ارایش میخ‌ها یا مسلح کننده‌های نیلینگ در دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی یا نیلینگ(nailing)

آرایش دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی( یا نیلینگ) باید مشخص گردد، اعم از:

  1. ارتفاع دیوار پایدارسازی شده
  2. طول دیوار پایدارسازی شده
  3. شیب دیواره (معمولاً زاویه دیواره بین 0 تا 10 درجه متغیر است)

ارزیابی آرایش دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) همچنین شامل تهیه پروفیل طولی دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)، تعیین موقعیت متعلقات دیوار میخکوبی یا نیلینگ (مثلاً حصارهای ترافیکی، تاسیسات و سیستم زهکشی)، و تعیین محدودیت­های املاک مجاور می­باشد.

جهت ارتقاء پایداری روکش موقت، می­توان دیوارهای پایدارسازی شده را مایل انتخاب نمود، چرا که سطح مایل نیروهای کوچک­تری را به دیوار پایدارسازی شده اعمال می­کند، بنابراین طول لازم میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ)  نیز کوتاه­تر می­شود. صرفه ­جویی در مصالح ناشی از میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های کوتاه­تر می­تواند هزینه­ های اضافی حفاری متمایل دیوار را جبران کند. معمولاً به دلایل زیباشناختی، شیب ملایمی (مثلاً، کمتر از 10 درجه) انتخاب می­شود، بویژه در اطراف قوس­های افقی، که می­تواند برای تضمین پایداری روکش موقت نیز کافی باشد. زاویه بزرگ­تر از 10 درجه می­تواند پایداری را افزایش دهد.

  • فواصل افقی و قائم میخ‌ها یا مسلح‌کننده‌های نیلینگ

معمولاً فواصل افقی SH، و قائم SV، میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) یکسان می­باشد (شکل 1). در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های حفاری- تزریق شده، فواصل میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) بین 25/1 تا 2 متر متغیر است، و در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) های رانشی ممکن است 5/0 متر باشد. این کاهش فاصله در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های رانشی لازم می­باشد، چون که مقاومت پیوند ایجاد شده توسط میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های رانشی کمتر از مقاومت پیوند میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های حفاری- تزریق شده می­باشد. در میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های حفر- تزریق شده، معمولاً فاصله 5/1 متر ترجیح داده می­شود. فاصله میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها ممکن است از حضور سازه­های زیرزمینی موجود، تاثیر پذیرد.

فاصله میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها در جهات افقی و قائم بایستی چنان باشد که ناحیه تاثیر هر میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) برابر، SH*SV ≤ 4 m2 باشد. مهندس طراح بایستی حداقل فاصله افقی میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها را در حدود 1 متر مشخص کند. نیروهای طرح پایداری کلی و طراحی روکش متاثر از فواصل میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها می­باشند. بطور کل، فاصله بزرگ­تر منجر به نیروهای طرح بزرگ­تری می­گردد. هدف از تعیین حداقل فاصله میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها اطمینان از به حداقل رسیدن تاثیر گروه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های مجاور، ناشی از فصل اشتراک محتمل میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها به دلیل انحراف در حفاری می­باشد. تاثیر گروه، ظرفیت باربری میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها را کاهش می­دهد. همچنین حداکثر فاصله میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها نیز بایستی مشخص شود. هدف از تعیین حداکثر فاصله (معمولاً حدود 2 متر) اجرای نسبتاً راحت میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها می­باشد به گونه­ای که بطور موثر و کافی فشار جانبی خاک و سربارهای اعمالی را تحمل کند.

  • الگوی میخکوبی( یا نیلینگ) در رویه دیوار پایدارسازی شده

الگوی میخکوبی( یا نیلینگ) معمولاً یکی از موارد زیر است:

  1. مربع (مستطیلی)
  2. شطرنجی در یک الگوی مثلثی
  3. نامنظم (در موقعیت­های محدود)

الگوی مربعی منتج به شبکه­ای از میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) های در چند ردیف و ستون منظم می­شود، و اجرای اتصالات قائم در روکش شاتکریت بسیار راحت­تر می­شود (نصب راحت­تر پانل­های پیش ساخته بتنی). همچنین، الگوی مربعی، نصب و اجرای قائم و پیوسته نوارهای زهکشی ژئوکامپوزیت در پشت روکش را راحت­تر می­سازد. در عمل، معمولاً الگوی مربعی مقبول می­باشد.

شکل1. الف) الگوهای میخکوبی( یا نیلینگ) مربعی ، ب) الگوی میخکوبی( یا نیلینگ) شطرنجی

الگوی شطرنجی منتهی به توزیع یکنواخت فشار زمین در توده خاک می­شود. این پدیده بسیار مفید می­باشد، چرا که یک قوس شدگی قوی حاصل می­شود. این روش در مواردی در نظر گرفته می­شود که خاک­های حاشیه­ای پایدار باشند، زیرا چنین خاک­هایی مشارکت کمتری در بارهای باز توزیعی دارند. عیب اصلی الگوی مثلثی این است که نصب نوارهای زهکش ژئوکامپوزیت را، بویژه در اجرای یک سیستم زهکشی قائم پیوسته برای زهکش پی، بالاخص در دیوارهای پایدارسازی شده بلند، بسیار مشکل می­سازد.

استفاده از فواصل یکنواخت منجر به آسان شدن اجرا و کنترل کیفیت، می­شود. اما به دلیل محدودیت­های خاص هندسی پروژه، ممکن است فواصل میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها نامنظم باشد (فواصل محدود به برخی موقعیت­ها)، برای مثال، در سطوحی که زمین پشت دیوار پایدارسازی شده  افقی نمی­باشد. در چنین مواردی، رسم بر این است که یک یا دو ردیف میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) موازی با لبه غیر افقی اجرا کرده و سپس با همگرا کردن امتداد میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها، فواصل قائم آنها را نزدیک­تر کنیم، مادامیکه یک ردیف میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) افقی بدست آید (شکل 2-الف). همچنین کاهش فواصل افقی در لبه­های قائم دیوار پایدارسازی شده  برای تطابق مناطق متقاطع، مرسوم می­باشد (شکل 2- الف).

  • زاویه تمایل میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ( یا نیل)­ها

زاویه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های مایل معمولاً بین 10 تا 20 درجه نسبت به افق می­باشد ولی غالباً تحت زاویه 15 درجه اجرا می­شوند. این بازه زاویه، جریان آسان­تر دوغاب در طول گمانه را در گمانه­ها میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­هایی با ابعاد معمول و دوغاب­های معمولی، تضمین می­کند. اگر یک خاک خیلی سفت در بخش­های عمیق­تر قرار داشته و مهاری قویتر در لایه­های سخت­تر مد نظر باشد، ممکن است شیب تندتری لازم باشد، بویژه برای ردیف­های بالایی. چنین مواردی را می­توان به راحتی در طی طراحی ارزیابی­ نمود. زاویه نباید کمتر از 10 درجه باشد، چونکه پتانسیل ایجاد خلل و فرج در دوغاب به شدت افزایش می­یابد. وجود حفره در دوغاب بر ظرفیت باربری میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) تاثیر خواهد گذاشت و نقش محافظ از خوردگی دوغاب را کاهش خواهد داد.

تاثیر زاویه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) بایستی در آنالیز پایداری کلی و موضعی دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی( یا نیلینگ) لحاظ گردد، زیرا ضریب اطمینان پایداری سیستم، بویژه در آنالیز گوه­های لغزشی در بخش فوقانی دیوار پایدارسازی شده ، توام با افزایش زاویه نسبت به افق، می­تواند به شدت کاهش یابد.

  • توزیع طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها

توزیع طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها را می­توان یکنواخت (فقط یک طول برای کل دیوار پایدارسازی شده  استفاده شود) و یا متغیر انتخاب نمود، جاییکه طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های مختلف در ترازهای متفاوت در مقطع عرضی دیوار پایدارسازی شده  استفاده می­شود. ذیلاً، اطلاعات تکمیلی در مورد توزیع  طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ارائه شده است.

  • طول یکنواخت برای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها

زمانیکه پتانسیل تغییر شکل­های اضافی دیوار پایدارسازی شده  مسئله نگران کننده­ای نمی­باشد (مثلاً، دیوارهای ساخته شده در زمین­های مستحکم یا در مناطقی بدون سازه­های مجاور)، انتخاب طول یکنواخت برای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها سودمند می­باشد، چونکه کار ساخت و کنترل کیفیت آسان می­شود. همچنین در الگوی طول یکنواخت، طول نهایی مورد نیاز میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها کمتر می­گردد. این الگو معمولاً ضریب اطمینان بالایی را در مقابل لغزش تامین می­کند. الگوهای یکنواخت بایستی در اغلب پروژه­ها استفاده شوند.

  • طول­های متغیر و متفاوت

اگر نیاز به کنترل تغییر شکل­های دیوار پایدارسازی شده  باشد، می­توان از توزیع طول متغیر استفاده نمود. تعادل کلی و الگوی تغییر شکل یک سیستم با طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های متغیر نسبت به سیستمی با الگوی طول یکنواخت متفاوت خواهد بود. ابزارسنجی دیوارهای ساخته شده مبین آن است که اگر طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها در دو سوم تا سه چهارم فوقانی ارتفاع دیوار پایدارسازی شده  بزرگ­تر از بخش­های پایینی باشد، جابجایی­های دیوار پایدارسازی شده  بطور قابل ملاحظه کاهش می­یابد. قرار دادن سیستم تقویتی اضافی در بالای دیوار پایدارسازی شده  مقاومت بیشتری را در برابر حرکت دیوار پایدارسازی شده  در سطوح بحرانی نزدیک بالای دیوار پایدارسازی شده  تامین خواهد نمود. از آنجا که در الگوی غیر یکنواخت، میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های پایینی کوتاه­تر می­شوند، ضریب اطمینان در برابر لغزش نیز کاهش می­یابد.

عملکرد دیوارهای میخکوبی( یا نیلینگ) نشان می­دهد، زمانیکه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های فوقانی خیلی کوتاه باشند، جابجایی­های بزرگ­تری مشاهده می­شود. اگر طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های فوقانی، بلندتر از طول لازم در آنالیزهای پایداری باشد می­توان این جابجایی­ها را بشدت کاهش داد. بطور کل، هرچه ضریب اطمینان گلوبال دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی( یا نیلینگ) شده بالاتر باشد، تغییر شکل­های دیوار پایدارسازی شده  کوچک­تر خواهد بود.

شکل 2. الگوهای مختلف میخکوبی( یا نیلینگ)

الف) زمانیکه سطح زمین افقی نیست، ب) تغییر زاویه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها در محل تاسیسات، ج) تغییر زاویه میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها در گوشه دیوار پایدارسازی شده

اجرای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها با طول یکنواخت در دو سوم تا سه چهارم فوقانی دیوار پایدارسازی شده ، توام با کاهش پیشرونده طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) تا یک مقدار حداقل، نه کوچک­تر ازH 0.5 (H، ارتفاع دیوار پایدارسازی شده ) در پایین دیوار پایدارسازی شده ، در خاک­های غیرچسبنده متراکم موفقیت­آمیز بوده و پایداری لغزشی نسبتاً بزرگی را تامین می­کند. در پروژه­های معمول، طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) در ردیف­های پایین هرگز نبایستی کوتاه­تر از 0.5 H باشد.

بطور کل، طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­های متغیر منتج به پیچیدگی اجرا شده و مستلزم مصالح بیشتری می­باشد. با این وجود، همانطور که در بسیاری از پروژه­ها، طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ­ها بر اساس معیارهای عملکرد تعیین می­شوند، ممکن است پیمانکاران استفاده از میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) های بلندتر در ردیف­های فوقانی را برای کاهش تغییر شکل­ها و انحرافات ترجیح دهند. دفترچه مشخصات پروژه بایستی محدودیت­های مربوط به املاک مجاور، موقعیت تاسیسات و سازه­های زیرزمینی (یا تجهیزاتی که پیمانکار در آنجا قرار می­دهد)، و معیارهای خاص تغییر شکل (مثلاً، حداکثر تغییر شکل و انحراف دیوار پایدارسازی شده  و موقعیت اندازه­گیری تغییر شکل­ها) را مشخص کند.