توضیحات خلاصه در مورد تکنیک نیلینگ یا میخکوبی:
یکی از روشهای پایدار سازی گودبرداری ها در خاک روش نیلینگ یا میخکوبی است. در این روش عناصر مسلح کننده (آرماتورها یا میلگرد ها) در فضای حفاری شده در داخل خاک قرار می گیرند و سپس عملیات تزریق به منظور ایجاد درگیری بین خاک و آرماتور انجام می شود. برای تزریق از دوغاب سیمان استفاده می شود که دارای نسبت آب به سیمان 1 به 2 می باشد و ترکیبی مشابه بتن ولی بدون سنگدانه های درشت ایجاد میکند. تزریق در خاک باعث پیوستگی بین آرماتور و خاک شده و لذا دارای تاثیر مهمی در پایداری خاک است. سطح خاک رویی توسط بتن پاششی که اصطلاحا به آن شاتکریت گفته میشود پوشانده می شود. شاتکریت کردن سطح باعث جلوگیری از هوازدگی و نیز ایجاد انسجام بیشتر در سیستم نیلینگ و جلوگیری از ریزش های موضعی می باشد. در نهایت روی نیل های حفاری شده یک صفحه فولادی به نام هد نیل نصب می شود. اکثر خاکها دارای پتانسیل مناسبی برای اجرای نیلینگ می باشند، ولی طبیعتاً اجرای آن در خاکهای ریزشی تمهیدات ویژه تری مانند رادهای خودحفار نیاز دارد. همچنین خاکهای رسی با پلاستسیته بالا برای این روش مناسب نیستند. نیلینگ یا میخکوبی ها برای بالاتر از دو سال باید به صورت دائمی در خاک طراحی شده و ضوابط لرزه ای و خوردگی در آن لحاظ شود. در مناطقی که آب زیرزمینی وجود دارد باید فتیله های زهکش از جنس ژئونت و ژئوتکستایل در پشت شاتکریت قرار گیرند تا آب زیرزمینی شاتکریت را خیس و ناپایدار نکند . همچنین برای دور کردن بیشتر سطح آب موجود در خاک از پشت شاتکریت از لوله های پی وی سی زهکش که با ژئوتکستایل کاور شده اند، استفاده می شود. انعطاف پذیری، هزینه مناسب و سهولت انجام نسبت به سایر روشها از مزایای این سیستم می باشد.
مزایای میخکوبی:
- سطح اشغال کمتر در پایان گودبرداری به ویژه در مقایسه با خاکبرداری مهارشده با المانهای فلزی
- سرعت بالای نصب
- تطابق آسان امتداد و موقعیت نیل ها هنگامی که با عوارض برخورد می شود (نظیر تخته سنگ ها، شمع ها و تاسیسات زیر زمینی)
- سیستم نیلینگ نسبتاً انعطاف پذیر است و می تواند با نشست های نسبی و نشست های کلی نسبتاً بزرگ تطابق نماید.
- سیستم نیلینگ هنگام زلزله به مانند سیستمهای انعطاف پذیر عمل می کنند.
- در این تکنیک قبل از ریزش احتمالی، علائم هشدار دهنده در محیط اطراف کارگاه قابل مشاهده است.
- سیستم نیلینگ از نظر هزینه از سیستم های متعارف دیگر کم هزینه تر است.
معایب میخکوبی:
- عملکرد میخکوبی در حالت محرک خاک می باشد و لذا در طول گودبرداری تغییرشکل زیاد در سازه مجاور گود ایجاد می گردد.
- محدودیت در صورت حضور تاسیسات زیر زمینی مجاور گود
- موارد حقوقی و مالی ناشی از تجاوز به حریم همسایه
در شکل زیر شمای کلی دیوار میخکوبی و نمونه ای از دیوار میخکوبی اجرا شده نشان داده شده است. همانطور که از شکل ها مشخص است، در قسمت داخلی گود بجز هد نیل های سیستم میخکوبی، اثر دیگری از سازه نگهبان میخکوبی وجود ندارد. این مورد مهمترین مزیت تکنیک میخکوبی می باشد. به عبارت ساده تر در این تکنیک فضای کارگاه اشغال نمی گردد. اجزای تکنیک میخکوبی در شکل مشخص است. با این وجود در ادامه با جزئیات بیشتر این اجزا معرفی می گردد.
مراحل انجام این تکنیک ساده بوده و نیاز به ماشین آلات پیشرفته ندارد. در شکل زیر مراحل اجرای میخکوبی مختصراً نمایش داده شده است:
مرحله اول: خاکبرداری
خاکبرداری اولیه تا عمقی انجام می گردد که سطح دیواره گود بتواند برای یک مدت کوتاه ( در حدود 24 تا 48 ساعت ) بدون مهار باقی بماند. عمق گودبرداری اولیه در حدود 1 تا 2 متر می باشد و طول آن معمولاً حدود 4 تا 6 متر است. توصیه می گردد که خاکبرداری بصورت پنل به پنل (دندانه موشی) انجام گردد. برداشت خاک بصورت یکپارچه بر اساس تحلیل های انجام شده توسط مهندسین این شرکت، تا 30 درصد موجب افزایش جابجایی های دیوار گود می گردد. در شکل های زیر مواردی از روند خاکبرداری نشان داده شده است.
مرحله دوم : اجرای نمای موقت شاتکریت (می تواند بعد از حفاری و قرار دادن نیلها هم انجام شود)
پس از خاکبرداری، بایستی رویه دیواره را شاتکریت نمود. اجرای شاتکریت در مرحله اول موجب ایجاد پایداری موقت به ویژه در مورد خاکهای ریزشی می گردد. هر چند می توان این مرحله را بعد از حفاری و نیل گذاری نیز انجام داد.
شاتکریت، شامل بتن پاشی با ضخامت متداول 10 سانتيمتر روی شبکه سیمی سبک (مثلاً آرماتور 8 یا 10 با شبکه 10 در 10) می باشد. با توجه به ضخامت شاتکریت، ممکن است که ابعاد شبکه سیمی (مش) و یا سایز آرماتورهای مش افزایش یافته و یا در برخی از موارد از دو لایه مش در شاتکریت بهره گرفته می شود. طرح اختلاط شاتکریت عموماً در بیشتر پروژه ها مشابه بوده و شامل 400 کیلوگرم سیمان، 1640 کیلوگرم ماسه و 160 لیتر آب می شود.
مرحله سوم: حفاری چاله ها برای قرار دادن نیل ها
چاله ها براساس طول ، قطر، امتداد و فواصل افقی حفاری می گردند. مشخصات و محل حفاری هر چاله بر اساس نقشه اجرایی (طراحی شده در دفتر فنی) مشخص می باشد. همانطور که در مرحله قبل عنوان گردید، حفاری میخ ها می تواند قبل از اجرای شاتکریت نیز انجام گردد.
مرحله چهارم : قرار دادن میخ ها (نیل ها) در چال ها
منظور از میخ یا نیل، آرماتورهایی از نوع AIII در قطر معمولاً 28 الی 40 میلیمتر می باشد. قطر و طول آرماتور بر اساس تحلیل های پایداری و عملکردی مشخص می گردد و در نقشه های اجرایی سازه نگهبان درج می شود. در این مرحله، میخ ها در چال های حفاری شده قرار داده شده و فیکس می گردد. به منظور قرارگیری میخ ها در وسط چال ها، از متمرکز کننده ها بهره گرفته می شود. متمرکز کننده ها که نمونه ای از آن در شکل زیر نمایش داده شده است، آرماتور را در وسط گمانه فیکس کرده و امکان اندرکنش بهتر میخ و خاک اطراف را مهیا می کند.
مرحله پنجم: تزریق دوغاب سیمان
دوغاب سیمان، نقش اصلی انتقال تنش از خاک به میخ را ایفا می کند و از طرف دیگر یک سطح از حفاظت در برابر خوردگي میخ ایجاد می نماید. به منظور تزریق دوغاب سیمان از بیش از دو لوله بهره گرفته می شود. لوله ورودی تزریق که معمولاً تا نزدیکی انتهای گمانه ادامه می یابد و لوله خروجی دوغاب که در ابتدای گمانه (نزدیک به دیوار) در نظر گرفته می شود. در گمانه های بلند تر، لوله ورودی تزریق به دو عدد افزایش می یابد.
در هنگام تزریق، ابتدا دوغاب از لوله ورودی وارد گمانه می گردد. پس از پر شدن گمانه، خروج دوغاب از لوله خروجی مشاهده می گردد. در این زمان، لوله خروجی بسته شده و فشار تزریق افزایش می یابد. با افزایش فشار تزریق، نفوذ دوغاب در خاک اطراف افزایش یافته و ضمن افزایش حجم گمانه، اتصال نیل و خاک اطراف بیشتر می گردد.
فشار تزریق: 4 تا 6 بار
نسبت دوغاب آب به سیمان: 0/5
مرحله ششم: نصب هد نیل
با ادامه مراحل گودبرداری و افزایش عمق گود، دیوار گود شروع به حرکت کرده و داخل میخ ها نیرو ایجاد می گردد. بخشی از نیرو (در حدود 40 درصد نیروی حداکثر نیل) در محل اتصال میخ و دیواره ایجاد می گردد. از اینرو چنانچه در این محل سطح کافی جهت منتقل نمودن نیرو به دیواره وجود نداشته باشد، دیواره پانچ شده و میخ داخل دیوار فرو می رود. برای تامین سطح کافی جهت انتقال نیرو، از هد نیل استفاده می گردد. هد نیل صفحه ای معمولاً در ابعاد 30 در 30 می باشد که وظیفه آن پخش نمودن نیروی نیل روی سطح شاتکریت است. هدنیل معمولاً بوسیله جوش یا پیچ به نیل متصل می گردد. در شکل های زیر نمونه ای از اجرای هدنیل نمایش داده شده است. نصب هدنیل با استفاده از پیچ، بواسطه امکان ایجاد پس تنیدگی در نیل، در برخی از موارد مناسب تر می باشد.
مرحله 7 : تکرار مراحل فوق تا رسیدن به تراز کف گود
مراحل 1تا 6 برای ادامه گودبرداری تا تراز کف گود تکرار می گردد و شاتکریت موقت با یک اتصال سرد به شاتکریت قبلی متصل می شود. در شکل زیر نمونه ای از این اتصال نمایش داده شده است. معمولاً سه چشمه از مش در اتصال دارای همپوشانی می باشند.
