بخشی از مقاله
چکیده
یکی از کاربردها مهم بتن پلاستیک استفاده از آن در احداث دیواره آببند برا کنترل نشت آب و در پی سدها است. با توجه به شرایط خاک، دیواره آب بند از انواع گلها روان، بتن پلاستیک، بتن سازها و ... ساخته میشود. روش اجرا دیواره آببند١ شامل حفر ترانشه، پر کردن ترانشه با دوغاب بنتونیت - گل حفار - جهت پایدار نگه داشتن ترانشه حفار شده و سرانجام پر کردن آن با یک ماده مهندسی مناسب است. در اکثر پروﮊهها ترانشهها حفار شده با بتن پلاستیک پر میشوند. زمان بین اتمام حفار ترانشه و شروع بتنریز از لحاظ تئور محدود به ۳ ساعت است. این کار برا کاهش فرصت برا رسوب کردن و چسبیدن کیک بنتونیت به اطراف ترانشه میباشد.
در بعضی از دیواره آببندها، مانند سد کرخه، کیک بنتونیت در درزها بین پانلها اولیه و ثانویه باقی مانده است و این کیک بخوبی به اطراف چسبیده است، بطور که این مواد بوسیله ترکیبی از اثرات شستشو ترانشه، برسزنی و ریختن بتن پلاستیک تازه دارا دانسیته بالا کاملا زدوده نشده بود. در این روش اجرا دیوار آببند، باقی ماندن یک فیلم نازک بنتونیت مورد انتظار و غیرقابل اجتناب میباشد. چون این کیک بنتونیت در اثر شستشو باعث افزایش آبگذر از پی خواهد شد در نتیجه ضخامت این فیلم نازک باید در عمل حداقل و محدود به چند میلیمتر باشد. در این تحقیق سعی شده است دلایل پیدایش کیک بنتونیت در درزها و راهکارها مناسبی برا به حداقل رساندن ضخامت کیک بنتونیت ارائه شده است.
۱- مقدمه
از آنجائیکه سدها، به ندرت رو زمینها کاملاﹰ ناتروا ساخته میشوند، در اغلب موارد جریان آب زیرزمینی از خلال پی وجود دارد. بدینگونه نشت آب، بر کارآئی و سوددهی مفید سد کاملاﹰ اثر میگذارد. فشار آب و مسیر خروجی آن از پی سد میتواند بر تاسیسات دائمی سد خطر آفرین باشد. طبیعتﹰا تا کنون شیوه ها گوناگونی برا حل اینگونه مسائل بکار گرفته شده است که یکی از متداولترین روشها ایجاد دیواره آببند بتن پلاستیکی در زیر سد میباشد.
۲- تعریف دیواره آببند
دیواره آببند دیوار یا پردها با نفوذپذیر کم است که در داخل زمین ساخته میشود تا مانع عبور آب از پی سد شود . - Pashazadeh, A. and Chekaniazar, M., 2011 - با استفاده از این روش اجرا میتوان دیوارها و یا پردهها نفوذناپذیر در داخل زمین و قبل از انجام عملیات خاکبردار ایجاد کرد. در شکل ١ اجزا یک سد خاکی و جانمایی دیواره آببند در زیر سدها نشان داده شده است. بتن پلاستیک، بتنی است که از مخلوط مصالح سنگی- سیمان- آب و ﮊل بنتونیت درست میشود. برا تهیه بتن پلاستیک، ابتدا سنگدانهها با سیمان مخلوط شده و اختلاط مییابد و بعد آب به آن اضافه شده و مخلوط میگردد و در پایان ﮊل بنتونیت که در مخازن مخصوصی تولید شده است به مخلوط فوق اضافه شده و اختلاط میگردد. - منصور ، ۴۷۳۱ - .
تفاوت بتن پلاستیک با بتن معمولی مقاومت کم و شکلپذیر بالا آن - مدول یانگ کمتر - میباشد. استفاده از دیواره آببند بتن پلاستیک به دلیل داشتن خاصیت نفوذپذیر کم، رفتار پلاستیک و خاصیت شکلپذیر مشابه خاک مجاور، یکی از شیوهها متداول در کاهش نفوذپذیر پی سدها خاکی است . - Pashazadeh and Chekaniazar, 2011 به علت وجود سیمان، مقاومت بتن پلاستیکی در حد قابل قبولی بوده و همچنین به علت وجود بنتونیت، بتن پلاستیک از آببند کافی برخوردار بوده و همچنین به علت وجود بنتونیت در بتن پلاستیک، این مصالح شکنندگی بتن معمولی را نداشته و شکلپذیر است . - Mariotti. G, 1998 - کمیته ملی سدها بزرگ توصیه کرده است که ضریب شکلپذیر دیوار حداکثر ٤ تا ٥ برابر مصالح پی باشد . - ICOLD, 1985 -
٣- تاریخچه استفاده از دیواره آببند
دیواره جدا کننده را میتوان نتیجه منطقی تحول جدارها متشکل از شمعها متصل به هم و یا متقاطع دانست که از سال ۴۳۹۱ در کارگاهها مختلف ساختمانی مورد استفاده قرار میگرفت. برا اولین بار ابداع دیواره جدا کننده بوسیله پروفسور ودر١ در سال ۲۵۹۱ و مارکونی٢ در سال ۳۵۹۱ در ایتالیا به ثبت رسید. همچنین استفاده از بتن پلاستیک در ایران با توجه به گسترش صنعت سدساز از سال ١٣٧٠ و با ورود دستگاه حفار دیواره آببند - هیدروفرز - افزایش چشمگیر داشته است . - www.civilica.com - مختلفی از دیواره آببند بتن پلاستیکی استفاده شده است که از جمله آنها میتوان به طرحها در ایران در پروﮊهها زیر اشاره کرد:
• سد گتوند علیا که یکی از عمیقترین دیوارهها آببند کشور را دارد و در مدت ٣ سال اجرا شده است.این دیواره آببند با عرض ٢/١ متر و عمق ١٢٠ متر در زیر سد گتوند اجرا شده است و از فاز ٨ به بعد در بالادست این دیواره آببند از ﮊئوممبرین استفاده شد که اجرا آن در داخل دیواره آببند برا نخستین بار و به روش منحصر به فرد در ایران انجام گرفت.
• سد کرخه که دیواره آببند آن توسط شرکتها باوئر١ آلمان و سپاسد اجرا شده است. دیواره آببند سد کرخه به طول ٢٩٤٥ متر، عمق متوسط ٧٠/٥٧ متر و سطح کلی ١٦٠٠٠٠ متر مربع در مرکز و در امتداد محور اصلی سد قرار گرفته است. - سروش ع.، سروش م.، دادگستر نیا س.، ١٣٧٤ - .
• سد نهند در استان آذربایجان شرقی، سد نرماب چلچا در شهرستان مینودشت گلستان، سد مخزنی دویرج و سیلوه و...
٤- روش اجرای دیواره آببند
برا حفار دیواره آببند دستگاهها مختلفی مانند هیدروفرز BC 50، BC 30 و کلامشل وجود دارد.که متداولترین روش، استفاده از دستگاه حفار کلامشل میباشد. مراحل اجرا دیواره آببند با استفاده از کلامشل به صورت مختصر عبارتند از:
۴-۱- اجرای هستهی رسی یا رس تماسی٢
ایجاد اتصال قابل اطمینان هسته رسی و دیواره آببند بتن پلاستیک، یکی از الزامات اساسی اجرا بخش آببند هر سد خاکی میباشد. روش رایج در اجرا این اتصال، اجرا بخش اولیه هسته رسی به ارتفاع حداقل ۵/۲ متر و سپس، اجرا دیوار هاد حفار ، احداث پلاتفرم حفار و حفر محل ایجاد دیواره آببند میباشد. پس از اجرا کامل دیواره آببند، با برداشتن دیوار هاد حفار که به دلیل صلبیت٣ بیشتر خود نسبت به محیط پیرامون، امکان شکستن در زیر بار خاکریز فوقانی و ایجاد مسیرها حرکت آب وجود دارد، اقدام به ریختن هسته رسی بر رو دیواره آببند اجرا شده بتن پلاستیک میگردد.
۴-۲- احداث پلاتفرم حفاری
پلاتفرم از مصالح متراکم شده با حداقل ضخامت ۵/۱ متر ساخته میشود که محلی جهت استقرار دستگاهها و تجهیزات حفار است که ضمن برخوردار از استحکام و صلبیت لازم با ایجاد و خاکریز و یا با استفاده از مصالح موجود در بستر رودخانه در محل احداث دیواره آببند ایجاد میشود . - Shadravan, Mirghasemi, Pakzad, 2004 - در شکل ۲ پلاتفرم در حال احداث در سد گردیان جلفا نشان داده شده است.
