1- روش مهارسازی (Anchorge)

در این روش، برای مهار و حرکت و رانش خاک، بااستفاده از تمهیدات خاص، از خود خاکهای دیواره کمک گرفته می شود. ابتدا در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری شود، در فواصل معین چاههایی حفر می کنیم . عمق این چا هها برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه برای شمع بتنی انتهای تحتانی این چاهها است.

پس از حفر چا هها، در درون آنها پروفیلهای I شکل یا H شکل قرار می دهیم. به منظور تامین گیرداری و مهاری کافی برای این پروفیلها، انتهای پروفیلها را به میزان  25 /0 تا35 /0 عمق گود، پایین تر از رقوم کف گود در درون بخش شمع ادامه می دهیم ودر  انتهای پروفیلها نیز شاخکهایی را در نظر می گیریم.

سپس، شمع انتهای تحتانی را، که قبلا آرماتور بندی آن را اجرا کرده و کار گذاشته ایم، بتن ریزی می کنیم. بدین ترتیب پروفیلها فولادی مزبور در شمع مهار می شوند و پروفیلهای فولاد همراه با شمع نیز در خاک مهار می گردند. پس از اجرای مراحل فوق عملیات گودبرداری را به صورت مرحله به  مرحله اجرا می کنیم. در هر مرحله پس از برداشتن خاک در عمق آن مرحله برای جلوگیری از ریزش خاک، با استفاده از دستگاههای حفاری ویژه، در بدنه گود چاهکهایی افقی یا مایل، به قطر 10 تا 15 سانتی متر، در جداره گود حفر می کنیم . آنگاه درون این چاهکها میلگردها یی را کار گذاشته و سپس درون آنها بتن تزریق می کنیم. طول این چاهکها به نوع خاک و پارامترهای فیزیکی و مکانیکی آن، و نیز به عمق گود بستگی دارد و مقدار آن در حدود 5 تا 10 متر است.

پس از انجام این مرحله، پانلهای بتنی پیش ساخته ای را در بین پروفیلهای قائم قرار داده و آنها را از سویی به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها به نحو مناسبی متصل می کنیم و از سویی دیگر پانلها را به پروفیلها ی قائم وصل می کنیم. به جای استفاده از این پانلهای پیش ساخته می توانیم ابتدا بر روی دیواره آرماتور بندی کرده و سپس بر روی آن بتن پاشی (shotcrete) کنیم.

برای اتصال پانلها به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها می توانیم سر میلگردهای مزبور را رزوه کرده و سپس با استفاده از صفحات سوراخ دار تکیه گاهی و مهره، آنها را با پانل درگیر کنیم.

کلیه عملیات فوق را به صورت مرحله به  مرحله،  از بالا به پایین اجرا می کنیم . ملات یا خمیری که برای تزریق استفاده می کنیم، مخلوطی است از سیمان و آب یا سیمان و آب و ماسه که ممکن است در آن از مواد افزودنی نیز استفاده کنیم. همچنین می توانیم از مواد پلیمری و دوغاب های با پایه غیر سیمان پرتلند و با ترکیبات خاص نیز برای تزریق استفاده کنیم. در تزریق با استفاده از سیمان پرتلند، نسبت آب به سیمان در ابتدا در حدود  5 /1است که به تدریج آن را کاهش داده و به حدود  5 /0می رسانیم. طراحی و برنامه ریزی و اجرای عملیات تزریق باید توسط متخصصان آشنا به موضوع و با استفاده از دستگاههای خاص و طبق استانداردها و ضوابط خواص صورت گیرد. همچنین باید توجه داشته باشیم که در صورتی که فشار به کار برده شده برای تزریق بیش از حد لزوم باشد، ممکن است ناپایداری ها و شکستهایی در خاک ایجاد شود.

مزایا روش مهار سازی

1- مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن در درون چاهکها بهبود می یابد، لذا بر اثر این امر، علاوه بر کمک گرفتن از خاک اطراف جداره، برای مهار رانش خاک، میزان رانش خاک نیز بر اثر بهبود مشخصات مکنیکی خاک کاهش می یابد.

2- سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.

3- از خاک موجود برای مهار دیواره گود استفاده می شود.

معایب روش مهار سازی

1- استفاده از بدنه خاک مجاور دیواره گود ضروری است، لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از این روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن با محدودیت همراه است.

2- به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادی نیاز دارد البته این امر ممکن است در پروژه های بزرگ مطرح نباشد بلکه بر عکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.

3- هزینه اجرای عملیات به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روشهای ساده تر بیشتر است، ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و برعکس هزینه کلی کار کاهش یابد.

4- به دستگاههای خاص نظیر دستگاهای لازم برای حفر چاهکها، تزریق، حمل پانلها و ... نیاز دارد.

5- به افراد با تخصصهای بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه، در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.

روش دوخت به پشت(Tie back)

این روش، مشابهت زیادی با روش مهارسازی دارد. دراین روش نیز حفاری را به صورت مرحله به مرحله و از بالا به پایین، اجرا می کنیم.

در هر مرحله به کمک دستگاه های حفاری ویژه، چاهکهایی افقی یا مایل در بدنه دیواره گود حفر می کنیم. سپس، درون این چاهکها کابلهای پیش تنیدگی قرار می دهیم و با تزریق بتن در انتها ی چاهک، این کابلها را کاملا در خاک مهار می کنیم. سپس کابلهای مزبور را به کمک جکهای ویژه ای می کشیم و انتهای بیرون آمده کابل را بر روی سطح جداره گود مهار می کنیم. آنگاه به درون چاهکهای مزبور بتن تزریق می کنیم. پس از سخت شدن بتن و کسب مقاومت کافی آن، کابلها را از جک آزاد می کنیم. این کار موجب آن می شود که نیروی پیش تنیدگی موجود در کابل خاک را فشرده سازد، و در نتیجه خاک فشرده تر و متراکم تر شده و رانش ناشی از آن کاهش یابد. و در عین حال کل نیروی رانش خاک در جداره گود به خاکهای داخل بدنه دیواره منتقل شده و خاک بدنه انتهایی، به عنوان سازه نگهبان عمل کرده و رانش خاک بدنه مجاور جداره را تحمل کند.

عمق گودبرداری در هر مرحله، بستگی به نوع خاک و فاصله بین چاهکها دارد و معمولا در حدود 2 تا 3 متر است.

مزایای روش دوخت به پشت

1- مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن به درون چاهکها و نیز پیش تنیده شدن خاک بهبود می یابد، در نتیجه هم از خاک اطراف جداره برای مهار رانش خاک استفاده می شود و هم میزان رانش خاک بر اثر بهبود مشخصات مکانیکی خاک کاسته می شود.

2- سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.

3- از خاک موجود برای مهار دیواره گود استفاده می شود.

معایب روش دوخت به پشت

1- استفاده از بدنه خاک مجاور دیواره گود ضروری است، لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از این روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن محدودیت همراه است.

2- به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادتری نیاز دارد، البته ممکن است در پروژه های بزرگ این امر مطرح نباشد بلکه بر عکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح کاهش یابد.

3- هزینه اجرای عملیات به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روشهای ساده تر بیشتر است، ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و بر عکس هزینه کلی کار کاهش یابد.

4- به دستگاههای خاص نظیر دستگهای لازم برای حفر چاهکها، تزریق، پیش تنیدگی کابلها و ... نیاز دارد.

5- به افراد با تخصصهای بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.

روش دیواره دیافراگمی (Diaphragm wall)

در این روش ابتدا به کمک دستگاههای حفاری ویژه محل دیوار نگهبان را حفر می کنیم. سپس به طور همزمان محل حفر شده را با گل بنتونیت(bentonite slurry)   و سیمان پر می کنیم تا از ریزش خاک دیواره محل حفر شده، جلوگیری شود. سپس قفسه آرماتورهای دیوار نگهبان را، که از قبل ساخته و آماده کرده ایم، در داخل محل حفر شده دیوار جای می دهیم. بتن مصرفی معمولا از نوع بتن روان و با کارایی زیاد است.

دیوارهای دیافراگمی به صورت پیش ساخته و پیش کشیده نیز اجرا می شوند.

مزایای روش دیواره دیافراگمی

1- سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.

2- درجه ایمنی کار بسیار زیاد است.

3- دیواره دیافراگمی هم به عنوان سازه نگهبان گود رفتار می کند و هم در حین بهره برداری از آن به عنوان دیوار حایل استفاده می شود.

4- دیوار دیافراگمی به ویژه برای حفاریها و گودهای با طول زیاد مناسب است.

معایب روش دیواره دیافراگمی

1- در احجام کم ، هزینه اجرای کار بسیار زیاد است، ولی در احجام زیاد هزینه کلی اجرای کار می تواند از روشهای ساده تر کمتر نیز باشد.

2- در این روش، دستگاه های حفاری مربوطه نیاز به فضای کار زیادتری دارند و در صورتی که از نظر فضای دو طرف دیواره محدودیت داشته باشیم اجرای کار ناممکن خواهد بود و یا اینکه به سختی صورت می گیرد.

3- در این روش به دستگاه های حفاری ویژه ای نیاز است.

4- در این روش به نیروی های با تخصص بالا برای کار با دستگاههای مورد نظر و سایر موارد نیاز است.

روش مهار متقابل (Reciprocal support)

این روش برای گودهای به عرض کم مناسب است. در این روش ابتدا در دو طرف گود، در فواصلی معین از یکدیگر چاهکها را حفر می کنیم. طول این چاهکها برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه تر به میزان حدود  25 /0تا35 /0 برابر عمق گود است.این عمق اضافه به منظور تامین گیرداری انتهای تحتانی پروفیلهایی است که چاهک قرار داده می شوند.

سپس در درون این چاهکها پروفیلهای فولادی H یا I ، مطابق با محاسبات و نقشه های اجرایی، قرار می دهیم. طول این پروفیلها را معمولا به گونه ای در نظر می گیریم که انتهای فوقانی آنها تا حدی بالاتر از تراز بالایی گود قرار گیرند.

آنگاه قسمت فوقانی هر دو پروفیل قائم متقابل مزبور را به کمک تیرها یا خرپاهایی به یکدیگر متصل می کنیم. این کار موجب می شود که هر دو پروفیل قائم متقابل، به پایداری یکدیگر کمک کنند.

پس از آن، عملیات گودبرداری را به تدریج انجام می دهیم. در صورت لزوم در نقاط دیگری از ارتفاع پروفیلهای قائم نیز سیستم مهار متقابل را اجرا می کنیم. در صورتی که خاک خیلی ریزشی باشد باید در بین اعضای قائم از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر استفاده کنیم. سیستم مهار متقابل فوق الذکر باید در جهت عمود بر سیستم قابی آن، یعنی در جهت طول گود، نیز به صورتی مناسب مهار بندی شود.

مزایای روش مهار متقابل

1- در گودبرداریهای با عرض کم دارای مزایا بسیار زیادی است که از آن جمله سرعت زیادتر، هزینه کمتر، و جاگیری کمتر  را می توان نام برد.

2- این روش به ویژه در بسیاری از عملیات اجرای کانالها می تواند بسیار سودمند واقع شود.

معایب روش مهار متقابل

1- در صورتی که عرض گود زیاد،مثلا بیش از حدود 10 متر، شود و نیز در صورتی که عمق گود زیاد باشد ممکن است مهاربندی های عرضی و یا مهاربندی های ترازهای مختلف دست و پاگیر شده وموجب بروز مشکل در اجرای کار بشود.

روش اجرای شمع( Piling)

در این روش در پیرامون زمینی که قرار است گودبرداری شود در فواصل معینی از هم، شمعهایی را اجرا می کنیم. این شمع ها می توانند از انواع مختلف مصالح سازه ای نظیر فولاد، بتن و چوب باشند. همچنین شمعهای بتنی را می توان به صورت پیش ساخته یا درجا اجرا کرد.

در این روش، شمعها فشار جانبی خاک را به صورت تیرهای یکسر گیردار تحمل می کنند. طول گیرداری لازم در انتهای شمع ها چیزی در حدود H  ، م  3 /0است.

پس از اجرای شمعها ، می توان عملیات گودبرداری را اجرا کرد. درصورت لزوم باید شمعها را در امتداد دیواره گود مهاربندی کرد.

مزایای روش شمع

1- سرعت عملیات اجرایی بسیار بالا است.

2- سیستم به هیچ وجه دست و پاگیر نیست.

3- در احجام زیاد، هزینه عملیات کاهش می یابد.

4- گاهی از اوقات می توان از شمع ها به عنوان سازه نگهبان دائم (نظیر دیوار حایل) یا بخشی از آن نیز استفاده کرد.

5- شمع های پیش ساخته را پس از جمع آوری می توان در پروژه های دیگر نیز استفاده کرد.

6- در گودهای با عمق تا حدود 5 متر معمولا اقتصادی اند.

معایب روش اجرای شمع

1- در صورتی که ارتفاع گودبرداری زیاد باشد، هم باید فواصل شمعها از هم کم شوند و هم باید از مقاطع سازه ای قوی تری برای اجرای کار استفاده کرد.

2- در بسیاری از پروژه های شهری، به دلیل مشکلات شمع کوبی، نمی توان از شمعهای پیش ساخته استفاده کرد و فقط باید شمعها را به صورت درجا اجرا کرد.

روش سپر کوبی (Sheet pilling)

در این روش، ابتدا در طرفین گود سپر هایی را می کوبیم و سپس خاکبرداری را شروع می کنیم. پس از آنکه عمق خاکبرداری به حد کافی رسید در کمرکش سپرها و بر روی آنها، تیرهای پشت بند افقی را نصب می کنیم. سپس قیدهای فشاری قائم را در جهت عمود برصفحه سپرها  به این پشت بندها ی افقی وصل می کنیم. سپرها و پشت بندها و قید های فشاری در عرضهای کم و خاکهای غیر سست، معمولا از نوع چوبی است ولی در عرضهای بیشتر و خاکهای سست تر استفاده از سپرها و پشت بندها و قید های فشاری فلزی اجتناب ناپذیر است.

مزایای روش سپر کوبی

1- سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.

2- درجه ایمنی کار بسیار زیاد است.

3- برای اجرای کانالها ، به ویژه با طولهای زیاد، بسیار مناسب است.

معایب روش سپر کوبی

1- در این روش به دستگاههای سپر کوبی، که به هر حال یک دستگاه ویژه است، نیاز است.

2- این روش به نیروهای با تخصص بالاتر ، نسبت به روشهای ساده تر، نیاز دارد.

3- دستگاههای  سپر کوب به جای کافی برای اجرای کار نیاز دارند.

4- این روش برای عرض های کم مناسب است.

روش خر پایی (Truss construction)

این روش، یکی از مناسبترین و متداولترین روشهای اجرای سازه نگهبان در مناطق شهری است. اجرای آن ساده بوده و نیاز به تجهیزات و تخصص بالایی ندارد، و در عین حال قابلیت انعطاف زیادی از نظر اجرا در شرایط مختلف دارد.

شمای کلی این نوع سازه نگهبان در شکل نشان داده شده است. برای اجرای این نوع سازه نگهبان، ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا، که در مجاورت دیواره گود قرار دارند، چاههایی را حفر می کنیم . عمق این چاهها  برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه برای اجرای شمع انتهای تحتانی عضو خرپا است. طول شمع را، که باLp نشان داده می شود از طریق محاسبه به دست می آوریم. آنگاه درون شمع را آرماتوربندی کرده و عضو قائم را در داخل شمع قرار می دهیم و سپس شمع را بتن ریزی می کنیم. پس از سخت شدن بتن، انتهای تحتانی عضو قائم به صورت گیردار در داخل شمع قرار خواهد داشت.

سپس خاک را در امتداد دیواره گود با یک شیب مطمئن بر می داریم . آنگاه فونداسیون پای عضو مایل را اجرا می کنیم. این فنداسیون در پلان به صورت مربعی است. بعد یا عرض فونداسیون را با Bf و ضخامت یا ارتفاع آن را با B  نشان می دهیم. پس از آن ، عضو مایل را از یک طرف و عضو قائم و از طرف دیگر به ورق کف ستون بالای فونداسیون متصل می کنیم.

عملیات فوق را برای کلیه خر پاهای سازه نگهبان در امتداد دیواره به صورت همزمان اجرا می کنیم.

حال، خاک محصور بین اعضای قائم و افقی خرپاها را در سرتاسر امتداد دیواره، به صورت مرحله به مرحله بر می داریم و در هر مرحله اعضای افقی و قطری خرپا را بتدریج نصب می کنیم تا آنکه خرپا تکمیل شود.

مزایای روش خرپایی

1- برای عموم گودهای واقع در مناطق شهری مناسب است.

2- از نظر اجرا در شرایط مختلف، قابلیت انعطاف زیادی دارد.

3- امکان استفاده مجدد از خرپا وجود دارد.

4- ساده است و به تخصص و دستگاههای خاص نیازی ندارد.

معایب روش خرپایی

1- سرعت اجرا، در مقایسه با روشهای پیشرفته تر نسبتا کمتر است.

2- خرپاها جاگیرند.

3- احتمال الزامی بودن برداشتن بخشی از خاک با روشهای دستی وجود دارد.

نکات اجرایی خر پاها

1- بین شمع و فونداسیون هر یک از خرپاها، بین شمعهای مجاور هم، و بین فونداسیون های مجاور از شناژهای افقی استفاده می کنیم.جزئیات این شناژها در نقشه های جزئیات، نشان داده می شود.

2- رقوم بالای فونداسیون و بالای شمع خرپاها با هم یکسان است و برابر با رقوم کف فونداسیون سازه ساختمان اصلی در دست احداث می باشد.

3- در صورت لزوم به منظور جلوگیری از ریزش خاک، به موازات پیشرفت عملیات گودبرداری، بین هر دو خرپای مجاور و به محاذات خاک دیواره، از الوارهای چوبی، تیرهای گرد چوبی، پانلهای پیش ساخته بتنی، ورقهای فلزی همراه با پشت بند های سخت کننده آن، و نظایر آنها استفاده می کنیم. استفاده از این اجزای سازه ای برای حفاظت خاک، به ویژه در خاکهای سست یا متوسط  اکیدا توصیه می شود.

4- برای تامین صلبیت جانبی سیستم سازه ای متشکل از کل خرپاها، و به منظور به حداقل رسانیدن طول کمانش اعضای قائم و مایل خرپاها، بین هر دو خرپای مجاور را مهار بندی می کنیم.

این مهاربندی ها به صورت یک دهانه در میان اجرا می شوند و از سویی بین گره های اعضای قائم و از سوی دیگر بین گره های اعضای مایل خرپا،مطابق شکل صورت می گیرد.

نوع پروفیل های اعضای مهاربندی در نقشه های جزئیات اجرایی باید ارایه گردد.

5- در صورت لزوم می توانیم برای جلوگیری از ریزش خاک به درون چاه، پس از نصب عضو قائم، داخل چاه را با ملات ضعیف پر کنیم.

6- عملیات حفر چاه را باید با رعایت ضوابط اصول ایمنی و فنی مربوطه انجام دهیم.

7- بین عضو قائم و دیواره گود را باید با ملات، بتن و نظایر آن پر کنیم یا آنکه از المانهای سازه ای مناسبی در آنجا استفاده کنیم. به گونه ای که بار ناشی از رانش دیواره به صورت مناسبی به خرپا منتقل شود.

+ نوشته شده در  پنجشنبه ۵ بهمن ۱۳۹۱ساعت 19:7  توسط سيد مصطفي محمدزاده   |