نیلینگ و انکراژ

1- معرفی اجمالی ميخ‌كوبي ديواره‌ها (Soil Nailing)

بطور كلی سه روش مسلح سازی براي پايدار نمودن شيروانی های خاكی و نگهداری گودها وجود دارد:

1. ميخ كوبی (Nailing)
2. ميكروپايلهای متقاطع (Reticulated micro-piling)
3. پايدارسازي شيبها با شمع (Doweling)

ميخ كوبي ديواره‌ها به معناي تسليح برجاي خاك موجود با نصب ميلگردهاي فولادي نزديك به هم (Nails )در يك سطح شيبدار يا در محل گودبرداري و با اجراي از بالا به پايين (Top down) مي‌باشد. ميلگردها معمولاً داخل گمانه‌هايي كه در ديواره خاكي ايجاد شده و توسط دوغاب سيمان با هدف جلوگيري از خوردگي ميلگردها و همچنين انتقال مناسبتر نيروها بين خاك و ميلگرد پر مي‌شوند، قرار مي‌گيرند. اين عمليات يك مقطع مسلح پايدار ايجاد مي‌كند كه توانايي نگهداري خاك پشت خود را دارد. اين مسلح سازي بصورت Passive عمل كرده و اثر خود را از طريق اندركنش خاك- ميلگرد حاصل از ايجاد تغيير شكل در خاك، اعمال مي‌كند. Nail ها غالباً در كشش عمل مي‌كنند ولي در شرايط خاصي، عملكرد خمشي و برشي آنها نيز در نظر گرفته مي‌شود. اثر مسلح سازي Nail براي بهبود پايداري با دو عملكرد زير حاصل مي‌شود:

الف- افزايش نيروي قائم و در نتيجه مقاومت برشي در سطح لغزش، در خاكهاي اصطكاكي.

ب- كاهش نيروي رانشي در سطح لغزش در خاكهاي اصطكاكي و چسبنده.

پس از نصب ميلگردها، يك ديواره سطحي كم ضخامت كه معمولاً شامل شاتكريت با تسليح سبك مي‌باشد، سطح ديواره شيرواني يا گود را مي‌پوشاند. هدف از اجراي اين ديواره جلوگيري از فرسايش سطحي خاك، ايجاد سطح تمام شده مناسبتر براي ساخت و سازهاي احتمالي بعدي و بالاخص افزايش بازدهي عملكرد سيستم خاك تحكيم يافته بويژه در بخشهاي نزديك به ديواره گود مي‌باشد.

1-1- دامنه كاربرد

ميخكوبي خاك روش جديدي است كه به دليل اقتصادي بودن و مزاياي منحصربفرد خود، به عنوان راه حل بسيار مناسبي در موارد مختلف از جمله پايدارسازي شيبها و شيروانيها و افزايش ظرفيت باربري و محدود كردن تغيير شكلها با ايجاد حداقل دست خوردگي در وضعيت طبيعي زمين كاربردهاي فراواني دارد. استفاده از اين روش تسليح خاك، طي دو دهه اخير در اكثر كشورهاي پيشرفته و در حال توسعه جهت پايدارسـازي گودبرداريها و همچنين پايدارسازي شيبـهاي طبـيعي كاربرد وسيعي پيدا كرده است. برخي از كاربردهاي وسيع اين روش تسليح خاك شامل پايدارسازي شيبهاي طبيعي و يا ترانشه‌هاي مجاور راهها، تعريض راهها، گودبرداري در مجاورت سازه‌هاي موجود، پايدارسازي و مقاوم سازي سازه‌هاي نگهبان قديمي و … مي‌باشد.

2-1- روش اجراي ميخكوبي (Nailing)

روش پيشنهادي اين شركت به منظور اجراي Nailing جهت پايدارسازي ديواره گودها معمولاً مشتمل بر 5 مرحله اصلي گودبرداري مقطعي، حفاري گمانه‌ها، نصب ميلگرد تسليح، تزريق دوغاب سيمان، بتن پاشي و نصب صفحه سر نيل و مهره مي‌باشد. پس از تكميل مراحل اجرايي فوق براي گام اول گودبرداري، اين مراحل براي گامهاي بعدي گودبرداري تا رسيدن به رقوم كف گود مورد نظر، تكرار مي‌گردد.

1-2-1- خاكبرداري

خاكبرداري مي‌بايست به صورت مرحله به مرحله صورت گيرد. پس از انجام هر مرحله از خاكبرداري مي‌بايست عمليات اجراي Nailing در آن مرحله صورت گيرد و پس از اتمام عمليات، خاكبرداري مرحله بعد انجام مي‌پذيرد. در هر مرحله خاكبرداري، ديواره ايجاد شده بايستي پايداري لازم در حين اجراي Nailing را داشته باشد، بنابراين باتوجه به شرايط ژئوتكنيكي خاك ساختگاه ارتفاع مجاز خاكبرداري در هر مرحله تعيين مي‌گردد.

2-2-1- حفاري

حفاري محل ميخها مي‌بايست در فواصل مشخص مطابق نقشه‌هاي اجرايي به وسيله دستگاه حفاري ضربه‌اي D.T.H و يا مشابه آن صورت گيرد. حفاري گمانه‌هاي مورد نظر مي‌تواند در جبهه‌هاي مختلف كاري صورت پذيرد.

عملیات حفاری گمانه ها

3-2-1 نصب ميلگرد تسليح

پس از حفاري گمانه تا عمق موردنظر، عمليات نصب ميلگرد تسليح صورت مي‌پذيرد. عناصر تسليح معمولاً شامل آرماتور فولادي مي‌باشد كه پس از حفاري درون گمانه قرار مي‌گيرد.

نصب مسلح کننده ها در گمانه های حفاری شده

4-2-1 تزريق دوغاب سيمان

بعد از نصب آرماتور، تزريق دوغاب از داخل سوراخهاي حفر شده جهت ايجاد پيوستگي آرماتور با خاك اطراف انجام مي‌شود. مجموعه دستگاه تزريق از سه بخش ميكسر اوليه، ثانويه و پمپ تزريق تشكيل مي‌گردد. پس از اختلاط آب و سيمان به نسبت مشخص در ميكسرها، دوغاب سيمان از طريق شيلنگ‌هاي رفت و برگشت به درون گمانه حفر شده تزريق مي‌گردد. بسته به شرايط اين تزريق مي‌تواند در فشارهاي مختلفي صورت پذيرد.

5-2-1 شاتكريت ديواره، نصب صفحه، مهره و تنش‌دهي

پس از اتمام عمليات تزريق، سطح ديواره جهت جلوگيري از فرسايش و همچنين حفظ يكپارچگي بيشتر در عملكرد ميخها، توسط يك لاية بتن‌پاشي شده (Shotcrete) پوشانده مي‌شود. ضخامت اين شاتكريت كم بوده و غالباً به 10 تا 15 سانتيمتر محدود مي‌شود. همچنين پس از بتن‌پاشي جهت اتصال كامل سر ميخها به ديواره و همينطور جلوگيري از بروز برش پانچ در ديواره و در صورت نياز تنش‌دهي به ميخها، يك صفحه فلزي به عنوان سر نيل بر روي ديواره قرار گرفته و توسط يك مهره به آرماتور درون گمانه متصل مي‌شود. البته تعبيه صفحه سر نيل و تنش‌دهي در همه شرايط مورد نياز نبوده و بسته به كاربري مورد انتظار از Nailing مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

بتن پاشی و نصب صفحه و مهره

2- مقايسه با ساير روشهاي پايدارسازي

روش Nailing در مقايسه با ساير روشهاي پايدارسازي خاك داراي ويژگيهاي بارزي مي‌باشد كه در ذيل به صورت فهرست‌وار به آنها اشاره مي‌گردد.

1-2- بعد اقتصادي

2-2- بعد اجرايي

3-2- بعد فني

3- اصول محاسباتی

امروزه نشريه شماره A-SA-96-069R و FHWA-NHI-14-007 اداره بزرگراههاي امريكا (FHWA ) با عنوان “دستورالعمل طراحي و پايش ديواره‌هاي خاكي ميخكوبي شده”، به عنوان مرجعي كاربردي براي طراحي ميخكوبي خاك، مورد اجماع مهندسين ژئوتكنيك قرار گرفته است. از اينرو، در ادامه و براساس رهنمودهاي مرجع مذكور در كنار ديگر مراجع و دستنامه‌هاي مهندسي ژئوتكنيك، به كنترل و طراحي سيستم پايدارسازي گود پروژه بانك ملت كرمان با روش ميخكوبي خاك پرداخته مي‌شود.

همانگونه كه پيشتر نيز اشاره گرديد، طراحي ديواره‌هاي خاكي پايدار شده به روش ميخكوبي شامل دو مرحله اصلي است. مرحله اول، تحليل پايدارسازي ديواره گود و محاسبه ضريب اطمينان پايداري ومرحله دوم، طراحي ديواره شاتكريت سطحي (Facing) مي‌باشد.

4- جمع بندی

 در این مطلب، سعی گردید کلیات پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ به همراه جزییات اجرایی ارائه گردد. مجموعه اسپاد تحکیم با تکیه بر دانش مهندسی تیم طراحی و بهره گیری از تجربیات تیم اجرایی، تاکنون بیش از چند ده پروژه پایدارسازی گود به روش نیلینگ و انکراژ را طراحی و اجرا نموده است. همچنین  شرکت اسپاد تحکیم طرح اولیه رایگان برای پروژه های کارفرمایان محترم ارائه می نماید تا بتوانند در انتخاب روش مناسب و کنترل هزینه ها، تصمیم گیری صحیح و مقرون به صرفه ای داشته باشند. برای مشاهده پروژه های نیلینگ و انکراژ طراحی و اجرا شده توسط مجموعه اسپاد تحکیم، اینجا کلیک کنید.