مقدمه
همچون بسیاری از سایر پروژه‌های ژئوتکنیکی، جریان آب سطحی و آب زیرزمینی می‌تواند موجب بروز مشکلات حین ساخت، افزایش هزینه و زمان ساخت، خدشه بر تمامیت بلند مدت سازه و تضعیف عملکرد دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) گردد. برای به حداقل رساندن این مسائل، بایستی جریان آب سطحی و زیرزمینی هم طی ساخت و هم بعد از ساخت دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) کنترل شود. همچنین زمانیکه یک سیستم زهکشی موثر و کارا برای کنترل تراز آب پشت دیوار پایدارسازی شده اجرا شود، دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) بطور قابل ملاحظه‌ای بهتر عمل می‌کنند. در ادامه سیستم‌های کنترل زهکشی مورد استفاده در دیوارهای پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ)، به اختصار تشریح شده‌اند.
کنترل آب‌های زیرزمینی و سطحی در اجرای پایدارسازی گود به روش میخکوبی یا نیلینگ
اقدامات تخلیه آب در حین ساخت شامل، کنترل روان اب سطحی و جریان زیرزمینی بالا آمده یا مرتبط با نواحی نشت موضعی می‌باشد. حفر یک نهر جداساز آب‌های سطحی در امتداد تاج حفاری، با پوشش بتنی که درحین شاتکریت مرحله اول خاکبرداری اعمال می‌شود، یک راهکار توصیه شده برای کنترل جریان آب‌های سطحی در اجرای دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) می‌باشد. مضافاً اگر مهندسین طراح بر این باور باشند که تاثیر آب‌های زیر زمینی موضعی یا کوتاه مدت می‌باشند، برای پایین بردن تراز آب زیرزمینی می‌توان بطور موقت یکسری چاه یا well point پشت طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها اجرا نمود. اما این روش ممکن است منجر به بالا رفتن هزینه‌های ساخت و تاخیر در زمانبندی پروژه گردد.
کنترل بلند مدت آب‌های زیرزمینی و آب‌های سطحی در اجرای پایدارسازی گود به روش میخکوبی یا نیلینگ
- زهکش‌های نواری ژئوکامپوزیتی
این المان‌ها نوارهایی از جنس ژئوسنتتیک با عرض تقریبی 200 تا 400 میلیمتر هستند. آنها در ردیف‌های عمودی در امتداد کل عمق دیوار پایدارسازی شده در مقابل جبهه حفاری قرار می‌گیرند. معمولاً فاصله افقی زهکش‌ها برابر با فاصله افقی میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها می‌باشد. انتهای پایینی نوارها بدرون یک لوله زهکش که در امتداد کف دیوار پایدارسازی شده واقع شده شده و یا به میان یک weep hole در کف دیوار پایدارسازی شده وارد می‌شود. برای جبهه‌های حفاری خیلی نامنظم، قرار دادن نوارهای زهکش پیش‌ساخته در مقابل جبهه حفاری دشوار و اغلب غیر عملی است. در برخی موارد ممکن است، نوارهای زهکش پیش‌ساخته بین روکش شاتکریت و روکش دائمی بتن درجا ساندویچ شود، و همراه با زهکش که بر روی weep hole های با قطر 50 تا 75 میلیمتر که از بین روکش عبور کرده‌اند، قرار گیرد. برای اطمینان از اینکه سیستم زهکشی در طی اجرای شاتکریت تحت ضربه قرار نگیرد، لازم است مهندس طراح رهنمودهای واضحی از پروسه ساخت و نظارت این نوع دیوارها ارائه کند. اگر عملکرد مناسب تضمین نگردد، تاثیر تراز آب زیرزمینی الزاماً بایستی در آنالیزها در نظر گرفته شود.
- زهکش‌های سطحی (weep holes )
معمولاً لوله‌های پی وی سی با طولی معادل 300 تا 400 میلیمتر و قطری برابر 50 تا 100 میلیمتر می‌باشند که از میان روکش خارج شده و در محل نشت موضعی قرار می‌گیرند. weep hole ها همچنین در بخش انتهایی نوارهای زهکشی قائم استفاده می‌شوند و آب‌های جمع شده را از میان دیوار پایدارسازی شده خارج می‌کنند.
- لوله‌های زهکش
لوله‌های زهکشی افقی یا کم شیب ممکن است جایی نصب شوند که کنترل فشار آب زیرزمینی اعمالی بر توده خاک حائل شده، ضروری می‌باشد. لوله‌های زهکشی معمولاً شامل تیوب‌های پیش ساخته یا مشبک از جنس پی وی سی با قطر 50 میلیمتر می‌باشند که، با زاویه 5 تا 10 درجه نسبت به افق نصب می‌گردند.
لوله‌های زهکش معمولاً بلندتر از طول میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها می‌باشند و برای ممانعت از ورود آب‌های زیرزمینی در تماس با میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها یا بلوک خاک میخکوبی (یا نیلینگ) شده کفایت می‌کنند. طول زهکش‌ها به کاربرد آنها بستگی دارد. برای تامین زهکش سطحی یا زهکشی آب‌های نفوذی (perched) که بطور سرگردان در نزدیکی روکش حضور دارند، می‌توان لوله‌های زهکشی به طول 3/0 تا 5/0 متر و در برخی موارد، 1 متر را نصب نمود. تراکم تقریبی زهکش‌ها، یک زهکش برای هر 10 متر مربع روکش می‌باشد. برای پیشگیری از پتانسیل نفوذ و دخول دوغاب بدرون لوله های مشبک معمولاً لوله‌های زهکش بعد از اجرای میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها مستقر می‌شوند. لوله‌ها معمولاً بین روکش و دیوار پایدارسازی شده واقع می‌شوند.
لوله پی وی سی بایستی مشبک باشد. اگر چه برای اجتناب از ورود دوغاب یا شاتکریت بداخل لوله‌ها معمولاً لوله‌های زهکش بعد از استقرار میخ (یا مسلح‌کننده نیلینگ) ها و اجرای شاتکریت نصب می‌شوند، می‌توان آنها را قبل از اجرای شاتکریت نیز نصب نمود. در این مورد، برای جلوگیری از ورود شاتکریت به داخل سوراخ‌های لوله زهکش و مسدود نمودن سوراخ‌های لوله مشبک بایستی از درپوش سیمانی (dry-pack) و کلاهک‌های پی وی سی موقت استفاده نمود.
- کنترل دائم آب‌های سطحی
اقدامات کنترل دائمی آب‌های سطحی شامل نصب یک نهر جداساز و منحرف‌کننده پشت دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) جهت پیشگیری از نفوذ رواناب سطحی به پشت دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) یا جریان یافتن بر روی لبه دیوار پایدارسازی شده به روش میخکوبی (یا نیلینگ) می‌باشد. همچنین ممکن است برای کاهش یا به تاخیر انداختن و پس زدن نفوذ آب بداخل خاک، از پوشش گیاهی استفاده شود.
سیستم زهکش‌های پیش‌ساخته در پایدارسازی گود
زهکش‌های پیش‌ساخته در پایدارسازی گود (زهکش‌های قائم) به عنوان زهکش‌های فتیله‌ای که شامل هسته سنتتیک قرار گرفته در لایه ژئوتکستایل می‌باشند. در شکل 1 یک سیستم زهکشی پیش‌ساخته مورد استفاده برای تسریع تحکیم در پایدارسازی گود (پایدارسازی گود توسط سازه نگهبان ها، نیلینگ ، انکراژ، تاپ‌دان و …) نشان داده شده است.
این نوع از زهکش‌های مورد استفاده برای بهسازی در پایدارسازی گود (پایدارسازی گود توسط سازه نگهبان‌ها، نیلینگ، میکروپایل ، انکراژ، تاپ‌دان و …) در خاک‌های رسی، سیلتی، لایه‌های ارگانیک، ماسه‌های سیلتی و رسی بسیار مناسب می‌باشند. این زهکش‌ها ابتدا در داخل مندریل قرار داده می‌شوند و سپس مندریل در داخل زمین تا عمق مورد نظر وارد می‌گردد. صفحه انکر به زهکش پیش‌ساخته متصل می‌گردد تا زمانی که مندریل از زمین خارج گردید، زهکش‌ها در داخل زمین باقی بمانند. سپس، زهکش‌ها قدری بالاتر از سطح زمین بریده می‌شوند.
ویژگیهای زهکش‌های پیش‌ساخته برای تسریع تحکیم در پایدارسازی گود
- انعطاف‌پذیری
- دوام زیاد
- ارزان بودن
- عدم نیاز به حفاری برای نصب
شکل1. سیستم زهکش‌های پیش‌ساخته مورد استفاده برای تسریع تحکیم در پایدارسازی گود (پایدارسازی گود توسط سازه نگهبان‌ها، نیلینگ، انکراژ، تاپ دان و …)
وظایف زهکش‌های قائم پیش‌ساخته در بهسازی خاک
- پروسه زمانی پیش بارگذاری را کاهش می‌دهد.
- باعث سرعت بخشیدن به عمل نشست تحکیمی می‌گردد.
- آب حفره‌ای به طور افقی از نزدیکترین زهکش به جای اینکه به طور قائم به لایه زیرین وارد گردد از خاک خارج می‌گردد.
- مسیر زهکشی را کاهش می‌دهد.
