پایدارسازی گودهای عمیق

محورهای فعالیت و ارائه خدمات شرکت عمرانی مهندسی ایستاسازه در بخش پایدارسازی گودهای عمیق به طور کلی به صورت زیر می باشد:

1) میخکوبی یا نیلینگ (Nailing)

2) مهارگذاری یا انکراژ (Anchorage)

3) ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان  (Top & Down Construction)

4) مهار متقابل یا استرات  (Strut)

5) دیوار برلنی (Berlin Wall)

6) سازه نگهبان خرپایی  (Truss Retaining Structure)

7) دیوار دیافراگمی (Diaphragm Pile Wall)

8) سپرکوبی (Sheet Pile)

9) خاک مسلح یا ژئوسنتتیک (Geosynthetict)

10) پایش دیواره های گود (Monitoring)

11) نقشه برداری (Surveying)

دیوارهای مختلف نگهبان هر یک دارای مزایا و محدودیت های ویژه ای بوده که به فرآخور پروژه ها می توان از هر یک یا تلفیق آن ها استفاده نمود.

1) نیلینگ یا میخکوبی خاک (Soil Nailing)

میخ کوبی دیواره ها یا نیلینگ به معنای تسلیح برجای توده خاک موجود با نصب میلگردهای فولادی (Nails) در فواصل نزدیک به هم در یک سطح شیبدار و یا در محل گودبرداری به صورت قائم و با اجرای از بالا به پایین (Top Down Construction)  می باشد. میلگردها معمولاً داخل گمانه هایی که در دیواره خاکی حفاری می شود، قرار می گیرند که به منظور جلوگیری از خوردگی میلگردها و انتقال مناسبتر نیروها بین خاک و میلگرد توسط دوغاب سیمان پر می شوند. روش نیلینگ یک مقطع مسلح پایدار ایجاد می کند که توانایی نگهداری خاک پشت خود را دارد.

طراحی و اجرای پایدارسازی گود به روش میخ کوبی (نیلینگ) – شرکت ایستاسازه

در روش نیلینگ، میخ‌ها غالباً در کشش عمل می کنند ولی در شرایط خاصی، عملکرد خمشی و برشی آنها نیز در نظر گرفته می شود. اثر مسلح سازی میخ برای بهبود پایداری دیوار با دو عملکرد زیر حاصل می شود:

•  افزایش نیروی قائم و در نتیجه افزایش مقاومت برشی سطح لغزش در خاک های اصطکاکی

•  کاهش نیروی رانشی سطح لغزش در خاک های اصطکاکی و چسبنده

پس از نصب میلگردهای تسلیح، یک دیواره سطحی کم ضخامت که معمولاً شامل شاتکریت همراه با یک لایه تسلیح سبک فولادی شبکه ای می باشد، سطح دیواره شیروانی یا گود را می پوشاند. هدف از اجرای این دیواره:

• جلوگیری از فرسایش سطحی خاک
• ایجاد سطح تمام شده مناسب تر برای ساخت و سازهای احتمالی بعدی
• هدف مهم تر ساخت این دیواره ها افزایش بازدهی عملکرد سیستم خاک تحکیم یافته به ویژه در بخش های نزدیک به دیواره گود

می باشد.

 2) انکراژ یا مهارگذاری (Soil Anchorage)

اصول اجرای روش مهارگذاری یا انکراژ مشابهت های فراوانی با روش نیلینگ (میخکوبی) دارد. تفاوت اصلی در اعمال نیروی پس تنیدگی برای المان تسلیح می باشد. گام های اجرایی مشابه روش میخکوبی و شامل خاکبرداری مقطعی، حفاری گمانه ها، نصب میلگرد تسلیح، تزریق دوغاب سیمان (در بخشی از طول گمانه)، بتن پاشی و نصب صفحه سر نیل و مهره می باشند. پس از گذشت مدت زمان مناسب جهت عمل آوری دوغاب سیمان، با نصب پایه جک، جک کششی و نیروسنج، نیروی پس تنیدگی تا مقدار مورد نظر طراحی به میلگرد تسلیح و دوغاب اطراف آن اعمال می شود.

طراحی و اجرای پایدارسازی گود به روش مهارگذاری (انکراژ) – شرکت ایستاسازه

مرحله اول: خاکبرداری تا تراز نصب اولین ردیف انکرها انجام می گردد.

مرحله دوم: حفاری گمانه جهت اجرای انکر انجام می گردد.

مرحله سوم: جایگذاری مهاری و تزریق

مرحله چهارم: پس از گیرش دوغاب، عملیات کشش و خاکبرداری و اجرای پوشش بتنی انجام می گردد.

در این روش امکان اجرای پوشش دائمی نیز در صورت نیاز وجود دارد. این پوشش ها نیز می تواند از نوع:

• بتن پاششی
• بتن پیش ساخته
• بتن درجا ریز
• و...

باشد.

3) ساخت بالا به پایین یا تاپ دان (Top – Down Construction)

در روش ساخت بالا به پایین یا تاپ دان به جای احداث سازه نگهبان، خود سازه اصلی از بالا به پایین اجرا و همزمان گودبرداری انجام می گردد. این روش با ایجاد تغییراتی در نحوه طراحی و محاسبات سازه و در اختیار داشتن برخی تجهیزات و امکانات خاص، در ساخت ایستگاه های مترو در اروپا به منظور کاهش زمان و هزینه های اجرائی و کاهش اختلال در ترافیک شهری و زندگی مردم به کار گرفته شد و به دلیل مزایای بالای آن در سال های اخیر در پروژه های بزرگ عملا جایگزین روش ساخت سنتی گردیده است.

4) استرات یا مهارگذاری فشاری خاک (Braced Excavations – Struts)

در روش استرات از مهارهای فشاری جهت انتقال فشار خاک استفاده می گردد. اجزای تشکیل دهنده این سیستم به طور کلی شامل:

• دیوار که می تواند از نوع Sheet Pile، دیوار دیافراگمی، شمع های نگهبان فلزی یا بتنی و غیره باشد
• اعضای فشاری به نام Strut یا Brace
• اعضای واسط بین دیوار و اعضای فشاری که Wale نامیده می شوند.

می باشد.

در این روش فشار خاک از طریق دیوار به Wale و از طریق Wale به Strutها منتقل می شود و در نتیجه Strutها و اتصال آنها بر اساس نیروی فشاری، Waleها بر اساس نیروی برشی و خمشی و دیوار نیز بر اساس نیروهای ترکیبی طراحی می گردد.

در روش مهارگذاری فشاری خاک ابتدا شمع های نگهبان پیرامونی به عنوان دیوار موقت اجرا شده و سپس در هر مرحله از گودبرداری Wale ها اجرا و Strut ها به آن متصل می‏ گردند.

اجرای پایدارسازی گود به روش مهارمتقابل (استرات) – توسط مدیران شرکت ایستاسازه

در این روش می توان از مدل سازی های 2 بعدی یا 3 بعدی استفاده نمود و حالات حدی نهایی و بهره برداری را کنترل و بر اساس نیروهای بدست آمده اعضای سازه ای را طراحی نمود. اعضای سازه ای عموماً فولادی بوده و مطابق آئین نامه های سازه های فولادی طراحی می گردند.

5) دیوار برلنی یا دیوار سولجر پایل (Berlin wall – Soldier Pile and Lagging System)

یکی از روش های پایدارسازی گود روش دیوار برلنی می باشد. این روش در واقع ترکیبی از شمع های بتنی یا فولادی و رویه بتنی (شاتکریت) می باشد. جهت گیرداری شمع های فولادی و بتنی حدود ۲۵ درصد از طول آنها به عنوان ریشه شمع در نظر گرفته می شود. جهت جلوگیری از ریزش های موضعی بین شمع ها از رویه های بتنی درجا یا پیش ساخته استفاده می گردد.

پایدارسازی گود به روش ترکیبی دیوار برلنی و مهارگذاری – شرکت ایستاسازه

جهت اجرای رویه های بتنی درجا، پس از خاکبرداری شبکه میلگرد فولادی (مش) بین شمع ها قرار داده شده و سپس به وسیله بتن پاشی (شاتکریت) یک رویه بتنی بین شمع ها ایجاد می گردد.

6) سازه نگهبان خرپایی (Truss Retaining Structure)

در روش اجرای سازه نگهبان خرپایی که یکی از روش های پایدارسازی گودهای نیمه عمیق است، فشار خاک وارد بر دیواره گود از طریق اعضای افقی و مورب به کف گود منتقل می­ گردد.

اعضای قائم می­ تواند به صورت فلزی یا بتنی باشند. اعضای افقی و مورب خرپا معمولاً به صورت فلزی ساخته می­ شوند.

طراحی و اجرای پایدارسازی گود به روش سازه نگهبان خرپایی – شرکت ایستاسازه

سازه نگهبان خرپایی مناسب برای گودهای با عمق کمتر از ۱۴ متر و نسبت عرض به عمق گود بزرگتر از پنج هستند. در گودبرداری­ های عمیق­تر تأمین شیب ایمن و محدود نمودن تغییرشکل­ها در حد مجاز دشوار بوده و توصیه می ­شود در صورت امکان از روش­های جایگزین استفاده گردد.

در طراحی کلیات و چیدمان اعضای سازه نگهبان خرپایی، به منظور پیشگیری از بروز پدیده خرابی پیشرونده توصیه می شود که درجه نامعینی سازه تا حد امکان افزایش داده شود.

7) دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی (Diaphragm walls – Slurry walls)

دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی یکی از روش های پایدارسازی گودهای عمیق می باشد. در این روش جهت حفاظت از ریزش دیواره گود، دیواره ای بتنی اجرا می گردد. گاهی مواقع جهت پایدارسازی گود از ترکیب روش های دیگر پایدارسازی با این روش استفاده می گردد.

جهت اجرای این دیواره از دستگاه های حفاری ویژه ای به نام هیدروفرز یا گراب (grab) استفاده می گردد. برای جلوگیری از ریزش های موضعی دیواره حفاری شده از دوغاب بنتونیت استفاده می گردد. بعد از اتمام حفاری دیوار دیافراگمی، میلگرد گذاری انجام می گردد و در نهایت کل قسمت حفاری شده با استفاده از لوله ترمی بتن ریزی می گردد و یک دیوار بتنی ایجاد می گردد. لوله ترمی، لوله­ ای است که به وسیله آن بتن در تراز پایین گود ریخته می شود با این کار در زمان بتن­ ریزی، بالا بودن وزن مخصوص بتن نسبت به بنتونیت، موجب بالا آمدن بنتونیت گردیده و بنتونیت بالا آمده برای استفاده مجدد قابل جمع آوری می باشد.

8) سپرکوبی  (Sheet Pile)

سپرکوبی روشی بهینه و مقرون به صرفه نسبت به دیوار حائل بتنی و دیوار بتنی سکانت می باشد. در روش سپرکوبی نیاز به گیرش بتن نیست و می توان گودبرداری را بعد از اتمام کوبش سپرها شروع کرد. بنابراین زمان اجرای پروژه نسبت به روش های مشابه کمتر می باشد.

9) خاک مسلح یا ژئوسنتتیک (Geosynthetict)

کلمه ژئوسنتتیک از دو قسمت "ژئو" (Geo) و "سنتتیک" (Synthetic) تشکیل گردیده است. از کلمه "ژئو" در جایی استفاده می شود که مربوط به زمین باشد و از "سنتتیک" در جایی استفاده می شود که ماده، مصنوعی و ساخته دست بشر باشد. ژئوسنتتیک یا خاک مسلح به محصولاتی که مشکلات ژئوتکنیکی و خاکی را برطرف می کنند، اطلاق می گردد. چند محصول که به نام خاک مسلح نام برده می شود، عبارتند از:

• ژئوتکستایل (geotextile)
• ژئوگرید (geogrid)
• ژئوممبران (geomembrane)
• ژئونت (geonet)
• جی سی ال یا ژئوسنتتیک کلی لاینر (geosynthetic clay liner)
• ژئوفوم (geofoam)
• ژئوسل (geocell)
• ژئوکامپوزیت (geocomposite)

10) پایش دیواره های گود (Monitoring)

با توجه به پیشرفت روز افزون در صنعت ساختمان، حساسیت ساخت و نگهداری سازه های جدید نیاز به دقت و بررسی بیشتری دارد. زیرا همان طور که سازه های جدید در زندگی انسان ها مفید و راهگشا هستند، عدم دقت در طراحی، بهره برداری و نگهداری آنها ممکن است حوادث جبران ناپذیری ایجاد کند. بنابراین جهت حفظ دقت، نیاز به استفاده از روش ها و ابزار اندازه گیری خاصی می باشد. علم ژئوماتیک یکی از علومی است که جهت اندازه گیری های دقیق به کار می رود. در این علم از روش های مختلفی جهت اندازه گیری های دقیق استفاده می گردد که ميکروژئودزي یکی از مهمترین روش های موجود است. ميکروژئودزي (ژئودزي در مقياس کوچک) یعنی تعيين موقعيت سازه و يا منطقه اي کوچک به طوري که اثر کرويت زمين در آن مطرح نمي شود.

پایش دیواره های گود

11) نقشه برداری (Surveying)

مهندسی نقشه برداری یکی از رشته های فنی – مهندسی دانشگاهی است که به روش های مختلف جمع آوری اطلاعات زمینی به منظور تهیه نقشه برای کاربران مختلف از روش های متفاوت می پردازد. نقشه یکی از اولین و ضروری ترین مشخصه هر فعالیت عمرانی نظیر پایدارسازی گود، بهسازی بستر، احداث راه، خطوط انتقال نیرو و آب، احداث تونل و مترو و ... می باشد.

نقشه برداری دو مرحله دارد:

1. اندازه گیری
2. ارائه نتایج

نقشه برداری - شرکت ایستاسازه

شرکت ايستا سازه

 با تکيه بر دانش فني و سوابق مديران خود در مهندسي و ساخت پروژه هاي عمراني و با هدف توسعه و گسترش فناوري نوين و تکنيکهاي روز دنيا در زمينه مديريت، طراحي، ساخت و اجراي پروژه هاي عمراني شکل گرفته است.

اين شرکت با برخورداري از نيروهاي جوان ، مجرب، خلاق و نوآور، با تکيه بر تخصص و صداقت در کار و بهره گيري از آخرين دستاوردهاي علمي و تکنولوژيکي درصدد ارائه خدمات مهندسي در گستره وسيعي از زمينه هاي مهندسي عمران مي باشد.

دانش علمی و فنی در کنار تجربه ی اجرایی، مدیریتی و قراردادی، تیم فنی مهندسی “ایستاسازه” را به گروهی قابل اعتماد، جهت واگذاری کلیه مراحل برنامه ریزی، طراحی، اجرا و نیز مدیریت و نظارت راهبردی پروژه های عمرانی – ژئوتکنیکی تبدیل و انجام موفقیت‌آمیز بسیاری از پروژه‌های متنوع طرح و اجرای پایدارسازی و بهسازی خاک را تضمین نموده است.