جابجایی انواع دیوار پایدار سازی شده

در حین ساخت و بعد از تکمیل دیوار پایدار سازی شده، دیوار پایدار سازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) شده و خاک پشت آن تمایل به تغییر شکل رو به بالا دارند. جابجایی روبه بالا با یک دوران فزاینده حول پاشنه دیوار پایدارسازی شده، شبیه به جابجایی دیوار حائل با طرح ه­ای آغازین می­ باشد. اغلب جابجایی­ ها در طی خاک برداری و یا مدت کوتاهی بعد از خاک برداری جلوی دیوار رخ می­ دهد. تغییر شکل ­های بعد از ساخت به وارفتگی تنشی و جابجایی خزشی مربوط می ­شود، که ناشی از افزایش (معتدل) نیروی کششی در میخ (یا مسلح‌ کننده نیلینگ) پس از ساخت است.

حداکثر جابجایی­ های افقی، در راس دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) رخ می­ دهند. معمولا با حرکت به سمت پاشنه دیوار پایدار سازی شده به طور پیش ­رونده کاهش می­ یابند. جابجایی­ های قائم (نشست­ ها) روکش دیوار پایدار سازی شده معمولاً کوچک بوده و به اندازه جابجایی ­های افقی راس دیوار پایدارسازی شده نمی­ باشند.

عوامل موثر

به طور کلی، جابجایی ­های افقی و قائم روکش به عوامل زیر بستگی دارند:

• نوع خاک اطراف میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها (خاک نرم تر امکان تغییر شکل­ های بیشتری را مهیا می­ سازد)
• فاصله میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ ها) و عمق مراحل خاک برداری (فواصل بزرگ­ تر و خاک برداری عمیق­ تر در هر مرحله، تغییر شکل­ های بیشتری را ایجاد می­ کند)
• ضریب اطمینان کلی (FS_G کوچک ­تر با تغییر شکل ­های بزرگ­ تر مرتبط است)
• نسبت طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) به ارتفاع دیوار پایدارسازی شده (هر چه نسبت طول میخ با (مسلح‌کننده نیلینگ) به ارتفاع دیوار پایدارسازی شده  کم­تر باشد تغییر شکل­ های افقی بزرگ­ تری تولید می­ شود)
• زاویه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها (هر چه شیب میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) بیشتر باشد، بارهای کششی کم­تری در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) فعال می­ شود و نهایتاً تغییر شکل­ های افقی بزرگ­ تر می­ گردد)
• بزرگی سربارها ( اعمال سربارهای دائمی روی دیوار پایدارسازی شده تغییر شکل ­ها را افزایش می ­دهد.)

داده ­های تجربی نشان می­ دهد که در دیوارهای میخکوبی (یا نیلینگ) با نسبت “L/H” بین 7/0 تا 0/1، تحت سربار جزئی و قابل اجتناب و ضریب اطمینان کلی معمول FS_G=1.5، حداکثر جابجایی­ های بلند مدت افقی و قائم در بالای دیوار پایدار سازی شده  میخکوبی (یا نیلینگ)(به ترتیب δ_h , δ_v)، را می­ توان به قرار زیر تخمین زد:

(δ_h/H)_i: نسبتی است وابسته به شرایط خاک “i”، که در جدول 1 نشان داده شده­اند

H : ارتفاع دیوار پایدارسازی شده

زمانیکه امکان وقوع تغییر شکل ­های قابل توجه در زمین باشد، اندازه ناحیه تاثیر (شکل 1) پشت دیوار پایدارسازی شده  “D_DEF” در قالب یک فاصله افقی تعریف می ­شود، که می­توان آن را با رابطه زیر تخمین زد:

 تغییر شکل دیوار پایدار شده به روش میخکوبی (نیلینگ)

جابجایی ­های نشان داده شده فوق، نسبت به جابجایی­ دیوارهای پایدارسازی شده با انکراژ کوچک در نظر گرفته می­ شوند. این تغییر شکل­ های تخمینی ضرورتاً به مقادیر طراحی توصیه شده تبدیل شده ­اند. معیارهای تغییر شکل­ مجاز به شرایط پروژه بستگی داشته و نه تنها بزرگی تغییر شکل بلکه گستره ناحیه پشت دیوار پایدارسازی شده نیز که ممکن است از جابجایی ­ها تاثیر پذیرد بایستی لحاظ شود.

تغییر شکل خمشی افقی بزرگ­ تر از “0.005 h” بایستی به عنوان یک تخمین اولیه در طی ساخت مد نظر قرار می گیرد چرا که معمولاً بیان گر حد بالای عملکردهای قابل قبول می ­باشد. زمانی که وقوع تغییر شکل­ های اضافی در یک آرایش خاص احتمال برود ممکن است اصلاحاتی در طرح اصلی اعمال شود. تغییر شکل­ های دیوار پایدار سازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) را می­ توان با اجرای دیوار پایدار سازی شده مایل، اجرای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های بلندتر در بخش بالایی دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی، ضریب اطمینان بزرگ­ تر یا حتی با استفاده از مهار کوبی یا انکراژ زمین در نقطه عطف میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) کاهش یابد.

ابزارسنجی تغییر شکل دیوارهای میخکوبی (یا نیلینگ) شده بعد از ساخت نشان می­دهد که جابجایی­ ها بعد از ساخت دیوار پایدار سازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)، برخی مواقع تا حدود 6 ماه، بسته به نوع زمین ادامه می­ یابند. معمولاً تغییر شکل­ های بعد از ساخت تا حدود 15% از تغییر شکل­ های مشاهده شده بلافاصله بعد از ساخت بیشتر است. در نتیجه این جابجایی، کشش اضافی در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ)­ ایجاد می­ شود. به طور کلی، خاک­ های ریزدانه با پلاستیسیته بالا (تقریباً PI>20) و میزان آب بالا (LI > 0.2) تمایل به تغییر شکل در دوره­ های زمانی طولانی­ تر دارند.

• تغییر شکل­ های لرزه­ای دائمی

زمانی که از ضرایب لرزه ­ای استفاده کنیم، تغییر شکل­ های دائمی کوچک­ تر می­ شوند. البته باید توجه داشت که مقاومت خاک های پشت دیوار در اثر بارهای لرزه­ ای کاهش قابل زیادی نداشته باشد. تغییر شکل­ های دائمی دیوار میخکوبی (یا نیلینگ) ناشی از یک رخداد لرزه­ای را می­ توان با استفاده از روش نیومارک تخمین زد (Newmark 1995). این روش شامل محاسبه جابجایی­ های یک توده خاک محتمل لغزش به روشی شبیه به لغزش بلوک صلب بر روی یک رمپ تحت بارهای چرخ ه­ا می ­باشد.