Embedded retaining walls-guidance for economic design

این گزارش از بهترین کتاب های راهنمای موجود در مورد انتخاب و طراحی اقتصادی دیوارهای حائل مدفون در خاک می باشد. نکات مربوط به دیوار های حائل موقتی و دائمی، دیوارهای پایدار شده با روش مهارگذاری (انکراژ) و مهار متقابل در خاک های مختلف در این کتاب پوشش داده شده است.

 در مجموع این گزارش به مسائل فنی و ساختمانی مربوط به انتخاب نوع دیوار مناسب و روش اجرای آن برای دستیابی به یک طرح بهینه از نظر اقتصادی می پردازد. ضمنا این کتاب سعی دارد تا حدودی برخی از ابهامات موجود در مورد طراحی دیوار های حائل را  بیان و راه حل های موجود را ارائه دهد.

مقدمه

یکی از راهکار های مقابله با نیروها و تنش های جانبی اعمال شده از جانب خاک، استفاده از دیوار حائل است. دیوار حائل مدفون دیواری است که پی آن در اعماق خاک قرار داشته و پشتیبانی جانبی لازم را به کمک خود خاک تامین می کند. این دیوار همچنین ممکن است توسط اعضای سازه ای مانند تکیه گاه ها، برم ها، انکرها، دال ها و غیره در صورت لزوم پشتیبانی شود. علاوه بر این، این دیوار ممکن است مستقل باشد یا ممکن است از یک روسازه نیز پشتیبانی کند.

این گزارش راهنمایی در مورد انتخاب و طراحی اقتصادی دیوار های حائل تعبیه شده عمودی ارائه می دهد. این گزارش انواع دیوار های تعبیه شده را پوشش می دهد.

بهینه سازی اقتصادی دیوار های حائل به طور مستقیم به روش انتخاب نوع دیوار، روش پشتیبانی مناسب برای اجرا، موقتی یا دائم بودن دیوار و روش طراحی بستگی دارد. آزمایشات آزمایشگاهی و میدانی، تجزیه و تحلیل طراحی و استفاده از داده های پیشین به دست آمده از پروژه های انجام شده توسط نویسنده از مواردی است که به نویسنده برای تقویت هر چه بهتر این راهنما و البته دستیابی به این اهداف مد نظر او کمک کرده است.

اهداف راهنمای طراحی اقتصادی دیوار های حائل مدفون در خاک

همان طور که در ابتدا ذکر شد، این کتاب، راهنمایی مناسب در مورد طراحی اقتصادی دیوار های حائل می باشد. به طور کلی هدف آن دستیابی به طرحی بهینه و اقتصادی برای طراحی و اجرا با حفظ سادگی در مراحل مختلف ساخت و ساز در این دیوارها می باشد.

اهداف این کتاب را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:

• این کتاب سعی دارد تا بهترین راهنمای عملی را برای طراحی دیوارهای حائل مدفون در خاک را مطابق با تحقیقات اخیر و روش های تحلیلی فعلی ارائه دهد.
• روش های طراحی موجود برای چنین دیوارهایی را تشریح و مقایسه می کند.
• انواع دیوار های موجود و روش های اجرایی را مورد بحث قرار می دهد.
• داده های ارزشمندی را در مورد هزینه های مختلف ساخت و ساز برای راهنمایی خواننده در انتخاب طرح اقتصادی در میان انواع دیوار های متناسب با نیازهای خاص ارائه می دهد.

مخاطب این راهنما چه کسانی هستند؟

این گزارش برای استفاده توسط کسانی که با انتخاب، طراحی و ساخت دیوارهای حائل مرتبط هستند در نظر گرفته شده است. این کتاب همچنین:

• اطلاعات پس زمینه ای در مورد انتخاب دیوار، روش های ساخت و ساز و حرکات زمین مرتبط برای مشتریان و مالکان و مشاوران فنی آنها ارائه می دهد.
• ارائه اصول و نکات ژئوتکنیکی به مهندسان سازه و ژئوتکنیک و دانشجویانی که تمایل دارند از مسائل مربوط به انتخاب، طراحی و ساخت دیوار حائل آگاهی پیدا کنند.
• به عنوان مرجعی برای مهندسان ژئوتکنیک با تجربه تر عمل می کند.

دامنه کاربرد کتاب راهنمای طراحی اقتصادی دیوار های حائل مدفون در خاک

این کتاب طراحی موقت و دائمی دیوار های حائل طره ای، پایدار شده با سیستم انکراژ و مهار متقابل را در خاک های مختلف به ویژه خاک های رسی سخت و پیش تحکیم یافته را پوشش می دهد. محتوای این کتاب برای طیف گسترده ای از خاک های ریز دانه و درشت دانه قابل اجرا می باشد. طراحی دیوار های حائل مدفون در خاک رس نرم و در سنگ، خارج از حوصله این کتاب است. به طور کلی این گزارش طبقه بندی ژئوتکنیکی پیشنهاد شده توسط EC7(1995) را اتخاذ می کند. برای طراحی دیوار های حائل برای گروه ژئوتکنیکی 1 (سازه های کوچک و نسبتاً ساده) و گروه 2 (انواع سازه های معمولی بدون خطرات غیرعادی یا شرایط غیرعادی یا استثنایی زمین یا بارگذاری) کاربرد دارد. این گزارش به طور خاص به الزامات طراحی دیوارها برای رده ژئوتکنیک 3 (ساختارهای بسیار بزرگ یا غیرعادی، سازه‌های حاوی خطرات غیرعادی، یا شرایط غیرعادی یا استثنایی زمین یا بارگذاری و سازه ها در مناطق بسیار لرزه‌خیز) گزینه خوبی نمی باشد، اگرچه اصول کلی ارائه شده در این کتاب برای این ساختارها نیز اعمال خواهد شد.

• مهندسی زمین مستلزم دانش و درک کامل اصول اولیه و به کارگیری قضاوت مهندسی صحیح بر اساس تجربه است. این گزارش جایگزینی برای دانش حرفه ای نیست. اگر شک دارید، به دنبال مشاوره مناسب باشید.

طراحی اقتصادی

بهینه سازی اقتصادی را می توان به کمک موارد زیر به دست آورد:

• تضمین سهولت ساخت و به حداقل رساندن مدت زمان اجرا
• بهینه سازی مصالح
• طراحی بهینه

• بهترین و مناسب ترین زمان برای تعیین طرح های اقتصادی، در ابتدای پروژه است چرا که در این مرحله محدوده وسیع تری از طرح های طراحی و اجرا در دسترس بوده و فرصت کافی جهت مقایسه روش های مختلف و البته انتخاب بهترین روش وجود دارد.

دستیابی به یک طرح اقتصادی مستلزم تعهد و پایبندی به رویکردی است که مستلزم نگاهی کل نگر به الزامات پروژه است. هزینه های کل پروژه باید در نظر گرفته شود. علاوه بر این، یک طراحی قوی هزینه های مختلف از جمله هزینه های تعمیر و نگهداری در مراحل مختلف را به حداقل می رساند. در این طرح سعی شده است تا در حد امکان ابعاد دیوار و استفاده از مصالح را به حداقل برساند، اما این امر سبب می شود تا در بعضی از موارد به دلیل دشواری مراحل ساخت و ساز، مدت زمان پروژه افزایش یابد. وسایل و ماشین آلات استفاده شده در پروژه و بسیاری از موارد دیگر از عواملی است که با طولانی تر شدن پروژه می تواند هزینه های گزافی را بر کارفرما تحمیل نماید. بنابراین، هنر مهندسین این است که ترکیبی از این موارد را در کنار هم بررسی نموده و بهینه ترین و بهترین طرح موجود برای پروژه را تعیین نماید.

نحوه فصل بندی مطالب این کتاب چگونه است؟

کتاب راهنمای طراحی اقتصادی دیوارهای حائل مدفون در خاک در هشت فصل عمدتاً مستقل، سازماندهی شده است. برای سهولت، هر فصل با بخشی به پایان می رسد که نکات کلیدی راهنمایی و توصیه های ارائه شده در آن را به طور خلاصه برای مخاطب برجسته می نماید. برای وضوح بیشتر، این موارد نیز در متن اصلی گزارش به صورت پررنگ مشخص شده است.

• فصل 1، اهداف کلی کتاب و کاربرد آن را بیان می کند. فصول 2 و 3 نکاتی را جهت کمک به خواننده در انتخاب نوع دیوار و ترتیب ساخت مناسب آن ارائه می دهد. لازم به ذکر است که برخی از موضوعات مطرح شده در این فصل ها به یکدیگر مرتبط هستند.
• فصل 2، راهنمایی در مورد تعیین معیارهای کلیدی طراحی دیوار، مسائل بهداشتی و ایمنی، ارزیابی و مدیریت ریسک، محدودیت‌ های خاص سایت و الزامات خاص پروژه را ارائه می‌کند. همچنین نکاتی در مورد تاثیرات حرکات زمین بر روی نصب و عملکرد دیوار ارائه شده است.
• فصل 3، انواع دیوارها و ترتیب و توالی مراحل اجرا را بررسی می کند. مزایا و محدودیت ‌های توالی های مختلف اجرا در انواع دیوار مقایسه شده و راهنمای مناسبی در مورد انتخاب مناسب ‌ترین توالی و نوع دیوار برای برآوردن نیازهای سایت و پروژه خاص ارائه می شود. در ادامه این فصل، داده های مربوط به هزینه اجرایی مربوط به انواع دیوارها و روش های اجرایی مختلف نیز ارائه شده است.
• فصل 4، اصول کلیدی رفتار خاک ها در موارد مرتبط با دیوار های حائل مدفون در خاک، نظیر تعیین فشار زمین در حالت های مختلف سکون، محرک و مقاوم ارائه می شود. اندرکنش خاک و سازه و روش‌های مدل سازی تحلیلی آن نیز در این فصل از کتاب مورد بحث قرار می گیرد.
• فصل 5، راهنمای مناسبی در مورد تعیین و انتخاب متغیرها برای استفاده در محاسبات طراحی ارائه می دهد. در این فصل نویسنده با ارائه نکاتی در مورد ارزیابی رفتار خاک در شرایط زهکشی شده یا زهکشی نشده سعی کرده است تا مخاطب را در انتخاب هر چه دقیق تر مشخصه های طراحی راهنمایی نماید.
• فصل 6، یکی از بهترین راهنماهای عملی در مورد طراحی ژئوتکنیکی و سازه ای دیوار های حائل در این فصل از کتاب ارائه شده است.
• فصل 7، طراحی روش های پایدارسازی برای دیوارهای حائل در شرایط مختلف در این فصل از کتاب ارائه شده است.
• فصل 8، زمینه های موجود برای کار و تحقیق بیشتر در موضوع دیوارهای حائل در این فصل از کتاب مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.