بخشی از مقاله
خلاصه
از اصول مهم در گودبرداری عمیق، طراحی سازه نگهبان مناسب و کنترل مقادیر جابجایی دیواره گودبرداری می-باشد یکی از مناسبترین و پرکاربردترین روشهای پایدارسازی جدارههای خاکی استفاده از سیستم مهاری - Soil - Anchoring است. از آنجا که در گودبرداری تغییر مکان دیواره گود بسیار حائز اهمیت میباشد. چرا که منجر به آسیب و حتی تخریب ابنیه مجاورگود میگردد. لذا در این تحقیق به مدلسازی عددی و با استفاده از نرمافزار سه بعدی Abaqus مورد بررسی قرار گرفته است. سپس مدل عددی توسط دادههای میدانی کالیبره گردیده و به بررسی تأثیر چیدمان مهاری-ها از لحاظ نیروی پیشتنیدگیها بر تغییر شکلهای جانبی دیواره پرداخته شده است.
.1 مقدمه
با توجه به رشد جمعیت و کمبود فضای شهری وتمایل به احداث ساختمانهای بلند مرتبه و تأمین فضاهایی نظیر پارکینگ و غیره تمایل به انجام گودبرداری را به دنبال داشته است. محدودیت ابعاد زمین در مناطق شهری مهندسان را ناگزیر از انجام خاکبرداری با جدارههای قائم یا نزدیک به قائم ساخته است حادثه آوار و ریزش ساختمان بعلت گودبرداری غیراصولی که در گوشه و کنار شهرها اتفاق می افتد گواه آن مطلب میباشد که در اکثر گودبرداریهای انجام شده، نکات فنی ومهندسی رعایت نمی شود.
از آنجا که این امرخسارات جانی ومالی زیادی را در پی داشته لذا این مسئله به عنوان یک نگرانی و معضل بزرگ در جامعه مهندسین میباشد. روشهای مختلفی برای پایدارسازی گودبرداریهای مناطق شهری وجود دارد که عبارتند از روش مهار متقابل، روش دیواره دیافراگمی، روش اجرای شمع، روش خرپائی و روش ترکیبی، میخکوبی، دیوار برلینی، دیوارهای حائل وزنی و نیمه وزنی. روش مهاری بدلیل انعطاف پذیری مناسب، سرعت بالا وسهولت اجرا و معقولترین هزینه در گودبرداری عمیق مورد استقبال مهندسان قرار گرفته است.
اجرای مهاری به صورت مرحله ای و از بالا به پایین میباشد و بسته به مدت زمان پایدارسازی به دو نوع موقت ودائم طبقهبندی میشود. طراحی روش مهاری براساس یکسری جداول و نقشهها که در آیین نامه FHWA توسط ساباتینی وهمکاران ارائه شده، موجود است 2 ، صورت میگیرد. با پیشرفت تکنولوژی، نرم افزارهایی مانند Abaqus به بازار آمده که قابلیت مدلسازی سه بعدی این سیستم را دارا میباشد. در این مقاله با استفاده از این نرمافزاربه بررسی تأثیر چیدمان مهاریها از لحاظ نیروی پیش-تنیدگیها بر تغییر شکلهای جانبی دیواره پرداخته شده است.
.2تاریخچه
اولین کاربرد مهارها به حدود 65 سال قبل در سد چرفس الجزایر برمیگردد. استفاده از پیچ سنگهای درگیر نقطهای ابتدا در آمریکا گسترش یافته و در سال 1950 میلادی در انگلستان بکار گرفته شد. سپس با پیشرفت علم میل مهارهای درگیر در طول رزین با توجه به مزایا و کاربری بسیار بالای این نوع میل مهار بسرعت توسعه یافته و تکنولوژی ساخت و اجرای آنها گسترش یافت. تکنولوژی استفاده از رزین اولین بار توسط یک شرکت آمریکایی ارائه شد، اما اولین استفاده تجاری از کپسولهای رزینی توسط یک شرکت معدنی کروپ آلمان در سال 1959 میلادی و سپس 1960 در فرانسه و انگلستان بوده است. با گذشت زمان استفاده از مهارهای تزریق شده با دوغاب سیمان، جای مهارهای رزینی را گرفت .
اداره کل بزرگراههای امریکا، در سال 1991 ، اقدام به ساخت یک دیوار سپری مهاربنددار با مقیاس واقعی، در سایت مطالعات ژئوتکنیک دانشگاه A&M تگزاس نمود. هدف از ساخت این دیوار، ابزارگذاری آن جهت مطالعه رفتار دیوارهای نگهبان انعطافپذیر مهاربنددار بوده است. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده، این دیوار به طول 60 متر و ارتفاع 7,5 متر احداث شده است. بخشی از این دیوار با کوبیدن شمعهای فلزی H شکل در عمق مورد نظر، و سپس تزریق ملات در اطراف آنها ساخته شدهاند. شمعهای H شکل، از پروفیلهای نوعHP6 29 بوده که طولی برابر9,15 متر داشته، عمق مدفون شمع برابر1,65 متر و ارتفاع خاکبرداری معادل 7,5 متر میباشد.
برای پر کردن فضای بین شمع ها از تخته چوبی به طول 2,4 متر، عرض 0,3 متر و ضخامت 7,5 میلیمتر استفاده شده است. آنها از دیوار دارای دو ردیف مهاربند برای کالیبراسیون مدل استفاده کردند، که در آن مهاربندها با زاویه 30 درجه نسبت به افق و در فواصل 1,8 متر و 4,8 متر از نوک دیوار قرار گرفته بودند، طول گیردار مهارها 7,3 متر و طول آزاد آن 5,05 متر بوده است. قطر میل مهارها برابر 25 میلیمتر بوده که این قطر در محل تزریق شده معادل 89 میلیمتر مییاشد. خاک محل، ماسه سیلتدار با تراکم متوسط، با وزن مخصوص خشک 18,5 KN/m3 می باشد .
شکل 1 - نما و مقطع دیوار مهاربنددار ابزارگذاری شده، در دانشگاه A&M تگزاس
براید ولیم - 1999 - به مدلسازی عددی سه بعدی دیوار مهار اصطکاکی با نرمافزار Abaqus پرداختند و از دیوار واقعی ساخته شده در دانشگاه تگزاس، برای صحتسنجی مدل اجزای محدود سه بعدی خود استفاده کردند. مقایسه نتایج به دست آمده از دیوار واقعی با نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود سه بعدی توسط براید ولیم در شکل 2 نشان داده شده است
شکل - 2 مقایسه نتایج مدل واقعی با مدل عددی براید ولیم
