میخکوبی خاک

معرفی

روش میخ‌کوبی (نیلینگ) در سال ۱۹۶۰ میلادی برای اولین بار مورد بحث و بررسی قرار گرفت .این روش بر اساس روش سیستم مهاربندی و پیچ کردن سنگ‌ها می‌باشد. اولین بار این سیستم پایدارسازی برای حفر تونلی در استرالیا در سال ۱۹۶۰ به کار گرفته شد. در این تونل برای پایدارسازی از آرماتور، تزریق دوغاب سیمان و شاتکریت استفاده گردید (ادارات اجرایی هنگ کنگ).

خاک معمولاً مقاومت فشاری نسبتاً بالا و مقاومت کششی و برشی پایینی دارد، میخکوبی خاک را تسلیح نموده و مقاومت کششی و برشی آن را افزایش می‌دهد (بایومی و همکاران[۱]، ۲۰۰۸). مجموعه حاصل از این روش همانند یک دیوار حائل وزنی عمل کرده و می‌تواند به عنوان یک سازه باربر عمل نماید.

 احداث یک دیوار خاک مسلح  میخکوبی شده شامل مسلح کردن خاک با دستگاه‌های حفاری چاهک‌های افقی در حین عملیات گودبرداری، توسط یک سری میلگرد می‌باشد که میخ نامیده می‌شوند. میخ‌ها عملاً در کشش کار کرده و غالبا به موازات یکدیگر بوده و شیب کمی در حدود ۱۵ درجه به سمت پایین دارند. این میخ‌ها تا حد کمی در خمش و برش هم کار می‌کنند و کشش ایجاد شده درون آنها ناشی از نیروی اصطکاکی موجود بین میخ و خاک می‌باشد. مصالح کششی مورد استفاده در این روش پیش تنیده نبوده و برای ایجاد نیروی کششی در آنها خاک باید تغییرمکان جانبی داشته باشد. یعنی عملاً تا موقعی که خاک در حالت فعال قرار نگرفته باشد میخ، خالی از هرگونه تنش کششی خواهند بود. اساس کار سیستم میخ‌ کوبی بر مبنای انتقال بار کششی بوجود آمده از داخل میخ به خاک از طریق تنش برشی سطح مشترک آنها می‌باشد. با میخکوبی خاک می‌توان دیوارهای حائل مسلح بدون برداشتن خاک پشت دیوار احداث نمود. دیوار حائل مسلح بصورت درجا و مرحله‌ای از بالا به پایین ایجاد می‌گردد. این روش در ساخت دیوارهای حائل موقت و همچنین تقویت سازه‌های موجود قابل کاربرد است (شکل ۱).

[۱] Bayoumi et al.

پایدارسازی گود با سیستم میخکوبی

اجزای سیستم میخکوبی در شکل زیر نشان داده شده است.

اجزای تشکیل دهنده سیستم میخکوبی

روش میخکوبی اختلال بسیار کمی را در بار ترافیکی خیابان‌های اطراف ایجاد کرده و اجرای آن حداقل فضای اشغالی کار در کف گود را بدنبال خواهد داشت. از طرفی نیاز به بکار بستن سیستم‌های نگهدارنده فلزی در داخل گود وجود ندارد. در این روش نیازی به قرار دادن و مدفون کردن المان سازه‌ای تا زیر تراز کف گود نمی‌باشد و اجرای عملیات آن سریع و اقتصادی است. از مکان‌ها و زوایای مختلف می‌توان برای میخ‌ها جهت جلوگیری از تداخل با تاسیسات زیرزمینی و شریان‌های حیاتی مجاور استفاده کرد. انعطاف پذیری بالای این سیستم موجب برقراری رفتار مناسب در صورت بروز نشست‌های بزرگ کلی و یا نسبی می‌گردد.

مهارسازی یا انکراژ خاک

معرفی

روش انکراژ یا دوخت به پشت نیز مشابهت‌های بسیاری با روش نیلینگ دارد با این تفاوت که در این روش، که در روش نیلینگ تسلیح کننده تحت نیروی پیش تنیدگی قرار نمی‏گیرد و اصطلاحا مقاوم (Passive) عمل می‌کند. در روش انکراژ از میلگرد یا کابل‌های فولادی به ترتیب تحت عنوان مونوبار و استرند استفاده می‌شود. در این سیستم نیز پس از تزریق دوغاب و گیرش اولیه میلگرد/استرند با جک‌های مخصوص کشیده می‌شود و سپس قفل می‌گردد. کابل‌ها با نیروی پیش تنیده ، فشار مضاعفی به خاک در راستای پایداری آن وارد نمایند.

از این سیستم معمولاً در ارتفاع‌های بسیار بالای گود، شرایط مهاجم محیطی و در مجاورت سربار‌های بسیار زیاد در نزدیکی گود استفاده می‌شود. شکل ۳ نمونه‌ای از اجرای سیستم انکراژ را نشان می‌دهد.

سیستم انکراژ جهت پایدارسازی گود

اجزای سیستم انکراژ مطابق شکل زیر می باشد.

اجزای سیستم انکراژ

طراحی

کارشناسان این شرکت با استفاده از نرم افزارهای مطرح مهندسی از جمله GEOSTUDIO, PLAXIS  و … همچنین صفحات گسترده حاوی روابط مهندسی بر مبنای آخرین و بروزترین آیین نامه‌های موجود طراحی سیستم نیلینگ و انکراژ را انجام می‌دهند.

طراحی سیتم پایدار سازی در نرم افزار GeoStudio

طراحی سیتم پایدار سازی در نرم افزار Plaxis

اجرا

مراحل اجرای سیستم نیلینگ و انکراژ در شکل های زیر مشاهده می شود.

مراحل اجرای سیستم نیلینگ و انکراژ

مراحل اجرای سیستم نیلینگ و انکراژ

این شرکت با تکیه بر توان اجرایی و تجارب پرسنل خود، پروژه های متعددی را با استفاده از روش نیلینگ و انکراژ با موفقیت به اتمام رسانده است.

نمونه‌ای از سیستم نیلینگ و انکراژ