بخشی از مقاله
چکیده
امروزه روش میخکوبی خاک بعنوان یکی ازسازه های حائل دیواره گود، جایگزین سازه های متداول شده است. پایدارسازی در روش میخ کوبی به این صورت است که ابتدا میخ هایی درون دیواره گود قرار گرفته و سپس عملیات تزریق در اطراف میخ ها انجام می شود. برتریهای این روش نظیر سرعت و سهولت انجام کار و هزینه اقتصادی کم، آن را بعنوان یکی از روش های برتر در حفاظت دیواره گودبرداری ها مطرح نموده است.
صرف نظر از مشکلاتی که این روش در پایداری بعضی از خاک ها نظیر رس اشباع عادی تحکیم یافته با آن مواجه است، ملاحظات اجرایی آن در برابر خاکهای با چسبندگی و تراکم کم باید مد نظر قرار گیرد. در تحقیق حاضر برای مدل کردن میخها از نرم افزار Plaxis استفاده گردیده است. سربارهای مختلف بر مدلها اعمال گردیده و در نهایت اثر تغییرات سربار و وزن مخصوص خاک با توجه به اندرکنش خاک و میخ به صورت نمودار ارائه شده و سرانجام به تحلیل نمودارها و ارائه نتایج صورت گرفته است.
.1 مقدمه
یکی از مهمترین مشکلات و دغدغه های موجود در رشته مهندسی عمران، احداث سازه ها، حفاظت از گودبرداری و ساختمان های موجود در مجاورت آن می باشد. ودر صورت عدم رعایت روشهای مناسب به منظور حفاظت گودها و همچنین شیبهای در حال احداث، منجر به خسارات جبران ناپذیری خواهد گردید. ومخاطرات بوجود آمده ناشی از نشست های احتمالی و تقلیل ظرفیت باربری و تغییر مکان های جانبی موجب ایجاد ترک در سازه های مجاور گود خواهد شد. به منظور جلوگیری از موارد ذکر شده لازم است، از قبل از شروع عملیات گودبرداری از روشهای نگهداری و مهاربندی جانبی استفاده شود. تا در محیطی پایدار و ایمن بتوان عملیات را ادامه داد
یکی ازمهمترین مسائلی که امروزه بسیارمورد توجه قرارگرفته است پایداریسازی گودها میباشد. اندازه کوچک قطعات زمین و فاصله عرضی صفر ساختمانها از یکدیگر در بسیاری از نقاط باعث شده گودبرداری امری دلهره آور و نگران کننده برای مالکان ساختمانها و همسایگان شود. متاسفانه بسیاری هنوز فکر می کنند که بکارگیری تمهیدات ایمنی لازم در گود برداری هزینه و زمان بیهودهای را به کار تحمیل می کند، در حالیکه گودبرداری اصولاً از کارهای پیچیده و خطرناک مهندسی محسوب میشود. به منظورجلوگیری از ریزش ترانشه و تبعات منفی احتمالی ناشی از خاکبرداری ها، سازه موقتی را برای مهار ترانشه اجرا میکنند که به اصطلاح سازه نگهبان نامیده میشود. برای پایداری گودها روش های متفاوتی ازجمله میخکوبی خاک1، انکراژ2، خرپا 3و مهار متقابل میتوان بیان کرد.
از بین روشهای بیان شده روش میخکوبی خاک و روش انکراژ از نظر روش اجرا و مسائل دیگر به هم شبیه بوده و امروز کاربرد بیشتری نسبت به روش های دیگر دارد. در هر دو روش ابتدا گمانه هایی به عمق مشخص در دیواره گود حفر شده و سپس درروش میخکوبی میلگردهای فولادی ودرروش انکراژمیلگردهای فولادی و یا کابل هایی در داخل گمانه حفر شده قرار میگیرد.
در روش میخکوبی پس از قرار دادن آرماتورها در داخل خاک اطراف آن را از دوغاب پر میکنند ولی در روش انکراژ تنها قسمت انتهایی کابل دوغاب ریزی میشود تا پس از گیرش کامل قسمت آزاد کابل ها توسط جک هایی کشیده وبه اصطلاح پیش تنیده میشود.
وجود سربار در این تحقیق یک ساختمان دو طبقه وبه مقدار 8 تن برمترمربع و یک ساختمان سه طبقه به مقدار 9تن برمترمربع میباشد، وجنس خاک دراین تحقیق شن وماسهرودخانهای بههمراه قلوه سنگ که دارای چسبندگی کم میباشد. عمق گودبرداری دراین تحقیق 7.35و 9.85متر میباشد، که عمق لایه اول 5متر و لایه دوم 4متر و لایه آخر 1.5متر میباشد. برای مدل کردن نمونهها از نرم افزار plaxis استفاده شده است. این تحقیق در خصوص تحلیل عددی گودبرداری به روش میخکوبی با استفاده از نرم افزار plaxis و مقایسه با روش مهارگذاری می باشد.
.2فرضیات و مدلسازی
یکی از مسائل مهم در گودبرداری در محیطهای شهری تأثیر آن بر ساختمان مجاور است که بعضاً منجر به خسارت جانی و مالی جبران ناپذیری می گردد. در این خصوص، تأثیر سختی سازه ساختمان مجاور د ر کنترل تغییر مکان زمین ناشی از گودبرداری نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است که کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است.
حالتهای مختلف اجرای میخکوبی با مشخصات مختلف در مطالعه موردی در شهر تبریز با همکاری شرکت فرا بنیان طرح و با 3 مدل مختلف میخکوبی مورد بررسی قرار گرفت - شکل - .1خاک محدوده پروژه عمدتاً شامل مصالح شنی همراه با ذرات ماسه ای سیلتی و رسی با تراکم متوسط تا بسیار متراکم میباشدو عمدتاً از رطوبت - پایین برخوردار می باشند. در اعماق پایین، از شدت درشتدانه ها کاسته شده و بافت غالب خاک تبدیل به خاک ریزدانه می گردد. مطابق مطالعات ژئوتکنیک اولیه، سطح آب زیرزمینی نیز در عمق 10 متری از سطح زمین برآورد گردیده، بر اساس مطالعات زمین شناسی صورت گرفته رسوبات محدوده طرح از نوع B می باشد. بر اساس حفاری چاهک دستی و گمانه ماشینی، پارامترها استخراج گردیده است.
در این رابطه، ارتفاع بحرانی و ، C و به ترتیب زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی و وزن مخصوص خاک حفاری شده هستند. برای پایداری لازم است که ضریب اطمینان بزرگتر از یک وجود داشته باشد. این موضوع با مدلسازی گودبرداری به صورت مرحله ای و بدون در نظرگرفتن هرگونه تقویت - تیرکهای مایل و افقی - توسط نرمافزار اجزا محدود Plaxis انجام گردید .[4]که در ادامه توضیحاتی مختصر راجع به مدلسازی و فرضیات آن بیان می گردد.
شکل :1 هندسه سد و مش بندی انجام شده در نرم افزار
فرضیات اصلی که در مدلسازی به کار رفته عبارتند از:
-1 حالت کرنش صفحه ای درنظر گرفته شده است.
-2 برای دقت بیشتر مدلسازی از المانهای 15 گرهی استفاده شده است.
-3 با توجه به عدم وجود سازه نگهبان از وجود آب صرفنظر شده و رفتار خاک خشک، زهکشی شده در نظر گرفته شده است.
-4 مدل رفتاری موهر-کولمب در نظر گرفته شد.
-5 فشار سربار اعمالی برابر 8 و 9 تن بر متر مکعب در نظر گرفته شده است.
-6 شاتکریت به ضخامت 10 سانتیمتر از بتن با مقاومت فشاری 28 روزه فرض شده است.
-7 تیپ میخکوبی A و B در نظر گرفته شده است.
پارامترها و خصوصیات خاک استفاده شده در تحلیل شیبها، خصوصیات عمومی خاک برای خاکهای باقیمانده، که ترکیبی از ماسهها، لایها و مقدار کمی از خاکهای رسی در شیبهای طبیعی است، که در طبیعت خاک با چنین خصوصیاتی فراوان دیده میشود. جدول - 1 - پارامترهای خاک استفاده شده در این تحلیلها را نشان میدهد
