ایستاسازه
En Ar

خانه - خدمات ایستاسازه - پایدارسازی گود عمیق - دیوار حائل چیست؟ (Retaining wall)

دیوار حائل، سازه‌ای می باشد که برای پایدارسازی توده ‌ای از خاک یا هر ماده دیگر با شیبی تندتر از شیب طبیعی به کار برده می شود. در مهندسی عمران دیوار حائل دارای انواع گوناگونی می باشد و عموما برای نگهداری پای خاکریز های کنار راه یا پایدارسازی سواحل رودخانه و یا پایدارسازی گود برای جلوگیری از عدم ریزش و… مورد استفاده قرار می گیرد.

دیوار حائل را به عنوان یکی از پرکاربردترین سازه ‌های موجود در طرح ‌ها و پروژه‌ های راه و ساختمان می توان نام برد. در بسیاری از پروژه ‌های عمرانی چه به صورت دائم و چه موقت، اجرا و مورد بهره ‌برداری قرار می گیرند. دیوار حائل نیز مانند سایر سازه ‌های مهندسی از مصالح گوناگون ساخته می شود و انواع مختلفی است. مصالح دیوارهای حائل با توجه به کاربرد دیوار، شرایط محیطی، مقتضیات مالی، طول عمر مفید طرح و … تعیین می شود. یکی از مصالح مورد استفاده در این دیوارها بتن است که چه به صورت مسلح و یا غیرمسلح کاربرد خواهد داشت. دیوار حائل بتنی غیر مسلح دارای ابعادی به مراتب بزرگتر از دیوار حائل بتنی مسلح می باشد که بسته به محدودیت ‌های معماری و فضایی مورد استفاده واقع می شود. بارهای وارده برای طراحی دیو‌ار حائل عمدتا استاتیکی و گاهاً لرزه‌ای می باشند.

به عبارت دیگر، دیوار حائل دیواری می باشد که فشار ناشی از اختلاف تراز به وجود آمده به واسطه خاکریزی، خاکبرداری و یا سایر عوامل طبیعی را تحمل می کند و آن را به صورت پایدار حفظ می نماید.

دیوارهای حائل به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

1. دیوارهای حائل صلب

 2. دیوارهای حائل انعطاف پذیر

انواع دیوار‌حائل
انواع دیوارهای حائل

1. دیوار حائل صلب: دیوارهایی که از نظر نشست با محیط هماهنگ نباشند را دیوار حائل صلب گویند که شامل دیوارهای زیر می باشد:

– دیوار حائل غیر وزنی شامل: دیوار حائل طره ای و پشت بند دار

– دیوار حائل وزنی شامل: دیوار حائل بنایی و بتنی

– دیوار حائل عمیق شامل: سپر های بتنی

انواع دیوارهای حائل انعطاف پذیر
انواع دیوارهای حائل انعطاف پذیر

2. دیوار حائل انعطاف پذیر: این دیوار ها از نظر نشست با محیط هماهنگ هستند و شامل دیوارهای زیر می باشند:

– دیوارهای از جنس خاک مسلح با تسمه های فولادی.

– دیوارهای قفسه ای سپرهای فولادی.

– دیوارهای حائل توری سنگی.

انواع دیوارهای حائل انعطاف پذیر
انواع دیوارهای حائل انعطاف پذیر

انواع دیوار حائل در مهندسی عمران

دیوارهای حائل برحسب مکانیزم تعادلی، به خود نامی را اختصاص می دهند. بر این اساس انواع دیوار حائل به دسته‌های زیر تقسیم می گردد:

۱) دیوار حائل وزنی

۲) دیوار طره ای

۳) دیوار حائل طره ای پشت بند دار

4) دیوار حا‌ئل شمع‌دار

5) دیوار حا‌ئل سپری

6) دیوار حا‌ئل سپری مهار شده

7) دیوار حا‌ئل مهار شده

8) دیوار حا‌ئل طره‌ای جلو بند دار

9) دیوار حا‌ئل گابیونی

10) دیوار حا‌ئل گهواره‌ای

11) دیوار حا‌ئل مخزنی

12) دیوار حا‌ئل میخکوب شده

انواع دیوار حائل در مهندسی عمران
انواع دیوار حائل در مهندسی عمران

انواع دیگری از دیوارهای حائل هستند که کمتر مورد استفاده قرار گرفته اند. به عنوان مثال می‌توان به دیوارهای متشکل از قطعات پیش ساخته که درون خاک مهار شده ‌اند اشاره کرد. استفاده از این دیوارها به علت هزینه نسبتا زیاد، محدود بوده و عمدتا برای نما سازی کنار ترانشه‌ های بزرگراهی در مناطق شهری از آن استفاده می گردد. پایه ‌های کناری پل ‌ها نیز بعضی مواقع به عنوان دیوار‌های حائل عمل خواهند کرد. با این تفاوت که اولا سربار قائم زیادی را از پل تحمل خواهند کرد و ثانیا قسمت بالای آن‌ها توسط عرشه پل محدود بوده و تغییر مکان آن ممکن نمی باشد. پایه ‌های کناره پل ها معمولا وظیفه نگهداری خاک و حفاظت از آب شستگی آنها را به عهده دارد.

دیوار حائل وزنی

دیوارهایی که میزان ایستادگی خود در برابر نیروهای جانبی را به وسیله وزن خود تحمل می‌کنند، دیوار حائل وزنی یا گرانشی نامیده می شوند. دیوار حائل وزنی اغلب از بتن، آجر یا سنگ ساخته شده و هنگام طراحی این نوع دیوار، نیروهای عرضی و واژگونی باید در نظر گرفته شود و مورد آزمایش قرار گیرد. در برخی از دیوار ‌های حائل وزنی یا گرانشی از ملات استفاده نمی شود و فقط به وزن خود متکی می باشند، دیوار وزنی سنگی، بلوکی یا آجری برای خاکریز های ساده و دیوار وزنی بتنی مسلح برای ساخت سد مورد استفاده قرار می گیرند.

نوعی از دیوار حائل وزنی - ایستا سازه
نوعی از دیوار حائل وزنی – ایستا سازه

دیوارهایی که میزان ایستادگی خود در برابر نیروهای جانبی را به وسیله وزن خود تحمل می‌کنند، دیوار حائل وزنی یا گرانشی نامیده می شوند.

دیوار حائل شمع‌دار

در این نوع دیوار نگهدارنده، شمع ‌ها را به عمق مشخصی داخل زمین قرار می دهند تا نیروی ‌های اصلی که به دیوار فشار وارد کرده را بتوانند مهار سازند. در طراحی از نیروی متقابل برای از بین بردن نیروی بالایی وارده به شمع استفاده می شود و مانع از کج شدن نوک شمع خواهد شد. دیوارهای شمع دار، المان ‌های نگهدارنده سختی را در عمق خاکبرداری ‌های وسیع ارائه می کنند که تقریباً هیچگونه مزاحمتی برای سازه ‌های اطراف خود ایجاد نمی کند. بنابراین، این دیوار در کارهای موقتی یا دائمی استفاده می شود. مصالح شمع ‌ها اغلب از فولاد، بتن مسلح یا چوب می باشد.

دیوارهای حائل سپری

دیوار حائل سپری یکی از انواع دیوار حائل می باشد که از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است و از آنها برای سازه ‌های لب ساحل و مهار خاک ‌های نامناسب استفاده می کنند. اجرای این دیوارها با استفاده از روش کوبشی است. پایداری دیوار حائل سپری مهار شده با استفاده از عمق دفن شده آنها در خاک و هم چنین مهارهایی که معمولا در رأس دیوار استفاده می گردند، تأمین خواهد شد.

اجرای دیوار حائل سپری با استفاده از روش کوبشی
اجرای دیوار حائل سپری با استفاده از روش کوبشی

دیوار حائل مهار شده

برای دیواره‌ های نگهدارنده با ارتفاع زیاد، میله ‌ها یا کابل‌ های بلند در اعماق زمین کاشته می شود و انتهای آنها با استفاده از بتن مهار می گردد. این دیوارها به عنوان میل مهار معروف اند. آنها هنگامی کاربرد دارند که یک دیوار نگهدارنده با ضخامت کم مورد نیاز باشد و یا فضای لازم برای نصب انواع دیگر دیوارهای حائل محدود باشد. ساخت این دیوارها برای خاک ‌های سستی که بر روی سنگ‌ های طبیعی قرار دارد، بسیار مؤثر بوده و معمولاً در بخش ‌هایی از ساخت و ساز بزرگراه ‌ها برای جلوگیری از ریزش سنگ در جاده‌ ها در اثر حوادث مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

دیوار حائل طره ای

دیوار حائل طره ای یکی دیگر از انواع دیوارهای حائل است که اغلب از بتن مسلح ساخته شده و از یک تیغه عمودی نازک و یک پایه تشکیل شده اند. پایه به دو قسمت پاشنه و پنجه تقسیم می شود: پاشنه بخشی از پایه است که در زیر خاکریز قرار می گیرد و این دیوار به بتن کمتری از دیگر دیوارهای نگهدارنده نیاز دارد، اما نیازمند ساخت و طراحی دقیق است. معمولاً اجرای آن تا ارتفاع 4.5 متری به طور مناسب پاسخگوی نیاز می باشد. دیوار حائل طره ای را می توان از قبل در کارخانه ساخت و به صورت پیش ‌ساخته در محل پروژه مونتاژ کرد.

قسمت های مختلف دیوار حائل طره ای
قسمت های مختلف دیوارهای حائل طره ای

 

دیوار حائل طره ای پشت بند دار

هنگامی که ارتفاع دیواره نگهدارنده طره ‌ای بیش از حدود 7 متر شود، تهیه یک سیستم مهاربند عمودی، معروف به طره ‌ای پشت بند دار، در کنار خاکریز و در بالای پاشنه ارزش اقتصادی بیشتری دارد. طره‌ های پشت بند دار، تیرهای مثلثی با عمق متغیر و عرض یکنواختی می باشند که در یک فاصله منظم، تیغه و پایه را به هم متصل می کنند. استفاده از این طره‌ ها به کاهش ممان خمشی ناشی از فشار بر زمین کمک می کند. در دیوار حائل طره ای پشت بند دار به دلیل عملکرد فشار جانبی خاکریز بر روی پنجه پایه، در معرض تنش قرار خواهد گرفت. بنابرین اندازه و تقویت بتن مسلح تیغه عمودی و پایه (اسلب) در این دیوار بسیار مهم، ضروری و لازم می باشد

.

دیوار حائل طره ‌ای جلو بند دار

هنگامی که تیرهای مثلثی در قسمت جلوی دیواره نگهدارنده قرار داده می شوند به عنوان دیوار حائل طره‌ ای جلو بند دار مورد استفاده قرار می گیرد. در این حالت، تیرهای مثلثی به جای پشت ‌بند، دارای تیرهایی در جلو است. عملکرد ساختاری تیغه عمودی هم همان هست که در یک دیوار نگهدارنده پشت بند دار انجام می شود. با این حال، پاشنه پایه (اسلب) مانند یک دیوار حائل طره ‌ای عمل می کند. پنجه پایه (اسلب) در امتداد طول دیواره بین تیرهای مهاری جلویی (جلو بند دار) به عنوان یک دال پیوسته عمل می کند. به دلیل فشار جانبی از خاکریز بر روی تیغه عمودی و نیروی واژگونی خاک روی پنجه پایه (اسلب)، تیر های مهاری جلویی در معرض فشار قرار خواهند گرفت.

دیوار حائل گابیونی

گابیون‌ها، قفس‌ هایی از سیم فولادی می باشند که پر شده از سنگ‌ های معدنی یا سنگ ‌های رودخانه ای اند. دیوار حائل گابیونی با استفاده از سیم ‌های فولادی، سنگ‌ ها را در پشت خود نگه می‌ دارند. این دیوارهای حائل برای حفظ خاک تا ارتفاعات کوچک 3 الی 4 متر مورد استفاده قرار می گیرند و به عنوان سازه ‌هایی با دوام و انعطاف‌ پذیر شناخته می شوند. گابیون‌ها به ویژه در آنجا که به دیوار نگهدارنده نیازمند هستند تا مقدار زیادی آب را از خود عبور می دهند و مانند سازه‌ های هیدرولیکی جهت احیای زمین عمل می‌نمایند. این یک ویژگی ارزشمند می باشد، زیرا فشار هیدرواستاتیک هرگز در پشت یا زیر سازه ایجاد نمی شود تا باعث خرابی کل ساختار شود. همین حضور جریان آب، باعث ایجاد پوشش گیاهی متنوع در بالای دیوار می شود. استفاده از پارچه فیلتر با گابیون برای جلوگیری از جاری شدن خاک و آب مجاور در داخل ساختار گابیون، الزامی می باشد. گابیون‌ها ساختارهای منعطفی را تشکیل داده که بدون تغییر شکل، قادر به تحمل حرکت زمین می باشند. با توجه به سازگاری محیط زیستی این دیوارهای سنگی نسبت به بتن، در خاکریز های رودخانه ‌ای که نیاز به یک محیط طبیعی با پتانسیل بالای رشد برای پوشش ‌های گیاهی و زندگی اکولوژیکی هستند، از محبوبیت بیشتری برخوردار است.

دیوار های حائل گابیونی برای حفظ خاک تا ارتفاعات کوچک 3 الی 4 متر مورد استفاده قرار می گیرند - ایستاسازه
دیوارهای حائل گابیونی برای حفظ خاک تا ارتفاعات کوچک 3 الی 4 متر مورد استفاده قرار می گیرند – ایستاسازه

دیوار حائل گهواره‌ای

دیوار حائل گهواره ‌ای یکی از انواع دیوار حائل وزنی است که با استفاده از قطعات پیش ساخته بتنی یا چوبی، فرآوری و درون آن با مصالح دانه ‌ای متراکم پر می شود. ارتفاع این گونه دیوارها معمولا 6 تا 9 متر است و از آنها برای مکان ‌هایی که تحت فشار جانبی کم تا متوسط قرار می گیرد، استفاده می شود. از ویژگی‌های اینگونه دیوارها می‌توان به انعطاف ‌پذیری بالای آنها اشاره داشت. ساخت دیوار حائل گهواره‌ای تقریبا آسان بوده و برای ساخت آن احتیاج به وسایل پیچیده نمی باشد. به طور کلی می‌توان گفت استفاده از این نوع دیوار حائل به منظور نگهداری خاکریز و برای جلوگیری از ریزش مورد استفاده قرار می گیرد.

خصوصیات دیوار حائل گهواره ای
خصوصیات دیوارهای حائل گهواره ای

دیوار حائل مخزنی

دیوار حائل مخزنی، نوعی دیوار حائل وزنی به حساب می آید که در ساخت آنها از مخزن ‌های فلزی یا بتنی استفاده می شود.

دیوار حائل میخکوب شده

دیوار حائل میخکوب شده یکی از عالی ‌ترین و متداول ‌ترین دیوارهای حائل محسوب می شود. در این نوع دیوار حائل، از پنل، بلوک ‌های بتنی و دیواره ‌های موقت استفاده می شود.

علت ترک های حاصله در دیوار حائل

1. وجود خاک مرطوب در پشت دیوار حائل سبب افزایش وزن و فشار به دیوار می شود.

2. عدم در نظر گرفتن سوراخ زهکشی بر روی دیوار.

3. آبیاری بیش از حد خاک پشت دیوار حائل و افزایش فشار.

4. بارگذاری اضافی یا بیش از حد بر روی دیوار حائل.

5. طراحی نادرست.

6. خاک زیر دیوار در حال حرکت یا لغزش باشد.

7. در دیوارهای حائل بتنی پس از ساخت دیوار، پیمانکار پیش از موعد گیرش بتن، پشت دیوار را مجدداً پر کرده باشد که در این صورت، امکان ترک خوردگی دیوار وجود خواهد داشت.

پیشگیری از ایجاد و پیشرفت ترک در دیوارهای حائل

1. اگر ترک موجود خیلی شدید نباشد، باید صبر کنیم و دیوار را برای حرکت و ترک‌ های اضافی پایش نماییم و شرایط زهکشی را بهبود دهیم. اگر زهکشی پشت دیوار ضعیف باشد و آب در پشت دیوار جمع گردد ممکن است که بهبود زهکشی به شرایط موجود کمک نماید.

2. یکی از راه های جلوگیری از پیشرفت ترک، ایجاد سوراخ‌ های زهکشی یا بهبود سوراخ های موجود می باشد. در نزدیکی قسمت پایین دیوار حائل، حفاری سوراخ‌ هایی به فواصل حدود 80 سانتیمتر از یکدیگر می‌تواند کمک کننده باشد. این سوراخ ‌ها باعث می گردد که قسمتی از آبی که در پشت دیوار در حال جمع شدن است، تخلیه شده و در نتیجه فشاری که بر روی دیوار وارد می گردد، کاهش پیدا کند.

انتخاب نوع دیو‌ار حائل

انتخاب دیوار حائل مناسب، مستلزم تعیین روندی معقول و تدوین خط‌ مشی مشخص می باشد. بدیهی است تصمیم نهایی در انتخاب نوع معینی از دیوارهای حائل نیاز به بررسی ‌های اقتصادی، فنی، امکان اجرا، اجتماعی و … دارد.

کاربرد دیو‌ار حائل

خاکریزها، دیوار زیرزمین، دیوار ساحلی، سازه‌های نگهبان، راهسازی، سد سازی، پل ‌سازی.

انواع کاربرد دیوار‌حائل
انواع کاربرد دیوار حائل

اجرای دیوارهای حائل در ساخت و ساز

در پروژه‌ های فاز ۲ که سازمان نظام مهندسی آن را کنترل می کند، طراحی و اجرای دیو‌ار حائل برای زیر زمین‌ها (حداقل زیر زمین ۲- به پایین) را الزامی می داند.

معمولاً سازنده نسبت به اجرای دیو‌ارهای حائل ذهنیتی منفی دارد. برای همین به این بهانه که اجرای دیوار حائل هزینه بر و سخت است، زیر بار قبول مسئولیت نمی رود. به همین دلیل، در بسیاری از پروژه‌ها، حتی با داشتن ۲ یا ۳ طبقه زیر زمین، شاهد آن هستیم که دیو‌ار حائل، اصلا طراحی نمی‌شود. اگر طراح سازه ای می باشید، که بیشتر از یک زیر زمین دارد، حتماً در زیر زمین ‌ها، از دیو‌ار حائل سازه ‌ای استفاده کنید.

در ساختمان‌های دارای یک زیر زمین با ارتفاع بیش از ۳ متر، بهتر است از دیوار حائل بتنی استفاده شود.

مقررات ملی ساختمان

در مبحث هفتم و نهم مقررات ملی ساختمان، به دیو‌ار حائل پرداخته می شود ولی در رابطه با الزام اجرای دیو‌ارهای حائل سازه‌ ای در زیر زمین‌ها، بندی وجود ندارد. زیرا دیو‌ار حائل یک سازه نگهبان دائم برای ساختمان محسوب می گردد.

روش‌های آب بندی دیو‌ارهای حائل

آب‌بندی مخزنی:

به عنوان اولین و پایه ‌ای ترین روش آب ‌بندی دیوارهای حائل می‌توان به روش آب ‌بندی مخزنی اشاره نمود. در این روش با در نظر گرفتن فشار هیدرواستاتیک آب و طراحی سازه زیرزمینی بر اساس وجود آن از ترکیب آب ‌بند‌ های غشائی مناسب با پایدارسازی به همراه بتن آب ‌بند استفاده می شود که در آن آب ‌بندهای غشائی نقش محافظت از سازه در مقابل شرایط تهاجمی محیطی را دارا بوده و وظیفه اصلی آب ‌بندی با بتن را دارد.

این روش آب ‌بندی نسبت به سطح آبی که پروژه در آنجا واقع شده است به 3 روش قابل انجام است:

روش ECO:

این روش در پروژه ‌هایی که سطح آب در طولانی مدت پایین‌ تر از کف پی قرار داشته و صرفاً نیاز به کنترل نم و رطوبت خاک دارد (Damp proofing) استفاده خواهد شد.

بهره‌گیری از یک لایه آب‌ بند غشائی مناسب به تنهایی توجیه فنی داشته و به لحاظ اقتصادی هزینه ناچیزی خواهد داشت.

روش MODERATE:

این روش، یک روش متوسط می باشد و می‌تواند فشار هیدرواستاتیک آب را تا ارتفاع محدودی کنترل کند. در این روش یک لایه آب ‌بند غشائی مناسب به همراه بتن آب‌ بند مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

روش PRO:

مصالح آب ‌بندی غشائی مورد استفاده در این روش با ایجاد چسبندگی بسیار مناسب با سازه باعث می گردد تا در صورت ایجاد هرگونه سوراخ شدگی، نشت به صورت کاملاً موضعی و محدود صورت گیرد، که بتن آب‌ بند مورد استفاده کاملاً در مقابل آن ایستادگی خواهد داشت. این مصالح از جدیدترین نسل آب ‌بندهای غشائی می باشد که از ضرایب اطمینان بسیار بالایی برخوردار هستند. همچنین علاوه بر ارائه جزئیات فنی نصب، طرح اختلاط و اجرا خدماتی همچون نظارت و پایش نیز در این روش ارائه می شود.

سه روش مختلف آب بندی
سه روش مختلف آب بندی

در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

مطالب مرتبط :

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سایر مقاله ها

آزمایش لوفران جهت تعیین نفوذپذیری خاک (Lefranc Permeability Test Method)

آزمایش لوفران یک آزمون درون چاهی می باشد که برای [...]


بیشتر بخوانید

آزمایش پرسیومتری یا فشار سنجی خاک چیست؟ (Pressuremeter Test on Soil)

از جمله قوی ترین و پرکاربرد ترین آزمایش های صحرایی [...]


بیشتر بخوانید

آزمایش نفوذ مخروط CPT و پیزوکون (Cone Penetration Test & Piezocone)

آزمایش نفوذ مخروط (Cone penetration Test) بر اساس نفوذ پيوسته [...]


بیشتر بخوانید

دیوار حائل چیست؟ (Retaining wall)

دیوار حائل، سازه‌ای می باشد که برای پایدارسازی توده ‌ای [...]


بیشتر بخوانید