FHWA0-IF-03-017
GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 7
این سند (توصیه نامه) اطلاعات مربوط به تجزیه و تحلیل، طراحی و ساخت دیواره های میخکوبی شده (نیلینگ شده) را در بزرگراه ها ارائه می دهد. هدف اصلی ارائه روش ها و رهنمودهای صحیح و ساده به مهندسان در این زمینه است که به آنها امکان تجزیه و تحلیل، طراحی و ساخت سازه های ایمن و اقتصادی را می دهد. این سند اطلاعات موجود در FHWA-SA-96-069R را به روز می کند (Byrne et al., 1998).
محتویات این سند شامل: مقدمه، فصلی در مورد کاربردها و امکان سنجی ها، توضیحات و رهنمودهای آزمایش میدانی و آزمایشگاهی در کاربردهای میخ کوبی خاک، شرح روال معمول ایالات متحده، تجزیه و تحلیل و طراحی دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده، فصل های رویکرد قرارداد، مشخصات فنی و نمونه های طراحی. به دلیل محبوبیت روش طراحی تنش مجاز (ASD) [که به آن طراحی بار سرویس (SLD) نیز می گویند] در بین مهندسین عمران، روش های ارائه شده در این سند بر اساس روش ASD است.
هدف از این بخشنامه مهندسی ژئوتکنیک (GEC:Geotechnical Engineering Circular) تسهیل برنامه ریزی، طراحی و ساخت دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده است که در کاربردهای مهندسی در بزرگراه استفاده می شود. مخاطبان در نظر گرفته شده برای این سند متخصصان ژئوتکنیک، سازه ها و طراحی بزرگراه ها هستند که در طراحی، ساخت و بازرسی سیستم های دیواره میخکوبی شده مشارکت دارند. این GEC با هدف خدمت به عنوان سند مرجع FHWA برای پروژه های بزرگراهی شامل دیواره های میخکوبی شده است.
روش میخ کوبی خاک (نیلینگ) به محبوبیت خود در بین پیمانکاران افزوده است زیرا یک سیستم نگهدارنده موثر و مقرون به صرفه برای انواع شرایط خاکی ارائه می دهد. این روش در 30 سال گذشته در اروپا بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در ایالات متحده، 10 سال گذشته شاهد علاقه مستمر به کاربردهای آن بوده ایم.
این سند اصول مربوط به طراحی روش های انتشارات قبلی FHWA را در این زمینه، به ویژه کتابچه راهنمای قبلی با عنوان:
Manual for Design and Construction Monitoring of Soil Nail Walls
گزارش:
FHWA-DP-96-69R (Byrne et al., 1998)
اطلاعات ارزشمندی از نشریه:
“Ground Nailing Demonstration Project 103, Guideline Manual and Workshop” (Chassie, R.G., 1994).
به دست آمده است.
هدف
این سند اطلاعات پیشرفته ای را برای انتخاب، تجزیه و تحلیل، طراحی و ساخت دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده در کارهای مربوط به بزرگراه ها با استفاده از روش طراحی تنش مجاز (ASD) فراهم می کند. مخاطبان در نظر گرفته شده برای این سند شامل متخصصان طراحی و ساخت ژئوتکنیک، سازه و بزرگراه هستند که در سیستم های دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده مشارکت دارند. هدف اصلی این سند ارائه اطلاعات کافی به مهندس برای تسهیل استفاده ایمن و مقرون به صرفه از دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده دائمی برای انواع پروژه های مربوط به حمل و نقل است.
این سند اطلاعات پیشینه تاریخی و شرح سیستم دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده، مراحل طراحی گام به گام، نمودارهای طراحی ساده و مشخصات کلی ساخت را ارائه می دهد. این سند با یک نمونه دقیق از طراحی دیواره میخکوبی (نیلینگ) شده به پایان می رسد. این سند اطلاعات کافی را برای طراحی مطمئن دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده در طیف گسترده ای از شرایط زمین فراهم می کند. محدودیت های مربوط به استفاده از این سیستم در شرایط مرزی زمین نیز ارائه شده است. اطلاعات ارائه شده در اینجا به منظور نشان دادن یک روش پیشنهادی قطعی در نظر گرفته نشده است. بلکه باید از اطلاعات همراه با قضاوت مهندسی مناسب برای پروژه های خاص استفاده شود.
زمینه
منشأ تاریخی روش میخکوبی دیواره ها در پایدارسازی
منشأ روش میخکوبی (نیلینگ) را می توان در یک سیستم پایدارسازی گود برای حفاری های زیرزمینی در سنگ جستجو کرد که به آن روش جدید تونل زنی اتریشی می گویند (Rabcewicz، 1964a ، 1964b ، 1965). این روش تونل زنی شامل موارد زیر است:
- میلگرد گذاری: نصب میلگردهای فولادی غیرفعال (بر خلاف مهاری ها (انکرها) که پیش تنیده و فعال هستند) در سنگ (به عنوان مثال، پیچ و مهره های سنگی)
- بتن پاشی (شاتکریت): استفاده از بتن مسلح
این مفهوم از ترکیب تقویت کننده میلگرد و شاتکریت نیز از اوایل دهه 1960 برای تثبیت دامنه های سنگی اعمال شده است (به عنوان مثال، لانگ، 1961). این روش پایدارسازی گود به بسیج مقاومت کششی آرماتورهای فولادی در تغییر شکل های نسبتاً کوچک در دیواره های گود متکی است. این پایداری با تداوم شاتکریت افزایش می یابد. ترکیبی از آرماتورهای غیر فعال و شاتکریت هنگام پایدارسازی گودهای خاکی، به جای سنگ، میخکوبی (نیلینگ) خاک نامیده می شود.
یکی از اولین کاربردهای میخکوبی خاک در سال 1972 برای یک پروژه گسترش راه آهن در نزدیکی ورسای فرانسه بود که در آن یک شیب به عمق 18 متر (59 فوت) در شن و ماسه با استفاده از میخ کوبی خاک تثبیت شد (Rabejac and Toudic، 1974). از آنجا که این روش مقرون به صرفه بود و ساخت آن سریعتر از سایر روش های متداول پایدارسازی گود بود، افزایش استفاده از میخ کوبی خاک در فرانسه و مناطق دیگر در اروپا اتفاق افتاد. در آلمان، اولین استفاده از روش میخکوبی (نیلینگ) در سال 1975 بود (Stocker و همکاران، 1979). اولین برنامه تحقیقاتی مهم در مورد روش میخکوبی (نیلینگ) از سال 1975 تا 1981 توسط آلمان در دانشگاه کارلسروهه و شرکت ساختمانی Bauer در آلمان انجام شد. این برنامه تحقیقاتی شامل آزمایش بزرگ مقیاس (full-scale) دیوارهای آزمایشی با شرایط مختلف و توسعه روش های تجزیه و تحلیل برای استفاده در طراحی است (Gässler and Gudehus، 1981؛ Schlosser and Unterreiner، 1991). در فرانسه، برنامه تحقیقاتی Clouterre، با شرکت کنندگان خصوصی و عمومی، در سال 1986 آغاز شد. این تلاش تحقیقاتی شامل آزمایش بزرگ مقیاس، فرآیندهای نظارتی حین کار و شبیه سازی های عددی بود (Schlosser، 1983؛ Clouterre، 1991).
بخش های مختلف توصیه نامه
این سند به روزرسانی کتابچه راهنمای طراحی FHWA (Byrne و همکاران ، 1998) را ارائه می دهد و شامل روندهای اخیر در روش های طراحی، قرارداد ساخت و نظارت بر ساخت است. اصول طراحی ارائه شده در این سند بر اساس روش تنش مجاز (ASD) است. این سند همچنین نمودارهای ساده شده جدیدی را ارائه می دهد که می تواند در مرحله طراحی اولیه یک پروژه مورد استفاده قرار گیرد و در مورد مزایا و محدودیت های دو برنامه رایانه ای SNAIL و GOLDNAIL که برای تجزیه و تحلیل و طراحی دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده تهیه شده است، بحث می کند.
فصل بندی این توصیه نامه به شرح زیر است:
- فصل 1 – مقدمه
- فصل 2 – کاربردها و ارزیابی های امکان سنجی: این فصل نمایی کلی از میخکوبی خاک ارائه می دهد و اجزای مختلف سیستم دیواره میخکوبی شده را توصیف می کند. این فصل همچنین نمونه هایی از کاربردهای روش نیلینگ را ارائه می دهد و در مورد شرایط مناسب و نامناسب زمین برای نیلینگ و همچنین معیارهای ارزیابی امکان سنجی بحث می کند.
- فصل 3 – مطالعات صحرایی، مطالعات آزمایشگاهی و توصیه ها – این فصل روش های اساسی مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی را برای ارزیابی شرایط زیر سطحی و لایه بندی برای کاربردهای روش میخکوبی توصیف می کند. علاوه بر این، این فصل پیشنهاداتی از خصوصیات خاک جهت استفاده در تجزیه و تحلیل و طراحی دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده ارائه می دهد.
- فصل 4 – روشها و مصالح ساخت – این فصل اطلاعات مربوط به اجزای اصلی روش میخکوبی (نیلینگ) و اطلاعات مربوط به مراحل اجرا، تجهیزات و روش ها را ارائه می دهد.
- فصل 5 – تجزیه و تحلیل دیوارهای میخکوبی شده – این فصل حالت های گسیختگی در نظر گرفته شده در طراحی دیواره های میخکوبی شده، مفاهیم پایداری خارجی، داخلی و رفتار تغییر شکل دیواره میخکوبی شده را توصیف می کند. ویژگی های برنامه های رایانه ای GOLDNAIL و SNAIL نیز ارائه شده است.
- فصل 6 – طراحی دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده – این فصل مراحل طراحی گام به گام، نمودارهای اندازه گیری مقدماتی و سایر مفاهیم طراحی را ارائه می دهد. یک مثال ساده گام به گام طراحی نیز در این فصل گنجانده شده است.
- فصل 7 – رویکرد و مشخصات پیمانکاری – این فصل رهنمودهایی را برای مشخصات مبتنی بر روش و رویکردهای پیمانکاری مبتنی بر عملکرد ارائه می دهد.
- فصل 8 – بازرسی ساخت و نظارت بر عملکرد – این فصل روش هایی را برای بازرسی از مصالح ساختمانی و فعالیت ها، آزمایش میدانی و نظارت طولانی مدت بر دیواره های میخکوبی شده ارائه می دهد.
- فصل 9 – منابع – این فصل فهرستی از منابع مورد استفاده را ارائه می دهد.
- ضمیمه A – مشخصات میلگردها – این ضمیمه ویژگی های مشترک میلگرد و شبکه میلگرد (مش) را که در شاتکریت استفاده می شود، ارائه می دهد.
- ضمیمه B – نمودارهای طراحی اولیه – این ضمیمه نمودارهای طراحی بدون ابعاد را ارائه می دهد که با استفاده از برنامه کامپیوتری SNAIL برای زوایای مختلف شیب عقب، زاویه خمیدگی دیوار و مشخصات خاک تهیه شده است.
- ضمیمه C – محافظت در برابر خوردگی – این ضمیمه مفاهیم اساسی پتانسیل خوردگی مرتبط با دیواره میخکوبی شده را مورد بحث قرار می دهد، روشهای محافظت در برابر خوردگی مورد استفاده در دیواره میخکوبی شده را ارائه می دهد و معیارهایی را برای انتخاب روش های مناسب محافظت در برابر خوردگی ارائه می دهد.
- ضمیمه D – مثال طراحی – این ضمیمه یک نمونه طراحی حاشیه ای و تفصیلی را نشان می دهد که روش های ارائه شده در این توصیه نامه را در آن به کار برده است.
- ضمیمه E – مشخصات ساخت و ساز برای دیواره های نیلینگ شده – این ضمیمه الگوهای مشخصات مواد و روش های ساختمانی را که به طور معمول در دیواره های میخکوبی شده استفاده می شود، ارائه می دهد.
ضمیمه F – راهنمای کاربر برای SNAIL، نسخه 3.09 – این ضمیمه دستورالعمل هایی را برای استفاده از برنامه SNAIL در تجزیه و تحلیل دیواره های میخکوبی (نیلینگ) شده ارائه می دهد.
مطالب مرتبط :
