نیلینگ و انکراژ

پيدايش روش نیلینگ و انکراژ:

 

  

  اجرای سازه نگهبان نیلینگ و انکراژ - پروژه های شرکت مهندسی حفار پایدار تهران

 

مبدا اصلی روش نیلینگ را می‌توان سازه نگهبان به كار رفته در حفاری فضاهای زیرزمینی كه در روش تونل‌سازی اطریشی استفاده می‌شود دانست. در این روش تونل‌سازی، برای پایدار نمودن فضای حفاری از نصب آرماتورهای فولادی غیرفعال (مثل انكرها (میله‌های مهاری) پیش تنشی نمی‌باشند) كه در محیط سنگی نصب می‌شوند. (نظیر راك‌ بولت) استفاده می‌شود. به علاوه برای ایجاد پیوستگی میان آنها و یكپارچگی فضای حفاری از شاتكریت مسلح نیز كمك گرفته می‌شود. تدبیر به كارگیری آرماتورهای فولادی غیرفعال و شاتكریت در نگهداری شیب‌های سنگی به اوایل دهه 1960 برمی‌گردد. این تكنیك نگهداری بر انسجام مقاومت كششی آرماتورهای فولادی در قبال جابجایی اندك زمین پیرامون خود تكیه دارد. این سیستم نگهداری به همراه استفاده از شاتكریت بهبود فراوانی یافته است. در ادبیات مهندسی به كارگیری این روش در محیط خاكی به جای محیط سنگی، نیلینگ(میخ‌كوبی در خاك) نامیده شده است.

 

پروژه ساختمان اداری - تجاری یاران
اجرای نیلینگ و انکراژ مولتی استرند
عمق گود : 17 متر

مقدمه:

نیلینگ به معنای تحكیم غیرفعال (بدون اعمال پیش تنیدگی) زمین می‌باشد كه انجام این كار به كمك نصب میله‌های فولادی (میخ‌ها) صورت می‌پذیرد. متعاقبا این میله‌ها به كمك تزریق در دوغاب سیمان قرار می‌گیرند. با ادامه روند ساخت كه به صورت رو به پایین انجام می‌شود، یك لایه شاتكریت یا لایه بتنی نیز بر سطح حفاری اجرا می‌شود كه پیوستگی میان میخ‌ها را برقرار می‌كند. به طور معمول از روش نیلینگ جهت تحكیم شیب‌ها و گودبرداری‌ها كه عملیات حفاری در آنها رو به پایین می‌باشد استفاده می‌شود. به كارگیری این تكنیك دارای امتیازاتی نسبت به دیگر سیستم‌های نگهداری می‌باشد. اجرای نیلینگ در شرایط مناسب، به جای استفاده از سپر كوبی و انكرها كه از سیستم‌های نگهداری متداول در حفاری‌های رو به پایین می‌باشد، بدون شك گزینه مناسبی از نظر اجرایی و اقتصادی خواهد بود.

اصطلاحات "نیلینگ (میخ‌كوبی خاك)" و "دیوار میخ‌كوبی شده" عموما در زمینه خاكی استفاده می‌شود، اما این تكنیك در مواد شبه خاكی نظیر سنگ‌های نرم و سنگ‌های خرد شده نیز قابل استفاده می‌باشد. 
همچنین توصیه می‌شود میخ‌ها تقریبا به صورت افقی (با زاویه 10 تا 20 درجه زیر افق) نصب شده و موضوع اصلی در طراحی میخ‌خاك‌ها تنش كششی ایجاد شده در میخ‌ها می‌باشد. روش نیلینگ عموما جهت پایدارسازی شیروانی‌های طبیعی و یا گودبرداری‌ها به كار می‌رود. از دیگر موارد كاربردی نیلینگ، تحكیم غیرفعال خاك برای جلوگیری از لغزش زمین می‌باشد. در این مورد، آرماتورها (كه گاهی اوقات میخ هم گفته می‌شود) تقریبا به صورت قائم و عمود بر سطح لغزش نصب می‌شود. در این حالت نیز آرماتورهای غیرفعال در الگویی نزدیك به هم نصب می‌شوند و هدف اصلی طراحی در این حالت، بررسی نیروهای برشی ناشی از جابجایی زمین می‌باشد. به هر حال، این نوع كاربری كه در تحكیم سطح لغزش استفاده شده معمولا در ایالت متحده كاربردی نداشته است.
 استفاده از روش نیلینگ هم به جهت نگهداری موقت و هم جهت نگهداری دائم بررسی می‌شود. دسته‌بندی سازه‌ها با توجه به مدت زمان استفاده یا طول عمر خود صورت می‌گیرد. سازه‌ی نگهدارنده با طول مدت كاربری 18 ماه یا كمتر جزء نگهدارنده‌های موقت و سازه‌های با طول عمر بیشتر جزء نگهدارنده‌های دائم به حساب می‌آیند. در صورتی كه یك سیستم نگهدارنده در ابتدا به صورت موقت تعریف شود (نظیر سیستم‌های نگهداری در هنگام حفاری) اما در ادامه بیش از آنچه كه انتظار می‌رفت موجب ثبات منطقه حفاری گردد (بیش از 18 ماه) می‌تواند جزء دسته نگهداری دائم قرار بگیرد.

   

  

اجرای دیوار برلنی، انکراژ با مولتی استرند و شمع درجا - پروژه های شرکت مهندسی حفار پایدار تهران

 

اجزاء اصلی دیوار‌های میخکوبی شده:

روش عمومی اجرا شده در ایالات متحده بدین ترتیب است كه ابتدا سوراخی جهت قرار دادن میله آرماتور در دیوار حفر می‌شود، پس از قرار دادن آرماتور در چال، داخل چال و پیرامون آرماتور به وسیله دوغاب سیمان تزریق می‌شود. مطابق شكل مقطعی از دیوار میخ‌كوبی شده نشان داده شده كه عناصر به كار رفته به صورت زیر می‌باشد:

1) آرماتور فولادی. عنصر اصلی در این روش میله‌های توپر فولادی می‌باشد. آرماتورها در چال‌های از پیش حفر شده جای گرفته و به صورت درجا دوغاب‌ریزی می‌شوند. تنش كششی در آرماتورها به صورت غیرفعال می‌باشد بدین معنی كه پس از استحكام دوغاب آرماتورها تحت كشش قرار نمی‌گیرند. در واقع تنش كششی به واسطه تغییر شكل و جابجایی زمین در آنها تشكیل خواهد شد و در ادامه حفاری، میخ‌خاك‌ها واكنش نشان داده و عامل نگهدارنده محسوب می‌گردند.

2) دوغاب. پس از قرارگیری آرماتور در چال تزریق دوغاب انجام می‌شود. كار اصلی دوغاب انتقال تنش از زمین اطراف به آرماتور می‌باشد. همچنین دوغاب یك سطح محافظ خورندگی پیرامون آرماتور ایجاد می‌كند.

3) سر آرماتور. انتهای آرماتور به شكل رزوه شده (پیچ‌دار) می‌باشد كه كمی بالاتر از سطح دیوار قرار می‌گیرد.

4) مهره شش‌گوش، واشر و صفحه تكیه‌گاهی. این قطعات به سر آرماتور بسته می‌شوند و جهت اتصال آرماتور به سطح زمین می‌باشد.

5) پوشش موقت و دائمی. این لایه‌ها، یكپارچگی سازه را مهیا می‌نمایند. پوشش موقت به عنوان نگه‌دارنده صفحات تكیه‌گاهی و همچنین محافظت از خاك در معرض هوازدگی عمل می‌كند. پوشش موقت قبل از ادامه حفاری به تراز بعدی اجرا می‌گردد. پوشش دائمی پس از بستن مهره‌ها و در پایان كار اجرا می‌شود و روی پوشش موقت قرار می‌گیرد.

6) زهكش نواری ژئوكامپوزیتی. این لایه قبل از لایه شاتكریت جهت جمع‌آوری و هدایت نشت آب كه ممكن است موجب جابجایی سطح بتن‌پاشی شود اجرا می‌شود.

7) حفاظت بیشتر در مقابل خورندگی و فرسودگی (در شكل نشان داده نشده است).

مقطع عرضی از ديوار میخکوبی شده (نیلینگ)

مراحل اجرای روش نیلینگ (Nailing):

مراحل پایدارسازی دیوارهای خاكی به روش نیلینگ در ذیل آورده شده و به صورت شماتیك در شكل نشان داده شده است.

مرحله 1) حفاری.

حفاری اولیه تا عمقی انجام می‌گیرد كه بدون نیاز به نگهداری سینه‌كار و برای كوتاه مدت، معمولا 24 تا 48 ساعت، خود پایداری حاصل شود. عمق حفاری معمولا 1 تا 2 متر و كمی پایین‌تر از مكان نصب آرماتور می‌باشد. عرض سكوی حفاری یا پله حفاری باید به قدر كافی بزرگ باشد تا تجهیزات نصب به راحتی دسترسی به سینه‌كار داشته باشند.

مرحله 2) چالزنی.

در این مرحله، چال‌هایی با طول، قطر، شیب و فاصله‌داری مشخص حفر می‌شوند.

مرحله 3) نصب آرماتور و تزریق دوغاب.

آرماتورها در چال‌های حفر شده جای می‌گیرند. این میله‌ها معمولا توپر می‌باشند، البته لوله‌های توخالی نیز می‌تواند استفاده شود و به نظر می‌رسد استفاده از آنها در حال افزایش است. فاصله دهنده‌ها نیز برای كمك به نگهداری صحیح آرماتور در داخل چال در فواصل مشخصی روی آرماتور نصب می‌شود و ساختار آنها به گونه‌ای است كه اجازه می‌دهد دوغاب به اندازه كافی به دور آن نفوذ نماید و از فرسودگی موضعی فولاد جلوگیری نماید. لوله دوغاب به همراه جاگذاری آرماتور در داخل چال قرار می‌گیرد. زمانی كه لازم باشد حفاظت بیشتری در قبال فرسودگی صورت گیرد، غلاف‌های پلاستیكی موج‌دار می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. پس از جاگذاری آرماتور به همراه لوله تزریق، چال حفاری به كمك تزریق دوغاب سیمان از میان لوله تزریق پر می‌شود. معمولا تزریق دوغاب تحت جاذبه زمین و یا تحت فشار كم، انجام می‌شود. در صورت استفاده از لوله‌های خودحفار (تنها در ساختارهای موقت استفاده می‌گردد)، حفاری و تزریق در یك مرحله ادغام می‌شوند. پیش از مرحله 4 (روسازی)، نوار ژئوكامپوزیت مخصوص زهكشی میان هر دسته از آرماتورها و به صورت همجوار بر روی جبهه‌كار حفاری نصب می‌گردند. رول‌های نواری به سمت انتهای حفاری باز می‌شوند تا آب‌های وارده را تا انتهای دیواره هدایت كنند و از دیوار خارج نمایند.

مرحله 4) اجرای لایه شاتكریت (موقت).

لایه نگهداری موقت جهت محافظت خاك از هوازدگی می‌باشد كه قبل از شروع حفاری مرحله بعدی اجرا می‌گردد. این پوشش معمولا یك لایه شاتكریت مسلح سبك و به ضخامت متوسط 100 میلیمتر می‌باشد. اجزای تقویتی معمولا مش مفتولی جوش داده شده می‌باشد كه تقریبا در وسط لایه شاتكریت قرار می‌گیرند. طول ورقه مش باید به اندازه كافی باشد تا با ورقه مش قبلی هم‌پوشانی داشته باشد. هم‌زمان با تحكیم بتن پاشیده شده، صفحه تكیه‌گاه فولادی روی سر آرماتور كه بیرون از چال قرار گرفته است نصب می‌شود و به داخل لایه شاتكریت كه هنوز نرم و تازه است فشار داده می‌شود. جهت اطمینان بیشتر، واشر و مهره نیز متعاقبا پشت صفحه تكیه‌گاه بسته می‌شود. مهره شش‌گوش پس از اینكه شاتكریت به اندازه كافی محكم شد جهت به دست آوردن حداقل گشتاور مورد نیاز پیچانده می‌شود. این مرحله حداقل 24 ساعت زمان نیاز دارد. در صورت نیاز به آزمایش كشش، لازم است این كار قبل از شروع مرحله بعدی حفاری صورت گیرد. این آزمایش برای اندازه‌گیری تغییر شكل (در مقایسه با شرایط از پیش تعریف شده) و ظرفیت باربری میخ‌خاك انجام می‌گیرد. برای انجام آزمایش‌ها لازم است قبل از شروع مرحله بعدی حفاری به منظور گیرش دوغاب سیمان حداقل به مدت 72 ساعت تحمل نمود تا دوغاب به مقاومت فشاری 3 روزه خود (معمولا 10.5 مگاپاسكال) دست یابد.

مرحله 5) ساخت ترازهای بعدی.

مراحل 1 تا 4 برای باقیمانده محدوده برداشت تكرار می‌شود. در هر تراز حفاری، نوار زهكشی رو به پایین و به سمت بخش حفاری باز می‌شود. صفحه مش جدید نیز با رعایت همپوشانی مناسب نسبت به مش بالایی در جای خود نصب می‌گردد. لایه موقت شاتكریت نیز با اتصال مناسب نسبت به شاتكریت تراز بالایی ادامه می‌یابد. در انتها، نوارهای زهكشی به سیستم زهكشی پاشنه دیوار وصل می‌شوند.

مرحله 6) عملیات پایانی، پوشش دائمی.

پس از رسیدن به پایین‌ترین قسمت حفاری و نصب آرماتورها و آزمایش باربری، ممكن است سطح نگهدارنده دائم اجرا گردد. برای این كار می‌توان از قالب‌بندی و بتن‌ریزی درجا استفاده نمود، یا شاتكریت مسلح و یا قطعات پیش ساخته به كار گرفته شود. معمولا جهت تسلیح این لایه از شاخه‌های آرماتور یا مش‌های مفتولی جوش داده شده استفاده می‌شود. به هنگام استفاده از بتن‌ریزی برجا و شاتكریت جهت نگهداری دائم، باید تا حد امكان از ایجاد ناپیوستگی و فاصله افتادگی اتصالات افقی مابین طبقات حفاری اجتناب نمود.

در شرایط خاص ممكن است جهت تطبیق، تمهیدات اضافی یا فعالیت‌های تكمیلی در مراحل ذكر شده تغییراتی ایجاد گردد. برای مثال، ممكن است بلافاصله بعد از هر مرحله برداشت و قبل از حفر چال‌ها، لایه شاتكریت اجرا گردد، به خصوص زمانی كه پایداری دیواره امری ضروری می‌باشد.

 

مراحل ساخت ديوار میخکوبی شده (نیلینگ)

 

     

 پایدارسازی گودهای عمیق - پروژه های شرکت مهندسی حفار پایدار تهران 

كاربرد روش نیلینگ (میخکوبی خاک):

میخ‌كوبی دیوارهای خاكی جهت عملیات حفاری به خصوص زمانی كه برش‌های قائم یا نزدیك به قائم خاك نیاز است بسیار مناسب می‌باشد. این تكنیك در عملیات ساخت بزرگراه‌ها، خاكبرداری از فونداسیون پل‌ها به هنگام تعریض زیرگذر، تعمیر، تحكیم، و بازسازی سازه‌های نگهبان فرسوده، همچنین ورودی تونل‌ها بسیار موفقیت‌آمیز بوده است. در عملیات‌های زیر مشخص شده است كه میخ‌كوبی دیوارهای خاكی جهت استعمال موقت یا دائمی مناسب می‌باشد.

• كوه بری به هنگام جاده‌سازی
• تعریض جاده‌های قرار گرفته در زیر پایه پل‌ها
• تعمیر و بازسازی سیستم‌های نگهدارنده قدیمی
• حفاری‌های موقت یا دائمی در محدوده‌های شهری

 

كاربرد نیلینگ(میخ‌كوبی خاك) جهت نگهداری موقت و دائمی در گودبرداری روی شیب‌ها

 

سازه نگهبان در گودبرداری‌ها:

دیوار‌های میخ‌كوبی شده می‌تواند جهت نگهداری موقت یا دائم در گودبرداری‌های قائم یا نزدیك به قائم مورد توجه باشد. به كارگیری آنها به همراه سیستم‌های نگهداری متداول (نظیر دیوارهای انكر شده) موجب استحكام بیشتر می‌شود. همچنین در مناطقی كه شرایط زمین مساعد است می‌توان از آنها به عنوان سازه نگهبان جایگزین استفاده نمود. طیف نسبتا گسترده‌ای از سیستم‌های پوششی جهت تزئین دیوار وجود دارد كه امكان استفاده از آنها در شرایط مختلف جهت زیباسازی منطقه می‌تواند به كار آید. در روش نیلینگ(میخ‌كوبی خاك) به دلیل اینكه اجازه داده می‌شود شیب دیوار به حداقل ممكن برسد، خاكبرداری كمتری صورت می‌گیرد كه جذابیت خاصی برای این روش پدید آورده است. همچنین با به كارگیری این روش نیازی به قطع جریان ترافیك جاده نمی‌باشد. تغییرات زیست محیطی نیز در طول جاده به حداقل ممكن می‌رسد. كاربرد میخ‌كوبی خاك به خصوص در پروژه‌های تعریض جاده‌های كنار تپه به خصوص زمانی كه لازم است ترافیك جاده برقرار باشد و همچنین احداث جاده در عوارض شیب‌دار زمین گزینه بسیار مناسبی می‌باشد. 

سازه نگهبان در زیر پایه پل‌های موجود:

به هنگام تعریض زیرگذر عبور كرده از زیر پل‌ها، استفاده از دیوار میخ‌كوبی شده در انتهای دیواره شیب‌دار، نزدیك پایه پل (مطابق شکل) در مقایسه با دیوار مهار شده توسط انكرها می‌تواند امتیازاتی داشته باشد. احداث دیوار میخ‌كوبی شده نه تنها می‌تواند از نظر هزینه قابل قیاس باشد، بلكه جهت تاسیس دیوار میخ‌كوبی شده نیازی به قطع جریان ترافیك روی پل نمی‌باشد. اگر لازم به ساخت دیوار مهار شده به زمین باشد، به دلیل فضای محدود بالاسری مابین سطح شیبدار و زیر پل، لازم است ستون‌های حائل قبل از شروع عملیات حفاری و از روی عرشه پل ساخته شوند كه برای اجرای این كار لازم است ترافیك روی پل قطع شود. به علاوه هزینه‌های اضافی جهت ایجاد خط عبور و مرور موقت برای وسایل نقلیه و همچنین تهیه تیرهای فولادی قطور تحمیل می‌گردد. بالعكس، آرماتورهای فولادی به كار رفته در روش نیلینگ به سهولت در دسترس می‌باشند. یكی از مشكلات اجرایی به كارگیری نیل ها در این مورد وجود ستون‌های اصلی پل است كه ایجاد مزاحمت در نصب میخ‌خاك‌ها می‌نماید. معمولا این مساله با تغییر موقعیت دیوار و ایجاد فاصله افقی مناسب از ستون‌ها برطرف می‌گردد.

 تعريض جاده زير پل‌ها

تعمیر و بازسازی سازه‌های نگهبان قدیمی:

روش نیلینگ می‌تواند جهت پایدارسازی و یا تقویت سازه‌های نگهبان قدیمی كه ضعیف یا شكسته شده‌اند استفاده گردد. میخ‌خاك‌ها مستقیما میان سازه نگهبان قدیمی نصب می‌گردند. در این مورد، تناقضی نسبت به مفهوم ابتدایی استفاده از میخ‌خاك‌ها دیده می‌شود. از آنجا كه جابجایی و تغییر شكل زمین جهت فعال‌سازی این سیستم لازم می‌باشد و این جابجایی در نتیجه خروج خاك پس از نصب میخ‌خاك‌های تراز بعدی اتفاق می‌افتد، در اینجا جابجایی مورد نیاز با حركت سازه ضعیف یا شكسته شده حاصل می‌شود. برخی از موارد بازسازی عبارتند از:
- دیوارهای ساخته شده از بتن مسلح یا مصالح بنایی كه در معرض زوال ساختاری یا تغییر شكل سریع قرار گرفته‌اند و غالبا ناشی از پر كردن ضعیف یا از دست دادن مقداری خاك می‌باشد، و یا عملكرد ضعیف فنداسیون موجب آن شده است.

- دیوارهای تقویت شده به صورت مكانیكی (MSE) یا دیوارهای بلوكی كه به دلیل فرسودگی آرماتورها یا كیفیت ضعیف پر كردن خراب شده‌اند.

 

مزایای روش نیلینگ:

روش نیلینگ نسبت به روش‌های دیگر پایدارسازی و سازه‌های نگهبان (نظیر دیوارهای مهاری، دیوار دیافراگمی، حائل بندی و ...) امتیازات بیشماری دارد. به برخی از آنها در ادامه اشاره شده است.

ساخت:

- نسبت به نصب انكرها فضای كمتری از جاده اشغال می‌شود(به جهت طول كوتاه‌تر میخ‌خاك‌ها). 
- تداخل كمتری با ترافیك داشته و در نتیجه تاثیر محیطی كمتری در مقایسه با روش‌های دیگر دارد.
- اشغال فضا در كف گود كمتر است، به خصوص در مقایسه با حائل‌بندی گود.
- در این روش هیچگونه عضو سازه‌ای در پایین گودبرداری نظیر ستون‌های نگهدارنده كه در دیوارهای مهار شده استفاده می‌شود نیاز نمی‌باشد.
- نصب میخ‌خاك‌ها نسبتا سریع است و معمولا مصالح كمتری نسبت به دیوارهای مهار شده استفاده می‌شود.

 - تنظیم و جانمایی مجدد میخ‌خاك‌ها هنگام برخورد با موانع (نظیر تخته‌سنگ‌ها، لوله‌ها و تاسیسات مدفون) امكان‌پذیر است، در صورتی كه، تغییر موقعیت افقی انكرها مشكل‌تر است و تقریبا تنظیم و هماهنگی آنها در محل پر هزینه می‌باشد.
- به دلیل اطمینان بیشتر میخ‌خاك‌ها نسبت به انكرها، دستكاری و اصلاح طرح میخ‌خاك‌ها بدون از دست دادن سطح ایمنی راحت‌تر صورت می‌گیرد.
- تجهیزات نصب میخ‌خاك‌ها نسبت به تجهیزات نصب دیوارهای مهار شده كوچك‌تر هستند، این مساله به خصوص زمانی كه ساخت و ساز زیر پل انجام می‌شود اهمیت بیشتری دارد.
- در نقاط صعب‌العبور، میخ‌كوبی خاك به دلیل كوچكی تجهیزات از برتری ویژه‌ای برخوردار است.
- تعداد پیمانكاران با تجربه و ماهر در زمینه میخ‌كوبی خاك هر سال در حال افزایش است.

عملكرد:

- دیوارهای میخ‌كوبی شده نسبتا انعطاف‌پذیر بوده و می‌توانند نشست‌های تقریبا بزرگی را تحمل نمایند.
- تغییر شكل و خمش دیواره‌های میخ‌كوبی شده معمولا قابل قبول و در محدوده مجاز می‌باشد.
- دیوارهای میخ‌كوب شده در زمین‌لرزه به دلیل انعطاف‌پذیری كل سیستم از عملكرد خوبی برخوردار هستند.

 هزینه:

- به كارگیری روش‌های مرسوم در ساخت دیوارهای میخ‌كوبی شده از ساخت دیوار حائل بتنی (ثقلی) اقتصادی‌تر می‌باشد.
- معمولا روش میخ‌كوبی متعارف هم‌قیمت و یا ارزان‌تر از ساخت دیوارهای مهار شده متعارف تمام می‌شود.
- به طور معمول احداث لایه شاتكریت از ساخت انواع دیگر پوشش بتنی كه در روش‌های مختلف استفاده می‌شود هزینه كمتری دارد.

 معایب روش نیلینگ (میخکوبی خاک):

- روش میخ‌كوبی خاك در پروژه‌هایی كه كنترل جابجایی حائز اهمیت و جدی باشد (مثل قرارگیری سازه‌ها و تاسیسات در پشت دیوار) مناسب نمی‌باشد، به دلیل اینكه این سیستم جهت انسجام نیروهای مقاومتی نیاز به مقداری جابجایی دارد. برای حل این مشكل می‌توان از میخ‌خاك‌های پیش‌تنیده استفاده كرد اما در این حالت هزینه پروژه افزایش می‌یابد.

- در ردیف‌های بالا، وجود تاسیسات مدفون در محل نصب آرماتورها ممكن است موقعیت، شیب و طول آنها را با مشكل مواجه نماید.

- در شرایطی كه نشت آب زیرزمینی زیاد باشد، به دلیل عدم پایداری جبهه‌كار حفاری تا زمان نصب آرماتورها به كارگیری روش نیلینگ خیلی مناسب نمی‌باشد.

- استفاده از دیوار میخ‌كوبی شده به عنوان سازه نگهبان دائمی، نیاز به آسودگی خاطر از شرایط زیرزمینی دارد (نیل به این هدف با بررسی كامل زیرسطحی برآورده می‌شود).

- نصب نیل ها نیاز به پیمانكاران متخصص و ویژه‌ای دارد.

 

ارزیابی هزینه ساخت:

- هزینه‌ها در روش نیلینگ به عواملی نظیر: شرایط زمین، چگونگی دسترسی به كارگاه، اندازه دیوار، نوع پوشش دیوار، شرایط لازم جهت حفاظت از خوردگی و فرسایش، نوع كاربری (موقت یا دائمی)، میزان دسترسی به پیمانكاران متخصص در اجرای شاتكریت و میخ‌كوبی خاك و شرایط منطقه‌ای (نظیر استعداد یخ‌زندگی و زمین‌لرزه) بستگی دارد.

- محدوده تغییرات متداول هزینه‌ها در روش‌های مرسوم نگهداری دیوارهای گودبرداری شده با روش میخ‌كوبی خاك در شكل ذیل مقایسه شده است. تجربه در پروژه‌های بزرگراهی ایالات متحده نشان داده است كه صرفه‌جویی در هزینه ساخت سازه نگهبان موقت توسط دیوارهای میخ‌كوبی شده در مقایسه با روش‌های دیگر 10 تا 30 درصد می‌باشد. آیتم اصلی در دیوارهای دائمی، پوشش دیوار می‌باشد. هزینه ساخت لایه بتنی توسط قطعات پیش‌ساخته یا بتن‌ریزی درجا روی لایه شاتكریت به ضخامت 10 سانتیمتر حدود 40 تا 50 درصد هزینه كل پروژه می‌باشد.

 

مقایسه هزینه ساخت سیستم‌های مختلف

 

 

پایدارسازی توسط انکر(anchor): 

زمین مهار یا انکرها، 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 حفاری‌ شده نصب می‌شوند و تا بار طراحی پیش‌تنیده 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.

اجزای مختلف تاندون از نوع میلگرد 

اجزای اساسی مهار دائمی عبارتند از: 

طول پیوستگی مهاری: که تاندون در حباب تزریق شده اولیه ثابت می‌شود و نیروی کششی را به خاک اطراف منتقل می‌کند. طول پیوستگی مهاری طوری طراحی می‌شود که ظرفیت بیرون‌کشش مورد نیاز را ایجاد کند.

طول بدون پیوستگی: طولی است که تاندون می‌تواند آزادانه تغییرشکل الاستیک دهد تا نیروی مقاوم را از طول پیوسته مهاری به المان سازه‌ای منتقل کند (یعنی دیواره، دال و...) و طوری طراحی می‌گردد که به لایه زیرین برسد یا داخل خاک همگن قرار گیرد تا طول پیوستگی مهاری فراتر از توده خاک مستعد ناپایداری مجاور المان سازه‌ای قرار گیرد.

دوغاب مهاری: که دوغاب اولیه نیز نامیده می شود، عموماً مخلوط با پایه سیمان پرتلند یا رزین پلیمری است و برای انتقال نیروی مهاری به زمین استفاده می‌شود. تزریق دوغاب ثانویه در سوراخ حفاری‌شده می‌تواند پس از تنیدگی انجام شود تا محافظ خوردگی برای تاندون‌های بدون پوشش باشد.

مهار یا گیره(Anchorage): وسیله‌ای است که به تاندون وصل می‌شود و شامل صفحه و سرمهاری (Anchor head) یا (مهره رزوه شده) است و اجازه تنیدگی و قفل کردن فولاد پیش تنیده را می‌دهد.
باید توجه داشت، مهار (انکر) به دلیل کشیده شدن در هنگام ساخت، در تمام دوران بهره‌برداری تحت تنش بوده و کارایی بالاتری از خود نشان می‌دهد، در صورتی‌که در روش نیلینگ هرگاه سازه جابجا شود نیل تحت تنش کششی قرار می گیرد، که از نظر ضریب اطمینان این دو روش اختلاف زیادی با یکدیگر دارند.

 

   

اجرای سیستم نگهداری گود - نیلینگ و انکراژ
 پروژه  های شرکت مهندسی حفار پایدار تهران 

  

 

انواع انکرها:

انواع مختلفی از مهاری‌ها توسط پیمانکاران گوناگون (پیمانکار نیلینگ و ...) بوجود آمده است که از تاندون‌های مختلف، روش‌های حفاری، شیوه کنترل تزریق مختلف و سیستم‌های محافظت خوردگی متفاوت استفاده نموده‌اند. انتخاب مهاری و روش نصب آن برای کاربرد خاصی عموماً بستگی به خاک زیرین، شرایط آب زیرزمینی، محدودیت‌های محل و تجهیزات موجود بستگی دارد.

انواع مختلف مهارها:

• زمین‌مهار با استوانه مستقیم با تزریق بدون فشار (Type A)
• مهاری‌ها با تزریق تحت فشار(Type B)
• روش پس تزریق(Type C)
• مهارهای ته پهن شده (Type D)

 

• برگرفته از کتاب دیوار های میخکوبی شده - نویسندگان: Carlos A. Lazarte , Victor Elias ,  R. David Espinoza , Paul J. Sabatini , مترجم: ابراهیم اژدری‌ شبستری