردهاي به كار رفته شده اغلب تو پر هستند اما مي‌توان از ميلگردهاي توخالي نيز مطابق به آيين‌نامهٔ اجرايي وزارت راه آمريكا مربوط به ميخكوبي با ميلگردهاي توخالي نيز استفاده كرد.
جهت آنكه راستاي ميلگردها دقيقاً در امتداد محور استوانهٔ چال‌هاي حفر شده باشد از ابزاري به نام مركزكننده استفاده مي‌شود. ميلگردها در داخل مركزكننده‌ها فرورفته و سپس در داخل چال، جاگذاري مي‌شوند. چنانچه شرايط خوردگي شديد باشد از غلاف‌هاي پلاستيكي مخصوصي جهت محاظت از ميخ‌ها استفاده مي‌شود. در همين حال يك لولهٔ دوغاب ريزي به انتهاي چال رفته و فضاي خالي باقي مانده را از انتها تا ابتداي چال دوغاب ريزي مي‌كند. شيب چال‌هاي حفر همان‌طور كه پيش از اين نيز گفته شد به مقدار ملايمي در پايين سطح افق قرار دارد؛ لذا دوغاب با نيروي وزن وارد شده بر آن به خوبي در حفره‌ها جا مي‌گيرد. به چنين روشي، روش دوغاب ريزي ثقلي گفته مي‌شود كه جزء روش‌هاي متداول در ميخكوبي به حساب مي‌رود. پيش از مرحلهٔ بعدي، نوارهاي زهكشي ژئوكاپوزيتي بر روي سطح گودبرداري و به طور تقريبي بين شبكهٔ ميخ‌هاي بيرون آمده كارگذاشته مي‌شود. نوارهاي زهكشي تا قسمت تحتاني گودبرداري ادامه مي‌يابد تا زه‌آب جمع شده را به پاشنهٔ ديوار هدايت و خارج كند.
مرحله ۴. ساخت پوشش شاتكريت موقتي :
قبل از آنكه مرحلهٔ بعدي گودبرداري شروع شود شاتكريت جهت يك‌پارچه سازي ابتداي ميخ‌ها و كل سيستم بر روي سطح گود پاشيده مي‌شود. نحوهٔ متداول اجرا به اين صورت است كه از يك پوشش شاتكريتي با ميزان ملايمي از تسليح فولادي استفاده شود. تسليح فولادي اغلب شبكهٔ مش‌بندي شده از سيم‌هاي به هم جوش خورده است. طول پانل‌هاي مش فولادي جوش خورده بايد به اندازه‌اي باشد كه هر پانل با پانل كنار تا اندازه‌اي همپوشاني داشته باشد. در اين مرحله لايهٔ نازك بتن شاتكريت بر روي سطح گود پاشيده مي‌شود. بعد از آن يك صفحه پليت فولادي بر روي نوك ميخ كار گذاشته مي‌شود. از واشر و مهره‌هاي شش گوش براي اتصال ميخ به صفحهٔ پليت استفاده مي‌شود. توجه شود كه مدت ۷۲ ساعت لازم است تا بتن شاتكريت به مقاومت سه روزه تقريباً معادل ۱۰٫۵ مگاپاسكال برسد و بعد گودبرداري مرحلهٔ بعد انجام شود.
مرحله ۵. ساخت ديوارهٔ ميخكوبي شده تا عمق مورد نظر :
مراحل ۱ تا ۴ تا عمق مورد نظر جهت گودبرداري ادامه مي‌يابد. در هر مرحله از گودبرداري، نوارهاي زهكشي قايم كه در انتهاي گود به صورت لوله‌اي جمع شده‌است، در امتداد بعدي گودبرداري گسترده مي‌شود. سپس پانل‌هاي مش‌بندي جديد بر روي پوشش كار گذاشته مي‌شود. شاتكريت با همپوشاني قابل قبولي نسبت به لايهٔ بالايي شاتكريت بر روي ديوار پاشيده مي‌شود. در انتهاي گود نوار زهكشي دوباره لوله شده تا براي مرحلهٔ بعدي استفاده شود.
مرحله ۶. ساخت پوشش دايمي و نهايي :
وقتي گودبرداري تا عمق مورد نظر ادامه يافت، سيستم ميخكوبي شده در تمام سطح ديوار نصب شد و نيز آزمايش‌هاي لازم جهت اطمينان از عدم رخداد هر نوع گسيختگي انجام گرفت، ممكن است پوشش نهايي و دايمي ساخته شود. همان‌طور كه گفته شد از پوشش دايمي در شرايطي استفاده مي‌شود كه از ديوار ميخكوبي جهت سيستم پايدارسازي دايمي گود بهره گرفته شده باشد. براي پوشش‌هاي دايمي ممكن است از بتن مسلح درجا، شاتكريت مسلح يا پانل‌هاي پيش‌ساخته استفاده شود.
نوشته شده توسط تحريريه مهندسين مشاور آرشكو
- پنجشنبه ۳۰ بهمن ۹۹ | ۰۰:۵۸
- ۱۸۴ بازديد
- ۰ نظر
گروه مهندسي آرشكو