مزایا و معایب دیوار میخکوبی یا نیلینگ شده چیست؟

مزایا و معایب دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی یا نیلینگ

دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) مزایای متعددی را در قیاس با سیستم مهارکوبی یا انکراژ زمین و سایر تکنیک­های ساخت بالا به پائین دارا هستند. برخی از این مزیت­ها ذیلاً تشریح شده ­اند:

• ساخت

• نسبت به سیستم مهارکوبی یا انکراژ زمین، مزاحمت و مشکلات کمتری برای املاک مجاور ایجاد می­نماید. چونکه میخ‌ها (یا مسلح‌کننده نیلینگ) معمولاً کوتاه ­ترند.
• توقف کمتر ترافیک و سوء تاثیرات محیط زیستی کمتر در قیاس با سایر تکنیک ­های ساخت
• آشفتگی کمتری در انتهای گمانه حفاری ایجاد می­شود­، بویژه در قیاس با حفاری غلاف گذاری شده
• نیازی به جاسازی هیچ المان سازه­ای زیر بستر حفاری نیست در حالیکه در دیوارهای پایدارسازی شده به روش مهارکوبی یا انکراژ زمین تیرهای نگهبان استفاده می­شوند
• اجرای دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) نسبتاً سریعتر است و معمولاً نسبت به سیستم مهارکوبی یا انکراژ زمین از مصالح کمتری استفاده می­شود
• زمانیکه با محدودیت­ هایی (همچون، لاشه سنگ­ ها و تخته سنگ ­ها، تاسیسات زیرزمینی یا شمع­ ها) مواجه می­شویم، تنظیم زاویه و موقعیت میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) راحت­ تر می­باشد؛ از طرف دیگر، اجرای مهارکوبی یا انکراژ افقی، در این شرایط بسیار سخت ­تر و پر هزینه­ تر است.
• چونکه تعداد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها در سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) بسیار بیشتر از تعداد مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) در سیستم مهارکوبی (یا انکراژ) می­باشد، تنظیم آرایش طرح میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها در محل بسیار آسان ­تر انجام می­گیرد، بدون به خطر افتادن سطح ایمنی کار.
• الزامات بالاسری ساخت نسبت به مهارکوبی یا انکراژ زمین بسیار کمتر است، زیرا دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) به اجرای تیرهای نگهبان نیاز ندارند، این مسئله مخصوصاً حین ساخت و ساز در زیر پل­ها اهمیت پیدا می­کند.
• سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) در محل­ هایی با دسترسی پرت و دور افتاده برتری دارد، چونکه عموماً تجهیزات کوچک ­تر و کمتری لازم می­باشد.
• تعداد پیمانکاران تایید شده و مجرب در زمینه ساخت دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) هر ساله در حال افزایش است.

• عملکرد

• دیوارهای میخکوبی (یا نیلینگ) نسبتاً انعطاف­ پذیر می­باشند و می­توانند خود را با نشست­ های کلی و اختلافی نسبتاً بزرگ تطبیق دهند.
• تغییرشکل ­های کلی اندازه ­گیری شده از دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) معمولاً در محدوده مجاز می­باشد.
• دیوارهای میخکوبی (یا نیلینگ) عملکرد خوبی در حین زلزله دارند که مربوط به انعطاف­ پذیری کلی سیستم می­باشد.

• هزینه

• زمانیکه از پروسه ­های ساخت مرسوم استفاده شود، دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) نسبت به دیوارهای بتنی وزنی مرسوم اقتصادی­ تر می­باشند.
• اگر از پروسه ­های ساخت مرسوم برای سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) استفاده شود، معمولاً دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) به لحاظ هزینه با دیوارهای پایدارسازی شده به روش مهارکوبی یا انکراژ زمین برابر و یا حتی اقتصادی­ ترند.
• روکش شاتکریت معمولاً نسبت به روکش ­های سازه­ای مورد نیاز برای سایر سیستم ­های دیوار، کم هزینه­ تر است.

 معایب دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی یا نیلینگ

برخی از معایب بالقوه دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) ذیلاً لیست شده ­اند:

• زمانیکه نیاز به کنترل بسیار شدید تغییرشکل سازه­ ها و تاسیسات واقع در پشت دیوار باشد، دیوارهای میخکوبی (یا نیلینگ) مناسب نمی ­باشند، چرا که بسیج مقاومت، نیازمند برخی تغییر شکل­ ها در خاک می­باشد. در اکثر موارد پس کشیدگی میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها می­تواند بر این نقیصه غلبه کند، اما این عمل هزینه­ های پروژه را افزایش می­دهد.
• حضور تاسیسات می­تواند محدودیت­ هایی در موقعیت استقرار، زاویه، و طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها در ردیف­ های بالایی ایجاد کند.
• اگر احتمال نشت مقادیر زیاد آب زیرزمینی به درون جبهه حفاری وجود داشته باشد، به دلیل تجهیزات لازم برای نگهداری جبهه حفاری موقت مهارنشده، سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) دیوار چندان مناسب نمی­باشند.
• دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) دائمی نیازمند المان­های دائمی در زیر زمین می­باشند.
• ساخت دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) نیازمند پیمانکاران متخصص و با تجربه می­باشد.

 مقایسه با سیستم دیوار پایدارسازی شده به روش مهارکوبی زمین یا انکراژ (ground anchor system)

برای بدست آوردن بینشی دقیق از مفهوم دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)، مقایسه ویژگی­های اصلی این سیستم با دیوار پایدارسازی شده به روش مهارکوبی زمین یا انکراژ(سیستم معمول برای ساخت دیوار حائل) مفید می­باشد. اطلاعات تکمیلی دیوارهای مهارکوبی زمین را می­توان در (1999) Sabatini مطالعه نمود.

• الزامات و تجهیزات اجرا

مهارکوبی زمین یا انکراژ شامل یک پروسه ساخت دو مرحله­ای می­باشد. ابتدا، المان­های عمودی (معمولاً تیرهای نگهبان) با استفاده از تجهیزات نسبتاً بزرگ، تا عمق زیر تراز حفاری نهایی رانده شده یا پیش حفاری می­شود. سپس، مهار یا انکرها نصب شده و متعاقباً برای انتقال بارها بعد از گسیختگی محتمل، با استفاده از تجهیزات مختلفی که برای نصب و اجرای مهار یا انکرها استفاده می­شود پس کشیدگی اعمال می­شود. تجهیزات مختلف ساخت ممکن است بخش قابل توجهی از هزینه­های پروژه و جدول زمان­بندی پروژه مهارکوبی زمین یا انکراژ را به خود اختصاص دهد. تیرهای نگهبان و تجهیزات پیش کشیدگی اختصاص یافته به آن، در دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) استفاده نمی­شوند.

• تراکم میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها و مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) ها

تحت شرایط یکسان، تعداد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های لازم برای هر واحد سطح دیوار، بیشتر از تعداد مهارهای لازم می­باشد. استفاده از المان­های تسلیح بیشتر در دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)، در پایداری دیوار میخکوبی (یا نیلینگ) سهیم است. متعاقباً، گسیختگی یک المان تقویتی تاثیر کمتری بر پایداری دیوار میخکوبی (یا نیلینگ) نسبت به دیوار پایدارسازی شده به روش مهارکوبی زمین دارد. برای اخذ معیار پذیرش معمولاً، فقط 5% میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های اجرا شده تحت آزمایش بارگذاری قرار می­گیرند، در حالیکه تمام مهارها باید تحت آزمایش بارگذاری قرار گیرند.

• بار وارد بر روی رویه دیوارپایدار سازی شده

تراکم میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها موجب سطح انشعاب کوچکتری شده و نهایتاً رویه دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)، نسبت به رویه دیوار پایدارسازی شده به روش مهارکوبی سهم کمتری از فشار خاک را تحمل می­کند. این اختلاف بیشتر ناشی از روش­های طراحی غیر مشابه در دو سیستم می­باشد تا تفاوت در مکانیزم انتقال بار.

• انتقال بار

میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) بار را در امتداد کل طول خود انتقال می­دهد، در حالیکه مهار یا انکر فقط برای انتقال بار در ناحیه مهار شده واقع در پشت سطح محتمل گسیختگی طراحی می­شود.

• توزیع بار

نیروی مقاوم ایجاد شده توسط میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها در امتداد طول آنها تغییر می­کند. در مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) ها، یک بخش از طول مهاریا انکر “پیوند نیافته” (Unbonded) است در حالیکه باقی بخش­های آن “پیوند یافته” است. بار در طول پیوند نیافته مهار (یا مسلح‌کننده انکراژ) تقریباً ثابت و در ناحیه پیوند نیافته متغیر است.

• پایداری انتهای گمانه حفاری

در مهارکوبی زمین یا انکراژ، تیرهای نگهبان تا عمق زیر کف گمانه حفاری جاسازی می­شوند. مقاومت برشی ایجاد شده از بخش جاساز شده تیرهای نگهبان پایداری اضافی را در انتهای گمانه حفاری در سیستم دیوار پایدارسازی شده به روش مهارکوبی زمین تامین می­کند. این تاثیر مطلوب در سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) وجود ندارد.

• تغییر شکل (انحراف)

اندازه­ گیری­ های محلی در دیوار پایدارسازی شده به روش مهارکوبی یا انکراژ زمین نشان می­دهد که حداکثر تغییرشکل (انحراف) جانبی دیوار، معمولاً در وسط دیوار پایدارسازی شده  رخ می­دهد. در دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)، حداکثر انحراف جانبی در قسمت فوقانی دیوار پایدارسازی شده  رخ می­دهد. همچنین، حداکثر تغییر شکل دیوار پایدارسازی شده  در سیستم مهارکوبی زمین معمولاً نسبت به سیستم میخکوبی (یا نیلینگ) دیوار بزرگتر است.

  ارزیابی هزینه ­های ساخت

هزینه دیوار پایدارسازی شده میخکوبی (یا نیلینگ) تابع چند عامل است، از جمله شرایط زمین، دسترسی به محل کار، اندازه دیوار پایدارسازی شده ، نوع روکش، الزامات محافظت از خوردگی، کاربری موقت یا دائمی، در دسترس بودن پیمانکاران متخصص اجرای شاتکریت و میخکوبی (یا نیلینگ)، و شرایط محلی و منطقه­ای (همچون، لرزه­ خیزی و قابلیت انجامد و ….).

تجربه پروژه­های بزرگراهی ایالات متحده نشان می­دهد که دیوارهای میخکوبی (یا نیلینگ) دائمی می­توانند موجب صرفه­ جویی 10 تا 30 درصدی در هزینه­ ها در قیاس با روش­های حائل مشابه که شامل حفاری خاک می­باشند، گردند. اصلی­ترین آیتم هزینه بر در دیوارهای دائمی، روکش آن است. قرار دادن روکش CIP یا روکش پیش ساخته روی یک روکش شاتکریت با ضخامت اولیه 100 م.م. می­تواند تقریباً 40 تا 50 درصد کل هزینه اجرای دیوار پایدارسازی شده  را در بر بگیرد.