عوامل تاثیرگذار بر انتخاب روش پایدارسازی گود
عوامل تاثیرگذار بر انتخاب روش پایدارسازی گود (پایدارسازی گود ها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دان Top-down و … صورت می‌پذیرد) شامل عمق گود، نوع خاک منطقه و سربارهای اطراف محل گودبرداری می‌باشد.
در زیر برخی سربارها و انتخاب روش مناسب برای پایدارسازی (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دان Top-down و … صورت می‌پذیرد) دیوارهای گودبرداری مورد بررسی قرارگرفته است.
بخشی از دیواره گود که در مجاورت خیابان قرار گرفته باشد، بدلیل همجواری با خیابان وقوع تغییــرشـکل بــالاي گود از اهمیت کمتري برخـوردار بـوده و لذا بـراي ایـن اضـلاع سیسـتم نیلینگ یا میخکوبی می‌تواند طراحی و اجـرا شـود.
دیواری که در مجاورت سـاختمان‌هـاي داراي اســکلت فلـزي و فونداســیون نــواري باشد، بــه علـت حساســیت ایـن ســاختمان‌هــا بــه تغییــرشــکل‌هــاي افقــی و قــائم ناشـی از گــودبـرداري نیازمند استفاده از روش انکراژ یا مهارکوبی است به عنوان مثال در پروژه مجتمــع تجــاري ســعدي شــیراز برای طراحی دیواره شرقی (مجـاور سـاختمان‌هـاي داراي اســکلت فلـزي و فونداســیون نــواري) از دوردیـف انکراژ یا مهـارکوبی بـا فواصـل طراحـی شـده در بـالاي گـود جهـت کنتـرل تغییـرمکان‌هـا استفاده شده اسـت. و بـراي تامین پایداري تـوده خاك سایر ردیـف‌هـا تـا انتهـاي گـود بـه روش نیلینگ یا میخکـوبی اجرا شده است.
رضایت همسایگان
اجرای پایدارسازی گودها (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد) به روش نیلینگ و انکراژ در مجاورت ساختمان‌ها نیاز به اجازه همسایه دارد. به همین جهت در برخی موارد عدم رضایت همسایگان بـا انجـام حفاري و تزریـق زیـرپـی سـاختمان‌هـا اجـراي ایـن سیسـتم امکان‌پذیر نبوده است. و در نتیجـه بـراي تـامین پایـداري و کنتـرل نشسـت‌هـاي ایـن نواحی سیسـتم خـرپـاي فـولادي بـا اجرای عمـق مـدفون در خـاك و فواصـل حـدود 3-4 متـري خرپـاهـا از یکـدیگر طراحـی و اجـرا می‌گردد.
در ادامه روش‌های نامبرده به اختصار توضیح داده می‌شود:
روش نیلینگ یا میخکوبی:
مـیخکـوبی خـاك (سویل نیلینگ) روشـی اسـت کـه بـه دلیـل اقتصـادي بـودن و مزایـاي منحصـربـه فـرد خـود، بـه عنـوان راه‌حـل بسـیار مناسـبی در مــوارد مختلـف از جملـه پایدارســازي شــیب‌ها و شــیروانی‌ها و افــزایش ظرفیــت بــاربري ومحــدودکــردن تغییــر شــکل‌ها بــا ایجــاد حــداقل دست‌خــوردگی دروضـعیت طبیعــی زمــین کاربردهــاي فراوانــی دارد.
مبنــاي ایـن روش، تســلیح برجــاي خــاك مــی‌باشـد کــه در دو دهــه اخیــر در همــه کشــورهــاي جهــان جهــت پایدارســازي گودبرداری‌هــاي عمیــق (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دان Top-down و … صورت می‌پذیرد) و همچنــین پایدارســازي شــیب‌هاي طبیعــی کــاربرد وسیعی پیـدا کـرده اسـت.
احـداث یـک دیـواره خـاکی مـیخکـوبی شـده شـامل مسـلح کـردن خـاك در حـین انجـام عملیـات حفـاري و گـودبرداري، بـه وسـیله یـک سـري میلگـرد مـی‌باشـد. ایـن میلگردهـا ذاتـاً در کشـش کـار کـرده و اغلـب بـه مـوازات یکـدیگر بـا یـک شـیب ملایـم بـه سـمت پـائین مـی‌باشـند.
میلگردها می‌تواننـد تـا حـدي در خمـش و بـرش کـار کننـد. کشـش ایجـاد شـده درون آن‌هـا ناشـی از اصـطکاك موجـود بـین مـیخ و خـاك مـی‌باشـد. بـا کـاربرد ایـن روش و اجـراي آن از بـالا بـه پـائین، یـک تـوده خـاك مـیخکـوبی (نیلینگ) شـده بـه تـدریج حاصـل مـی‌شـود.
در مکـانیزم انـدرکنش بـین خـاك ومصـالح تسـلیح چـه در خـاك مسـلح و چـه در سیسـتم مــیخکــوبی (نیلینگ) تــنش اصـطکاکی بســیج شــده در طــول مصــالح تســلیح از تغییــر شــکل جــانبی مجموعــه خــاك مســلح شــده جلـوگیري مـی‌کنـد.
گسـیختگی و خـارج شـدن مصـالح تسـلیح از داخـل خـاك هنگـامی کـه طـول مهـار شـده آن‌هـا در داخـل ناحیـه مقـاوم کـافی نباشـد و در نتیجــه تــنش‌هــاي برشـی بــه وجــود آمــده در ایـن طــول کمتــر از مقاومــت لغزشـی مصــالح تســلیح باشـد، اتفــاق می‌افتد.
بالطبع به همین دلیل در هنگام طراحی باید به این مورد توجه کرد.در ایـن روش بـراي ایجـاد شـدن نیـروي کششـی در میلگـردهـا نیـاز بـه تغییـرشـکل نسـبی در خـاك مـی‌باشـد، لـذا ایـن روش بـراي ناحیـه‌هـاي مجـاور خیابـان‌هـا مناسب است.
روش انکراژ یا مهاربندي:
بعضی اضلاع زمین که سازه‌هاي مجاور گود حساسیت زیادي نسبت به تغییر شکل‌ها دارنـد و مالکین ایـن سـاختمان‌هـا مخالفتی با اجراي این سیستم نداشته‌اند براي کنترل تغییرشکل‌هاي ناشی از گودبرداري از مهاربندي به ویژه در بالاي گود استفاده می‌شود کلیات روش مهاربندي با روش میخکوبی (نیلینگ) مشابه مـی‌باشـد.
بـا ایـن تفـاوت کـه در انکراژ یا مهاربنـدي بـا پـیش‌تنیـدگی میلگردهـا توسـط جک‌هـاي مخصوص و تزریق در طول انتهایی میلگرد (که طول تزریق و نیروي پیش تنیدگی از طراحی‌هـاي دقیـق بـه دسـت مـی‌آیـد) از ایجـاد تغییـرشکل‌هاي زیاد جلوگیري به عمل آمده و احتمال ایجاد خسارت به ساختمان‌هاي اطراف کاهش می‌یابد.
در بررسی پایداري دیواره‌هاي تسلیح شده توسط میخکوبی و یا انکراژ از دو روش تعادل حدي و تحلیـل تغییـرمکانی استفاده شده است. با استفاده از این دو روش، از یکسو گسیختگی توده تسلیح شـده بررسـی شـده است. و از سوي دیگر تغییرمکان‌هاي آن در طول اجرا و بهره‌برداري نیزمدل شده‌اند.
در تحلیل پاسخ توده به گسیختگی از روابط و نمودارهاي دستورالعمل‌هاي نحوه طراحی دیوارهاي میخکوبی شده براساس آیین‌نامه مؤسسه آزاد راه‌هاي امریکا FHWA استفاده می‌شود. در آنالیز پاسخ تغییرشکل‌پذیري گود در حین عملیات خاکبرداري از نرم افزار PLAXIS که از روش اجزاي محدود سود برده، استفاده می‌گردد که در ذیل به اختصار در مورد فرضیات، روشها ومحدودیت‌هاي آنها توضیح داده می‌شود.
روش استفاده از خرپاهاي فلزي:
بــه علـت مخالفــت گروهــی از مالکــان ســاختمان‌هاي مجــاور بــا اجــراي سیســتم‌هــاي ذکــر شــده درپروژه‌های پایدارسازی گودهای عمیق، (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دان Top-down و … صورت می‌پذیرد)، در بخــش‌هــاي قبــل(بــه دلیــل انجــام عملیــات زیــر ســاختمان‌هــا)، گاها مجبور به تصــمیم بــه طراحــی سیســتم جــایگزین بــراي پایدارسازي و کنترل نشست‌ها هستیم.
در چنین مواقعی بهتـرین و سـریع‌ترین روش برای انتخاب روش پایدارسازی گود، (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد) اسـتفاده از یکسري اعضاء مرکب به شکل خرپا متشکل از ستون، المان‌هـاي افقـی و مـورب جهت تحمل بارهاي وارده از طرف خاك و ساختمان‌هاي مجاور و کنترل نشست‌هاي ساختمان‌ها است.
در این روش مدل بر اساس ساخت کامل و یکپارچه سازه نگهدارنده خرپا درخارج از چاله، حفاري چاله‌ها با ابعاد مشخص شده در نقشه، جایگذاري سازه نگهدارنده در چاله‌هاي مورد نظر، بتن‌ریزي انتهاي این چاله و سپس خاکبرداري مرحله به مرحله تا ترازکف فونداسیون ساخته شده است.
در این روش سازه نگهدارنده پس از ساخت داخل چاله جایگذاري شده و چاله تا تراز کف فونداسیون سازه اصلی (کف نهایی گود ) با بتن با عیار مناسب پرمی‌گردد .
سپس خاکبرداري مرحله‌اي آغاز می‌شود (قبل از شروع خاکبرداري بتن باید به مقاومت کافی رسیده باشد). بین خرپاهاي فلزي توسط شاتکریت و مش به ضخامت مناسب براي کنترل ریزش‌هاي موضعی و ایجاد یکپارچگی بین خرپا پوشانده می‌شود.
در این تحلیل از نرم افزار PLAXIS که از روش اجزاي محدود سود برده، استفاده گردید. در این روش لایه‌هاي خـاك و المان‌هاي خرپاي فلزي به طور هم‌زمان در نرم افزار مدل می‌شود و مراحل آنالیز کاملا مانند مراحل اجرای پایدارسازی، (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد)، در نظر گرفته می‌شود.
سپس برای انتخاب روش پایدارسازی گود ضرایب اطمینان کنترل و محدود می‌شوند. پس از آنالیز مدل ساخته شده خروجی‌هاي نرم افزار به شرح ذیل مورد بررسی قرار می‌گیرند:
- تغییرشکل‌هاي قائم
- تغییر شکل‌هاي افقی (خصوصا” در بالاي گود)
- نیروهاي داخلی اعضاء سازه فولادي ومقادیر نیروها
همچنین بخوانید: طراحی المان‌های مهاری در خاک‌های چسبنده
