ایستاسازه
En Ar

خانه - کتابخانه - GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7-Soil Nail Walls (2015)

این سند (توصیه نامه) اطلاعات مربوط به تجزیه و تحلیل، طراحی و ساخت دیوارهای میخکوبی شده دائم را در پروژه های بزرگراهی ارائه می دهد. هدف اصلی ارائه روش ها و دستورالعمل های صحیح و ساده به مهندسان در این زمینه است که به آنها امکان تجزیه و تحلیل، طراحی، ساخت و بازرسی از سازه های ایمن و اقتصادی را می دهد. این سند اطلاعات موجود در FHWA0-IF-03-017 را به روز می کند (Lazarte و همکاران 2003). تمرکز این سند بر روی روش های نیلینگ است که معمولاً در ایالات متحده استفاده می شود. مطالب این سند شامل موارد زیر می باشد:

  • کاربردها و امکان سنجی ها
  • مواد و روش های ساختمانی
  • اطلاعات مورد نیاز برای طراحی
  • تجزیه و تحلیل دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده
  • محافظت در برابر خوردگی
  • رویه قرارداد
  • مشخصات فنی
  • نمونه های طراحی

این راهنما چارچوبی را برای طراحی دیواره های میخکوبی شده معرفی می کند که ضرایب ایمنی به کار رفته در روش ASD را هنگام ادغام اصول LRFD در نظر می گیرد.

پیش گفتار

هدف این کتابچه راهنما ارائه اطلاعات به روز برای انتخاب، طراحی و ساخت دیواره های میخکوبی شده برای پروژه های راه است. اطلاعات موجود در این مقاله با هدف تولید طرح های ایمن و مقرون به صرفه و کمک به مالکان برای شناسایی و مدیریت خطرات مرتبط با پروژه های دیواره  های میخکوبی شده انجام می گردد. این توصیه نامه صرفاً بر روی سیستم های میخکوبی شده برای دیواره های دائم تمرکز دارد و به طور خاص به استفاده از نیلینگ به عنوان سازه موقتی نمی پردازد. این توصیه نامه به عنوان سند مرجع FHWA برای پروژه های بزرگراه شامل دیوارهای میخکوبی دائم عمل می کند.

پیشرفت های اخیر در زمینه روش میخکوبی که در این سند به آن اشاره شده شامل موارد زیر است:

  • استفاده از روش حالات حدی (روش ضریب بار و مقاومت) (LRFD).
  • اطلاعات مربوط به فن آوری های جدید یا نوظهور میخ کوبی خاک.
  • گنجاندن نمونه های طراحی بر اساس برنامه رایانه ای SNAP-2.

مخاطبان اصلی این توصیه نامه عبارتند از:

  • مهندسان متخصص در زمینه طراحی پل، سازه، ژئوتکنیک و جاده سازی
  • زمین شناسان مهندسی و مهندسان مشاور ارائه دهنده بازبینی فنی
  • افرادی که در زمینه طراحی، تهیه و ساخت سیستم های میخکوبی مشغولند
  • متخصصان مدیریت
  • متخصصان پیمانکاری
  • مهندسین ساختمانی که به جنبه های طراحی و قراردادی دیواره های میخکوبی شده علاقه مند هستند

در این سند، اصطلاح “میخکوبی” شامل خاک و سنگ های نرم و هوازده می باشد. اگرچه این کتابچه راهنما بر روی میلگردهای تو پر متمرکز است، در فصل 10 ملاحظات لازم برای طراحی و ساخت میلگردهای توخالی (HBSN: Hollow Bar Soil Nails) ارائه شده است.

این سند شرح و اطلاعات اساسی را از نشریات قبلی FHWA به ویژه کتاب راهنمای قبلی با عنوان “دیوارهای میخکوبی شده” ، گزارش FHWA0-IF-03-017 (Lazarte و همکاران 2003) ترسیم می کند. اطلاعات ارزشمندی نیز از نشریه تحت عنوان “Hollow Bar Soil Nails Pullout Test Program,” (برنامه آزمایش کشش میلگردهای توخالی)، شماره انتشار FHWA-CFL / TD-10-001 (Cadden و همکاران 2003) به دست آمده است.

معرفی

بررسی اجمالی

این کتاب راهنما برای طراحی و ساخت دیواره های میخکوبی شده فراهم گردیده است. برخی از مهمترین موارد اضافی در این کتابچه راهنما با توجه به نسخه قبلی این سند عبارتند از:

  • استفاده از روش حالات حدی (روش ضریب بار و مقاومت) (LRFD).
  • ملاحظات طراحی میله های توخالی که به عنوان میخ خاک استفاده می شود (HBSN).
  • بیان معیارهای خوردگی دقیق تر برای طراحی دیوارهای میخکوبی شده.
  • گنجاندن نمونه طراحی بر اساس برنامه رایانه ایSNAP-2   .(Siel 2014)

هدف

هدف این کتابچه راهنما ارائه اطلاعات به روز برای انتخاب، طراحی و ساخت دیواره های میخکوبی شده برای پروژه های راه است. اطلاعات موجود در این مقاله با هدف تولید ایمن و مقرون به صرفه طراحی نیلینگ برای پروژه های راه سازی و کمک به مالکان برای شناسایی و مدیریت خطرات مرتبط با پروژه های میخکوبی است. این کتابچه راهنما فقط جهت روش میخکوبی دائم است. این راهنما به طور خاص به استفاده از میخکوبی خاک جهت پایدارسازی موقت نمی پردازد.

تعریف میخکوبی خاک

در این بخش تعریفی از میخکوبی در خاک ارائه می شود تا بین المان هایی که به عنوان میخ در این توصیه نامه معرفی می شود با المان هایی که در سایر مراجع توضیح داده شده است اما در واقع با توجه به نحوه ی عملکرد به صورت بنیادین با میخکوبی تفاوت دارند تفاوت قائل شود. تعریف میخکوبی در این توصیه نامه بر اساس مکانیزم مقاومت، مصالح، شیوه ی ساخت و کنترل کیفیت استوار است.

میخ های خاک المان های مسلح کننده ی خاک هستند که به صورت غیرفعال عمل کرده و به صورت نیمه افقی همراه با تزریق دوغاب اجرا می شوند. دلیل میخکوبی محافظت از گودبرداری هایی است که درمحیطی دارای خاک نرم و سنگ هوازده اجرا می شوند. در روش میخکوبی (نیلینگ) می توان موارد زیر را عنوان کرد:

  • ایجاد پایداری در خاک از طریق کشش در نتیجه ی تغییر شکل خاک یا سنگ هوا زده.
  • انتقال بارهای کششی به زمین اطراف در ارتباط با دوغاب با استفاده از تنش های برشی.
  • ایجاد مقاومت که مقدار آن با استفاده از روش های طراحی قابل محاسبه است.
  • دارای قابلیت محافظت بلند مدت در برابر خوردگی که عملکرد طولانی و دقیق سیستم را تضمین می کند.
  • اندرکنش مستقیم با سطح گودبرداری.
  • با استفاده از روش های از پیش تعیین شده امکان آزمایش بارگذاری میخ ها وجود دارد.
  • به صورت مدون تحت کنترل کیفیت قرار می گیرد.

حتی المان هایی که بعد از نصب  تحت تنش کششی قرار می گیرند و در کنار میخ های نصب شده در خاک اجرا می شوند انکراژ نام دارند و مطالب عنوان شده در این توصیه نامه شامل آن ها نمی شود.

همانطور که در تعریف میخکوبی گفته می شود انتقال نیروی بین میخ و محیط اطراف توسط نیروهای برشی ایجاد شده در اطراف دوغاب انجام می شود. هنگامی که خاک مسلح شده تغییر شکل می دهد تنش برشی در بین خاک و دوغاب ایجاد می شود. از آنجایی که خاک در محل گودبرداری تمایل به حرکت به سمت داخل گود دارد میخ های درون خاک به کشش می افتند. تنش کششی در میخ افزایش یافته تا به یک مقدار ماکزیمم برسد و پس از آن کاهش می یابد. دلیل کاهش تنش انتقال نیرو از میخ به خاک اطراف آن است. در نتیجه مقاومت میخکوبی به مقاومت میخ و مقاومت در برابر بیرون کشیدگی وابسته است.

تکنیک های مختلفی برای مسلح سازی مانند کوبش میله در خاک ممکن است دارای شباهت هایی با میخکوبی توضیح داده شده در این توصیه نامه باشد. برخی از این تکنیک ها در عمل نیز با نام میخکوبی (نیلینگ) شناخته شده اند اما تفاوت هایی با توضیحات ارائه شده در این راهنما دارند. برخی از این روش ها در پیوست توصیه نامه آورده شده اند.

تاریخچه ی میخکوبی (نیلینگ)

ایده ی استفاده از مسلح کننده ی فلزی همراه با شاتکریت در سطح گود بر اساس روشی که برای حفاری در داخل خاک ابداع شده بود ایجاد شد. میله های غیر فعال در صنعت حفاری تونل به عنوان میخ سنگ (Rock Bolt) شناخته می شود. در ابتدا ایده ی استفاده از مسلح کننده های فلزی همراه با استفاده از شاتکریت برای پایدارسازی شیب های سنگی ارائه شد و پس از آن این روش در شیب ها و گودبرداری های خاکی مورد استفاده قرار گرفت.

در سال ۱۹۷۲ از میخکوبی برای پایدارسازی یک گود با عمق ۶۰ فوت در فرانسه استفاده شد. این روش نشان داد نسبت به روش های سنتی پایدارسازی تکنیکی ایمن و مقرون به صرفه است. پس از آن میخکوبی به روشی متداول در فرانسه و سایر کشورهای اروپایی تبدیل شد. اولین استفاده از میخکوبی در آلمان در سال ۱۹۷۵ انجام شد. از سال ۱۹۷۵ یکی از دانشگاه های آلمان به همراه یکی از بزرگترین شرکت های پیمانکاری آلمان بررسی هایی در سطح واقعی و ابعاد وسیع بر روی دیوارهای مسلح شده با میخکوبی انجام دادند. پس از آن در سال ۱۹۸۶ تحقیقی در فرانسه بر روی دیوارهای میخکوبی شده با استفاده از آزمایش های با مقیاس واقعی، مدلسازی عددی و بررسی و مانیتورینگ (پایش) رفتار دیوار انجام شد.

فلسفه ی طراحی

این توصیه نامه یک ساختار طراحی برای کابران ارائه می دهد که توسط آن:

  • ظرفیت سازه ای بر اساس روش LRFD صحت سنجی شود.
  • از روش های تنش مجاز، تعادل حدی، برنامه های رایانه ای ارائه شده برای طراحی دیوار میخکوبی شده استفاده شود تا بار اسمی در اجزای دیوار میخکوبی شده مشخص شود.
  • از ضرایب مقاومت مشخص شده در AASHTO (2014) استفاده شود تا طراحی با ضریب اطمینان معادل و یا مقداری محافظانه کارانه تر از ضریب اطمینان به دست آمده با استفاده از روش تنش مجاز باشد.
  • از ضرایب اصلاح شده با دقت ۰.۰۵ استفاده شود و مطابق با ضرایب ارائه شده در AASHTO (2014) برای سازه های خاک مسلح و شرایط حدی آن ها باشد.

ترتیب فصل های توصیه نامه

  • فصل اول توصیه نامه مربوط به توضیحات کلی و تاریخچه ی میخکوبی است.
  • فصل دوم نگاهی کلی برای استفاده از میخکوبی در پروژه های راه و مراحل اصلی ساخت دیوار میخکوبی شده را ارائه کرده است.
  • فصل سوم توضیحات با جزئیاتی از اجزای میخکوبی و تجهیزات و روش های اجرا را بیان کرده است.
  • فصل چهارم اطلاعاتی که مهندسین باید برای طراحی دیوار میخکوبی شده به دست آورند را گفته است. این اطلاعات شامل اطلاعات به دست آمده از سایت و آزمایشگاه و پارامترهای خاک یا سنگ می باشد.
  • فصل پنجم مکانیزم مقاومت و انتقال بار در سیستم میخکوبی توضیح داده است.
  • فصل ششم گام های اصلی طراحی کامل یک میخکوبی دیوار را ارائه کرده است. در این فصل راهنمایی برای صحت سنجی مقاومت های مختلف و وضعیت بهره برداری حدی گفته شده.
  • فصل هفتم به توضیح پدیده ی خوردگی پرداخته و تاثیر آن را بر روی اجزای فلزی درون دیوار دارای میخ بیان کرده است. همچنین در این فصل مقادیر مناسب برای استفاده از مواد محافظت کننده از خوردگی بیان شده است.
  • فصل هشتم روش هایی برای رسیدن به طرح و اجرای مناسب در میخکوبی را بیان کرده است.
  • فصل نهم مراحل کنترل کیفیت میخ کوبی که شامل بازرسی مصالح و نحوه ی اجرا می باشد را بیان کرده است.
  • فصل دهم آخرین فصل توصیه نامه بوده و توضیحات لازم برای استفاده از میخ های درون خالی (HBSN) را ارائه کرده است.

مطالب مرتبط :

دیدگاهتان را بنویسید

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

سایر مقاله ها

انواع روش های تخریب سنگ و بتن (A Variety of Methods of Rock and Concrete Demolition)

در برخی از پروژه های پایدارسازی دیواره های گود شرکت [...]


بیشتر بخوانید

پدیده فروچاله چیست؟ (?What is The Phenomenon of Sinkhole)

پدیده فروچاله چیست؟ (?What is Sinkhole) فروچاله ها حفره هایی [...]


بیشتر بخوانید

خطرات عملیات تخریب ساختمان (Risks of Building Demolition Operation)

به دنبال گسترش ناحیه شهرنشینی و همچنین نوسازی ساختمان ها [...]


بیشتر بخوانید

شمع پلاستیک (Plastic pile)

شمع پلاستیک (Plastic pile) پیامدهای حضور منابع آب به ویژه [...]


بیشتر بخوانید