بخشی از مقاله
چکیده
امروزه روش میخکوبی خاك بعنوان یکی ازسازه هاي حائل دیواره گود، جایگزین سازه هاي متداول شده است. پایدارسازي 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. برتریهاي این روش نظیر سرعت و سهولت انجام کار و هزینه اقتصادي کم، آن را بعنوان یکی از روش هاي برتر در حفاظت دیواره گودبرداري ها مطرح نموده است.
صرف نظر از مشکلاتی که این روش در پایداري بعضی از خاك ها نظیر رس اشباع عادي تحکیم یافته با آن مواجه است، ملاحظات اجرایی آن در برابر خاکهایی با چسبندگی و تراکم کم باید مد نظر قرار گیرد. در تحقیق حاضر براي مدل کردن میخها از نرم افزار Plaxis استفاده گردیده است. سربارهاي مختلف بر مدلها اعمال گردیده و در نهایت اثر تغییرات سربار و وزن مخصوص خاك با توجه به اندرکنش خاك 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 هاي موجود در رشته مهندسی عمران، احداث سازه ها، حفاظت از گودبرداري و ساختمان هاي موجود در مجاورت آن می باشد. ودر صورت عدم رعایت روشهاي مناسب به منظور حفاظت گودها و همچنین شیب هاي در حال احداث، منجر به خسارات جبران ناپذیري خواهد گردید. ومخاطرات بوجود آمده ناشی از نشست هاي احتمالی و تقلیل ظرفیت باربري و تغییر مکان هاي جانبی موجب ایجاد ترك در سازه هاي مجاور گود خواهد شد.
به منظور جلوگیري از موارد ذکر شده لازم است، از قبل از شروع عملیات گودبرداري از روشهاي نگهداري و مهاربندي جانبی استفاده شود. تا در محیطی پایدار و ایمن بتوان عملیات را ادامه داد2]و.[1 یکی ازمهمترین مسائلی که امروزه بسیارمورد توجه قرارگرفته است پایداريسازي گودها میباشد. اندازه کوچک قطعات زمین و فاصله عرضی صفر ساختمانها از یکدیگر در بسیاري از نقاط باعث شده گودبرداري امري دلهره آور و نگران کننده براي مالکان ساختمانها و همسایگان شود.
متاسفانه بسیاري هنوز فکر میکنند که بکارگیري تمهیدات ایمنی لازم در گود برداري هزینه و زمان بیهودهاي را به کار تحمیل می کند، در حالیکه گودبرداري اصولاً از کارهاي پیچیده و خطرناك مهندسی محسوب میشود. به منظورجلوگیري از ریزش ترانشه و تبعات منفی احتمالی ناشی از خاکبرداريها، سازه موقتی را براي مهار ترانشه اجرا میکنند که به اصطلاح سازه نگهبان نامیده میشود.
براي پایداري گودها روشهاي متفاوتی ازجمله میخکوبی خاك1 ، انکراژ2 ، خرپا3 و مهار متقابل میتوان بیان کرد. از بین روشهاي بیان شده روش میخکوبی خاك و روش انکراژ از نظر روش اجرا و مسائل دیگر به هم شبیه بوده و امروز کاربرد بیشتري نسبت به روش هاي دیگر دارد.
در هر دو روش ابتدا گمانه هایی به عمق مشخص در دیواره گود حفر شده و سپس درروش میخکوبی میلگردهاي فولادي ودرروش انکراژمیلگردهاي فولادي و یا کابل هایی در داخل گمانه حفر شده قرار میگیرد. در روش میخکوبی پس از قرار دادن آرماتورها در داخل خاك اطراف آن را از دوغاب پر میکنند ولی در روش انکراژ تنها قسمت انتهایی کابل دوغاب ریزي میشود تا پس از گیرش کامل قسمت آزاد کابل ها توسط جک هایی کشیده وبه اصطلاح پیش تنیده میشود.
[3] 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 خاك دراین تحقیق شن وماسهرودخانهاي بههمراه قلوه سنگ که داراي چسبندگی کم میباشد. عمق گودبرداري دراین تحقیق 7.35و 9.85متر میباشد، که عمق لایه اول 5متر و لایه دوم 4متر و لایه آخر 1.5متر میباشد. براي مدل کردن نمونهها از نرم افزار plaxis استفاده شده است. این تحقیق در خصوص تحلیل عددي گودبرداري به روش میخکوبی با استفاده از نرم افزار plaxis و مقایسه با روش مهارگذاري می باشد.
-2فرضیات و مدلسازي
یکی از مسائل مهم در گودبرداري در محیط هاي شهري تأثیر آن بر ساختمان مجاور است که بعضاً منجر به خسارت جانی و مالی جبران ناپذیري می گردد. در این خصوص، تأثیر سختی سازه ساختمان مجاور در کنترل تغییر مکان زمین ناشی از گودبرداري نیز از اهمیت ویژه اي برخوردار است که کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. حالتهاي مختلف اجراي میخکوبی با مشخصات مختلف در مطالعه موردي در شهر تبریز با همکاري شرکت فنی مهندسی فرا بنیان طرح مورد بررسی قرار گرفت - شکل . - 1 خاك محدوده پروژه عمدتاً شامل مصالح شنی همراه با ذرات ماسه اي سیلتی و رسی با تراکم متوسط تا بسیار متراکم میباشد و عمدتاً از رطوبت پایین برخوردار می باشند. در اعماق پایین، از شدت درشتدانه ها کاسته شده و بافت غالب خاك تبدیل به خاك ریزدانه می گردد.
مطابق مطالعات ژئوتکنیک اولیه، سطح آب زیرزمینی نیز در عمق 10 متري از سطح زمین برآورد گردیده، بر اساس مطالعات زمین شناسی صورت گرفته رسوبات محدوده طرح از نوع B می باشد. بر اساس حفاري چاهک دستی و گمانه ماشینی، پارامترها استخراج گردیده است. در این رابطه، H_cr ارتفاع بحرانی و ∅، C و γ به ترتیب زاویه اصطکاك داخلی، چسبندگی و وزن مخصوص خاك حفاري شده هستند. براي پایداري لازم است که ضریب اطمینان بزرگتر از یک وجود داشته باشد. این موضوع با مدلسازي گودبرداري به صورت مرحله اي و بدون در نظرگرفتن هرگونه تقویت - تیرکهاي مایل و افقی - توسط نرم افزار اجزاء محدود Plaxis انجام گردید.[4] که در ادامه توضیحاتی مختصر راجع به مدلسازي و فرضیات آن بیان می گردد.
شکل : 1 مظالعه موردي
فرضیات اصلی که در مدلسازي به کار رفته عبارتند از:
-1 حالت کرنش صفحه اي درنظر گرفته شده است.
-2 براي دقت بیشتر مدلسازي از المانهاي 15 گرهی استفاده شده است.
-3 با توجه به عدم وجود سازه نگهبان از وجود آب صرفنظر شده و رفتار خاك خشک، زهکشی شده در نظر گرفته شده است.
-4 مدل رفتاري موهر-کولمب در نظر گرفته شد.
-5 فشار سربار اعمالی برابر 8 و 9 تن بر متر مربع در نظر گرفته شده است.
-6 شاتکریت به ضخامت 10 سانتیمتر از بتن با مقاومت فشاري 28 روزه فرض شده است.
-7 تیپ میخکوبی A و B در نظر گرفته شده است.
پارامترها و خصوصیات خاك استفاده شده در تحلیل شیب ها، خصوصیات عمومی خاك براي خاکهاي باقیمانده، که ترکیبی از ماسه ها، لاي ها و مقدار کمی از خاکهاي رسی در شیب هاي طبیعی است، که در طبیعت خاك با چنین خصوصیاتی فراوان دیده می شود. جدول - 1 - پارامترهاي خاك استفاده شده در این تحلیل ها را نشان میدهد. این خاکها در حالت طبیعی پایدا هستند ولی زمانی که در چنین خاکهایی ترانشه ایجاد می گردد خاك دیگر پایدار نخواهد بود و با استفاده از روش هاي تسلیح خاك پایداري ترانشه باید فراهم شود.
