فلسفه اصلی روش نیلینگ و انکراژ برمبنای پايدارسازی گوه لغزش به وسيله نیل ها استوار است. از آنجا که سطح شکست و فروپاشی درخاک‌های با دانه بندی مختلط به صورت گوه می‌باشد، این سطوح بوسيله میخ ها (نیل ها) به حجم پشتی خاک دوخته می شود و بر اين اساس پایداری مورد نظر شکل خواهد گرفت. در این مقاله به شما اثبات می شود که نیلینگ و انکراژ – جذاب و پردردسر هستند.

نیلینگ و انکراژ - جذاب و پردردسر

روش نیلینگ یا میخکوبی

اين روش مسلح سازي به صورت غیرفعال^[1] عمل كرده و اثر خود را از طريق اندركنش خاك- ميلگرد حاصل از ايجاد تغيير شكل در خاك، اعمال می‌كند میخها (نیل ها) غالباً در كشش عمل مي‌كنند ولی در شرايط خاصي، عملكرد خمشي و برشي آن‌ها نيز در نظر گرفته مي‌شود.

اثر مسلح سازي براي بهبود پايداري با دو عملكرد زير حاصل مي‌شود:

افزايش نيروي قائم و در نتيجه مقاومت برشي در سطح لغزش، در خاكهاي اصطكاكي.
کاهش نيروي رانشي در سطح لغزش در خاكهاي اصطكاكي و چسبنده.

ديوارهای ميخکوبی شده میتوانند به دو صورت موقت يا دائمی اجرا شوند. ميخ‌کوبی‌های موقت بسته به نوع خاک و طرح و اجرا دارای طول عمر سرويس کمتر از 18 ماه هستند. سازه‌های ميخکوبی شده‌ دائم طول عمر بيشتر از اين مقدار دارند. چنانچه يک گودبرداری توسط ديوارهای ميخکوبی شده‌ موقت مسلح شود، اما به دليل تأخيرات کارگاهی طول مدت ساخت بيشتر از 18 ماه طول بکشد، عوامل اجرایی موظف هستند از يک سيستم نگهداری دائمی براي تثبيت گودبرداری استفاده کنند.

[1]. Passive

خصوصیات روش نیلینگ یا میخکوبی

استفاده از روش نیلینگ به عنوان یک سیستم حفاظت جداره ترانشه و گود در مناطق شهری و فضاهای محدود بسیار کارا بوده و بدلیل امکان همزمانی اجرا در چند جبهه کاری از سرعت خوبی برخوردار می‌باشد و با توجه به درجه پایداری امکان اجرای گود قائم وجود داشته و همچنین در انواع شرایط خاک، اجرای آن امکانپذیر می‌باشد که مهمترین ویژگی این روش محسوب می‌شود و برای سازه‌های زیر زمینی بخصوص در فضاهای محدود شهری مناسب می‌باشد.

اجزای اصلی سیستم نیلینگ

میلگرد مسلح کننده

میلگرد مسلح کننده اصلی ترین بخش نیلینگ خاک می‌باشد. این اجزاء در گمانه‌های از پیش حفاری شده قرارداد شده و توسط دوغاب تزریق می‌شوند. تنش کششی بطور غیرفعال و به تبع مراحل بعدی حفاری و جابجائی‌های ایجاد شده در توده خاک، در میلگرد ایجاد می‌گردد.

دوغاب

دوغاب پس از قرار دادن میلگرد در گمانه، تزریق می‌شود. دوغاب نقش اصلی در انتقال تنش از زمین به میلگرد را بر عهده دارد. همچنین سطحی از محافظت در برابر خوردگی توسط دوغاب ایجاد می‌گردد.

فاصله دهنده^[1]

فاصله دهنده ها، که عموماً از مواد سینتتیک ساخته می‌شوند، به منظور حفظ فاصله میلگرد از جدار گمانه و ایجاد حدقل ضخامت دوغاب در سرتاسر میلگرد نصب می‌شوند.

تمهیدات محافظت در برابر خوردگی

علاوه بر دوغاب سیمان که محافظت فیزیکی و شیمیایی میلگرد را فراهم می آورد، در صورت لزوم می بایست از روش‌های دیگری (نظیر غلاف پلاستیکی یا پوشش اپوکسی) برای افزایش محافظت در برابر خوردگی استفاده کرد.

هد نیل

هد نیل انتهای رزوه شده میلگرد می‌باشد که بیرون از سطح دیوار قرار می گیرد، و با استفاده از اتصال جوشی یا رزوه ای به صفحه هد نیل نصب شده و میخ را به سطح شیب یا جدار گود متصل می نمایند. هد نیل بسته به نوع اتصال، شامل مهره، واشر و صفحه فولادی، صفحات لچکی و جوش می‌باشد.

پوشش سطحی

به منظور حفاظت خاک بین میخ ها در برابر فرسایش و ناپایداری موضعی، تامین ارتباط و یکپارچگی بین میخ ها و تامین سطح باربر مناسب برای صفحه سرمیخ، یک پوشش سطحی موقت یا دائم با استفاده از نصب شبکه فولادی و بتن پاشی یا آرماتوربندی و اجرای بتن درجا، ایجاد می‌شود.

شاتکریت – بتن پاششی: شاتکریت نوعی بتن متشکل از سیمان، ماسه و شن است که به کمک هوای فشرده درمحل پاشیده شده و به علت بالا بودن سرعت، به صورت دینامیکی فشرده می‌شود. بتن پاشیده شامل دو نوع خشک^[2] و مرطوب^[3] است.

شاتکریت مخلوط خشک – DMS: دراین روش، آب مورد نیاز شاتکریت در مرحله آخر و در حین خروج مواد از سرنازل به آن اضافه می‌شود. از این روش برای کارهای تعمیراتی و روکش به ضخامت کمتر از 10 سانتیمتر استفاده می‌شود. از آن جایی که در این روش از مصالح سنگی درشت دانه استفاده نمی‌شود، لذا بتن به دست آمده دارای مقاومت مکانیکی بالایی نمی‌باشد.

معایب شاتکریت مخلوط خشک به شرح زیر است:

به علت نرسیدن آب به همه دانه‌ها، ممکن است بعضی قسمتها هیدراته نشده باقی بمانند.
گرد و غبار ناشی از پراکنده شدن دانه سیمان در محل کارگاه زیاد است.
به دلیل نچسبیدن ملات (بدلیل هیدراته نشدن) بخش عمده ای از آن به هدر می رود.

شاتکریت مخلوط تر – WMS: در این روش، بتن آماده به داخل پمپ شاتکریت ریخته شده و پس از انتقال توسط لوله، به سطح کار پاشیده می‌شود. از مخلوط تر، در مکان هائی که مقاومت فشاری بالایی مد نظر است، استفاده می‌شود. در این روش امکان اجرای دیوار بتنی با ضخامت 50 سانتیمتر و سقف به ضخامت 20 سانتیمتر در یک مرحله امکان پذیر است.

مزایای شاتکریت مخلوط تر به شرح زیر است:

به طور معمول، نیاز به قالب بندی ندارد و بدین ترتیب هزینه‌های قالب بندی و تجهیزات نیروی انسانی و زمان انجام عملیات بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.
عدم استفاده از قالب سبب می‌شود که کارگر بتواند فضای کار را دیده و بتن را به شکل مناسبی بین میلگردها جای دهد.
امکان اجرای سازه‌های بتنی با اشکال منحنی، مدور و غیر منظم (مثل استخر و آبگیر)
امکان تثبیت کوه‌ها و صخره‌ها با پوشاندن آن‌ها با یک شبکه مش و پاشیدن بتن روی آن‌ها
روکش کردن پایه پل ها و لاینینگ تونل‌ها
افزایش ضخامت لوله‌های بتنی در محیط های خورنده و خطرناک در مقابل آتش
مقاومت مکانیکی بهتر نسبت به شاتکریت مخلوط خشک
چسبندگی بهتر بین بتن و میلگرد
کاهش نفوذ پزیری و آب بندی مناسب
سیستم زهکشی^[4]

در صورت وجود یا احتمال حضور آب، برای جلوگیری از ایجاد فشار آب در پشت پوشش سطحی، و به منظور جمع آوری و انتقال آب‌های نفوذی، اجرای سیستم زهکشی ضروری می‌باشد. آبهای جمع آوری شده به خارج از محدوده شیب یا گود هدایت می‌شوند.

[1]. Centralizer

[2]. Dry Mix Shotcrete

[3]. Wet Mix Shotcrete

[4]. Drainage

روش اجرای سیستم نیلینگ

حفاری گمانه های واقع در محدوده خاکبرداری شده در دیواره گود
نیل گذاری و تزریق گمانه های حفاری شده
اجرای سیستم زهکشی (در صورت لزوم) بر روی دیواره گود
اجرای پوشش سطحی بر روی دیواره گود
کشش نیلها (در صورت طرح انکر) و نصب هدنیل
اجرای پوشش دائم بر روی پوشش اولیه (در دیوارهای دائم)
تکرار مراحل 1 تا 7

در صورت لزوم و بسته به مشخصات طرح و شرایط اجرایی، ترتیب مراحل فوق قابل تغییر می‌باشد.

خاکبرداری

گودبرداري به صورت مرحلهای انجام شده و در هر مرحله تا عمقي صورت مي‌پذيرد که ديواره‌ي گودبرداري شده بتواند در مدت کوتاهي بين 24 تا 48 ساعت پايداري خود را حفظ کند (یا به عبارت دیگر تا عمقی که نیاز به احداث سازه نگهبان نباشد – حدود 1 الی 2 متر). خاكبرداري مي‌بايست به صورت مرحله به مرحله انجام شده و پس از انجام هر مرحله از خاكبرداري مي‌بايست عمليات اجراي میخکوبی در آن مرحله صورت گيرد و پس از اتمام عمليات پایدارسازی، خاكبرداري مرحله بعد انجام مي‌پذيرد. عرض گودبرداري انجام شده حداقل بايد به اندازه‌اي باشد که بتوان ابزارهاي لازم را در محل مستقر کرد. در هر مرحله خاكبرداري، عمق ديواره ايجاد شده بايستي پايداري لازم در حين اجراي میخکوبی را داشته باشد.

در اعماق سطحی قبل از انجام حفاری باید از عدم برخورد به شریان های حیاتی و تاسیسات زیرزمینی شهری موجود اطلاع حاصل کرد. در صورت اطلاع از وجود چنین موانعی قبل از حفاری و یا برخورد به این موانع در حین حفاری، باید مراتب به همراه راهکار پیشنهادی پیمانکار، در کمترین زمان، به اطلاع دستگاه نظارت رسانده شده و تا قبل از تعیین تکلیف توسط دستگاه نظارت در این خصوص، عملیات حفاری در آن محل متوقف گردد.

حفاری

پس از اتمام فاز عملیات خاکبرداری، مرحله حفاری محل نیل ها می‌باشد. انتخاب ماشین آلات می بایست براساس طول گمانه ها، جنس خاک و شرایط آب های زیرزمینی انتخاب گردد.

بدیهی است توان تولید هوای کمپرسور برای گمانه های بالای 15متر می بایست بیشتر از گمانه های کوتاه باشد. همچنین در خاک های درشت دانه که احتمال ریزش های موضعی گمانه و فرار هوا وجود دارد، این مسئله اهمیت دارد. قدرت و سرعت دوران دستگاه حفاری نیز می بایست متناسب با جنس خاک انتخاب شود تا بالاترین راندمان حاصل گردد. توان حرکت دستگاه حفاری در خاک های اشباع یا خاک های دستی می‌بایست بیشتر از خاک‌های طبیعی و خشک در نظر گرفته شود. سایز چکش و سرمته نیز می بایست متناسب با قطر گمانه مندرج در نقشه های اجرایی انتخاب شود. به جرات می توان گفت تخصص و تعهد تیم حفاری مهمترین عامل در بهبود کیفیت حفاری است که علاوه بر تامین سرعت مطلوب حفاری باعث تسهیل جازدن میلگرد یا استرند می‌شود.

روادارهای مجاز

با توجه به ماهیت اجرای عملیات خاکبرداری، از آنجا که عملیات مذکور با استفاده از ابزارهای مکانیکی انجام خواهد گرفت، رواداری های زیر برای سطح تمام شده خاکبرداری (پس از رگلاژ) می بایست مدنظر باشد:

پیش، پس و روی دیواره های قائم بدون برم:10+/25- سانتیمتر نسبت به خط پروژه
زاویه انحراف دیوار گود از امتداد قائم: 1 درجه
زاویه انحراف دیوار گود در هر مرحله نسبت به امتداد قائم: 3 درجه
پس، روی دیواره در اثر شیب منفی دیوار: 20 سانتیمتر
تراز کف پنل برداشته شده: 25 سانتیمتر

نصب ميلگرد تسليح و تزريق دوغاب سيمان

پس از حفاري گمانه تا عمق موردنظر، عمليات نصب ميلگرد تسليح صورت مي‌پذيرد. عناصر تسليح معمولاً شامل آرماتورهای فولادي (اغلب توپر^[1]) مي‌باشند. میلگردهای طراحی شده پس از حفاري درون گمانه قرار مي‌گيرند. جهت آنکه راستاي ميلگردها دقيقاً در امتداد محور استوانه‌ي چال‌هاي حفر شده باشد از ابزاري به نام مرکزکننده^[2] استفاده مي‌شود. ميلگردها در داخل مرکزکننده‌ها فرو رفته و سپس در داخل چال، جاگذاري مي‌شوند.

فاصله طولی فاصله نگهدارها در طول نیل تابع میزان صلبیت میلگرد می‌باشد و باید به گونه ای انتخاب گردد که حداقل ضخامت دوغاب در سراسر طول میلگرد تامین گردد، به عبارتی میلگرد در حدفاصل بین دو فاصله نگهدار متوالی شکم ندهد. به طور کلی فاصله نگهدارها از هر سر میلگرد نباید بیشتر از 0/5 متر و از یکدیگر نباید بیش از 3 متر فاصله داشته باشند. بهتر است پراکندگی توزیع فاصله نگهدارها در سرتاسر طول نیل تا حد امکان یکنواخت باشد.

چنانچه شرايط خوردگي شديد باشد از پوشش اپوکسی مخصوصي جهت محاظت از ميخ‌ها استفاده مي‌شود. ميلگردهاي فولادی مسلح کننده مهمترين عنصر ديوارهاي ميخکوبي شده است. اين المآن‌ها در سوراخ‌هايي که از پيش حفاري شده قرار گرفته و سپس يک شیلنگ دوغاب ريزي به انتهاي چال رفته و فضاي خالي باقي مانده را از انتها تا ابتداي چال دوغاب ريزي مي‌کند.

شيب چال‌هاي حفر به مقدار ملايمي در پايين سطح افق قرار دارد. لذا دوغاب با نيروي وزن وارد شده بر آن به خوبي در حفره‌ها جای مي‌گيرد. به چنين روشي، روش دوغاب ريزي ثقلي گفته مي‌شود که جزء روش‌هاي متداول در ميخکوبي به حساب مي‌رود.

درصورتیکه تزریق تحت فشار انجام گیرد، قبل از تزریق، سرگمانه با استفاده از گچ مسدود می‌گردد. لذا برای خروج هوای محبوس در داخل گمانه در حین پر شدن آن با دوغاب و نیز اطمینان از پر شدن کامل گمانه بوسیله مشاهده خروج دوغاب از سرگمانه، یک شیلنگ به طول حدود 1 متر به سر نیل نصب میگردد. این شیلنگ به شیلنگ هوا یا شیلنگ برگشت موسوم می‌باشد، شیلنگ هوا به گونه ای به نیل متصل می‌گردد که حداکثر نیم متر آن در داخل گمانه قرار گیرد.

قطر شیلنگ تزریق به طور معمول حدود 20 میلی متر می‌باشد. جنس و ضخامت آن باید به گونه ای باشد که تحمل فشارهای تزریق (طبق مشخصات فنی، نقشه ها یا دستورالعمل دستگاه نظارت) را داشته باشد. قبل از اتصال شیلنگها به میلگرد، باید از سلامت و عدم انسداد آن‌ها توسط خاک یا سایر اجرام اطمینان حاصل نمود. سطح بیرونی و داخلی شیلنگها در زمان اتصال به نیل و همچنین نیل گذاری باید کاملا تمیز و عاری از هرگونه آلودگی و آغشتگی به خاک، گل، روغن و غیره باشد.

شیلنگها با استفاده از سیم آرماتوربندی (در فواصل حدود 2 متر) به میلگرد متصل می‌شود. اتصال شیلنگها به میلگرد نباید باعث آسیب دیدگی (انسداد، پرچ شدن، سوراخ شدگی، لهیدگی) آن‌ها گردد.

بهتر است به منظور جلوگیری از انسداد احتمالی انتهای شیلنگ تزریق به علت ورود خاکهای داخل گمانه به درون آن در هنگام نیل گذاری، در انتهای حدود 5/1 متری شیلنگ تزریق چند سوراخ بر روی بدنه آن ایجاد گردد.

به منظور حفظ کیفیت شیلنگها، محل نگهداری و انبار آن‌ها باید به گونه ای باشد که به صورت طولانی مدت در معرض تابش آفتاب و تغییرات شدید دمایی قرا نگیرد. استفاده از شیلنگهای مستعمل (که خواص و وضعیت ظاهری آن تغییر کرده است) پوسیده، معیوب یا بی کیفیت، مجاز نمی‌باشد.

روادارهای مجاز

در مواردی که رواداری ها بوسیله دستگاه نظارت مقرر نشده باشند، عملیات تهیه و جاگذاری نیل باید در محدوده رواداریهای زیر انجام گیرد:

طول نیل: 10- سانتی متر
پوشش دوغاب تزریق: 2± میلیمتر
بیرون زدگی میلگرد از داخل گمانه: حداکثر 25 سانتمتر

مجموعه دستگاه تزريق از سه بخش ميكسر اوليه، ثانويه و پمپ تزريق تشكيل مي‌گردد. پس از اختلاط آب و سيمان به نسبت مشخص در ميكسرها، دوغاب سيمان از طريق شيلنگ‌هاي رفت و برگشت به درون گمانه حفر شده تزريق مي‌گردد. بسته به شرايط اين تزريق می تواند در فشارهای مختلفی صورت پذيرد.

[1] . مطابق آيين‌نامه‌ اجرايي وزارت راه آمريکا مربوط به ميخکوبی، امکان استفاده ازميلگردهای توخالی نيز وجود دارد.

[2]. Spacer / Centralizer

عملیات بتن پاشی دیواره، نصب صفحه و مهره

پس از اتمام عمليات تزريق، نوارهاي ژئوکامپوزيتي قبل از آنکه پوشش نهایی اجرا شود، در سطح گودبرداري کار گذاشته مي‌شود تا زه آب داخل خاک را هدايت کرده و از نفوذ آن به داخل پوشش نهایی ممانعت شود. در نهایت پس از کارگذاری صفحات مش فولادی (درصورت نیاز)، جهت جلوگيري از فرسايش و همچنين حفظ يكپارچگي بيشتر در عملكرد ميخها، دیواره گود بتن‌پاشي مي‌شود. پوشش نوعي اتصال سازه‌اي در سيستم ايجاد مي‌کند. در میخکوبی ها دو نوع پوشش وجود دارد:

پوشش موقت
پوشش دائمی

پوشش موقت نقش سطحي را ايفا مي‌کند که اجزاي سازه‌اي ميخکوبي یا نیلینگ را به يکديگر متصل مي‌نمايد.

همچنين پس از بتن‌پاشي موقت جهت اتصال كامل سر ميخها به ديواره و همينطور جلوگيري از بروز برش پانچ در ديواره و در صورت نياز تنش‌دهي به ميخها، يك صفحه فلزي به عنوان سر نيل بر روي ديواره قرار گرفته و توسط يك مهره به آرماتور درون گمانه متصل مي‌شود پوشش دايمي بعد از آنکه ميخ‌ها نصب و پوشش موقت شکل گرفت، اجرا مي‌شود. ضخامت اين پوشش كم بوده و غالباً به 10 تا 15 سانتيمتر محدود مي‌شود.

مزایای روش نیلینگ یا میخ کوبی

مزایای روش نیلینگ در سه زمینه مطرح می‌شود:

ساخت
کارایی
هزینه

ساخت:

اجرای سیستم نیلینگ با تجهیزات به نسبت ساده و کوچکتری در مقایسه با روش های دیگر مانند روش انکر و استرات انجام می‌شود؛ در نتیجه محیط اطراف کمتر تحت تاثیر عملیات پایدارسازی قرار می‌گیرد
سازه‌ی نگهبان در داخل گود فضایی را اشغال نمی‌کند
روش نیلینگ معمولا روشی نسبتاً سریع‌ است
در روش نیلینگ انعطاف‌پذیری بیشتری در برابر تغییر آرایش سیستم پایدارکننده (تغییر محل و زاویه گمانه) حین اجرا نسبت به دیگر روش‌ها وجود دارد
عدم نیاز به فضای آزاد بالاسری زیاد
در محیط‌های کاری با فضاهای دسترسی محدود، حمل و نقل تجهیزات روش نیلینگ با توجه به ابعاد کوچکتر به صرفه‌تر است
وجود دانش و تجربه‌ی کافی در خصوص روش نیلینگ و دسترسی آسان به تجهیزات و پیمانکاران ماهر

کارایی

بهبود خواص مکانیکی خاک ناپایدار بر اثر مسلح‌سازی و تزریق دوغاب
انعطاف‌پذیری روش نیلینگ در برابر تغییر‌ شکل‌های کلی و یا تفاضلی بزرگ
عملکرد خوب دیواره‌های پایدارشده به روش نیلینگ در برابر بارهای لرزه‌ای

هزینه

استفاده از روش نیلینگ در پروژه‌های بزرگ در مقایسه با روش‌های ساده‌تر دارای صرفه‌ اقتصادی است.

معایب روش نیلینگ

هزینه تجهیز و برچیدن کارگاه در گودبرداریهای با حجم، کمزیاد می‌باشد.
نیاز به تجهیزات ویژه حفاری.
نیاز به نیروی کار متخصص.
ایجاد آلودگی صوتی (سر و صدای زیاد برای همسایه).
نیاز به رضایت همسایه مجاور.
در صورت وجود محدودیت تغییر شکل مجاز به دلایل مختلف، از جمله وجود سازه با حساسیت بالا در مجاورت گود استفاده از روش نیلینگ معمولاً عملی نخواهد بود.
ایجاد محدودیت در تامین طول و زاویه‌ی مورد نیاز طرح در صورت وجود موانع زیرزمینی مانند تاسیسات آب، برق و گاز. این محدودیت معمولاً در ترازهای نزدیک به سطح زمین مشاهده می‌شود.
در صورت برقراری حجم بالای جریان آب به داخل گود معمولاً استفاده از روش نیلینگ مناسب نیست
برای امکان اجرای سیستم نیلینگ سطح دیواره‌ی خاکبرداری شده باید قابلیت خودپایداری تا زمان اجرای رویه‌ی شاتکریت را داشته باشد
در این روش، مهارها برداشته نمی‌شوند و این امر می‌تواند بهره‌برداری آتی از زمین‌های مجاور را دچار مشکل کند
وجود محدودیت‌های حقوقی به دلیل لزوم استفاده از زمین ملک‌های مجاور و نیاز به اخذ رضایت‌نامه‌ی کتبی از مالک یا مالکین

نیلینگ برای خاک‌های زیر مناسب نیست:

خاک خشک، بد دانه بندی شده و بدون چسبندگی
خاک با سطح آب زیر زمینی بالا
خاک حاوی سنگ های با اندازه های بالای 3 اینچ و بالاتر (Cobles and Boulder)
خاک ریزدانۀ نرم و بسیار نرم
خاک‌های آلی
خاک با خورندگی زیاد
سنگ های هوا زده و کارستی
لای سنگ (Loess)

روش انکراژ

زمین مهار یا انکراژ ها، تاندون‌های پیش‌تنیده‌ی دائمی تزریق شده با سیمان هستند که در خاک و سنگ برای مهار و کنترل المان‌های سازه‌ای مانند دیوار (نگهداری گود) یا دال‌ها استفاده می‌شوند. مهاری‌ها در سوراخ‌های حفاری‌شده نصب می‌شوند و تا بار طراحی پیش تنیده می‌گردند تا بدین وسیله نیروی مقاومت مورد نیاز را بسیج و از زمین به المان‌های سازه‌ای منتقل کنند. مهارهای موقتی برای بازه‌ی کمتر از دو سال استفاده می‌شوند. زمین مهارهای دائمی از خوردگی محافظت می‌شوند تا از عملکرد بلند مدت آن‌ها در طول عمر طراحی اطمینان حاصل شود.

در این روش، مشابه روش نیلینگ، پس از حفر گمانه و جایگذاری مهاری، بخشی از انتهای گمانه تزریق گردیده و مهارها با جک کشیده می‌شوند تفاوت اصلی سیستم انکر و نیلینگ خاک در این است که نیروی پیش تنیدگی خاصی در سیستم نیلینگ اعمال نمی‌شود و حرکت توده خاک است که موجب ایجاد نیرو در می خها می شود ولی در سیستم مهاری به دلیل پیش تنیدگی مهارها، قبل از حرکت توده خاک نیروی بزرگی وجود دارد که سبب کاهش قابل توجه تغییر شکل ها می‌شود.

اجزاي اصلي در پايدارسازي با استفاده از مهار (انكر)

استرند: كابل تنيده شده از چند رشته مفتول فولادي ميباشد .اين مفتول هاي فولادي داراي مقاومت بالا (حدود 1860 مگاپاسکال) ميباشند .ميتوان به جاي استرند از فولاد نيز استفاده نمود كه در اين حالت نيرو يپيش تنيدگي قابل اعمال با توجه به مقاوت پايين تر فولاد (حدود 400 مگاپاسكال) نسبت به انكر كمتر ميباشد. استفاده از استرند يا فولاد با توجه به شرايط پروژه تعيين ميشود.
فاصله نگهدار: براي دسته كردن چند رشته استرند در يك مهار و ثابت نگهداشتن آن‌ها نسبت به يكديگر و رعايت حداقل فاصله مجاز بين رشته هاي استرند از فاصله رنگهدارها استفاده ميشود.
شلنگهاي تزريق: براي اطمينان از پر شدن گمانه با دوغاب در حين تزريق گمانه از يك يا چند شلنگ با طولي حداقل برابر با طول مهار استفاده می شود.
پكر: براي تزريق تحت فشار از پكر استفاده ميشود .دوخت هاي پكر بايد به گونه اي باشد كه تحمل فشارهاي تزريق را داشته باشد. آب بندي ابتدا و انتهاي پكر بايد به صورت مناسبي انجام گيرد تا در هنگام پركردن پكر توسط دوغاب و يا تزريق تحت فشارِ طول گيردار مهار، نشت اتفاق نيافتد.
غلاف استرند: به منظور جلوگيري از چسبيدن و درگير شدن استرندها به دوغاب و اطمينان از عدم انتقال نيروي مهار به خاك در طول آزاد، استرند در طول آزاد مهار در داخل غلاف نگهداشته ميشوند.
سر انكر: سر انكر يك استوانه داراي چند سوراخ مخروطي شكل در قاعده آن ميباشد كه به منظور انتقال نيروي كششی مهار از استرند بر روی مهار در سر گمانه نصب می‌شود.
گوه: قطعات فولادي مخروطي شكل تو خالي كه در اطراف هر رشته استرند در داخل سوراخ سر انكر و به منظور قفل كردن استرند استفاده می‌شود.

لازم به ذكر است كه در صورت استفاده از ميگلرد به جای استرند در انكر نياز به بعضي از اجزای فوق نمی باشد.

براي جلوگيري از رانش خاك ميتوان از شمعهاي فولادي نيز استفاده نمود .براي اجراي اين شمع ها ابتدا عمليات حفاري چاه در فواصل ارائه شده توسط مهندس طراح انجام می گيرد .عمق اين چاه ها برابر با عمق گود به اضافه مقداري براي اجراي شمع بتني ميباشد .شمع های بتنی برای تامين گيرداری پروفيل ها بوده و طول آن به ميزان 25 تا 35 درصد عمق گود، پايين تر از رقوم كف گود در نظر گرفته می شود. پس از بتن ريزی در محل مورد نظر در انتهای چاه حفر شده، شمع های فولادی در چاه قرار داده شده و به اين صورت شمع فولادی با انتهای گيردار بوجود می آید. سپس می توان گودبرداری را به صورت مرحله به مرحله آغاز نمود.

نصب: براي نصب سيستم شمع و انكر، در ابتدا و قبل از شروع عمليات خاكبرداری چاه های مورد نياز براي قرار دادن شمع های فولادی و يا بتنی تا تراز مورد نظر حفر شده و سپس شمع ها بصورت پيش ساخته و يا اجراي در جا در محل خود نصب می شوند. سپس كار خاكبرداری مرحله ای و نصب مهارها تا رسيدن به تراز مورد نياز انجام می گيرد.

خصوصیات روش مهاربندی انکراژ

روش مهارسازی مشابهت زیادی به روش میخکوبی دارد. در این روش بعلت استفاده از خاصیت پستنیدگی کابلها و مونوبارها، نسبت به روش میخکوبی از قابلیت و توانایی بیشتری در مهار نیروی رانش برخوردار است. البته هزینه های اجرایی آن نیز بیشتر است. از روش مهارسازی برای تامین پایداری گودهای با عمق بیشتر نسبت به حالت میخکوبی استفاده می گردد.

مزایا روش مهار سازی انکراژ

کنترل تغییر مکآن‌ها به وسیله پس تنیدگی.
ایمنی بیشتر.
کنترل کیفی بهتر به دلیل کشش انکرها.

معایب روش مهار سازی انکراژ

نیاز به تجهیزات و ابزار پیشرفته.
عدم کارایی در خاکهای مساله دار (حفرات زیر زمینی، چاه، انبار و…).
به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادی نیاز دارد البته این امر ممکن است در پروژه های بزرگ مطرح نباشد بلکه بر عکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
هزینه اجرای عملیات به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روشهای ساده تر بیشتر است، ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و برعکس هزینه کلی کار کاهش یابد.

تفاوت انکراژ و نیلینگ

تفاوت نیلینگ و انکراژ در طراحی

اولین تفاوتی که در نیلینگ و انکراژ وجود دارد، محدودیت های آئین نامه ای این دو روش پایدارسازی گود است. برای طراحی نیلینگ به صورت موقت آئین نامۀ FHWA0-IF-03-017 در طراحی ها حاکم است. این آئین نامه را که ادارۀ مرکزی بزرگراه های آمریکا یا همان Federal High Way Administration با نام soil nail wall منتشر نموده، ضوابط خاص خود را دارد. البته ادارۀ مرکزی بزرگراه های آمریکا در سال 2015 آئین نامه دیگری با کد FHWA0-NHI-14-007 با تمرکز بر روی پایدارسازی به صورت دائم منتشر نموده است. همین طور ادارۀ مرکزی بزرگراه های آمریکا آئین نامۀ دیگری برای رادخودحفار در سال 2006 منتشر نموده است. اما برای انکراژ آئین نامه ای که ادارۀ مرکزی بزرگراه های آمریکا آن را منتشر نموده با نام Ground Anchors and Anchored Systems و با کد FHWA-IF-99-015 می‌باشد.

اما به لحاظ طراحی، مفهوم حاکم در طراحی نیلینگ روش تعادل حدی است به طوریکه آئین نامۀ FHWA0-IF-03-017 دو نرم افزار تعادل حدی را معرفی نموده و استفاده از آن را توصیه نموده است. اما مفهوم حاکم در طراحی انکراژ استفاده از راه حل های مفصل و ذوزنقه است که توضیح کامل آن در آئین نامۀ FHWA-IF-99-015 ارائه شده است.

تفاوت نیلینگ و انکراژ در اجرا

تفاوت اصلی نیلینگ و انکراژ در اجرا، مقولۀ پس تنیده کردن انکر پس از تزریق و استفاده از غلاف در جزئیات آن است.

یکی دیگر از تفاوت های اجرایی نیلینگ و انکراژ این است که در انکراژ می توان از فولادهایی با مقاومت 6 تا 8 برابر فولاد معممولی که به استرند معروف است، استفاده نمود. خود این مسئله موجب می‌شود در گودهای با عمق بالای 20 متر، تمایل به این شیوه یعنی انکراژ نسبت به نیلینگ افزایش پیدا کند. نکتۀ دیگر این است که زمانی که از این فولاد های با مقاومت بالا یا همان استرند استفاده می‌شود، یک آیتم برای اجرا به نام پد بتنی به عنوان زیرسری انکر به مجموعه فعالیت های اجرایی اضافه می‌گردد. این پد بتنی به شکل یک فونداسیون افقی به منظور پانچ نکردن خاک پشت صفحه سر انکر، قرار می‌گردد.

تفاوت نیلینگ و انکراژ در مکانیسم عملکرد

اولین تفاوت نیلینگ و انکراژ در این زمینه، فعال (Active) بودن انکر، در مقابل مقاوم (Passive) بودن نیلینگ است. یعنی که بس از اجرای انکر، اقدام به کشیدن آن شده و نیرو در تسلیح ایجاد شده و به گوه ای از خاک که تمایل به حرکت دارد در بدو امر، نیرو وارد می‌شود اما با توجه به اینکه پس از اجرای نیلینگ هیچ نیرویی در تسلیح ایجاد نمی‌شود، تا گوه ای از خاک که تمایل به حرکت دارد، جابجا نشود، به آن نیرو وارد نمی‌شود.

تفاوت دیگر این است که در انکراژ، فرض بر این است که گوۀ کولومبی که زاویه آن با افق برابر چهل و پنج درجه به اضافۀ نصف زاویۀ اصطکاک داخلی خاک است، مهار شده و بدین سان گود پایدار می ماند. اما در نیلینگ مفهومی که از مفهوم خاک مسلح تاثیر پذیرفته و کل مجموعۀ نیلینگ را یک دیوار عریض وزنی درنظر می گیرد، مفروض است.

میلاد باری پور

استراتژیست صنعت ساختمان

نیلینگ و انکراژ – جذاب و پردردسر

Milad Baripour

نیلینگ و انکراژ - جذاب و پردردسر

Milad Baripour