1- گود برداری و سازه های نگهبان
در بسیاری از پروژه های ساختمانی لازم است که زمین به صورتی خاکبرداری شود که جداره های آن قائم یا نزدیک به قائم باشد. این کار ممکن است به منظور احداث زیر زمین ، کانال ، منبع آب و .. صورت گیرد. فشار جانبی وارد بر این جداره ها ناشی از رانش خاک بر اثر وزن خود آن ، و نیز سر بار های (surcharge) احتمالی روی خاک کنار گود می باشد. این سربارها می توانند شامل خاک بالاتر از تراز افقی لبه ی گود ، ساختمان مجاور ، بارهای ناشی از بهره برداری از معابر مجاور و ... باشند. به منظور جلوگیری از ریزش ترانشه و تبعات منفی احتمالی ناشی از این خاکبرداری ، سازه های موقتی را برای مهار ترانشه اجرا می کنند که به آن سازه های نگهبان (retaining structures;support systems) می گویند.
اهداف اصلی ایمن سازی جداره های گود با استفاده از سازه های نگهبان عبارتند از : حفظ جان انسانهای خارج و داخل گود ، حفظ اموال خارج و داخل گود و نیز فراهم آوردن شرایط امن و مطمئن برای اجرای کار.
موضوع گودبرداری و طراحی و اجرای سازه های نگهبان در مهندسی عمران دارای گستره وسیعی است و نیاز به بررسی ها و مطالعات و ملاحظات ژئوتکنیکی، سازه ای ، مواد و مصالح، تکنولوژیکی و اجرایی و اقتصادی و اجتماعی دارد. در نتیجه می توان گفت که انتخاب روش مناسب بستگی به جمیع شرایط تأثیرگذار دارد و می توان در شرایط مختلف، به صورت های گوناگونی باشد. از سوی دیگر، تئوری ها و روش های اجرایی گود برداری و سازه های نگهبان، هم مبتنی بر اصول تئوریک و هم متأثر از ملاحظات اجرایی و تجربی، توأماً است.
پایدارسازی جداره های گودبرداری به صورتها و روشهای مختلفی صورت می گیرد که از جمله آنها به روشهای : مهار سازی (anchorge) ، دوخت به پشت (tie back) ، دیواره دیافراگمی (diaphragm wall) ، مهار متقابل (reciprocal support) ، اجرای شمع (piling) ، سپر کوبی (sheet piling) ، و اجرای خرپا (truss construction) اشاره نمود.
2- انواع روشهای پایدارسازی گود
2-1- روش مهار سازی
در این روش، برای مهار حرکت و رانش خاک، با استفاده از تمهیداتی خاص، از خود خاک های دیواره کمک گرفته می شود. ابتدا در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری شود، در فواصل معین چاههایی حفر می کنیم. عمق این چاهها برابر با عمق گود به اضافه ی مقداری اضافه برای شمع بتنی انتهای تحتانی این چاهها است.
پس از حفر چاهها، در درون آنها پروفیل های شکل یا شکل قرار می دهیم. به منظور تأمین گیرداری و مهاری کافی برای این پروفیل ها، انتهای پروفیل ها را به میزان 0.25 تا 0.35 عمق گود، پایین تر از رقوم کف گود در درون بخش شمع ادامه می دهیم و در انتهای پروفیل ها نیز شاخکهایی را در نظر می گیریم.
سپس، شمع انتهای تحتانی را ، که قبلاً آرماتوربندی آن را اجرا کرده و کار گذاشته ایم، بتن ریزی می کنیم. بدین ترتیب پروفیل های فولادی مزبور در شمع مهار می شوند و پروفیل های فولادی همراه با شمع نیز در خاک مهار می گردند. پس از اجرای مراحل فوق، عملیات گودبرداری را به صورت مرحله به مرحله اجرا می کنیم. در هر مرحله، پس از برداشتن خاک در عمق آن مرحله، برای جلوگیری از ریزش خاک، با استفاده از دستگاههای حفاری ویژه، در بدنه ی گود چاهکهایی افقی یا مایل، به قطر حدود 10 تا 15 سانتیمتر، دزر جداره ی گود حفر می کنیم. آنگاه درون این چاهکها میلگردهایی را کار گذاشته و سپس درون آنها بتن تزریق می کنیم. طول این چاهکها، به نوع خاک و پارامترهای فیزیکی و مکانیکی آن، و نیز به عمق گود بستگی دارد و مقدار آن در حدود 5 تا 10 متر است.
پس از انجام این مرحله، پانلهای بتنی پیش ساخته ای را در بین پروفیلهای قائم قرار داده و آنها را از سویی به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها به نحو مناسبی متصل می کنیم و از سویی دیگر پانلها را به پروفیلهای قائم وصل می کنیم. به جای استفاده از این پانلهای پیش ساخته می توانیم آنها را به صورت درجا اجرا کنیم. همچنین می توانیم ابتدا بر روی دیواره آرماتور بندی کرده و سپس بر روی آن بتن پاشی (shotcrete) کنیم.
برای اتصال پانلها به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها می توانیم سر میلگردهای مزبور را رزوه کرده با استفاده از صفحات سوراخ دار تکیه گاهی و مهره، آنها را با پانل درگیر کنیم.
کلیه عملیات فوق را به صورت مرحله به مرحله، از بالا به پایین اجرا می کنیم. ملات یا خمیری که برای تزریق استفاده می کنیم، مخلوطی است از سیمان و آب یا سیمان و آب و ماسه که ممکن است در آن از مواد
افزودنی نیز استفاده کنیم. همچنین می توانیم از مواد پلیمری و دوغاب های با پایه غیر از سیمان پرتلند و با ترکیبات خاص نیز برای تزریق استفاده کنیم. در تزریق با استفاده از سیمان پرتلند، نسبت آب به سیمان در ابتدا در حدود 1.5 است که به تدریج آن را کاهش داده و به حدود 0.5 می رسانیم. طراحی و برنامه ریزی و اجرای عملیات تزریق باید توسط متخصصان آشنا به موضوع و با استفاده از دستگاههای خاص و طبق استانداردها و ضوابط خاص صورت گیرد. همچنین باید توجه داشته باشیم که در صورتی که فشار به کار برده شده برای تزریق بیش از حد لزوم باشد، ممکن است ناپایداری ها و شکستهایی در خاک ایجاد شود.
2-1-1- مزایای روش مهار سازی
1. مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن در درون چاهکها بهبود می یابد،لذا بر اثر این امر، علاوه بر کمک گرفتن از خاک اطراف جداره برای مهار رانش خاک، میزان رانش خاک نیز بر اثر بهبود مشخصات مکانیکی خاک کاهش می یابد.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.
3. از خاک موجود برای مهار دیواره گود استفاده می شود.
2-1-2- معایب روش مهار سازی
1. استفاده از بدنه ی خاک مجاور دیواره گود ضروری است. لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از این روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن با محدودیت همراه است.
2. به دلیل ضرورت اجرا عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمالن زیادی نیاز دارد. البته این امر ممکن است در پروژه های بزرگ مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلی اجرا کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
3. هزینه اجرای عملیات، به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روشهای ساده تر بیشتر است. ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و برعکس هزینه کلی کار کاهش یابد.
4. به دستگاه های خاص نظیر دستگاه های لازم برای حفر چاهکها، تزریق، حمل پانلها و ... نیاز دارد.
5. به افراد با تخصص های بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه، در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.
2-2- روش دوخت به پشت
این روش، مشابهت زیادی به روش مهارسازی دارد. در این روش نیز حفاری را به صورت مرحله به مرحله و از بالا به پایین گود اجرا می کنیم.
در هر مرحله به کمک دستگاههای حفاری ویژه، چاهکهای افقی یا مایل در بدنه ی دیواره ی گود حفر می کنیم. سپس، درون این چاهکها کابلهای پیش تنیده قرار می دهیم و با تزریق بتن در انتهای چاهک، این کابلها را کاملاً در خاک مهار می کنیم. سپس کابلهای مزبور را به کمک جکهای ویژه ای می کشیم و انتهای بیرون آمده ی کابل را بر روی سطح جداره ی گودمهار می کنیم. آنگاه به درون چاهکهای مزبور بتن تزریق می کنیم. پس از سخت شدن بتن و کسب مقاومت کافی آن، کابلها را از جک آزاد می کنیم. این کار موجب آن می شود که نیروی پیش تنیدگی موجود در کابل خاک را فشرده سازد، و در نتیجه خاک فشرده تر و متراکم تر شده و رانش ناشی از آن کاهش یابد، و در عین حال که نیروی رانش خاک در جداره گود به خاکهای داخل بدنه ی دیواره منتقل شده و خاک بدنه ی انتهایی، به عنوان سازه ی نگهبان عمل کرده و رانش خاک بدنه ی مجاور جداره را تحمل می کند.
عمق گودبرداری در هر مرحله، بستگی به نوع خاک و فاصله ی بین چاهکها داردو معمولاً در حدود 2 تا 3 متر است.
2-2-1- مزایای روش دوخت به پشت
1. مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن به درون چاهکها و نیز پیش تنیده شدن خاک بهبود می یابد. در نتیجه هم از خاک اطراف جداره برای مهار رانش خاک استفاده می شود و هم میزان رانش خاک بر اثر بهبود مشخصات مکانیکی خاک کاسته می شود.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.
3. از خاک موجود برای مهار دیواره ی گود استفاده می شود.
2-2-2- معایب روش دوخت به پشت
1. استفاده از بدنه خاک مجاور دیواره ی گود ضروری است. لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از اینت روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن با محدودیت همراه است.
2.به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادی نیاز دارد. البته ممکن است در پروژه های بزرگ این امر مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
3.هزینه ی اجرای عملیات،به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روش های ساده تر بیشتر است. ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشدو برعکس هزینه ی کلی کار کاهش یابد.
4. به دستگاه های خاص نظیر دستگاه های لازم برای حفر چاهکها، تزریق، پیش تنیدگی کابلها و ... نیاز دارد.
5. به افراد با تخصص های بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه، در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.
2-3- روش دیواره ی دیافراگمی (diaphragm wall)
در این روش ابتدا به کمک دستگاه های حفاری ویژه محل دیوار نگهبان را حفر می کنیم. سپس به طور همزمان محل حفر شده را با گل بنتونیت (bentonite slurry) و سیمان پر می کنیم تا از ریزش خاک دیواره محل حفر شده جلوگیری شود. سپس قفسه ی آرماتور های دیوار نگهبان را، که از قبل ساخته و آماده کرده ایم، در داخل محل حفر شده ی دیوار جا می دهیم. آنگاه بتن ریزی دیوار را انجام می دهیم. بتن مصرفی معمولاً از نوع بتن روان و با کارآیی زیاد است.
دیوارهای دیافراگمی به صورت پیش ساخته (precast diaphragm walls) و پس کشیده (post –tensioned diaphragm walls) نیز اجرا می شود.
2-3-1- مزایای روش دیواره ی دیافراگمی
1. سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.
2. درجه ی ایمنی کار بسیار زیاد است.
3. دیوار دیافراگمی هم به عنوان سازه نگهبان گود رفتار می کند و هم در حین بهره برداری از آن به عنوان دیوار حایل استفاده می شود.
4.دیوار دیافراگمی به ویژه برای حفاری ها و گودهای با طول زیاد مناسب است.
2-3-2- معایب روش دیواره ی دیافراگمی
1. در احجام کم، هزینه ی اجرای کار بسیار زیاد است، ولی در احجام زیاد هزینه ی کلی کار می تواند از روشهای ساده تر کمتر تیز باشد.
2. در این روش، دستگاه های حفاری مربوطه نیاز به فضای کار زیادتری دارند و در صورتی که از نظر فضای دو طرف دیواره محدودیت داشته باشیم، اجرای کار ناممکن خواهد بودو یا اینکه به سختی صورت می گیرد.
3. در این روش به دستگاه های حفاری ویژه ای نیاز است.
4. در این روش به نیروهای با تخصص بالا برای کار با دستگاه های مورد نظر و سایر موارد نیاز است.
2-4- روش مهار متقابل
این روش برای گودهای به عرض کم مناسب است. در این روش ابتدا در دو طرف گود، در فواصای معین از یکدیگر چاهکهایی را حفر می کنیم. طول این چاهکها برابر با عمق گود به اضافه ی مقداری اضافه تر حدود 0.25 تا 0.35 برابر عمق گود است. این عمق اضافه به منظور تأمین گیرداری انتهای تحتانی پروفیلهایی است که در چاهک قرار داده می شوند.
سپس در درون این چاهکها پروفیلهای فولادی یا ، مطابق با محاسبات و نقشه های اجرایی، قرار می دهیم. طول این پروفیل ها را معمولاً به گونه ای در نظر می گیریم که انتهای فوقانی آنها تا حدی بالاتر ازتراز بالایی گود قرار گیرند.
آنگاه قسمت فوقانی هر دو پروفیل قائم متقابل مزبور را به کمک تیر ها یا خرپاهایی به یکدیگر متصل می کنیم. این کار موجب میشود که هر دو پروفیل قائم متقابل، به پایداری یکدیگر کمک کنند.
پس از آن، عملیات گودبرداری را به تدریج انجام می دهیم . در صورت لزوم، در نقاط دیگری از ارتفاع پروفیلهای قائم نیز سیستم مهار متقابل را اجرا می کنیم.
در صورتی که خاک خیلی ریزشی باشد باید در بین اعضای قائم از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر استفاده کنیم.
سیستم مهار متقابل فوق الذکر باید در جهت عمود بر سیستم قابی آن، یعنی در جهت طول گود، نیز به صورت مناسب مهاربندی شود.
2-4-1- مزایای روش مهار متقابل
1. در گودبرداری های با عرض کم دارای مزایای بسیار زیادی است که از آن جمله سرعت زیادتر، هزینه ی
کمتر ، و جاگیری کمتر را می توان نام برد.
2. این روش، به ویژه در بسیاری از عملیات اجرای کانالها می تواند بسیار سودمند واقع شود.
2-4-2- معایب روش مهار متقابل
1. در صورتی که عرض گود زیاد، مثلاً بیش از حدود 10 متر، شود و نیز در صورتی که عمق گود زیاد باشد ممکن است مهاربندی های عرضی و یا مهار بندی های ترازهای مختلف دست و پاگیر شده و موجب بروز مشکل در اجرای کار بشود.
2-5- روش اجرای شمع
در این روش، در پیرامون زمینی که قرار است گودبرداری شود در فواصل معینی از هم، شمعهایی را اجرا می کنیم. این شمعها می توانند از انواع مختلف مصالح سازه ای نظیر فولاد، بتن و چوب باشند. همچنین شمعهای بتنی را می توان به صورت پیش ساخته یا درجا اجرا کرد.
در این روش، شمعها فشار جانبی خاک را به صورت تیرهای یک سر گیردار تحمل می کنند. طول گیرداری لازم در انتهای شمعها چیزی در حدود 0.3 است.
پس از اجرای شمعها، می توان عملیات گودبرداری را اجرا کرد. در صورت لزوم باید شمعها را در امتداد دیواره ی گود مهاربندی کرد.
2-5-1- مزایای روش اجرای شمع
1. سرعت عملیات اجرایی بسیار بالا است.
2. سیستم به هیچ وجه دست و پاگیر نیست.
3. در احجام زیاد، هزینه ی عملیات کاهش می یابد.
4.گاهی از اوقات می توان از شمع ها به عنوان سازه نگهبان دائم( نظیر دیوار حائل) یا بخشی از آن نیز استفاده کرد.
5. شمع های پیش ساخته را پس از جمع آوری می توان در پروژه های دیگر نیز استفاده کرد.
6. در گودهای با عمق تا حدود 5 متر، معمولاً اقتصادی اند.
2-5-2- معایب روش اجرای شمع
1. در صورتی که ارتفاع گودبرداری زیادباشد، هم باید فواصل شمعها از هم کم شود و هم باید از مقاطع سازه ای قویتری برای اجرای کار استفاده کرد.
2. در بسیاری از پروژه های شهری، به دلیل مشکلات شمع کوبی، نمی توان از شمعهای پیش ساخته استفاده کرد و فقط باید شمعها را به صورت درجا اجرا کرد.
2-6- روش سپرکوبی
در این روش، ابتدا در طرفین گود سپرهایی را می کوبیم و سپس خاکبرداری را شروع می کنیم. پس از آنکه خاکبرداری به حد کافی رسید در کمرکش سپرها و بر روی آنها، تیرهای پشت بند افقی (wales) را نصب می کنیم. سپس قیدهای فشاری قائم (struts) را در جهت عمود بر صفحه ی سپرها به این پشت بندهای افقی وصل می کنیم. سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری در عرضهای کم و خاکهای غیر سست، معمولاً از نوع چوبی است ولی در عرضهای بیشتر و خاکهای سست تر استفاده از سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری فلزی اجتناب ناپذیر است.
2-6-1- مزایای روش سپرکوبی
1. سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.
2. درجه ی ایمنی کار بسیار زیاد است.
3. برای اجرای کانالها، به ویژه با طول های زیاد، بسیار مناسب است.
2-6-2- معایب روش سپرکوبی
1. در این روش به دستگاه های سپرکوبی، که به هر حال یک دستگاه ویژه است، نیاز است.
2. این روش به نیروهای با تخصص بالاتر، نسبت به روشهای ساده تر، نیا ز دارد.
3. دستگاه های سپرکوب به جای کافی برای اجرای کار نیاز دارند.
4. این روش برای عرض های کم مناسب تر است.
2-7- روش خرپایی
این روش، یکی از مناسب ترین و متداول ترین روش های اجرای سازه نگهبان در مناطق شهری است. اجرای آن ساده بوده و نیاز به تجهیزات و تخصص بالایی ندارد، و در عین حال قابلیت انعطاف زیادی از نظر اجرا در شرایط مختلف دارد.
برای اجرای این نوع سازه نگهبان، ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا، که در مجاورت دیواره ی گود قرار دارند، چاههایی را حفر می کنیم.عمق این چاه ها برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه برای اجرای شمع انتهای تحتانی عضو خرپا است.طول شمع (length of pile) را، که با نشان داده می شود از طریق محاسبه بدست می آوریم. آنگاه درون شمع را آرماتوربندی کرده و عضو قائم را در داخل شمع قرار می دهیم و سپس شمع را بتن ریزی می کنیم. پس از سخت شدن بتن، انتهای تحتانی عضو قائم به صورت گیردار در داخل شمع قرار خواهد داشت.
سپس خاک را در امتداد دیواره ی گود با یک شیب مطمئن بر می داریم. آنگاه فونداسیون پای عضو مایل را اجرا می کنیم. این فونداسیون در پلان به صورت مربعی است. بعد یا عرض فونداسیون (Breadth of foundation) را با و ضخامت یا ارتفاع آن را با نشان می دهیم. پس از آن، عضو مایل را از یک طرف به عضو قائم و از طرف دیگر به ورق کف ستون بالای فونداسیون متصل می کنیم.
عملیات فوق را برای کلیه ی خرپاهای سازه نگهبان در امتداد دیواره به صورت همزمان اجرا می کنیم.
حال خاک محصور بین اعضای قائم و افقی خرپاها را در سرتاسر امتداد دیواره، به صورت مرحله به مرحله برمی داریم و در هر مرحله اعضای افقی و قطری خرپا را بتریج نصب می کنیم تا آنکه خرپا تکمیل شود.
2-7-1- مزایای روش خرپایی
1. برای عموم گودهای واقع در مناطق شهری مناسب است.
2. از نظر اجرا در شرایط مختلف،قابلیت انعطاف زیادی دارد.
3. امکان استفاده مجدد از خرپا وجود دارد.
4. ساده است و به تخصص و دستگاه های خاص نیاز ندارد.
2-7-2- معایب روش خرپایی
1. سرعت اجرا، در مقایسه با روش های پیشرفته تر نسبتاً کمتر است.
2. خرپاها جاگیراند.
3. احتمال الزامی لودن برداشت بخشی از خاک با روشهای دستی وجود دارد.
در بسیاری از پروژه های ساختمانی لازم است که زمین به صورتی خاکبرداری شود که جداره های آن قائم یا نزدیک به قائم باشد. این کار ممکن است به منظور احداث زیر زمین ، کانال ، منبع آب و .. صورت گیرد. فشار جانبی وارد بر این جداره ها ناشی از رانش خاک بر اثر وزن خود آن ، و نیز سر بار های (surcharge) احتمالی روی خاک کنار گود می باشد. این سربارها می توانند شامل خاک بالاتر از تراز افقی لبه ی گود ، ساختمان مجاور ، بارهای ناشی از بهره برداری از معابر مجاور و ... باشند. به منظور جلوگیری از ریزش ترانشه و تبعات منفی احتمالی ناشی از این خاکبرداری ، سازه های موقتی را برای مهار ترانشه اجرا می کنند که به آن سازه های نگهبان (retaining structures;support systems) می گویند.
اهداف اصلی ایمن سازی جداره های گود با استفاده از سازه های نگهبان عبارتند از : حفظ جان انسانهای خارج و داخل گود ، حفظ اموال خارج و داخل گود و نیز فراهم آوردن شرایط امن و مطمئن برای اجرای کار.
موضوع گودبرداری و طراحی و اجرای سازه های نگهبان در مهندسی عمران دارای گستره وسیعی است و نیاز به بررسی ها و مطالعات و ملاحظات ژئوتکنیکی، سازه ای ، مواد و مصالح، تکنولوژیکی و اجرایی و اقتصادی و اجتماعی دارد. در نتیجه می توان گفت که انتخاب روش مناسب بستگی به جمیع شرایط تأثیرگذار دارد و می توان در شرایط مختلف، به صورت های گوناگونی باشد. از سوی دیگر، تئوری ها و روش های اجرایی گود برداری و سازه های نگهبان، هم مبتنی بر اصول تئوریک و هم متأثر از ملاحظات اجرایی و تجربی، توأماً است.
پایدارسازی جداره های گودبرداری به صورتها و روشهای مختلفی صورت می گیرد که از جمله آنها به روشهای : مهار سازی (anchorge) ، دوخت به پشت (tie back) ، دیواره دیافراگمی (diaphragm wall) ، مهار متقابل (reciprocal support) ، اجرای شمع (piling) ، سپر کوبی (sheet piling) ، و اجرای خرپا (truss construction) اشاره نمود.
2- انواع روشهای پایدارسازی گود
2-1- روش مهار سازی
در این روش، برای مهار حرکت و رانش خاک، با استفاده از تمهیداتی خاص، از خود خاک های دیواره کمک گرفته می شود. ابتدا در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری شود، در فواصل معین چاههایی حفر می کنیم. عمق این چاهها برابر با عمق گود به اضافه ی مقداری اضافه برای شمع بتنی انتهای تحتانی این چاهها است.
پس از حفر چاهها، در درون آنها پروفیل های شکل یا شکل قرار می دهیم. به منظور تأمین گیرداری و مهاری کافی برای این پروفیل ها، انتهای پروفیل ها را به میزان 0.25 تا 0.35 عمق گود، پایین تر از رقوم کف گود در درون بخش شمع ادامه می دهیم و در انتهای پروفیل ها نیز شاخکهایی را در نظر می گیریم.
سپس، شمع انتهای تحتانی را ، که قبلاً آرماتوربندی آن را اجرا کرده و کار گذاشته ایم، بتن ریزی می کنیم. بدین ترتیب پروفیل های فولادی مزبور در شمع مهار می شوند و پروفیل های فولادی همراه با شمع نیز در خاک مهار می گردند. پس از اجرای مراحل فوق، عملیات گودبرداری را به صورت مرحله به مرحله اجرا می کنیم. در هر مرحله، پس از برداشتن خاک در عمق آن مرحله، برای جلوگیری از ریزش خاک، با استفاده از دستگاههای حفاری ویژه، در بدنه ی گود چاهکهایی افقی یا مایل، به قطر حدود 10 تا 15 سانتیمتر، دزر جداره ی گود حفر می کنیم. آنگاه درون این چاهکها میلگردهایی را کار گذاشته و سپس درون آنها بتن تزریق می کنیم. طول این چاهکها، به نوع خاک و پارامترهای فیزیکی و مکانیکی آن، و نیز به عمق گود بستگی دارد و مقدار آن در حدود 5 تا 10 متر است.
پس از انجام این مرحله، پانلهای بتنی پیش ساخته ای را در بین پروفیلهای قائم قرار داده و آنها را از سویی به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها به نحو مناسبی متصل می کنیم و از سویی دیگر پانلها را به پروفیلهای قائم وصل می کنیم. به جای استفاده از این پانلهای پیش ساخته می توانیم آنها را به صورت درجا اجرا کنیم. همچنین می توانیم ابتدا بر روی دیواره آرماتور بندی کرده و سپس بر روی آن بتن پاشی (shotcrete) کنیم.
برای اتصال پانلها به میلگردهای بیرون آمده از چاهکها می توانیم سر میلگردهای مزبور را رزوه کرده با استفاده از صفحات سوراخ دار تکیه گاهی و مهره، آنها را با پانل درگیر کنیم.
کلیه عملیات فوق را به صورت مرحله به مرحله، از بالا به پایین اجرا می کنیم. ملات یا خمیری که برای تزریق استفاده می کنیم، مخلوطی است از سیمان و آب یا سیمان و آب و ماسه که ممکن است در آن از مواد
افزودنی نیز استفاده کنیم. همچنین می توانیم از مواد پلیمری و دوغاب های با پایه غیر از سیمان پرتلند و با ترکیبات خاص نیز برای تزریق استفاده کنیم. در تزریق با استفاده از سیمان پرتلند، نسبت آب به سیمان در ابتدا در حدود 1.5 است که به تدریج آن را کاهش داده و به حدود 0.5 می رسانیم. طراحی و برنامه ریزی و اجرای عملیات تزریق باید توسط متخصصان آشنا به موضوع و با استفاده از دستگاههای خاص و طبق استانداردها و ضوابط خاص صورت گیرد. همچنین باید توجه داشته باشیم که در صورتی که فشار به کار برده شده برای تزریق بیش از حد لزوم باشد، ممکن است ناپایداری ها و شکستهایی در خاک ایجاد شود.
2-1-1- مزایای روش مهار سازی
1. مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن در درون چاهکها بهبود می یابد،لذا بر اثر این امر، علاوه بر کمک گرفتن از خاک اطراف جداره برای مهار رانش خاک، میزان رانش خاک نیز بر اثر بهبود مشخصات مکانیکی خاک کاهش می یابد.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.
3. از خاک موجود برای مهار دیواره گود استفاده می شود.
2-1-2- معایب روش مهار سازی
1. استفاده از بدنه ی خاک مجاور دیواره گود ضروری است. لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از این روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن با محدودیت همراه است.
2. به دلیل ضرورت اجرا عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمالن زیادی نیاز دارد. البته این امر ممکن است در پروژه های بزرگ مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلی اجرا کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
3. هزینه اجرای عملیات، به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روشهای ساده تر بیشتر است. ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و برعکس هزینه کلی کار کاهش یابد.
4. به دستگاه های خاص نظیر دستگاه های لازم برای حفر چاهکها، تزریق، حمل پانلها و ... نیاز دارد.
5. به افراد با تخصص های بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه، در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.
2-2- روش دوخت به پشت
این روش، مشابهت زیادی به روش مهارسازی دارد. در این روش نیز حفاری را به صورت مرحله به مرحله و از بالا به پایین گود اجرا می کنیم.
در هر مرحله به کمک دستگاههای حفاری ویژه، چاهکهای افقی یا مایل در بدنه ی دیواره ی گود حفر می کنیم. سپس، درون این چاهکها کابلهای پیش تنیده قرار می دهیم و با تزریق بتن در انتهای چاهک، این کابلها را کاملاً در خاک مهار می کنیم. سپس کابلهای مزبور را به کمک جکهای ویژه ای می کشیم و انتهای بیرون آمده ی کابل را بر روی سطح جداره ی گودمهار می کنیم. آنگاه به درون چاهکهای مزبور بتن تزریق می کنیم. پس از سخت شدن بتن و کسب مقاومت کافی آن، کابلها را از جک آزاد می کنیم. این کار موجب آن می شود که نیروی پیش تنیدگی موجود در کابل خاک را فشرده سازد، و در نتیجه خاک فشرده تر و متراکم تر شده و رانش ناشی از آن کاهش یابد، و در عین حال که نیروی رانش خاک در جداره گود به خاکهای داخل بدنه ی دیواره منتقل شده و خاک بدنه ی انتهایی، به عنوان سازه ی نگهبان عمل کرده و رانش خاک بدنه ی مجاور جداره را تحمل می کند.
عمق گودبرداری در هر مرحله، بستگی به نوع خاک و فاصله ی بین چاهکها داردو معمولاً در حدود 2 تا 3 متر است.
2-2-1- مزایای روش دوخت به پشت
1. مشخصات مکانیکی خاک بر اثر تزریق بتن به درون چاهکها و نیز پیش تنیده شدن خاک بهبود می یابد. در نتیجه هم از خاک اطراف جداره برای مهار رانش خاک استفاده می شود و هم میزان رانش خاک بر اثر بهبود مشخصات مکانیکی خاک کاسته می شود.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگیر نیست.
3. از خاک موجود برای مهار دیواره ی گود استفاده می شود.
2-2-2- معایب روش دوخت به پشت
1. استفاده از بدنه خاک مجاور دیواره ی گود ضروری است. لذا در مواردی که خاک مجاور گود در زیر یک ساختمان یا در حریم همسایه یا در حریم تاسیسات و معابر شهری باشد، از اینت روش نمی توان استفاده کرد یا استفاده از آن با محدودیت همراه است.
2.به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادی نیاز دارد. البته ممکن است در پروژه های بزرگ این امر مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
3.هزینه ی اجرای عملیات،به دلیل تکنولوژی پیشرفته تر، در مقایسه با روش های ساده تر بیشتر است. ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشدو برعکس هزینه ی کلی کار کاهش یابد.
4. به دستگاه های خاص نظیر دستگاه های لازم برای حفر چاهکها، تزریق، پیش تنیدگی کابلها و ... نیاز دارد.
5. به افراد با تخصص های بالاتر در رده های مختلف فنی برای اجرای عملیات مربوطه، در مقایسه با روشهای ساده تر نیاز دارد.
2-3- روش دیواره ی دیافراگمی (diaphragm wall)
در این روش ابتدا به کمک دستگاه های حفاری ویژه محل دیوار نگهبان را حفر می کنیم. سپس به طور همزمان محل حفر شده را با گل بنتونیت (bentonite slurry) و سیمان پر می کنیم تا از ریزش خاک دیواره محل حفر شده جلوگیری شود. سپس قفسه ی آرماتور های دیوار نگهبان را، که از قبل ساخته و آماده کرده ایم، در داخل محل حفر شده ی دیوار جا می دهیم. آنگاه بتن ریزی دیوار را انجام می دهیم. بتن مصرفی معمولاً از نوع بتن روان و با کارآیی زیاد است.
دیوارهای دیافراگمی به صورت پیش ساخته (precast diaphragm walls) و پس کشیده (post –tensioned diaphragm walls) نیز اجرا می شود.
2-3-1- مزایای روش دیواره ی دیافراگمی
1. سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.
2. درجه ی ایمنی کار بسیار زیاد است.
3. دیوار دیافراگمی هم به عنوان سازه نگهبان گود رفتار می کند و هم در حین بهره برداری از آن به عنوان دیوار حایل استفاده می شود.
4.دیوار دیافراگمی به ویژه برای حفاری ها و گودهای با طول زیاد مناسب است.
2-3-2- معایب روش دیواره ی دیافراگمی
1. در احجام کم، هزینه ی اجرای کار بسیار زیاد است، ولی در احجام زیاد هزینه ی کلی کار می تواند از روشهای ساده تر کمتر تیز باشد.
2. در این روش، دستگاه های حفاری مربوطه نیاز به فضای کار زیادتری دارند و در صورتی که از نظر فضای دو طرف دیواره محدودیت داشته باشیم، اجرای کار ناممکن خواهد بودو یا اینکه به سختی صورت می گیرد.
3. در این روش به دستگاه های حفاری ویژه ای نیاز است.
4. در این روش به نیروهای با تخصص بالا برای کار با دستگاه های مورد نظر و سایر موارد نیاز است.
2-4- روش مهار متقابل
این روش برای گودهای به عرض کم مناسب است. در این روش ابتدا در دو طرف گود، در فواصای معین از یکدیگر چاهکهایی را حفر می کنیم. طول این چاهکها برابر با عمق گود به اضافه ی مقداری اضافه تر حدود 0.25 تا 0.35 برابر عمق گود است. این عمق اضافه به منظور تأمین گیرداری انتهای تحتانی پروفیلهایی است که در چاهک قرار داده می شوند.
سپس در درون این چاهکها پروفیلهای فولادی یا ، مطابق با محاسبات و نقشه های اجرایی، قرار می دهیم. طول این پروفیل ها را معمولاً به گونه ای در نظر می گیریم که انتهای فوقانی آنها تا حدی بالاتر ازتراز بالایی گود قرار گیرند.
آنگاه قسمت فوقانی هر دو پروفیل قائم متقابل مزبور را به کمک تیر ها یا خرپاهایی به یکدیگر متصل می کنیم. این کار موجب میشود که هر دو پروفیل قائم متقابل، به پایداری یکدیگر کمک کنند.
پس از آن، عملیات گودبرداری را به تدریج انجام می دهیم . در صورت لزوم، در نقاط دیگری از ارتفاع پروفیلهای قائم نیز سیستم مهار متقابل را اجرا می کنیم.
در صورتی که خاک خیلی ریزشی باشد باید در بین اعضای قائم از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر استفاده کنیم.
سیستم مهار متقابل فوق الذکر باید در جهت عمود بر سیستم قابی آن، یعنی در جهت طول گود، نیز به صورت مناسب مهاربندی شود.
2-4-1- مزایای روش مهار متقابل
1. در گودبرداری های با عرض کم دارای مزایای بسیار زیادی است که از آن جمله سرعت زیادتر، هزینه ی
کمتر ، و جاگیری کمتر را می توان نام برد.
2. این روش، به ویژه در بسیاری از عملیات اجرای کانالها می تواند بسیار سودمند واقع شود.
2-4-2- معایب روش مهار متقابل
1. در صورتی که عرض گود زیاد، مثلاً بیش از حدود 10 متر، شود و نیز در صورتی که عمق گود زیاد باشد ممکن است مهاربندی های عرضی و یا مهار بندی های ترازهای مختلف دست و پاگیر شده و موجب بروز مشکل در اجرای کار بشود.
2-5- روش اجرای شمع
در این روش، در پیرامون زمینی که قرار است گودبرداری شود در فواصل معینی از هم، شمعهایی را اجرا می کنیم. این شمعها می توانند از انواع مختلف مصالح سازه ای نظیر فولاد، بتن و چوب باشند. همچنین شمعهای بتنی را می توان به صورت پیش ساخته یا درجا اجرا کرد.
در این روش، شمعها فشار جانبی خاک را به صورت تیرهای یک سر گیردار تحمل می کنند. طول گیرداری لازم در انتهای شمعها چیزی در حدود 0.3 است.
پس از اجرای شمعها، می توان عملیات گودبرداری را اجرا کرد. در صورت لزوم باید شمعها را در امتداد دیواره ی گود مهاربندی کرد.
2-5-1- مزایای روش اجرای شمع
1. سرعت عملیات اجرایی بسیار بالا است.
2. سیستم به هیچ وجه دست و پاگیر نیست.
3. در احجام زیاد، هزینه ی عملیات کاهش می یابد.
4.گاهی از اوقات می توان از شمع ها به عنوان سازه نگهبان دائم( نظیر دیوار حائل) یا بخشی از آن نیز استفاده کرد.
5. شمع های پیش ساخته را پس از جمع آوری می توان در پروژه های دیگر نیز استفاده کرد.
6. در گودهای با عمق تا حدود 5 متر، معمولاً اقتصادی اند.
2-5-2- معایب روش اجرای شمع
1. در صورتی که ارتفاع گودبرداری زیادباشد، هم باید فواصل شمعها از هم کم شود و هم باید از مقاطع سازه ای قویتری برای اجرای کار استفاده کرد.
2. در بسیاری از پروژه های شهری، به دلیل مشکلات شمع کوبی، نمی توان از شمعهای پیش ساخته استفاده کرد و فقط باید شمعها را به صورت درجا اجرا کرد.
2-6- روش سپرکوبی
در این روش، ابتدا در طرفین گود سپرهایی را می کوبیم و سپس خاکبرداری را شروع می کنیم. پس از آنکه خاکبرداری به حد کافی رسید در کمرکش سپرها و بر روی آنها، تیرهای پشت بند افقی (wales) را نصب می کنیم. سپس قیدهای فشاری قائم (struts) را در جهت عمود بر صفحه ی سپرها به این پشت بندهای افقی وصل می کنیم. سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری در عرضهای کم و خاکهای غیر سست، معمولاً از نوع چوبی است ولی در عرضهای بیشتر و خاکهای سست تر استفاده از سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری فلزی اجتناب ناپذیر است.
2-6-1- مزایای روش سپرکوبی
1. سرعت اجرای کار بسیار زیاد است.
2. درجه ی ایمنی کار بسیار زیاد است.
3. برای اجرای کانالها، به ویژه با طول های زیاد، بسیار مناسب است.
2-6-2- معایب روش سپرکوبی
1. در این روش به دستگاه های سپرکوبی، که به هر حال یک دستگاه ویژه است، نیاز است.
2. این روش به نیروهای با تخصص بالاتر، نسبت به روشهای ساده تر، نیا ز دارد.
3. دستگاه های سپرکوب به جای کافی برای اجرای کار نیاز دارند.
4. این روش برای عرض های کم مناسب تر است.
2-7- روش خرپایی
این روش، یکی از مناسب ترین و متداول ترین روش های اجرای سازه نگهبان در مناطق شهری است. اجرای آن ساده بوده و نیاز به تجهیزات و تخصص بالایی ندارد، و در عین حال قابلیت انعطاف زیادی از نظر اجرا در شرایط مختلف دارد.
برای اجرای این نوع سازه نگهبان، ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا، که در مجاورت دیواره ی گود قرار دارند، چاههایی را حفر می کنیم.عمق این چاه ها برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه برای اجرای شمع انتهای تحتانی عضو خرپا است.طول شمع (length of pile) را، که با نشان داده می شود از طریق محاسبه بدست می آوریم. آنگاه درون شمع را آرماتوربندی کرده و عضو قائم را در داخل شمع قرار می دهیم و سپس شمع را بتن ریزی می کنیم. پس از سخت شدن بتن، انتهای تحتانی عضو قائم به صورت گیردار در داخل شمع قرار خواهد داشت.
سپس خاک را در امتداد دیواره ی گود با یک شیب مطمئن بر می داریم. آنگاه فونداسیون پای عضو مایل را اجرا می کنیم. این فونداسیون در پلان به صورت مربعی است. بعد یا عرض فونداسیون (Breadth of foundation) را با و ضخامت یا ارتفاع آن را با نشان می دهیم. پس از آن، عضو مایل را از یک طرف به عضو قائم و از طرف دیگر به ورق کف ستون بالای فونداسیون متصل می کنیم.
عملیات فوق را برای کلیه ی خرپاهای سازه نگهبان در امتداد دیواره به صورت همزمان اجرا می کنیم.
حال خاک محصور بین اعضای قائم و افقی خرپاها را در سرتاسر امتداد دیواره، به صورت مرحله به مرحله برمی داریم و در هر مرحله اعضای افقی و قطری خرپا را بتریج نصب می کنیم تا آنکه خرپا تکمیل شود.
2-7-1- مزایای روش خرپایی
1. برای عموم گودهای واقع در مناطق شهری مناسب است.
2. از نظر اجرا در شرایط مختلف،قابلیت انعطاف زیادی دارد.
3. امکان استفاده مجدد از خرپا وجود دارد.
4. ساده است و به تخصص و دستگاه های خاص نیاز ندارد.
2-7-2- معایب روش خرپایی
1. سرعت اجرا، در مقایسه با روش های پیشرفته تر نسبتاً کمتر است.
2. خرپاها جاگیراند.
3. احتمال الزامی لودن برداشت بخشی از خاک با روشهای دستی وجود دارد.
مقدمه
طراحی شمع ها هم جنبه های هنری دارد و هم جنبه های علمی. هنر طراحی در انتخاب مناسب ترین نوع شمع و روش نصب آن با توجه به شرایط بارگذاری و ساختگاهی است. جنبه های علمی طراحی شمع به پیش بینی و تخمین درست عملکرد شمع مستقر در خاک در حین نصب و بار گذاری دوران بهره برداری کمک می کند. این عملکرد بطور مؤثر بستگی به روش نصب شمع بستگی داشته و به تنهایی نمی تواند توسط خصوصیات فیزیکی شمع و مشخصات خاک دست نخورده پیش بینی شود. دانستن انواع شمع ها و روش های ساخت و نصب شالوده های شمعی مستلزم فهم علمی رفتار آنهاست.
2-2- راهکارهای عملی طراحی شمع ها
1- اطلاعات لازم و مکفی از شرایط ژئوتکنیکی محل
2- شناخت دقیق نیروها و لنگرهای وارده از روسازه از نظر نوع، مقدار و جهت و اولویت بندی آنها
3- شناخت عوامل محیطی از نظر آثار کوتاه مدت و دراز مدت بر مصالح شمع
4- شناخت وضعیت پیرامون پروژه برای تصمیم گیری در مورد شیوه اجرای شمع
5- انتخاب نوع شمع
6- بررسی امکان پذیری ساخت وتولید شمع برای پروژه و محدودیت های ابعادی
7- برگزیدن روش نصب شامل کوبشی، چکش زدن، در جا ریختن و ...
8- تعیین عمق مدفون شمع با توجه به شرایط خاک، بارهای موجود و امکانات اجرایی
9- آرایش شمع های گروهی و تعیین نحوه عملکرد گروه و توجه به نکات مؤثر در طراحی از جمله تداخل شمع، ضریب کارایی، ...
10- تعیین توان کاربری شمع (تکی یا گروهی) با استفاده از تحلیل های معتبر استاتیکی
11- تعیین توان باربری شمع با استفاده از آزمایشات درجا یا آزمایشات دینامیکی و تدقیق توان باربری
12- دخالت دادن عوامل مؤثر پیرامونی برتوان باربری بدست آمده
13- کنترل و ارزیابی نشست سیستم شالوده
14- طراحی سازه ای شمع و کلاهک سه شمع
15- انجام آزمایشات عملی بار گذاری استاتیکی یا دینامیکی(در صورت لزوم و صلاحدید) به منظور اطمینان از صحت اجرا و عدم آسیب دیدگی شمع ها در حین اجرا
16- تعیین ضریب اطمینان
3-2- انواع پی های عمیق از نظر اجرایی
چنانکه گفته شد بر اساس استاندارد BS 8004 بریتانیا شمع ها به سه دسته طبقه می شوند:
الف- «شمع های با تغییر مکان بزرگ» که هنگام نصب و رانش درون زمین، تغییر مکان زیادی در خاک ایجاد می کنند. این شمع ها معمولاً دارای مقاطع توپر و یا تو خالی ته بسته می باشند که با شیوه کوبشی یا جک زدن به درون خاک رانده می شوند. شمع های کوبیدنی با تغییر مکان های بزرگ شامل موارد زیر هستند:
- چوبی با مقاطع دایره ای یا مربعی، یکسره یا با اتصالات وصل شده
- بتنی پیش ساخته شده با مقاطع تو پر یا توخالی
- پیش تنیده با مقاطع تو پر یا توخالی
- لوله فولادی ته بسته
- جعبه ای فولادی ته بسته
- لوله ای باریک شونده
- لوله ای فولادی ته بسته و رانده شده با جک
- استوانه ای بتنی توپر، پیش ساخته و قطور رانده شده با جک
ب- شمع های «کوبیدنی- ریختنی با تغییر مکان های بزرگ» نیز موارد زیر را شامل می شوند:
- لوله های فولادی کوبیده شده و بعد از بتن ریزی یا بتدریج بیرون کشیده می شوند.
- پوسته های بتنی پیش ساخته که با بتن پر می شوند.
- پوسته های فولادی جدار نازک که داخل خاک کوبیده شده سپس با بتن پر می شوند.
پ- «شمع های با جابجایی کم»
اینگونه شمع ها نیز بصورت کوبشی یا با جک درون زمین نصب می شوند و لیکن دارای سطح مقطع نسبتاً کوچکی هستند. مثالهایی از این نوع عبارتند از مقاطع فولادی H یا I شکل، لوله ها یا جعبه های فولادی ته باز که در حین نصب، خاک وارد قسمت های حفره ای مقطع می شود. اگر در حین کوبش این شمع ها درون زمین، توده خاک در حوالی نوک شمع تشکیل و قفل شود بطوریکه مانع نفوذ ستون خاک به درون حفرات مقطع شود شمع از نوع با جابجایی زیاد محسوب می شود.
«شمع های با جابجایی کم» شامل انواع زیر هستند:
- بتنی پیش ساخته با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
- بتنی پیش تنیده با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
- مقاطع فولادی H شکل
- مقاطع فلزی لوله ای ته باز کوبشی که در صورت ضرورت خاک وارد شده درون لوله تخلیه می شوند.
- بتنی پیش تنیده با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه
- مقاطع فولادی H شکل
- مقاطع فلزی لوله ای ته باز کوبشی که در صورت ضرورت خاک وارد شده درون لوله تخلیه می شوند.
ت- «شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی»
برای نصب این نوع شمع ها نخست حفره محل شمع با روش های حفاری مناسب حفاری شده و درون آن بتن ریزی می شود. بتن ممکن است درون غلاف ریخته شود و یا بدون غلاف بتن ریزی انجام شود. غلاف ممکن ست با پیشرفت بتن ریزی بیرون کشیده شود. در بعضی موارد ممکن است شمع های آماده چوبی، بتنی یا فولادی درون حفره قرار داده شود.
«شمع های بدون جابجایی» یا «شمع های جایگزینی» شامل انواع زیر می شوند:
- حفر چاهک توسط روشهای متد دورانی، چنگک، بالابر هوایی و پر کردن آن بتن(در جاریز)
- حفر چاهک با روشهای فوق و قرار دادن لوله و پر کردن آن با بتن در صورت لزوم
- حفر چاهک و قرار دادن قطعات پیش ساخته بتنی درون آن
- تزریق ملات سیمان یا بتن درون چاهک
- مقاطع فولادی قرار داده شده درون چاهک
- حفر چاهک و قرار دادن لوله فولادی بطور همزمان
2-3- سیستم های مورد استفاده در نصب شمع
2-3-1-در شیوه استفاده از سقوط چکش برای نصب، شمع در حین فرو رفتن درون زمین در اثر ضربات چکش، به کمک دستگاه در حالت قائم نگه داشته می شود. اپراتور می تواند به کمک سیستم هیدرولیکی یا کابلی ابزار هدایت کننده را در راستای مورد نظر حرکت دهد. در این شیوه نصب، انتخاب مناسب چکش شمع کوب در عملیات نقش تعیین کننده ایدارد. تعداد ضربات چکش های معمولی که از ارتفاع رها شده و به سر شمع ضربه می زنند، تقریباً 3 تا 12 ضربه در دقیقه است. امروز غالباًاین چکش ها برای نصب سپرها و نیز برای نصب شمع در خاک های رسی خیلی نرم استفاده می شوند.
چکش های هیدرولیکی نوعی دیگر هستند که همراه سایر ملحقات کوبش بصورت گروهی عمل می کنند.
این چکش ها از چکش های پرتابی کمی سنگین ترند ولی ارتفاع پرتاب بسیار کمتری دارند و انرژی کمتری به سر شمع وارد می کنند. چکش های پنوماتیک بعداً استفاده شده و امروزه چکش های هیدرولیکی به وفور مورد استفاده قرار می گیرند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار، فشار هوا(پنوماتیک) و یا چکش های هیدرولیکی بصورت یک طرفه عملکنند(single acting) یا دو طرفه عمل کننده(double acting) وجود دارند. چکش های عمل کننده با سیستم بخار و پنوماتیک در شرایط ساختگاهی نرم آهسته تر کار می کنند و با افزایش مقاومت زمین سرعتشان بیشتر می شود. چکش های هیدرولیکی بر عکس عمل می کنند. چکش های دیزلی بیشترین راندمان را در شرایط ساختگاهی سخت دارند و در خاک های نرم به سختی کار می کنند. معمولاًدر اوایل شمع کوبی این شرایط پیش می آید. اگر ساختگاه مناسب باشد ضربات این چکش ها زیاد است. این چکش ها باعث آلودگی هوا می شوند.
چکش های ارتعاشی به کمک جرم های دوار با خروج از مرکزیت کار می کنند و ضربات قائم بر سر شمع وارد می کنند. فرکانس این چکش ها تا 150 هرتز هم می رسد و می توان فرکانس کارکرد آن را با فرکانس طبیعی شمع ها همسان کرد. این چکش ها برای نصب شمع در خاک های ماسه ای بسیار مناسب بوده و ارتعاشات و سر و صدای کمتری نسبت به چکش های معمولی ایجاد می کنند. در خاک های رسی و یا محتوی قطعات سنگ مؤثر نیست.
2-3-2-شمع های نصب شونده درون حفره خود(Drilled shaft=DS)
تفاوت اساسی بین شمع ها و شافت های نصب شونده درون حفره ایجاد شده آنست که شمع ها عناصر پیش ساخته ای هستند که درون زمین کوبیده می شوند در حالیکه این شافت ها با شیوه نصب در محل اجرا می شوند مراحل اجرای این شافت ها عبارتند از:
- حفاری محل نصب و ایجاد حفره درون زمین تا عمق مورد نظر برای قرار گیری شافت
- پر کردن انتهای حفره با بتن
- قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره
- بتن ریزی حفره
مهندسین و پیمانکاران ممکن است برای این نوع شالوده های عمیق اصطلاحات دیگری استفاده کنند از جمله:
- پایه (Pier)
- پایه با حفره از قبل ایجاد شده (Bored Pile)
- شمع در جا ریخته شده (Cast-in-Place Pile)
- صندوقه (Caisson)
- صندوقه با حفره از قبل حفاری شده (Drilled Caisson)
- شالوده در جاریز درون حفره از قبل حفاری شده (Cast-in-drilled-hole foundation)
سایر نکات لازم در خصوص شالوده های DS عبارتند از:
- استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای جلوگیری از ریزش ماسه های تمیز زیرتر از آب زیر زمینی که باعث گسترش حفرات در جهات جانبی می شود.
- استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای رس های نرم، سیلت ها یا خاک های آلی به منظور جلوگیری از حرکت اینگونه خاکها به درون چاهک در هنگام حفاری
- استفاده از کف پهن تر از تند شالوده برای افزایش باربری فشاری نوک به ویژه در خاک های مقاوم یا سنگ و همچنین افزایش توان باربری شالوده در کشش، لیکن باید به خطرات احتمالی برای عوامل اجرایی توجه داشت.
- اسلامپ بتن برای جلوگیری مناسب درون حفره 100 تا 200 میلیمتر بسته به قطر شافت و استفاده از گل حفاری
- امکان استفاده از سیمان متورم شونده به منظور افزایش اصطکاک جداری شالوده در تماس با خاک
3-3-2-کیسون ها (Caissons)
این شالوده ها از جعبه تو خالی تشکیل شده که به تراز دلخواه در عمق رسانده و با بتن پر می کنند. این نوع پی ها در پایه های پل زیر تر از آب رودخانه ها و دریاها قرار می گیرند. این شالوده ها می توانند با شناور شدن به محل نصب انتقال داده شده و نصب شوند. کیسون های درب باز از سمت فوقانی خود باز هستند و در انتها نوک تیز هستند تا به سهولت به درون خاک نفوذ پیدا کنند. گاهی اوقات قبل از ورود شالوده به محل لایروبی صورت می گیرد که این شیوه اقتصادی تر از حفاری از درون کیسون است. با اتکای شالوده بر روی بستر، خاک درون آن حفاری و آب نیز پمپ می شود. این عملیات تا نفوذ کیسون به عمق مطلوب ادامه می یابد.
4-3-2-شالوده های پوسته ای کوبشی و پر شده با بتن
با ترکیب خصوصیات و عملکرد شمع های کوبشی و شافت های حفاری شده(DS) می توان شالوده های پوسته را معرفی کرد که نخست پوسته با چکش به عمق مورد نظر رانده می شود و قفسه میلگرد درون آن گذاشته شده و متعاقباً با بتن پر می شود. مزایای این روش:
- ایجاد سطح صاف برای بتن شالوده توسط لوله
- جابجایی ایجاد شده توسط سطح کنگره ای پوسته باعث افزایش اصطکاک جداری شالوده می شود.
- ابزار نصب به سهولت باز و بسته می شوند و دارای قابلیت نقل و انتقال خوبی است.
لیکن باید توجه داشت که:
- هزینه ها مانند شمع کوبی زیاد است
- قطعات شالوده قابل اتصال نیستند لذا محدودیت طول با ارتفاع شمع کوب متناسب است.
2-4-آسیب پذیری شمع ها در حین نصب
همه شمع ها هنگام نصب در معرض خطر هستند به ویژه در زمینهای خیلی سخت یا زمینهایی که سنگلاخی باشند. یک روش برای کاهش خطرات و افزایش بازده پی سازی، استفاده از پیش حفاری، استفاده از جت آب و سوراخکاری یا ابزار سخت است.
در روش پیش حفاری، حفره ای قائم با قطر کوچکتر از قطر شمع درون خاک ایجاد می گردد. با این شیوه اتصال شمع-خاک تأمین می شود و بالا زدگی خاک در سطح زمین و جابجایی خاک در جهات افقی کاهش می یابد. در روش جت آبی فشار آب از طریق روزنه انتهای لوله که در حوالی ته شمع قرار گرفته است باعث سست شدن خاک می گردد و باعث نفوذ بیشتر شمع می گردد. این شیوه در خاکهای ماسه ای و شنی مناسب و در خاکهای رسی غیر مؤثر است. غالباً از این شیوه برای رد کردن شمع از درون لایه ماسه ای و رساندن به لایه مقاوم و باربر زیرین استفاده می شود. در شیوه ای دیگر با رانش ابزارهای آهنی و حفاری خاک، شمع به درون حفره ایجاد شده رانده می شود. این شیوه زیاد معمول نیست و فقط در لایه های نازک سنگ های مستحکم استفاده می شود.
2-5-مطالعات موردی مشکلات ایجاد شده در بعضی ساختگاه های مسئله ساز در حین اجرا
در بعضی ساختگاه ها اجرای شمع با مشکلاتی مواجه بوده است. در اینگونه موارد ممکن است اخذ نمونه های خاک و داده های ژئوتکنیکی نیز دچار همان مشکلات می شود. لذا مهندس طراح و پیمانکار در این شرایط باید نهایت دقت را در برخورد صحیح با مسئله داشته باشد. تجارت موجود نشان می دهد در بعضی ساختگاه ها اجرای شمع با مشکلاتیمواجه شده است. بعضی از این ساختگاه ها عبارتند از: خاک های کربنی، ماسه های میکادار، سنگ های ضعیف، تخته سنگ های مجزا و منفرد، سنگ های ریخته شده در کف دریا، سنگ های درشت، حضور خاک های ضعیف در عمق.
به عنوان یک استراتژی و راهکار کلی می توان موارد زیر را مد نظر داشت:
- وجود تجهیزات متنوع برای استفاده در موارد پیش بینی نشده
- استفاده از چکش یک سایز بزرگتر از آنچه در طراحی بدست آمده است.
- وجود جت آب و پمپ قوی
- توجه بیشتر به طراحی رأس و انتهای شمع برای کاهش صدمات احتمالی
- استفاده از چوب نرم و ضخیم که برای جلوگیری از آسیب شمع های پیش تنیده بتنی در حین کوبش به کار می رود(حداقل یک قطعه جدید برای کوبش هر شمع)
و آخرین سخن اینکه:
- کوبش شمع همچنان هم مهندسی است و هم هنر.
- دانش امروزی توان ما را در نصب شمع های بسیار مقاوم تقریباً در هر ساختگاهی بارور ساخته است.
- فقط باید بخوبی شرایط زمین شناسی و ژئوتکنیکی را درک کنیم.
- از مطالعات موردی و تجربیات ارزنده دیگران استفاده کنیم تادر زمینه فنی و اقتصادی کسب توفیق نمائیم.
و در یک جمله «افزایش راندمان و بهینه سازی اقتصادی وقتی میسر است که اطلاعات ژئوتکنیکی دقیق و کامل باشد، در اینصورت در انتخاب نوع شمع، تجهیزات نصب و روند اجرا تصمیمات دقیق تری اتخاذ خواهد شد».
انواع شمع و مشخصات سازه ای آن ها
بر حسب شرایط تحت الارضی ، سطح آب زیر زمینی ، و نوع باری که باید حمل شود ، انواع مختلفی از شمع ها در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد .
شمع ها بر حسب مصالحی که از آن ساخته می شوند ، دارای انواع زیر هستند :
1-شمع های فولادی
2-شمع های بتنی
3-شمع های چوبی
4-شمع های مرکب
انواع شمع و مشخصات سازه ای آن ها
بر حسب شرایط تحت الارضی ، سطح آب زیر زمینی ، و نوع باری که باید حمل شود ، انواع مختلفی از شمع ها در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد .
شمع ها بر حسب مصالحی که از آن ساخته می شوند ، دارای انواع زیر هستند :
1-شمع های فولادی
2-شمع های بتنی
3-شمع های چوبی
4-شمع های مرکب
شمع های فولادی
انواع معمول شمع های فولادی ، شمع های لوله ای و شمع های می باشند . شمع های لوله ای نیز در دو حالت انتهای بسته و انتهای باز به زمین کوبیده می شوند . هر چند که از تیرآهن های و بال پهن نیز می توان برای شمع کوبی استفاده کرد ، لیکن تیرآهن ها با نیمرخ به علت مساوی بودن ضخامت بال و جان معمولا ترجیح داده می شوند . در نیم رخ های بال پهن و نیم رخ های ، ضخامت جان معمولا کوچکتر از ضخامت بال می باشد . در خیلی از حالات ، شمع های لوله ای بعد از کوبیده شدن با بتن پر می شوند .
شمع های بتنی
در عمل ، شمع های بتنی به دو صورت مورد استفاده قرار می گیرند:
(الف)شمع های پیش ساخته
(ب) شمع های در جاریز .
شمع های پیش ساخته را می توان با استفاده از میلگرد های معمولی ساخت . مقطع آنها به صورت مربع یا هشت ضلعی است) . میلگرد ها به منظور مقاوم نمودن شمع در مقابل خمش تولید شده در هنگام حمل و نقل ، بلند کردن و اعمال نیروی جانبی به شمع و همچنین افزایش مقاومت فشاری ، مورد استفاده قرار می گیرند . شمع های پیش ساخته در طول مورد نظر ساخته شده و تحت شرایط مرطوب به عمل می آیند تا به مقاومت مورد نظر برسند . پس از آن به محل کوبیدن حمل می شوند . شمع های پیش ساخته را می توان با استفاده از کابل های پیش تنیدگی پر مقاومت ، به صورت پیش تنیده در آورد . شمع های بتنی در جاریز بدین صورت اجرا می شوند که ابتدا چاهی در زمین به وسیله دست یا ماشین حفر می شود و سپس قفس آرماتور ها درون چاه قرار داده شده و داخل آن با بتن پر می شود . امروزه شمع های درجا به روش ها و انواع مختلف اجرا می شوند و اکثر آنها در انحصار شرکت خاصی که ابداع کننده اولیه آنها می باشد ، قرار دارند .
شمع های درجاریز در دو گروه اصلی جای می گیرند:
(الف) با غلاف
(ب) بدون غلاف .
هر دو گروه میتوانند دارای نوک پهن شده (پداستال) باشند . شمع های درجاریز غلافدار بدین صورت اجرا می شوند که ابتدا یک لوله فولادی به زمین کوبیده شده و پس از رسیدن به عمق مورد نظر ، مصالح داخلی آن خالی شده و داخل لوله پر از بتن می شود . لوله را می توان با قرار دادن یک سنبه در داخل آن کوبید و پس از رسیدن به عمق مورد نظر ، سنبه را خارج کرد . برای سر پهن کردن شمع (ایجاد پداستال) ، پس ریختن مقداری بتن در نوک شمع ، با رها کردن وزنه از ارتفاع ، آن را می کوبند تا از طرفین پهن شود . برای اجرای شمع بدون غلاف ، ابتدا غلاف در زمین کوبیده شده و سپس همزمان با بتن ریزی در داخل غلاف ، غلاف به تدریج به بیرون کشیده می شود
شمعهای چوبی
شمعهای چوبی تنه های درخت های سالم،صاف و بلند می باشندکه شاخ وبرگ ان زرد شده و سطح آن پساز کندن پوست،به دقت تراشیده شده است. حداکثر طول اغلب شمع های چوبی بین 10 تا 20 متر میباشد.چوبی که از ان به عنوان شمع استفاده می شود باید مستقیم،بدون درز و ترک و سالم باشد. انجمنن امریکا یی مهندسان عمران در دستورالعمل اجرایی شماره ی17(1959)،شمعهای چوبی را به سه کلاس زیر تقسیم می کنند:
1. شمعهای کلاس A: این شمعها بارهای سنگین را حمل می کنند. حداقل قطر سر چنین شمعهایی 350 میلیمتر(14 اینچ) می باشد.
2. شمعهای کلاس B: این شمعها بارهای سبک را حمل می کنند. حداقل قطر سر این شمعها بین 305 تا330 میلیمتر ( 12 تا 13 اینچ) می باشد.
3. شمعهای کلاسC : از این شمعها برای کارهای ساختمانی موقت استفاده می شود. وقتی که تمام طول شمع در داخل سفره ی آب زیرزمینی قرار داشته باشد،از این شمعها می توان برای حمل بارهای دائمی استفاده کرد.حداقل قطر سر این شمعها 305 میلیمتر (12 اینچ) می باشد.در هیچ حالتی قطر نوک شمع نباید کمتر از 150 میلیمتر (6 اینچ) باشد.
اگر شمع چوبی در خاک کاملاً اشباع کوبیده شود،عمر آن تقریباً بی نهایت خواهد بود. لیکن در آب و هوای دریایی،شمعهای چوبی تحت حملات ارگانیسمهای مختلف قرار گرفته و ظرف چند ماه صدمات جدی در آنها ظاهر می شود. شمع چوبی در بالای سطح آب زیرزمینی،تحت حملات حشرات قرار می گیرند. با انجام بعضی اصطلاحات،مثلاً محافظت آنها توسط روغن کروزوت،می توان عمر آنها را افزایش داد.
شمعهای مرکب (مختلط)
در شمعهای مرکب،قسمتهای فوقانی و تحتانی شمع از دو مصالح مختلف ساخته می شوند. به عنوان مثال شمعهای مرکب ممکن است از فولاد و بتن و یا چوب و بتن ساخته شوند. شمعهای مختلط فولاد و بتن مرکب از قسمت تحتانی فولاد و قسمت فوقانی بتن درجا می باشند.این نوع شمع وقتی مورد استفاده قرار می گیرد که طول شمع لازم برای تأمین ظرفیت باربری از ظرفیت شمع بتنی در جای ساده ***** کند. شمعهای مختلط چوب و بتن دارای قسمت تحتانی چوبی می باشند که به طور دائم در سفره ی آب زیرزمینی قرار دارد و قسمت فوقانی آنها از بتن است.در هر صورت ایجاد وصله در محل تلاقی دو مصالح مشکل بوده و به همین علت است که شمعهای مختلط دارای کاربرد وسیعی نمی باشند.
شمع اتکایی
اگر بستر سنگی و یا لایه ی شبیه سنگ ( خیلی متراکم) درعمق منطقی قرار داشته باشد،شمع را می توان تا آن لایه ادامه داد در این حالت ظرفیت باربری شمع کاملاً بستگی به ظرفیت باربری بستر سنگی در مقابل نوک شمع خواهد داشت. به همین علت به این شمعها،اتکایی می گویند. در چنین حالتی با توجه به معلوم بودن عمق بستر سنگی از روی گمانه های حفر شده،تعیین طول شمع کار چندان مشکلی نخواهد بود.اگر به عوض بستر سنگی،یک لایه ی سخت و نسبتاً متراکم درعمق منطقی قرار داشته باشد،شمع را می توان چند متر در لایه سخت ادامه دارد
شمع اصطکاکی
در صورتی که عمق بستر سنگی یا لایه ی شبیه به سنگ زیاد باشد،طول لازم برای شمع اتکایی غیراقتصادی خواهد شد.در چنین شرایطی مطابق شکل 8-6-پ شمع به عمق مناسبی در لایه ی نرم فوقانی بدون اینکه به لایه ی سخت برسد،کوبیده می شود.انتخاب نام اصطکاکی برای این شمعها،ازآنجا ناشی می شود که اکثر مقاومت آنها به وسیله ی اصطکاک جدار تأمین می شود.البته این اسم بعضی مواقع می تواند گمراه کننده باشد،زیرا مقاومت شمعهایی که در لایه ی رسی کوبیده می شوند،بستگی به چسبندگی بین جدار شمع و رس دارد.
طول لازم برای شمع اصطکاکی بستگی به مقاومت برشی خاک،بار وارده،و اندازه ی شمع دارد.برای تعیین طول لازم شمع،احتیاج به درک خوبی از اندرکنش خاک - شمع، قضاوت مهندسی،و تجربه است.
شمع تراکمی
در بعضی موارد خاص،شمعها بدین منظور در لایه های دانه ای کوبیده می شوند که تراکم خوبی در لایه ی سطحی خاک به وجود آید.این شمعها به شمعهای تراکمی موسوم هستند.
طول شمعهای تراکمی به عوامل زیر بستگی دارد:
الف: تراکم نسبی خاک قبل از تراکم
ب: تراکم نسبی مورد نیاز بعد از تراکم
پ: عمق لازم برای تراکم
شمعهای تراکمی معمولاً کوتاه هستند،لیکن برای تعیین طول مناسبی برای آنها،بعضی آزمایشهای صحرایی لازم است.
پایه های عمیق و شالوده های صندوقه ای
پا یه های عمیق وشالوده های صندوقه ای در واقع شمعهای بتنی در جاریزی می باشند که قطر آنها بزرگتر از حدود 750میلیمتر است و می تواند مسلح یا غیر مسلح،با و یا بدون پد استال (کوره) باشند.
پایه ی عمیق نوعی شمع بتنی با قطربزرگ است که برای اجرای آن ابتدا یک چاه در زمین حفر و سپس قفسه ی آرماتور به داخل آن هدایت شده (در صورت مسلح بودن) ودست آخر درون آنت با بتن پر میشود. بسته به شرایط خاک، برای جلوگیری از ریزش جدار چاه،ممکن است غلاف و یا سپر فلزی به کار گرفته شود.قطر سوراخ پایه ی عمیق معمولاً آنقدر بزرگ است که فردی برای بازرسی بتواند وارد آن شود.
استفاده از پایه های عمیق معمولاً دارای مزایای زیر است:
1. یک پایه ی عمیق به تنهایی می تواند جایگزین چند شمع گردد و در نتیجه نیاز به استفاده از کلاهک سر شمع نیز ازبین برود.
2. در نهشته های ماسه ای و شنی متراکم،استفاده از پایه های عمیق به مراتب آسانترازشمعکوبی است.
3. در نتیجه ی ارتعاش حاصله،شمعکوبی می تواند ساختمانهای مجاور را به مخاطره اندازد.در حالی که در اجرای پایه های عمیق چنین خطری در میان نیست.
4. شمعکوبی در زمینهای رسی می تواند باعث تورم خاک و یا حرکت جانبی شمعهای کوبیده شده از قبل گردد.پایه های عمیق چنین عوارضی در بر ندارند.
5. در هنگام اجرای پایه های عمیق هیچگونه سر و صدا که در کوبیدن شمع تولید می شود،وجود ندارد.
6. با توجه به این که مکان پهن کردن نوک پایه ی عمیق وجود دارد (ایجاد کوره)،پایه های عمیق می توانند مقاومت کششی قابل ملاحظه ای در مقابل نیروهای بر کنش از خود نشان دهند.
7. در پایه های عمیق امکان بررسی چشمی وضعیت جداره ها و همچنین کف چاه که مقاومت نوک پایه را تأمین می نماید،وجود دارد.
8. پایه های عمیق به علت قطر بزرگتر،دارای مقاومت بیشتری در مقابل بارهای جانبی در مقایسه با شمعها می باشند.
در کنار مزایای فوق،استفاده از پایه های عمیق،معایب چندی نیز دارد.به عنوان مثال بتن ریزی پایه های عمیق احتیاج به نظارت دقیق دارد.در آب و هوای نامناسب ممکن است اجرای عملیات بتن ریزی به تعویق بیافتد.همچنین همانند ترانشه های مهار شده،خاکبرداری عمیق برای پایه ها،ممکن است باعث نشست زمین های اطراف و در نتیجه خسارت به ساختمانی مجاور پایه شود.
مراد از شالوده ی صندوقه ای،شالوده ای می باشد که در یک محیط تر،نظیر رودخانه،دریاچه و یا سواحل دریا اجرا می شود.برای ایجاد شالوده ی صندوقه ای،یک شفت توخالی و یا صندوقه درمحل مورد نظر درزمین مستغرق می شود تا به لایه ی محکمی که قراراست شالوده درآن ساخته شود،برسد.برای اینکه عمل فرورفتن صندوقه درزمین های نرم سهل ترشود،یک لبه ی برنده در قسمت تحتانی صندوقه تعبییه میگردد.بعد از قرار گرفتن لبه ی تحتانی در روی لایه ی محکم،مصالح داخل صندوقه خالی شده و بعد از قرار دادن قفسه ی آرماتوردر داخل صندوقه،داخل آن بتن ریزی می شود.پایه های میانی و کناریپلها،دیوارهای ساحلی،و سازه های حفاظت ساحلی،را می توان بر روی پایه های صندوقه ای قرارداد.
زمین مناسب
زمین مناسب زمینی است که قدرت مجاز آن تاب تحمل وزن ساختمان را داشته باشد.
بتن مگر
مقدار سیمان در این بتن معمولآ 150kg/mاست.در پی های نقطه ای بتن مگر به دو دلیل مورد استفاده قرار می گیرد:
الف)برای جلوگیری از تماس مستقیم بتن اصلی پی با خاک.
ب)برای رگلاژ .
ضخامت بتن مگر در حدود 10cmمی باشد و کفراژ از روی بتن مگر آغاز می شود.
میلگردهای کف پی
اصولآ بتن در مقابل نیروهای کششی ضعیف بوده و در محل تارهای کششی ترکهایی در آن ایجاد می شود لذا برای جلوگیری از ترکیدن بتن در محل تارهای کششی میلگرد های فولادی قرار می دهند.
تارهای کششی در پی های نقطه ای در کف پی بوده و میلگرد ها را در دو جهت به صورت مشبک (در حدود 5سانتیمتر بالاتر از کف)روی بتن مگر قرار می دهند.فاصله این ملیگرد ها از روی بتن مگر بستگی به محل اطراف پی. شرایط آب و هوایی و نوع ساختمان دارد و اصطلاحا به آن کاور می گویند.
در اکثر ساختمان هایی که اجرا می شوند به دلیل شرایط آب و هوایی و میزان رطوبت معمولآ کاورراحدود 5 سانتیمتر در نظر می گیرند تا از نفوذ رطوبت به داخل میلگرد ها و پی و در نتیجه زنگ زدن و ایجاد تنش های غیر مجازدر داخل بتن و در انتها از ترک خوردن فونداسیون جلوگیری شود.لازم به ذکر است با توجه به شرایط جوی در فونداسیون بلافاصله بعد از بافتن باید عملیات بتن ریزی و قالب بندی بدون وقفه انجام گیرد تا رطوبت و (یون کلریت) با میلگرد ها واکنش ندهد و باعث زنگ زدگی نشود..آرماتور های شبکه ای را که از قبل به اندازه های متناسب در حدود 5سانتیمتر از هر طرف بافته شده است در کف پی قرار داده و زیر آن را برای ایجاد این فاصله تکه بتونی که اصطلاحآ به آن لقمه می گویند قرار می دهند. باید توجه کرد هیچ وقت میلگرد ها یی که در داخل بتن قرار می گیرند نباید رنگ آمیزی شده یا به روغن آغشته شوند زیرا در این صورت رنگ روی میلگرد مانع چسبیدن بتن و فولاد به یکدیگر می گردد.از آنجا که پی ها باید به صورت یک جسم همگن در برابر نیرو ها رفتار کنند .میلگرد های آجدار باعث چسبندگی بهتر بتن و فولاد می شود
No comments:
Post a Comment