اجزاء یک دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)
اجزاء یک دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) از روشی به روش دیگر متفاوت است. رایجترین روش اجرا، میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) حفر- تزریق میباشند که ابتدا گمانهای حفر شده و سپس میلگرد درون آن قرار داده شده و آنگاه تزریق ثقلی صورت میگیرد. میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) های رانشی بیشتر در فرانسه و آلمان استفاده میشوند تا ایالات متحده و فقط برای کاربردهای موقت استفاده میشوند. میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) های تزریق فشاری و پرتابی در ایالات متحده رایج نمیباشند.
شکل 1. اجزاء اصلی سیستم میخکوبی ( یا نیلینگ) خاک
- میلگرد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ)
میلگردهای تقویتی فولادی مورد استفاده در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها، معمولاً آجدار و یک سر رزوه میباشند و ممکن است توپر یا توخالی باشند. مقاومت کششی اسمی میلگردها عموماً برابر با 420 یا 520 مگاپاسکال میباشد. در پروژههای معمول از میلگردهای توپر 420 یا 520 مگاپاسکالی استفاده میشود.
ممکن است میلگردهایی با مقاومت کششی 665 و 1035 مگاپاسکال نیز استفاده شود، اما استفاده از آنها بایستی محدود باشد. میلگردهای با درجه پایینتر به خاطر انعطافپذیری بیشتر و پتانسیل خوردگی پایین ترجیح داده میشوند، و البته براحتی در بازار یافت میشوند. میلگردهای 150 مگاپاسکالی نبایستی در کاربردهای معمول سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) استفاده شوند، چونکه این مصالح شکنندهتر (بویژه تحت برش) بوده و بیشتر مستعد خوردگی میباشند.
بالعکس استفاده از فولاد درجه بالا برای سیستم مهارکوبی زمین رایجتر است، چرا که بار طرح مهارها معمولاً بزرگتر از میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها میباشد. میلگردهای 665 مگاپاسکالی (درجه 95) را میتوان برای سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) مجاز دانست بشرطی که نرمی فولاد در حد فولادهای درجه پایین باشد. میلگردهای 420 و 520 مگاپاسکالی (درجه 60 و 75) بایستی مورد تایید استاندارد ASTM A615 باشند، و فولاد 1035 مگاپاسکالی (درجه 150) بایستی مطابق با ASTM A722 باشد. میلگردهای آجدار برای سیستم میخکوبی (یا نیلینگ)، در قطرهای 20، 22، 25، 30، 32 و 40 میلیمتر و طول 12 متر کاربرد دارند. استعداد تغییرشکل و خمپذیری بالای میلگردهای با قطر کوچکتر از 25 میلیمتر استفاده آنها را بالاخص در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) های بلند (مثلاً دیوارهای بلند) محدود میکند. در صورت لزوم میتوان در میلگردهای با طول بیش از 12 متر از جفت کننده استفاده نمود.
- سر میخ
سر میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) شامل دو جزء اصلی میباشد، “صفحه باربر، مهره شش گوش و واشر” و “گل میخ” (headed stud) (شکل 1). صفحه باربر از فولاد 250 مگاپاسکالی ساخته شده است (درجه 36، ASTM A36) و معمولاً دارای ابعاد مربعی 200 تا 250 میلمیتر و ضخامت 20 میلیمتر میباشد. نقش صفحه باربر توزیع نیرو در انتهای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) به روکش شاتکریت موقت و زمین پشت روکش میباشد. میلگرد وارد سوراخ میانی صفحه باربر میشود. سپس واشرهای پخدار قرار داده میشوند و با یک مهره شش گوش یا کروی به کمک ترکومتر یا آچار فرانسه محکم میشود. واشرها و مهرهها از همان درجه فولاد میلگرد (معمولاً 420 یا 520 مگاپاسکالی) میباشند. اتصال گل میخ ها ممکن است شامل چهار گل میخ باشد که در نزدیکی چهار گوشه صفحه باربر، برای تامین مهار سر میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) به درون روکش دائمی جوش داده میشوند. در دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) موقت، صفحه باربر در سمت بیرونی روکش شاتکریت قرار میگیرد.
- دوغاب
دوغاب میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها معمولاً دوغاب سیمان تمیز میباشد، که فضای بین میلگرد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) و زمین اطراف را پر میکند. در زمینهایی با پتانسیل ریزش گمانه، همواره از دوغاب سیمان تمیز استفاده میشود. همچنین به خاطر دلایل اقتصادی، میتوان در حفاریهای گمانه باز (مثلاً، برای شرایط بدون غلاف) از ماسه- سیمان استفاده نمود. انواع سیمان تیپ I , II , III یا V مطابق باASTM C150 قابل استفاده میباشند. برای اغلب کاربریها، سیمان نوع I (معمولی) توصیه میشود. زمانیکه نیاز به گیرش سریع و حصول سریع مقاومت نهایی باشد، میتوان از سیمان نوع III که ریزتر است استفاده نمود. سیمان تیپ II که با سرعت آرامتری سخت میشود، حرارت کمتری تولید کرده و در برابر خوردگی سولفاته نسبت به سیمان تیپ I، مقاومتتر میباشد.
نسبت آب به سیمان دوغاب در سیستم میخکوبی (یا نیلینگ)، معمولاً بین 4/0 تا 5/0 متغیر است. در روش میلگرد توخالی خود حفار یا زمانیکه قصد داریم نشت دوغاب به داخل خاکهای دانهای با نفوذپذیری بالا یا سنگهای ترکدار را کنترل کنیم، میتوان از دوغابی سفتتر با اسلامپ حدود 30 میلیمتر استفاده نمود. غلظت زیاد دوغاب سفت ممکن است موجب مشکلاتی در نصب متمرکز کننده ها شود. در این مورد، خود دوغاب ممکن است تکیهگاه کافی برای متمرکز نمودن میلگرد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) درون گمانه را تامین کند. صرفنظر از توانایی دوغاب سفت برای نگهداری میلگرد، برای اطمینان از حداقل پوشش میلگرد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) همواره بایستی از متمرکزکنندهها استفاده کرد.
مشخصات دوغاب تاثیر زیادی بر مقاومت نهایی پیوند در ناحیه دوغاب- زمین دارد. معمولاً، حداقل مقاومت 28 روزه فشاری محدود نشده دوغاب برابر 21 مگاپاسکال تعیین میگردد. در اغلب کاربریها معمولاً نیاز به افزودنی دوغاب نمیباشد ولی ممکن است برای تقویت و ارتقاء کارایی دوغاب در پروژههای واقع در مناطق آب و هوایی گرم یا جاییکه شرایط پروژه دیکته میکند که دوغاب در مصافتی زیاد پمپ شود، مواد نرم کننده استفاده شود. معمولاً، بهبود کارایی دوغاب ناشی از روان کنندهها تا حدود یک ساعت دوام دارد. استفاده از مواد حباب زا میتواند کارایی را ارتقاء بخشیده و پتانسیل ترک خوردگی را کاهش دهد، اما از طرفی موجب انبساط دوغاب شده و از میزان محافظت خوردگی شیمیایی ناشی از سیمان میکاهد. بنابراین، استفاده از مواد حباب زا فقط زمانی تایید میشود که سایر روشهای محافظت از خوردگی، بجز پوشش دوغاب، بکار گرفته شده یا ضخامت پوشش دوغاب اضافه لحاظ شده باشد. برخی مواد شیمیایی مخصوص که انقباض حجمی دوغاب را به صفر میرسانند، برای به حداقل رساندن ترک خوردگی و بالا بردن مقاومت پیوند مطلوب میباشند. زمانیکه مواد افزودنی بکاربرده میشوند، بایستی تاثیر مواد بر دوغاب و خصوصیات پیوند دوغاب آزمایش شوند.
برای کاهش پتانسیل ریزش گمانه، اندکی پس از قرار گیری میلگرد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) در گمانه دوغاب پمپ میشود. در روش میلگرد توپر، دوغاب از طریق یک لوله tremie، که قبلاً تا انتهای گمانه کار گذاشته شده است تزریق میشود، مادامیکه دوغاب بطور کامل گمانه را پر کند (شکل 2). لوله دوغاب معمولاً شامل یک تیوب پلاستیکی مستحکم است که قطر بیرونی آن بین 5/9 تا 19 میلیمتر متغیر میباشد. زمانیکه لولههای دوغاب صرفاً ابزاری برای حفر گمانه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) باشند، حین تزریق از گمانه بیرون کشیده میشوند و معمولاً در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) هایی که قرار است تحت آزمایش بارگذاری قرار گیرند، بیرون کشیده نمیشوند. تزریق دوغاب بایستی به آرامی و پیوسته اجرا گردد به نحوی که فضای بین گمانه و میلگرد بطور کامل، بدون هیچ حفره و خلاء پر شود. کف لوله دوغاب بایستی در تمام مدت پمپاژ دوغاب درون گمانه، زیر تراز دوغاب باقی بماند. در طی عملیات تزریق، بخشی از میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) در نزدیکی پشت روکش موقت ممکن است بطور کامل از دوغاب پر نشود. چونکه این ناحیه در برابر خوردگی بسیار آسیبپذیر میباشد، ضروری است که برای تضمین کامل پوشش دوغاب، این ناحیه متعاقباً با شاتکریت و یا گاهاً با دوغاب پر شود.
شکل 2. دوغابریزی (tremie) از طریق لوله
- متمرکز کنندهها
متمرکز کنندهها از پلی وینیل کلراید (PVC) یا سایر مصالح مصنوعی ساخته شدهاند و برای تضمین حداقل ضخامت پوشش دوغاب روی میلگرد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ)، در فواصل منظم، معمولاً در حدود 5/2 متر و یا کمتر، در امتداد طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) و در فاصلهای حدود نیم متر از هر انتهای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) نصب میشوند (شکل 3).
- المانهای محافظ خوردگی
علاوه بر دوغاب سیمان که هم محافظت فیزیکی و هم شیمیایی میلگردهای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) را تامین میکند، معمولاً اگر لازم باشد، ابزارهای دیگری نیز برای تامین محافظت از خوردگی مضاعف استفاده میشوند.
معمولاً برای تامین محافظ خوردگی مضاعف از روکش (sheathing) محافظ ساخته شده از مصالح مصنوعی موجدار (HDPE [high density polyethylene] یا تیوب PVC) که میلگرد را احاطه میکند (شکل 4) استفاده میشود. دوایر داخلی بین روکش و میلگرد از پیش با دوغاب پر میشود. این سیستم محافظ خوردگی عموماً به نام “کپسوله کردن” مشهور است. روکش بایستی حداقل 1 میلیمتر ضخامت داشته باشد. همچنین، میلگردهایی با روکش اپوکسی بجای میلگردهای آجدار استفاده میشوند. روکش اپوکسی یک ماده عایق است که مانع جریان الکتریسیته (که مساعد خوردگی میباشد) میشود.
شکل3. نمونهای از متمرکز کنندههای پیویسی نصب شده بر روی یک میلگرد قبل از نصب و اجرای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ)
شکل 4. میلگردهای (با رنگ روشن در انتهای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) کپسوله شده بوسیله روکش (رنگ تیره) قبل از اجرای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ)
- روکش دیوار (wall facing)
میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها در رویه دیوار پایدارسازی شده به روکش اتصال مییابند، که اغلب شامل یک روکش موقت شاتکریتی (مرحله اول) در حین ساخت، و یک روکش دائمی (مرحله دوم) از بتن CIP میباشد. نقش روکش موقت نگهداری خاک واقع بین میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها در حین حفاری، تامین اتصال اولیه میان میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها، و تامین محافظت خوردگی غلاف و پوشش خاک در جبهه حفاری میباشد. نقش روکش دائمی، تامین اتصال بین میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها، محافظت خوردگی مضاعف، و تامین نمای زیبا میباشد. روکش موقت معمولاً شامل شاتکریت و مش سیمی جوش شده و میلگردهای تکمیلی کوتاهتر (به نام میلگردهای waler) در اطراف سر میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها میباشد، که بعد از اجرای هر ردیف از میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها در زمین، کار گذاشته میشوند. روکش دائمی معمولاً از بتن مسلح CIP و شاترکیت مسلح ساخته میشود. همچنین ممکن است از پانلهای پیش ساخته برای ساخت روکش دائمی دیوار پایدارسازی شده استفاده شود، بویژه برای پروژههایی با الزامات زیباشناختی مخصوص یا مواقعی که پانلهای پیش ساخته ارزانتر تمام شوند.
- سیستم زهکشی
برای پیشگیری از ایجاد فشار آب در پشت روکش دیوار پایدارسازی شده، معمولاً بین روکشهای موقت و جبهه حفاری زهکشهای نواری ژئوکامپوزیتی قائم نصب میشوند (شکل 5). سیستم زهکشی همچنین شامل یک زهکش پی و لوله جداری برای انتقال زهآب جمع شده از رویه دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) میباشد. در برخی موارد نیز، زهکشهای افقی نصب میشوند.
شکل 5. زهکشهای نواری زیر شاتکریت موقت
درج دیدگاه