مهندسین استرالیایی در حول و خوش دهه ۶۰ میلادی به منظور پایدارسازی جدار تونل یک روش بسیار ابتکاری و خلاق ابداع کردند که به نیلینگ یا میخکوبی شهرت یافت . نحوه ی اجرای کار نیلینگ به این شکل می باشد که نخست رگلاژ دیواره ها انجام می شود. در قدم بعدی نصب شبکه های مشهای فولادی با استفاده از میخهای ۵۰سانتیمتری صورت می گیرد و روی آن بتن پاشیده می شود که دارای حدود ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر ضخامت می باشد .

پس از آن نوبت به حفاری گمانه ها و جا زدن میلگرد یا کابل می رسد . قدم بعد این است که گمانه ها با دوغاب سیمان تزریق شده و بعد از اینکه دوغاب سفت شد ، کار بستن هد نیلها آغاز می شود. با این کار نیروی رانش خاک بوسیله ی مش و شات به هد نیل اعمال می گردد و نیروی هد نیلها بواسطه ی نیلها به توده خاک انتقال داده می شود . انگار رانش خاک از طریق سیستم نیلینگ با خود خاک تحت کنترل در می‌آید. بعدها مهندسان آلمانی و فرانسوی نیلینگ یا میخکوبی را جهت پایدارسازی ترانشه ها گالری تونلها و کوله پلها مورد استفاده قرار دادند.

بعد از اینکه نیلینگ به شکل وسیعی در طرح‌های گوناگون عمرانی مورد استفاده قرار گرفت از جمله این طرح ها می توان به موارد زیر اشاره کرد تثبیت ترانشه‌های خط آهن و بزرگراه‌ها، ساخت سازه‌های نگهبان گودبرداری شده در مناطق شهری بمنظور احداث ساختمان‌هایی با ارتفاع زیاد و بعبارتی برج ها که چندین طبقه آنها در داخل زمین قرار دارند و تثبیت شیب‌های زمین در برابر لغزش‌های احتمالی توسط روش نیلینگ کنترل می شود .

نیلینگ دیواره‌ها به این معنی است که با نصب میلگردهای فولادی نزدیک به هم(Nail) در یک سطح شیبدار با شیب ملایمی تقریبی ۱۰ تا ۲۰ درجه در زیر سطح افق یا در محل گودبرداری و با اجرای از بالا به پایین خاک موجود را در جای خود تسلیح شود. در این روش اجرایی، میخها (نیل ها) در زمان بهره‌برداری تحت تنش‌های کششی قرار می گیرند و به این واسطه به پایداری دیوار کمک می کنند. هدف اصلی روش نیلینگ بر اساس پایدارسازی گوه لغزش از طریق نیل ها استوار می باشد . همانطور که در شکل زیر مشخص است، سطح شکست و فروپاشی درخاکهای با دانه بندی ترکیبی به شکل گوه خواهد بود.

بنابراین با استفاده از میخها (نیل ها) این گوه را به حجم پشتی خاک متصل می کنند و با این اقدام این گوه استوار و پابرجا خواهد بود . بطور معمول میلگردها درون گمانه‌هایی که در دیواره خاکی بوجود آمده و بااستفاده از دوغاب سیمان بمنظور ممانعت از خوردگی میلگردهاو همینطور انتقال مناسبتر نیروها بین خاک و میلگرد پر می‌شوند، تعبیه می شوند. عملیات فوق با بوجود آوردن یک مقطع مسلح پایدار می تواند خاک پشت خود را نگه دارد .این عملیات مسلح سازی به شکل Passiveعمل می کند و بوسیله ی اندرکنش خاک- میلگرد حاصل از ایجاد تغییر شکل در خاک، اثرگذاری خود را نشان می دهد در اغلب موارد میخها (نیل ها) در کشش عمل میکنند اما در شرایط خاصی، عملکرد خمشی و برشی آنها نیز مورد توجه قرار می گیرد.

تاثیر مسلح سازی جهت ارتقاء پایداری با دو عملکرد زیر بوجود می آید:

۱. بالا رفتن نیروی قائم و در نتیجه مقاومت برشی در سطح لغزش، در خاکهای اصطکاکی.
۲. کم کردن نیروی رانشی در سطح لغزش در خاکهای اصطکاکی و چسبنده.

بعد از اینکه میلگردها نصب شد، یک دیواره سطحی با ضخامت کم که اعلب شاتکریت با تسلیح سبک را شامل می شود، سطح دیواره شیروانی یا گود را احاطه می کند. دیواره شاتکریت شده نیز از ضخامت بین ۱۰ الی ۱۵ سانتیمتر برخوردار می باشد.اجرای این دیواره با هدف ممانعت از فرسایش سطحی خاک، بوجود آوردن سطح تمام شده مناسبتر جهت ساخت و سازهای احتمالی بعدی ، بوجود آوردن لایه محافظ و یکپارچه و در نهایت پخش یکنواخت نیروی واکنش و بالا رفتن راندمان عملکرد سیستم خاک تحکیم یافته مخصوصا در قسمت هایی که به دیواره گود نزدیک هستند .

پایدارسازی گوه لغزش با استفاده از میخکوبی

امکان اجرای دیوارهای میخکوبی شده به دو شکل موقت یا دائمی وجود دارد . میخ‌کوبی های موقت بر اساس نوع خاک و طرح و اجرا از طول عمر سرویس کمتر از ۱۸ ماه برخوردار می باشند. لازم به ذکر است که سازه‌های میخکوبی شده‌ی دائم دارای طول عمر بیشتر از این مقدار هستند. در صورتی که کار تسلیح یک گودبرداری توسط دیوارهای میخکوبی شده‌ی موقت انجام شود ، ولی بخاطر تأخیرات کارگاهی طول مدت ساخت بیشتر از ۱۸ ماه زمان ببرد ، عوامل اجرایی وظیفه دارند برای تثبیت گودبرداری یک سیستم نگهداری دائمی را بکار بگیرند. شیوه کار در این روش اینگونه است که در داخل زمین حفره هایی ایجاد می کنند و در قدم بعد میلگردهای فولادی را در دردن این حفره ها قرار می دهند و در نهایت فضای خالی حفره را با کمک دوغاب پر میکنند. هر کدام از مراحل اجرای این روش در ادامه بطور کامل بررسی و تحلیل می شوند‌.

موارد استفاده نیلینگ یا میخکوبی

پایدارسازی ترانشه ها با روش های گوناگونی انحام می شود که همیشه با چالشهای بسیاری مواجه است. در میان این روش ها نیلینگ یا میخکوبی بخاطر مزیت های فنی و اقتصادی توسط اکثر کارفرمایان بخش راه و ساختمان به عنوان یک راه حل بصرفه و کاربردی شناخته می شود که بدون اینکه در فضای پروژه عارضه ای ایجاد کند ، ضرایب اطمینان دیواره های گودبرداری را به بالاترین درصد ممکن تامین می نماید. استفاده از علم بروز سیستم نیلینگ و پسکشیدگی ویژگی‌های نیل این امکان را فراهم نموده تا تغییر مکانهای مجاور ساختمانهای فرسوده و معابر پرترافیک کاسته شود . این تکنولوژی که در اصطلاح انکراژ نامگذاری شده است با استفاده از استرند چند رشته بجای میلگرد در گمانه ها شرایطی را فراهم کرده است تا برای پایدارسازی گودهای بالای ۲۵متر به تنها گزینه مناسب مبدل شود.

شیوه اجرای نیلینگ یا میخکوبی

روشی که به برای اجرای نیلینگ و بمنظور پایدارسازی دیواره گودها پیشنهاد داده می شود بطور معمول شامل ۵ مرحله اصلی می باشد که به ترتیب گودبرداری مقطعی، حفاری گمانه‌ها، نصب میلگرد تسلیح، تزریق دوغاب سیمان، بتن پاشی و نصب صفحه و مهره می باشند . بعد از اینکه مراحل اجرایی بالا کامل شد برای قدم نخست گودبرداری، این مراحل برای اقدامات بعدی گودبرداری تا با ارقام کف گود مورد نظر برسد ، تکرار میشود. مراحل فوق به صورت شماتیک در تصویر زیر به نمایش درآمده است.پروژه نیلینگ خدامی

خاکبرداری

گودبرداری اولیه به اندازه ای ادامه می یابد و بعبارتی عمق آن به حدی است که دیواره‌ی گودبرداری شده قادر باشد در بازه زمانی کوتاهی بین ۲۴ تا ۴۸ ساعت پایداری خود را حفظ نماید(آیین نامه). لازم است که خاکبرداری به شکل مرحله به مرحله صورت بگیرد و بعد از اینکه هر مرحله از خاکبرداری انجام شد باید عملیات اجرای میخکوبی در آن مرحله اجرا شود و بعد از پایان یافتن عملیات، خاکبرداری مرحله بعد آغاز شود. گودبرداری انجام شده لازم است حداقل به اندازه‌ای عریض باشد که ابزارهای لازم بدون مشکل در محل استقرار یابند.
در هر مرحله از خاکبرداری، باید عمق دیواره ایجاد شده از پایداری لازم در زمان اجرای میخکوبی برخوردار باشد، بطور معمول عمق گودبرداری برای تامین کوتاه مدت پایداری ۲ متر است. البته شرایط ژئوتکنیکی خاک نیز باید مورد توجه قرار بگیرد و ساختگاه ارتفاع مجاز خاکبرداری در هر مرحله بر این اساس تعیین شود. برای محاسبه ارتفاع مجاز خاکبرداری بدون احتیاج به مهاربندی از طریق رابطه رانکین به صورت زیر امکان پذیر است:

در این رابطه منظور از هر کدام پارامترها به شرح زیر می باشد:

C= چسبندگی خاک                                                    Q= سربار گسترده کنار گود
Ka= ضریب فشار اکتیو                       Hmax= حداکثر ارتفاع گود بدون نیاز به سازه نگهبان
γ= وزن مخصوص خاک                        F.S= ضریب اطمینان ۶ غالبا بین ۱.۵ تا ۲)حفاری

با توجه به اینکه پیشرفت کار پایدارسازی در پروژههای بزرگ بسیار به اجرای حفاری بستگی دارد سرپرستی قسمت حفاری بسیار حائز اهمیت خواهد بود. بایستی انتخاب ماشین الات بر اساس طول گمانه ها، جنس خاک و شرایط آبهای زیرزمینی انجام گید.

کاملا مشخص است که توان تولید هوای کمپرسور برای گمانه های بالای ۱۵متر باید از گمانه های کوتاه بیشتر باشد. بعلاوه در خاکهای درشت دانه که ریزشهای موضعی گمانه و فرار هوا محتمل است این مسئله از اهمیت بیشتری برخوردار است. لازم به ذکر است که قدرت و سرعت دوران دستگاه حفاری نیز باید با جنس خاک تناسب داشته باشد و بگونه ای انتخاب صورت گیرد تا بازده و نتیجه کار در بالاترین سطح قرار بگیرد. نکته قابل ذکر دیگر اینکه توان حرکت دستگاه حفاری در خاکهای اشباع یا خاکهای دستی باید در مقایسه با خاک های طبیعی و خشک بیشتر مورد توجه قرار گیرد و از توان حرکت بیشتری برخوردار باشد. اندازه چکش و سرمته نیز باید با قطر گمانه درج شده در نقشه های اجرایی متناسب بوده و بر همین اساس انتخاب صورت گیرد. با قاطعیت میتوان بیان داشت که تخصص و تعهد تیم حفاری در ارتقاء سطح کیفیت حفاری مهمترین نقش را دارد که افزون بر اینکه سرعت مطلوب حفاری را بدنبال دارد در راحت تر کردن جازدن میلگرد یا استرند بسیار تاثیر گذار خواهد بود.پیمانکاری نیلینگ

نصب میلگرد تسلیح و تزریق دوغاب سیمان

بعد از حفاری گمانه تا عمقی که در نظر گرفته شده، عملیات نصب میلگرد تسلیح انجام می گیرد . بطور معمول عناصر تسلیح از آرماتورهای فولادی تشکیل می شود و در اکثر موارد تو پر می باشند ولی بر طبق آیین‌نامه‌ی اجرایی وزارت راه آمریکا که به میخکوبی با میلگردهای توخالی می پردازد، استفاده از میلگردهای توخالی امکان پذیر است . در هر صورت میلگردهای طراحی شده بعد از حفاری درون گمانه جاگذاری می شوند. برای آنکه جهت قرارگیری میلگردها کاملا با محور استوانه‌ی چال‌های حفر شده همسو و در امتداد باشند ابزاری به نام مرکزکننده (اسپیسر یا سنترالیزر) را بکار می گیرند.

میلگردها در درون مرکزکننده‌ها فرو رفته و سپس در داخل چال، جاگذاری میشوند. در صورتی که شرایط خوردگی شدت بیشتری داشته باشد پوشش اپوکسی ویژه ای برای حفاظت از میخ‌ها مورد استفاده قرار می گیرد. لازم بذکر است که میلگردهای فولادی مسلح کننده اساسی آرین عنصر دیوارهای میخکوبی شده محسوب می شود . این نشانه ها که در سوراخ‌هایی که از قبل حفاری شده قرار گرفته و پس از آن یک شیلنگ دوغاب ریزی به انتهای چال فرستاده می شود و دوغاب ریزی فضای خالی باقی مانده را از انتها تا ابتدای چال انجام می دهد. همانگونه که قبلاً نیز اشاره شد شیب چال‌های حفر به مقدار ملایمی در پایین سطح واقع است . بنابراین دوغاب با نیروی وزنی که به آن وارد می شود به خوبی حفره‌ها را پر می کند. این روش با عنوان دوغاب ریزی ثقلی شناخته می شود که جزء روش‌های رایج در میخکوبی بشمار می رود. نقش اصلی انتقال تنش از زمین به میخ‌ها بر عهده دوغاب می باشد.

مجموعه دستگاه تزریق از سه قسمت میکسر اولیه، ثانویه و پمپ تزریق متشکل شده است. بعد از اینکه آب و سیمان به نسبت مشخص در میکسرها مخلوط شد ،دوغاب سیمان بوسیله ی شیلنگ‌های رفت و برگشت به درون گمانه حفر شده تزریق می‌شود. شرایط موجود تعیین می کند که این تزریق چگونه باشد چرا که این تزریق درفشارهای متفاوتی انجام می شود . در تصویر زیر می توان نمونه‌ای از روند نصب مسلح کننده را مشاهده کرد.مراحل اجرای نیلینگ ساختمان

شاتکریت دیواره، نصب صفحه و مهره

بعد از اینکه عملیات تزریق تمام شود ، سطح دیواره برای اینکه از فرسایش آن ممانعت شود و علاوه بر آن یکپارچگی بیشتر در عملکرد میخها حفظ شود ، با استفاده از یک لایه بتن‌پاشی شده shotceret پوشیده می‌شود. پوشش یک نوع اتصال سازه‌ای در سیستم بوجود می آورد و در میخکوبی ها دو نوع پوشش موجود است ۱- پوشش موقت ۲- پوشش دائمی. پوشش موقت نقش سطحی را بر عهده دارد که قسمتهای سازه‌ای میخکوبی یا نیلینگ را به همدیگر اتصال می دهد.

علاوه بر آن نوارهای ژئوکامپوزیتی پیش از آنکه پوشش موقت اجرا گردد در سطح گودبرداری قرار داده می‌شود تا زه آب داخل خاک را هدایت نماید و از نفوذ آن به درون پوشش جلوگیری شود (تصویر زیر). علاوه بر آن بعد از بتن‌پاشی موقت برای متصل کردن کامل سر میخها به دیواره و همچنین ممانعت از بروز برش پانچ در دیواره و در صورت احتیاج تنش‌دهی به میخها، یک صفحه فلزی به عنوان سر نیل بر روی دیواره تعبیه می شود و با استفاده از یک مهره به آرماتور داخل گمانه اتصال داده می شود پوشش دائمی پس از نصب میخ‌ها و شکل گیری پوشش موقت اجرا خواهد شد. این پوشش دارای ضخامت کمی می باشد و در اکثر موارد در حدود ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر ضخامت دارد.

ویژگی های روش نیلینگ یا میخکوبی

همانگونه که در مطالب قبلی اشاره شد بارزترین نقطه قوت روش نیلینگ یا میخکوبی این است که بدون اینکه برای مراحل بعدی عملیات عمرانی مزاحمت بوجود بیاورد پایداری را تامین می کند. علاوه بر این اجرای پایدارسازی همزمان با عملیات خاکی نیز ممکن است و از دیگر مزیت های نیلینگ محسوب می‌شود . افزون بر این بخاطر بوجود آوردن سطح بتنی روی خاک ترانشه، از هوازدگی و ریزشهای موضعی ممانعت به عمل می آورد.
سرمایه گذاران بخش ساختمان از این روش پایدارسازی دانش نیلینگ (میخکوبی) در میان شرکتهای مشاور، پیمانکارنیلینگ، تامین کنندگان مصالح و ماشین آلات بسیار مورد استقبال قرار گرفته و به نوعی به یک جایگاه ثابت رسیده است و از لحاظ عمق و ابعاد در عرصه بین المللی رکورد های بینظیر و خارق‌العاده ای را به ثبت رسانده است که بسیار خوشحال کننده است.

نقاط قوت روش نیلینگ یا میخ کوبی

اجرای نیلینگ در فضای محدود امکان پذیر است
در زمان اجرا می توان طرح را تقویت نمود
از فضای موجود در مراحل بعدی عملیات ساختمانی می توان بالاترین بهره را برد
گودبرداری و پایدارسازی بطور همزمان قابل اجرا می باشد

نقاط ضعف روش نیلینگ یا میخ کوبی

کسل رضایت از همسایه ها ضروری و لازم است

ماشین آلات لازم برای اجرای این روش آلودگی صوتی ایجاد می کنند

۴.۵
Sending
User Review
۵ (۳ votes)