آموزش کامل مراحل پایدار سازی خاک با روش میخکوبی

۱-مقدمه
نیلینگ به معنای تسلیح خاک برجا با نصب المان فولادی (میلگرد) برای جلوگیری از گسیختگی خاک میباشد
 این روش در پایدارسازی موقت و دائمی دیواره‌ها استفاده میشود.
از آنجاییکه نیل‌ها پیش کشیده نمی‌شوند،به آن‌ها المان‌های مقاوم و یا (Passive) گفته می‌شودوقتی تراشه تمایل به حرکت به سمت جلو را دارد نیل‌ها به حالتActiveدرآمده و به صورت کششی عمل کرده و از ریزش دیواره جلوگیری می‌کند.
در این روش میخ‌ها با تزریق دوغاب جاگذاری شده و سپس نمای کار با بتن مسلح پوشانده می‌شود که می‌تواند موقتی یا دائمی باشد.

 

۲-خاک‌های مناسب برای استفاده از روش نیلینگ
۱-۲-خاک‌های ریزدانه سخت
این خاک ها معمولا با عدد SPT حدود ۳۰ از جمله خاک های مناسب در روش نیلینگ هستند.
نمونه هایی از این خاک ها  شامل رس‌های سخت و سفت، رس‌های سیلتی، ماسه‌های رس دار و ماسه‌های سیلتی می‌شوند. باید توجه داشت در خاک‌های ریزدانه، مقدار PI(شاخص پلاسیسیته)باید کمتر از 15باشد.
۲-۲-خاک‌های درشت دانه، متراکم و بسیار متراکم
این نوع خاک ها اگر حاوی درصدی ریزدانه چسبنده باشند در شرایطی خاص برای روش میخکوبی مناسب هستند. این شرایط عبارتند از:

 
دیواره تثبیت شده با نیلینگ، به منظور افزایش مقاومت خاک و جلوگیری از ریزش 

مشخصات کلی این خاک‌ها عبارتند از:
LL>۵۰
PI>۲۰
LI>۲۰
Undrained shear strengths<50kpa
Organic soil
در صورت اجبار با افزایش طول نیل، قطر چال و کاهش فواصل نیل و با رعایت سایر مسائل اجرائی می‌توان در این خاک‌ها از نیلینگ استفاده کرد؛ که در خیلی از پروژه‌ها ممکن است اقتصادی نباشد.
شناخت انواع خاک‌ها به طور دقیق می‌تواند در انتخاب بهترین روش برای پایدارسازی دیواره‌ها موثر باشد.
 

تصویر نمایش دهنده دستگاه دریل واگن در حال حفاری چال‌های نیلینگ برای تثبیت دیواره خاک 

۴-ملاحظات طراحی
طراحی‌های رایج در اکثر پروژها بر مبنای آیین نامهFHWAنیل(FHWA 0-IF-03-017:GEC No. 7-Soil Nail Walls  )انجام میشود.

جهت تحلیل پایداری و طراحی نیل و همچنین برآورد تغییر مکان‌های دیواره‌ها از نرم‌افزار‌های GeoSlope و Plaxis استفاده میشود.
طبق اعلام سازمان نظام مهندسی، حداقل ضریب اطمینان پایداری کلی برای سازه نگهبان موقت ۱.۳۵ و دائم ۱.۵ می‌باشد و در کار‌های شبه استاتیکی و یا دینامیکی حداقل ضریب اطمینان ۱.۱ طبق نشریه شماره ۳۲۴ سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی انجام می‌شود.
 

جدول ضرایب اطمینان در طراحی نیلینگ و پایدارسازی دیواره‌ها بر اساس دستورالعمل های FHWA برای اطمینان از پایداری و جلوگیری از گسیختگی خاک

۵- مشخصات فنی میلگردهای مختلف مورد استفاده در نیلینگ
این محصولات بر اساس مقدار معینی از مقاومتشان در برابر نیروی کششی طبقه‌بندی می‌شوند که در اصطلاح به آن مقاومت مشخصه فولاد می‌گویند.

 جدول مشخصات فنی میلگرد های مختلف مورد استفاده در روش نیلینگ

۶-مراحل اجرای نیل
۱-۶-خاکبرداری تراز اول
خاکبرداری دیواره گود تا تراز اجرای اولین ردیف نیل انجام میگیرد که این عمق حداکثر ۲ متر خواهد بود.

۲-۶-حفاری
مطابق با نقشه‌های اجرایی حفاری با قطر، زاویه و طول مورد نظر انجام می‌شود.
زاویه حفاری در حدود ۱۰ تا ۲۰ درجه نسبت به افق و بطور معمول ۱۵ درجه میباشد.
قطر چالزنی معمولا بین ۱۱۰تا ۱۲۰ میلی متر است.
حفاری توسط دستگاه دریل واگن انجام میشود.
 

حفاری گمانه ها با استفاده از دستگاه دریل واگن برای تثبیت دیواره خاک به روش نیلینگ

۳-۶-مونتاژ نیل
در این مرحله، نیل به طور اصولی مونتاژ می‌شود که باید به قطر بیرونی و فاصله اسپیسر، طول و قطرشلنگ‌های تزریق، دقت شود. نکاتی که در این مرحله حائز اهمیت است:

 
مونتاژ میلگرد‌های نیلینگ و نصب اسپیسر‌ها 

نکته‌ایی که در مونتاژ پکر باید توجه شود آببندی دو طرف آن است و باید به روش صحیح طوری انجام گیرد که دوغاب نتواند به بیرون نشت کند. برای این منظور بهتر است از چسب‌های فوم استفاده شود.
بستن شلنگ در نیل‌هایی که پکر دارد بدین ترتیب است که یک شلنگ از ابتدای نیل تا انتهای آن بسته می‌شود. دو عدد شلنگ رفت و برگشت دوغاب نیز در داخل پکر قرار می‌گیرد.

۵-۶-جایگذاری نیل در درون چال
پس از اتمام حفاری و انجام مونتاژ، نیل به کمک نیروی انسانی یا ماشین آلات در داخل چال نصب می‌گیرد.
جایگذاری نیل باید طوری باشد که صفحه سر نیل به طور کامل بر روی دیواره قرار گیرد. در صورتیکه صفحه نیل کاملا بر روی دیوار قرار نگرفته باشد جهت جلوگیری از این امر پشت کلیه صفحات باید با گروت مقاومت بالا پر شود.
 

قرار دادن نیل‌ها در چال حفاری شده برای پایدارسازی خاک به روش نیلینگ

۶-۶-تزریق دوغاب
تزریق نیل‌ها با ترکیب آب و سیمان و با نسبت‌های مختلف (با توجه به شرایط خاک) انجام می‌شود.
اگر نیلینگ در مصالح دارای لایه‌بندی و سطح آب زیرزمینی بالا انجام می‌شود بخشی از دوغاب توسط آب زیرزمینی شسته و رقیق می‌شود بنابراین در تزریق این نیل‌ها باید دقت بیشتری به عمل آید.

تزریق دوغاب داخل چال حفاری شده 

۷-۶-مش‌بندی و اجرای شاتکریت
معمولا از مش با چشمه‌های ۱۵*۱۵ سانتی متر استفاده میشود
در هنگام بستن مش‌ها به دیواره رعایت نکات زیر مفید خواهد بود:

دیواره مش بندی شده با استفاده از مش فولادی  

۸-۶-اجرای تراز بعدی مطابق مراحل قبل

پس از نصب و تزریق کامل نیل‌ها و اجرای صحیح شاتکریت، می‌توان خاک ردیف بعدی را مطابق ردیف اول برداشت و مراحل قبلی را تکرار کرد.
 

خاکبرداری و آماده سازی تراز بعدی اجرای نیلینگ

۹-۶-ساخت روکش و یا دیواره دائم
اجرای دیواره دائم در صورت نیاز بصورت درجا یا پیش ساخته امکان‌پذیر است.

۱۰-۶-کشش نیل
آزمایش‌های کشش نیل جهت اطمینان از صحت انجام صحیح طراحی و اجرا می‌باشد، تعداد نیل‌ها جهت انجام کشش  معمولا ۳ الی ۵ درصد نیل‌های اجرا شده پس از گیرش دوغاب میباشد.

 

مراحل کشش انکر (کابل استرند)

آزمایش‌های کشش انکر بر اساس FHWA

طراحی سازه نگهبان خرپایی در نرم‌افزار Etabs