گودبرداری و ایمنی در ساختمان

یکی دیگر از روشهای محافظت از جداره گود احداث دیوار دیافراگمی و یا دیوار دوغابی Slurry Wall می باشد.

در این روش ابتدا توسط دستگاه های گراب متناسب با شرایط زمین حفاری قسمتی از دیوار انجام می شود و همزمان با حفاری جهت پایداری جداره دیواره حفاری شده و جلوگیری از ریزشهای موضعی از دوغاب بنتونیت استفاده می شود.

تشکیل کیک بنتونیت در داخل دیواره حفاری شده و نفوذ در لایه های دانه ای جداره باعث می گردد جداره همواره پایدار بماند و سپس بلافاصله پس از رسیدن به عمق مورد نظر آرماتور گذاری شده و در نهایت بتن ریزی می گردد. این روش در زیر هسته سدهای خاکی نیز کاربرد بسیار دارد و از هرگونه نشتی جلوگیری می نماید.

استفاده از این تکنیک در مناطق شهری نیز با محدودیت های نظیر استفاده از روش مهار بندی افقی و مایل و المانهای کششی دارا می باشد.

مراحل اجرای دیوار دیافراگمی

1) حفاری محل دیوار به صورت مرحله به مرحله به کمک دستگاه های ویژه (هیدروفرز یا گراب )

2) پر کردن همزمان محل حفر شده با بنتونیت ( گل حفاری )

3) کارگزاری قفسه آرماتورها

4) بتن ریزی دیوار

5) جداره های مهاربندی شده توسط نیلینگ (Soil nailing)

این روش از حدود سه ده اخیر آغاز شده و تاکنون نیز به عنوان یک تکنیک برای پایداری ترانشه ها و حفاظت گود با انعطاف پذیری بالا استفاده می گردد.

تئوری استفاده از روش نیلینگ بر مبنای مسلح کردن و مقاوم نمودن توده خاک با استفاده از دوختن توده خاک توسط مهارهای کششی فولادی Nail بافواصل نزدیک به یکدیگر می باشد.

استفاده از این روش موجب افزایش مقاومت برشی توده خاک، محدود نمودن و تحت کنترل در آوردن تغییر مکانهای خاک در اثر افزایش مقاومت برشی در سطح لغزش Slid بدلیل افزایش نیروی قائم و همچنین باعث کاهش نیروی لغزش در سطح گسیختگی و لغزشی می شود .

باید توجه داشت کلیه سطوح ترانشه های حفاری شده که توسط نیلینگ بایستی مسلح شوند با استفاده از شبکه مش و شاتکریت ابتدا حفاظت شده و سپس سیستم نیلینگ روی آنها اجرا می شوند.

مهار کششی نیلینگ معمولا از آرماتورهای فولادی با قطر 20 الی 40 میلیمتر و با حد تسلیم 420 الی 500 نیوتن بر میلیمتر مربع استفاده می شوند که درون یک چال حفاری شده با قطر76 الی 150 میلیمتر قرارگرفته و دور آن درون چال تزریق می گردد.

فواصل بین مهارهای کششی در حدود 1 الی 2 متر می باشد و طول آنها نیز در حدود 70 الی 100 درصد ارتفاع گود می باشد و حداقل شیب نسبت به افق حدودا 15 درجه می باشد.

باید توجه داشت که رویه شاتکریت شده روی ترانشه های حفاری شده نقش سازه ای نداشته اما می توان جهت اطمینان برای پایداری موقت خاک بین مهارها استفاده نمود.

مراحل اجرای سیستم نیلینگ (nailing)

مطابق با شکل مراحل اجرای نیلینگ بصورت شماتیک نشان داده شده است.

1 - گودبرداری در مرحله اول ترانشه و یا گود و ایجاد پله بعدی عملیات.

2 - حفاری چال جهت نصب مهار کششی.Nail

3 - قراردادن آرماتور داخل چال و تزریق چال و اجرای سیستم زهکشی .

4 - اجرای شاتکریت جداره و نصب صفحات فولادی.

5 - گودبرداری مرحله بعدی ترانشه و یا گود و ایجاد پله های بعدی علمیات.

6 - اجرای پوشش شاتکریت نهایی پس از اتمام آخرین مرحله حفاری.

استفاده از روش نیلینگ به عنوان یک سیستم حفاظت جداره ترانشه و گود در مناطق شهری و فضاهای محدود بسیار کارا بوده و هب دلیل امکان هم زمانی اجرا در چند جبهه کاری از سرعت خوبی برخوردار می باشد و با توجه به درجه پایداری امکان اجرای گود قائم وجود داشته و همچنین در انواع شرایط خاک ، اجرای آن امکان پذیر می باشد که مهمترین ویژگی این روش محسوب می شود و برای سازه های زیر زمینی بخصوص در فضای های محدود شهری مانند ایستگاه های مترو مناسب می باشد .

7) جداره های مهاربندی شده توسط انکراژ (Anchorage)

دراین روش در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری شود در فواصل معین چاه هایی حفر می شود.

عمق چاه ها برابر عمق گود بعلاوه مقداری اضافه برای شمع بتنی انتهای تحتانی چاه هاست. درون چاه ها پروفیلهای I شکل یا h شکل حدود 30 درصد پایین تر از کف گود قرار میدهیم و در انتهای پروفیلها شاخکهایی در نظر میگیریم.

شمع انتهای تحتانی را که قبلا با آرماتور کار گذاشته ایم بتن ریزی میکنیم لذا پروفیلها در شمعها مهار می شوند سپس گودبرداری مرحله به مرحله از بالا به پایین شروع می شود.

برای جلوگیری از ریزش با دستگاه حفاری در بدنه چاهکهای افقی یا مایل به قطر 10 تا 15 سانتی متر زده و درون آنها آرماتور به طول 5 تا 10 متر کار گذاشته و بتن تزریق میشود.

پانل بتنی پیش ساخته بین پروفیلهای قائم قرار می دهیم و از سوی دیگر به آرماتور چال ها مهار میکنیم.

8 ) جداره های مهاربندی شده توسط دوخت به پشت – پین گذاری (Tie back) دارای شباهت بسیار زیاد با روش مهارسازی انکراژ است که طی مراحل زیر اجرا می شود :

اجرای مرحله به مرحله به مرحله حفاری از بالا به پایین گود ( 2 تا 3 متر )

حفر چاهکهای افقی و مایل در دیواره گود

قرار دادن کابل های پیش تنیدگی در چاهک

تزریق بتن در انتهای چاهک

کشیدن و مهر کابل ها در سطح جداره گود

تزریق بتن در طول کل چاهک

9 )جداره های مهاربندی شده توسط میکروپایل (Micropile)

در شرایطی که میکروپایل ها با هدف تحکیم و بهسازی بستر پی سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند ،محاسبات فنی میکروپایل مشابه با محاسبه شمع های متداول است.

این محاسبات مبتنی بر سه بخش طرح سازه ای ، طرح ژئوتکنیک و کنترل برش پانچ می باشد. میکروپایل از یکسو با دارا بودن عناصر تسلیح مشتمل بر جدار ضخیم فولادی و آرماتور تسلیح، قابلیت انتقال و پخش بار به لایه های مقاوم زیرین و نیز کنترل نشست به دلیل سختی بالای فولاد و تسلیح عمقی خاک را دارد و از سوی دیگر بدلیل تزریق دوغاب سیمان، مشخصات مکانیکی خاک نظیر سختی، تراکم پذیری، ظرفیت باربری، ضریب اصطکاک و چسبندگی و غیره را بهبود می بخشد.

لذا میکروپایل در مقایسه با سایر روشها مانند حفاری و تزریق ، تثبیت خاک با سیمان و یا آهک ، تراکم دینامیکی و غیره بدلیل عملکرد ترکیبی (استفاده از عناصر باربر و اصلاح خاک) دارای برتری می باشد. همچنین بایستی توجه نمود که عملیات کوبش میکروپایلها باعث انتقال انرژی جنبشی و ارتعاشی به توده خاک گردیده و منجر به تحکیم و تراکم توده خاکی اطراف میکروپایل خواهد شد.

این امر به خصوص در خاکهای دانه ای مشهودتر می باشد. همچنین در شرایطی که به علت وجود لایه های متراکم زیرسطحی، کوبش شمعهای قطور مشکل یا غیر ممکن می باشد، کوبش میکروپایل با قطر کوچک می تواند بهترین راه حل باشد.