روش های اصلاح شیروانی ها برای جلوگیری از لغزش می تواند یا برای کاهش نیروهای محرک و یا افزایش نیروهای مقاوم به کار رود. از آن جا که ضریب اطمینان نسبت میان نیروهای مقاوم و محرک است، کاهش نیروهای محرک یا افزایش نیروهای مقاوم، در هر حالت ضریب اطمینان را افزایش خواهد داد.
کاهش شیب یا کاهش وزن
شکل 1 سه روش برای کاهش شیب و اصلاح شیروانی ها برای جلوگیری از لغزش را نشان می دهد: کاهش مستقیم، مسطح کردن با برش خاکریز (حالت پله ای) و مسطح کردن بدون دور ریختن مصالح. اگر چه روش سوم به صرفه ترین حالت است ولی باید از مناسب بودن شرایط خاک ریخته شده در پنجه شیب اطمینان حاصل کرد. اگر نیاز باشد، یک پتوی زهکش باید برای به حداقل رساندن اثر آب در آن ناحیه قرار داده شود.
شکل 2 پایدارسازی شیب کامِئو بر روی یک راه آهن در دره رودخانه کلرادو به وسیله کاهش بخشی از وزن آن را نشان می دهد. تحلیل های پایداری شیروانی مطابق انتظار نشان می دهد که حذف حجم B، نسبت به حذف حجم A اثربخش تر است.
شکل 3 نیز مسطح کردن شیب برای بزرگراهی در جنوب کالیفرنیا به منظور پایداری شیروانی را نشان می دهد. در حین ساخت و ساز، ریزشی در شیب ایجاد شده غالبا از جنس سنگ ماسه و سنگ رس با نسبت 1:1 اتفاق افتاد. پس از مطالعات و تحقیقات فراوان، شیب شیروانی به 3(افقی): 1(عمودی) تغییر پیدا کرد و تراز نهایی جاده حدودا 60 فوت (18 متر) از تراز اولیه آن بالاتر قرار گرفت. به علاوه برای فراهم کردن پایداری بیشتر، پشتبند خاکی به ارتفاع 70 فوت از تراز جاده قرار داده شد.
پشتبند
دو نوع پشتبند وجود دارد. پشتبند خاکی، که در شکل 3 نشان داده شد، یک خاکریز اضافه شده در نزدیکی پنجه شیروانی است که برای کاهش لنگر واژگونی و در نتیجه افزایش ضریب اطمینان آن استفاده می شود. از آن جا که هدف پشتبند خاکی ایجاد تعادل برای کاهش لنگر واژگونی است، در آن از هر مصالحی می توان استفاده کرد.
نوع دیگر پشتبند که مقاومت بالایی دارد و از مصالح به خوبی تراکم یافته برای اصلاح شیب نهشته رسی در جنوب ایندیانا به کار گرفته شده، در شکل 4 نشان داده شده است. مصالح قرضه استفاده شده در این خاکریز غالبا از سنگ رس محلی است. وضعیت مصالح رسی پس از این که در خاکریز قرار داده شدند با گذر زمان بدتر شد و در نهایت منجر به گسیختگی شد. مطالعات دقیق در مورد مقاومت برشی محلی نسبت به مقاومت ابتدایی استفاده شده در طراحی، نشانگر کاهش تا نصف این مقاومت بود. پس از در نظر گرفتن طرح های جایگزین گوناگون، در نهایت پشتبند خاکی و سنگی انتخاب شد. استفاده از پشتبند با مقاومت بالا، نه تنها لنگر واژگونی را کاهش و لنگر مقاوم و در نتیجه ضریب اطمینان را افزایش می دهد، بلکه از سطح شیب در برابر فرسایش محافظت می کند.
زهکشی سطحی
از تمام روش های ممکن برای پایداری و اصلاح شیروانی ها، زهکشی مناسب آب، تقریبا مهم ترین آن هاست. زهکشی سطحی مناسب، به عنوان بخشی از اقدامات برای جلوگیری از لغزش هر شیروانی و پایداری آن اکیدا توصیه می شود. هر تلاشی برای اطمینان از دور کردن آب از شیروانی به وسیله ترانشه های ممانعت کننده و نهرهای انحرافی باید انجام شود. سطح ناحیه تحت تاثیر لغزش شیروانی معمولا ناهموار، تپه ای شکل و دارای ترک ها و شکاف های عمیق است. بنابراین، تغییرشکل دادن سطح توده لغزش یافته می تواند تا حد زیادی سودمند باشد چرا که در اثر آن، ترک ها و شکاف ها بسته می شوند و گودال های سطحی که در آن ها آب جمع می شود، از بین می روند. این موضوع به ویژه برای ترک های پشت لبه پرتگاه صادق است که در آن حجم زیادی از آب می تواند به ناحیه گسیختگی نفوذ کند و منجر به پیامدهای جدی شود. اگرچه زهکشی سطحی به خودی خود به ندرت برای اصلاح و پایدارسازی شیروانی در حال حرکت کافی است، می تواند به طور قابل ملاحظه ای در خشک کردن مصالح شیب و در نتیجه کنترل لغزش شیروانی مشارکت کند.
زهکشی زیرسطحی
از آن جا که آب زیرزمینی یکی از دلایل عمده نا پایداری شیروانی است، زهکشی زیرسطحی یکی از اثرگذارترین روش های اصلاح شیروانی برای جلوگیری از لغزش می باشد. روش هایی که به طور رایج در زهکش شیروانی ها به کار می روند، نصب لایه های زهکش، ترانشه زهکش، زهکش افقی، زهکش عمودی، تونل زهکشی یا گالری و چاه زهکش است.
لایه های زهکش، که گاهی اوقات به آنها زهکش های تحتانی نیز می گویند، را برای تسهیل امر زهکشی، می توان در پایین خاکریزها و در تمامی آن ناحیه قرار داد. اگر مصالح دانه ای استفاده شده برای لایه زهکش، ویژگی های فیلتر را ارضا نکند، یک فیلتر یا مصالح دانه ای که خصوصیات فیلتر را بازنمایی می کند باید بین لایه زهکش و خاک روی آن برای جلوگیری از انسداد قرار داده شود.
ترانشه های زهکش، ترانشه های حفاری شده هستند که یا با مصالح دانه ای پر شده و خصوصیات فیلتر را برای خاک اطراف ارضا می کنند و یا با سنگ پوششی در فیلتر پر می شود. یک لوله زهکش تحتانی ممکن است برای تسهیل زهکشی مورد نیاز باشد. ترانشه ها معمولا در شیروانی های با شیب زیاد حفاری می شوند و باید تا زیر لایه آبدار امتداد یابد. در نواحی وسیع، به یک سیستم ترانشه گسترده جناغی شکل ممکن است نیاز شود.
زهکش افقی یک چاه با قطر کم است که در شیروانی با زاویه تقریبی 5% تا 10% حفاری می شود و توسط لوله مشبک تجهیز می شود. لوله هایی باید برای انتقال آب جمع آوری شده به ناحیه ایمن دفع آب برای جلوگیری از فرسایش سطحی فراهم شود. شکل 6 استفاده از زهکش سطحی و زیرسطحی برای اصلاح شیروانی در کالیفرنیا را نشان می دهد. آب سطحی به وسیله ترانشه ممانعت کننده متصل به لوله مشبک و زهکش تحتانی شنی جمع آوری می شود.
دیوار حائل
شکل 7 استفاده از دیوار حائل برای اصلاح شیبی در مینیاپولیس سنت پائول در مینه سوتا را نشان می دهد. استفاده از دیوار حائل معمولا با کمبود فضای لازم برای ایجاد شیروانی در طول زیاد همراه است. از آن جا که دیوارهای حائل در معرض سیستم بارگذاری نامطلوبی هستند، برای تأمین و افزایش پایداری شیروانی به عرض زیادی برای دیوار نیاز است. اگرچه روش های تحلیل پایداری را می توان برای تعیین ضریب اطمینان شیروانی برای سطوح گسیختگی زیر دیوار به کار برد، ولی طراحی دیوار به ملاحظات ویژه ای برای اطمینان از پایداری دیوار در برابر لغزش، واژگونی و گسیختگی ناشی از ظرفیت باربری نیاز دارد.
سیستم های مهاری
یک نوع از سیستم های مهاری، دیوار تای بک است، که در آن بار وارد شده بر دیوار حائل از طرف خاکریز پشتی را به وسیله ایجاد قید به ناحیه ای در پشت توده لغزنده منتقل می کند که در این شرایط مقاومت قابل رضایت می تواند حاصل شود. ایجاد قید ممکن است به وسیله کابل ها، میله ها و مفتول های پیش تنیده یا پس تنیده، برخی از احجام بزرگ و سنگین یا دیگر روش ها برای ایجاد فشار مقاوم کافی انجام شود. شکل 8، مقطعی از دیوار تایبک برای اصلاح شیبی در خیابان نیویورک در واشینگتن را نشان می دهد.
ساخت پل یا تونل
در موارد ویژه و جدی، حذف شیروانی های ناپایدارِ طویل، باریک و با شیب تند ممکن است بسیار پر هزینه یا خطرناک باشد، بنابراین، در این شرایط برای عبور از ناحیه ناپایدار می توان از پل استفاده کرد. تکیه گاه پل باید شمع های کوبشی یا درجا با عمقی مناسب باشد. این نوع از پل ها به طور معمول تنها برای زمین لغزش های کوچک یا نواحی ناپایدار به کار می رود. برای لغزش های بزرگ و پل هایی به طول 100 تا 300 فوت (30 تا 90 متر) این روش نسبت به دیگر روش های موجود از نظر اقتصادی به صرفه نیست.
در نواحی کوهستانی با لغزش های بزرگ، ممکن است نیاز به ساخت تونل باشد، مانند لغزش ایجاد شده در راه آهنی در آلمان (شکل 9).
منبع:
Slope Stability Analysis by the Limit Equilibrium Method
مطالب مرتبط:
روش های اصلاح شیروانی ها برای جلوگیری از لغزش به همراه مثال های اجرایی (بخش دوم)
در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان چیست؟ (Top-Down Construction)
- نیلینگ یا میخ کوبی دیواره چیست؟ (Soil Nailing)
- انکراژ یا مهارگذاری خاک چیست؟ (Soil Anchorage)
- مهارمتقابل یا استرات چیست؟ (Braced Excavations – Struts)
- سازه نگهبان خرپایی چیست؟ (Truss Retaining Structure)
- خاک مسلح یا ژئوسنتتیک چیست؟ (Geosynthetict)
- سپرکوبی چیست؟ (Sheet Pile)
- دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی چیست؟ (Diaphragm walls – Slurry walls)
در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید :
- تزریق پر فشار یا جت گروتینگ چیست؟ (Jet Grouting)
- ریزشمع یا میکروپایل چیست؟ (Micropile & Underpinning)
- پیش بارگذاری چیست؟ (fill surcharge preloading method)
- مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
- اختلاط عمیق خاک یا DSM چیست؟ (Deep Soil Mixing)
- تراکم دینامیکی یا DC چیست؟ (Dynamic Compaction)
- ستون شنی ارتعاشی یا تراکم ارتعاشی چیست؟ (Vibro Stone Column)
- شمع ساختمان ، طراحی و اجرای شمع بتنی و شمع فلزی (Concrete Pile , Steel Pile)
در زمینه طراحی و مشاوره بیشتر مطالعه کنید :
- معرفی نرم افزار ETABS
- معرفی نرم افزار SAFE
- معرفی نرم افزار SAP2000
- معرفی نرم افزار AutoCAD
- معرفی نرم افزار Plaxis
- معرفی نرم افزار ABAQUS
در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :
- مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
- مطالعات لرزه خیزی چیست؟ (Seismicity studies)
- ژئوفیزیک (Geophysics)
- آزمایش سه محوری خاک (Triaxial Compression Test)
- روانگرایی خاک (Soil Liquefaction)
- آزمایش برش مستقیم (Direct Shear Test)
- آزمايش بارگذاری صفحه ای (Plate Loading Test or Plate Bearing Test)
در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید :
در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت و ساز ابنیه و ساختمان (Building & Structure)
- مشاوره ساختمانی (Construction consulting)
- انواع سیستم های سازه ای (Structural System)
- آیین نامه ی ۲۸۰۰ ، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله
- سازه فولادی یا اسکلت فلزی (Steel Structure)
- سازه بتنی یا اسکلت بتنی (Concrete Structures)
مطالب مرتبط :
