سازه هاي خاك مسلح

در اين قسمت از گزارش با استفاده از مطالب فصل22  نشريه ي101، به سازه هاي خاك مسلح كه در پروژه ي صدف در جاهاي مختلف ا جرا مي شد ، مي پردازيم.

    كليات :سازه خاك مسلح از دو بخش عمده شامل تودة خاك مسلح و نماي خارجي آن تشكيل مي‌شود. تودة خاك مسلح متشكل از مصالح خاكي مناسب و جوشنهاي فلزي است. نماي خارجي سازه پوسته‌اي بتني يا فلزي است كه جهت جلوگيري از ريزش خاك طراحي و ساخته مي‌شود. نوع فلزي جوشنهاي نواري بر حسب مورد، آجدار فولادي گالوانيزه با روكش قير و يا اپوكسي است.

 

   اصول كار

خاك مسلح اساساً از خاك و جوشنهاي فلزي تشكيل مي‌شود. درغالب موارد جوشنها كه نوارهاي فلزي هستند به طور افقي قرارمي‌گيرند و نيروي كشش قابل ملاحظه‌اي را تحمل مي‌كنند.

خاك مسلح نظير بتن مسلح خواص مكانيكي خاك را در جهتي كه اين خاك بيشتر درمعرض نيروها قرار گرفته بهبود مي‌بخشد.

عامل اصلي در خاك مسلح اصطكاك بين خاك و جوشنهاست. خاك به وسيلة اصطكاك، نيروهاي وارده را به جوشنها منتقل مي‌كند و جوشنها تحت كشش قرارمي‌گيرند. به اين ترتيب خاك در جهاتي كه جوشنها قرارگرفته‌اند داراي چسبندگي مي‌شود كه ميزان آن با مقاومت كششي جوشنها نسبت مستقيم دارد. لذا خاك مورد استفاده بايد داراي اصطكاك داخلي مناسبي بوده و از نوع مصالح دانه‌اي غير چسبنده و زهكش انتخاب شود.

استفاده از خاكهاي چسبنده ريزدانه يا خاكهاي جاذب آب منجر به ايجاد فشار آب حفره‌اي در حين بارگذاري شده و موجب كاهش مقاومت خاك مي‌گردد. در يك سازه خاك مسلح لازم است كه در نماي خارجي آن پوسته‌اي جهت جلوگيري از ريزش خاك بين جوشنها پيش‌بيني شود. به اين پوسته مي‌توان شكلهاي مناسبي داد.

     عمر مفيد سازه

مدت استفاده سازه خاك مسلح بستگي به دوام جوشنهاي كششي در تماس با خاك و آب و تأثير ناشي از فعل و انفعالات شيميايي و بيولوژيكي دارد. در حالت استفاده از جوشنهاي فلزي، اين دوام اساساً تابع نوع و شدت پديده‌هاي خوردگي و زنگ‌زدگي فلز است. لذا، اصولاً در طراحي سازه‌هاي خاك مسلح اضافه ضخامت مناسب به منظور رفع اثر زنگ‌زدگي و خوردگي در نظر گرفته مي‌شود.

زمان استفاده يا عمر مفيد حداقل را بايد از زمان استفاده احتمالي كه به مراتب طولاني‌تر است تميز داد تا طراحي به لحاظ اقتصادي قابل توجيه باشد. لذا، طراح بايد اندازه‌دهي اجزاي تشكيل دهندة سازه خاك مسلح را طوري انجام دهد كه با عمر مفيد سازه كه يكي از داده‌هاي طراحي است مطابقتداشته باشد.

     مشخصات فني اجزاي تشكيل دهنده

       مصالح خاكريز  :مصرف خاكهاي زراعتي، پسمانده‌هاي صنعتي و ضايعات و خاكهاي آوار در خاك مسلح مجاز نيست. مصالح خاكريز بايد از دو نقطه نظر ژئوتكنيكي و شيميايي مورد بررسي قرار گيرد و شرايط زير را دارا باشد:

ضوابط ژئوتكنيكي  :خاكهاي مصرفي بايد داراي خصوصيات زيرباشند:

الف:  زاويه اصطكاك داخلي مصالح اشباع شده (در شرايط آزمايش سريع) نبايد از 25 درجه كمتر باشد.

ب:   ابعاد درشت‌ترين دانه‌هاي تشكيل دهنده مصالح نبايد از 250 ميليمتر تجاوز نمايد.

پ:   حداكثر مجاز درصد وزني دانه‌هاي ريزتر از 075/0 ميليمتر (الك شماره 200) درمصالح خاكريز 15% است. در مورد خاكهايي كه بيش از 15% دانه‌هاي ريزتر از الك 200 دارند از قبيل مصالح حاصل از شكستن سنگ كوهي و يا مخلوط رودخانه‌اي شكسته بايد طبق نظر دستگاه نظارت اقدام شود.

ت:   در حالت مصالح حساس در مقابل رطوبت، لازم است كه ميزان رطوبت خاك به 15 درصد محدود شود.

ث:   استفاده از مارن و رس و گچ و اصولاًمصالح جذب كننده آب مجاز نيست.

ضوابط شيميايي و الكتروشيميايي

لازم است آزمايشهاي شيميايي جهت تعيين ميزان يون (Cl ‾) و يون (SO₄‾ ‾) بر روي مصالح خاكريز ابنيه خاك مسلح به عمل آيد و نتايج با اندازه‌هاي زير مطابقت داشته باشد:

الف:  ميزان حداكثر يون (Cl ‾) براي بناهاي واقع در خشكي 200 ميليگرم در هر كيلوگرم مصالح و در مورد بناهاي داخل آب شيرين 100 ميليگرم در هر كيلوگرم است. ميزان حداكثر يون (SO₄‾ ‾) نيز به ترتيب 1000 و 500 ميليگرم در هر كيلوگرم مي‌باشد.

ب:   ميزان PH خاك اندازه گرفته شده در مخلوط آب - خاك بايد بين 5 تا 10 باشد.

پ:   مصالح خاكريز بايد فاقد مواد آلي باشند.

زهكشي

تودة خاك مسلح نبايد از آب اشباع شود و حالت يك سد را به خود بگيرد. چون پوسته غير قابل نفوذ نيست لذا جنس خاكريز بايد بتواند از اشباع آب جلوگيري كند و خاصيت زهكشي داشته باشد. معمولاً مصالح دانه‌اي مصرفي در خاك مسلح بايد به عنوان زهكش عمل كند و آب در آن جمع نشود. ولي اگر خاك مصرفي خاصيت زهكشي مناسبي نداشته باشد و احتمال اشباع آن وجود داشته باشد، بايد ملاحظات خاصي را براي زهكشي آن به كار برد. آنچه كه معمولاً انجام مي‌شود اين است كه بين تودة مسلح و زمين طبيعي يعني در پشت و زير ديوار از يك لايه 50 سانتيمتري تا يك متري مصالح درشت‌دانه زهكشي براي تخليه آب استفاده مي‌كنند

 

 

تسمه‌ها (جوشنها)

جوشنهاي فلزي بايد مشخصات زير را داشته باشند:

الف:  مقاومت كششي مناسب و كافي و گسيختگي از نوع غير شكننده.

ب:   تغيير شكل پذيري (در حدود چند درصد) تحت اثر بارهاي متداول.

پ:   اصطكاك نسبتاً قابل ملاحظه با مصالح خاكريز.

ت:   انعطافپذيري كافي تا حدي كه مانع تغيير شكل پذيري مجموعه "خاك مسلح" نباشد.

ث:   طول عمر كافي.

ج:    اقتصادي بودن.

در شرايط فعلي مناسب‌ترين فلز كه تمامي مشخصات فوق را دارد فولاد گالوانيزه است. براي سازه‌هاي دريايي يا در مجاورت دريا از فولاد غير گالوانيزه استفاده مي‌شود. جوشنها معمولاً نوارهايي به ضخامت چند ميليمتر و عرض چند سانتيمتر مي‌باشند. در سطح اين جوشنها برآمدگيهايي به شكل آج نيز براي افزايش اصطكاك در نظر گرفته شده است.

مشخصات دقيق جوشنها شامل نوع فولاد، طول و عرض و ضخامت آن تابع نوع و موقعيت بناي مورد نظر است كه براي هر طرح در مشخصات فني خصوصي قيد شده و يا توسط دستگاه نظارت تعيين مي‌گردد.

 

 

قطعات پوسته (نماي خارجي)

در بناهاي خاك مسلح دو نوع پوسته، بتني و يا فلزي به كار برده مي‌شود. كاربرد پوسته فلزي كم است و فقط در مواردي كه دستيابي به محل بناي خاك مسلح مشكل و حمل قطعات بتني غير عملي باشد از اين نوع پوسته استفاده مي‌شود. پوسته‌ها بايد داراي مشخصات زير باشند:

 

مشخصات پوسته فلزي

در اين حالت پوسته و همچنين جوشنهاي مورد استفاده از ورقهاي فولاد گالوانيزه ساخته مي‌شوند. هر جزء پوسته 10 متر طول دارد و ارتفاع مفيد آن 33/0 متر است. بنابراين فاصله دو بستر جوشن هم در اين حالت 33/0 متر است. مقطع پوسته فلزي نيم‌بيضي است و هر يك طرف داراي برگشت است تا امكان اتصال قطعات پوسته به يكديگر و نيز جوشنها فراهم باشد. وزن يك قطعه پوسته فلزي حدود 120 كيلوگرم و ضخامت آن 3 ميليمتر است. اتصال بين دو قطعه مجاور به وسيله يك درزگير فلزي كه فقط در قسمت داخلي پوسته قرار داده مي‌شود صورت مي‌گيرد. اين درزگير مانع خروج دانه‌هاي خاك است و امكان تغيير شكل پوسته را در جهت طولي فراهم مي‌كند. در اين تغيير شكلها قطعات فلزي بر روي درزگير مي‌لغزند.نوع و مشخصات فولاد براي پوسته‌هاي فلزي نيز مانند تسمه‌ها به نوع و موقعيت بنا بستگي دارد.

مشخصات پوسته بتني  : قطعه بتني استاندارد چليپايي شكل بوده و ابعاد آن 50/1 متر است. ضخامت قطعه بتني 18 سانتيمتر و وزن آن در حدود يك تن است. قطعه بتني بر حسب مورد استفاده و ارتفاع بناي خاك مسلح ممكن است مسلح يا غير مسلح باشد. در هر صورت به منظور تاًمين امكان جابه‌جايي آن به فاصله 24 ساعت بعد از بتن‌ريزي دو خاموت آجدار به قطر 10 ميليمتر در آن تعبيه مي‌گردد.

زبانه‌هاي تسمه‌گير كه جوشنها به آن پيچ و مهرهمي‌شوند و از همان نوع فلز جوشن مي‌باشند در قطعات بتن ريشه گرفته است. تعداد اين زبانه‌ها براي قطعات حداقل چهار است.

ميله‌هاي عمودي اتصال بين قطعات را تاًمين مي‌كند و امكان تغيير شكل پذيري افقي را نيز فراهم مي‌نمايد. درزگيرهاي افقي قابل تراكم از نوع لاستيك فشرده بين قطعات قرار داده مي‌شود تا تغيير شكل پذيري قائم پوسته ميسر باشد.علاوه بر قطعات استاندارد، قطعات بتني خاص نيز وجود دارند تا پوسته بتواند شكل هندسي مورد نظر را به خود بگيرد.حداقل مقاومت بتن قطعات پوسته بايد 300 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع با نمونه‌هاي مكعبي 20*20 يا 15*15 سانتيمتر باشد.

 

 

بتن لاغر زير قطعات پيش‌ساخته :در زير قطعات بتني پوسته و به منظور تأمين تراز افقي، بايد به ارتفاع حداقل 15 سانتيمتر و عرض 35 سانتيمتر بتن‌ريزي شود و عيار بتن 150 كيلوگرم سيمان در متر مكعب باشد.

  روش اجرا  

 اجراي بنا :ساختمان يك تودة خاك مسلح در مراحل پي‌درپي صورت مي‌گيرد. هر مرحله شامل كار گذاردن يك رديف قطعات پوسته و خاكريزي پشت آن و نصب يك رديف جوشن است. ساختمان ديوار خاك مسلح همواره از طرف داخل يعني طرف خاكريزي صورت مي‌گيرد و بدين سبب هيچ گاه نيازي به چوب بست نيست. ماشين‌آلات لازم براي اجراي خاك مسلح همان وسايلي است كه در اجراي عمليات خاكريزي به كار برده مي‌شود. تنها يك دستگاه بالابر سبك (2 تا 5 تن) براي حركت دادن و جاگذاري قطعات بتني پوسته لازم است.

در مواردي كه شرايط فني و ايمني ايجاب كند مي‌توان ديوارها را به صورت چند مرحله‌اي و يا با فاصله زماني اجرا كرد.

شرايط و نحوه اجرا تابع نوع و موقعيت بنا است كه در مشخصات خصوصي قيد شده و يا توسط دستگاه نظارت تعيين مي‌گردد.

 

 

 

 تهيه مصالح و لوازم و انبار كردن آن در كارگاه

قطعات بتني پيش‌ساخته:  معمولاً اين قطعات بر اساس دستورالعملهاي اجرايي مندرج در مشخصات خصوصي و در كارگاه ساخته مي‌شود، و يا اينكه به صورت قطعات پيش‌ساخته و آماده، تحويل كارگاه مي‌گردد.

براي انبار كردن اين قطعات لازم است محل مناسبي كه مساحت كافي داشته و دسترسي به آن آسان باشد در نظر گرفته شود. سطح محل انبار بايد افقي و مسطح باشد. گاه لازم است قشر نازكي از ماسه نرم روي اين سطح ريخته شود. معمولاً مي‌توان پنج قطعه پيش‌ساخته را بر روي هم انبار كرد. فقط لازم است بين قطعات چهارتراشهاي چوبي قرار داده شود تا قطعات در تماس با يكديگر نباشند.

در صورتي كه ساخت قطعات در كارگاه انجام شود، لازم است براي جابه‌جايي قطعات يك روزه بتني، انبار از محل ساخت فاصله چنداني نداشته باشد.

در هنگام بلند نمودن قطعات بتني پيش‌ساخته بايد از چهار زبانه درگير در بتن استفاده شود.

تسمه‌ها : تسمه‌هاي فلزي معمولاً در دسته‌هاي 50تايي به كارگاه وارد مي‌شوند. تخليه آنها احتياج به جرثقيل كوچك يا لودر دارد. محل انبار تسمه‌ها بايد دور از آمد و شد كارگاهي باشد.طول، نوع، ضخامت و عرض تسمه‌ها در مشخصات خصوصي داده مي‌شود.

لوازم ديگر: اين لوازم عبارتند از پيچ و مهره‌ها، درزگيرها، قلابهاي نصب، زبانه‌هاي تسمه‌گير و غيره كه همگي بايد در انبار بسته و سرپوشيده محفوظ كارگاه نگهداري شوند.

 

 

روش كلي نصب

سر جا نگه داشتن و تأمين پايداري اولين رديف قطعات پوسته فلزي يا قطعات پيش‌ساخته بتني در موقع خاكريزي پشت آنها، به وسيله چوب‌بستهاي موقتي كه در طرف خارج ديوار قرار مي‌دهند تأمين مي‌گردد. اين پشت‌بندها در موقع خاكريزي جلوي ديوار برداشته مي‌شوند.

براي اينكه نماي خارجي ديوار قائم باشد لازم است در موقع نصب پوسته‌ها از حركت آنها نسبت به يكديگر جلوگيري شود. اين كار به كمك گوه‌هاي چوبي سخت كه در درزهاي سه رديف آخري كه پشت آنها خاكريزي شده قرار داده مي‌شود، صورت مي‌گيرد.

در ديوارهايي كه پوسته آنها بتني است جلوگيري از پس و پيش قرار گرفتن قطعات پوسته نسبت به قطعات قبلي به وسيله گيره عمل مي‌شود.

اجراي خاكريزي و متراكم كردن آن    :نصب جوشنها و خاكريزي، قسمتهاي اصلي خاك مسلح را تشكيل مي‌دهد و به اين جهت لازم است به طور صحيح اجرا شود. جوشنها را بايد عمود به سطح نما و از پهنا به طور افقي روي لايه خاكريز كه قبلاً انجام گرفته قرار داد. اين جوشنها را به وسيله پيچ و مهره مقاوم كه حتماً بايد از همان فلز جوشن باشد به قطعات پوسته متصل مي‌نمايند. مهره‌ها نبايد زياد سفت شود و بين دو قسمتي كه با پيج و مهره وصل شده فاصله موجود باشد. نيروي وارد بر پيچ نبايد زياد باشد.

ارتفاع هر لايه خاكريزي برابر فاصله عمودي دو رديف جوشن در حالت پوسته فلزي، و نصف آن در حال پوسته بتني است. اين فاصله عبارت است از:- 33 سانتيمتر براي پوسته‌هاي فلزي- 5/37 سانتيمتر براي پوسته‌هاي بتني

پخش و تسطيح لايه‌ها بايد به موازات نماي ساختمان صورت گيرد تا رانش ناشي از حركت ماشين‌آلات مستقيماً به رديفهاي آخري پوسته كه خاكريز در پشت آنها صورت مي‌گيرد وارد نشود.

لازم است از عبور كاميونها در فاصله كمتر از 2 متري پوسته اجتناب شود تا از جابه‌جا شدن پوسته‌هايي كه هنوز پشت آنها كاملا خاكريزي و كوبيده نشده، جلوگيري به عمل آيد.

در مورد كاربرد ماشين‌آلات زنجيردار بايد مطلقاً از تماس مستقيم زنجير با جوشنها اجتناب كرد. خودرو بايد حتماً روي لايه خاكي كه در جلوي خود پخش مي‌كند حركت نمايد.

به منظور اجتناب از تغيير مكان قطعات پوسته، غلتكهاي سنگين نبايد به هنگام عبور از فاصله يك متري به پوسته نما نزديكتر شوند. متراكم كردن خاك در نزديكي نما بايد به وسيله وسايل سبك لرزنده صورت گيرد. عمل تراكم بايد همواره به موازات پوسته و از داخل به طرف پوسته صورت گيرد. ميزان تراكم لايه‌هاي خاكريز بر اساس مندرجات فصل دوم اين مشخصات مي‌باشد، كه با توجه به نوع بنا بايد در مشخصات خصوصي قيد شود.

رواداريهاي مجاز نصب

روداريهاي زير در هنگام نصب بايد رعايت شود:.

الف:  هيچ نقطه‌اي از پوسته (قطعات بتني پيش‌ساخته) نبايد بيش از 12 درصد ارتفاع ديوار و يا حداكثر 10 سانتيمتر از موقعيت نظري (امتداد شاقولي) فاصله داشته باشد.

ب:   عيوب موضعي يعني بيرون‌زدگي يا تورفتگي نبايد هيچ جا از 5/2 سانتيمتر تجاور كند. كنترل اين امر با شمشه 5/4 متري انجام مي‌گيرد.

آزمايشهاي كنترل كيفيت

براي كنترل مصالح مصرفي و كارهاي انجام شده، نوع و تعداد آزمايشهاي زير تعيين شده است.

آزمايش مصالح خاكريز

مصالح قرضه منتخب براي خاك مصرفي در سازه، قبل از شروع عمليات بايد مورد آزمايش قرار گيرد تا كيفيت آن از نظر دانه‌بندي و ميزان يونهاي سولفات و كلر قابل حل در آب تعيين شود.

در جريان پيشرفت كار از مصالحي كه در سازه خاكريز مسلح استفاده مي‌شود براي هر 1500 متر مكعب يك آزمايش دانه‌بندي بايد انجام شود. تعيين يونهاي كلر و سولفات موجود در خاك نيز بايد متناوباً و به تشخيص دستگاه نظارت كنترل شود.

   تراكم نسبي لايه‌هاي خاكريز

به ازاي هر 50 متر طول سازه در هر لايه، و در صورتي كه عرض خاكريز زياد باشد در هر 750 متر مربع، يك آزمايش تعيين وزن مخصوص محلي انجام شود.

آزمايش تراكم آزمايشگاهي در صورت يكنواخت بودن جنس خاك هر 500 متر طول يك بار صورت مي‌گيرد و چنانچه كيفيت خاك تغيير كند آزمايش تراكم به تناسب و تعداد بيشتري به عمل آيد.

ساير آزمايشها     در صورتي كه دستگاه نظارت انجام آزمايشهاي ديگري را علاوه بر آزمايشهاي فوق، ضروري تشخيص دهد، بايد نسبت به اجراي آنها اقدام شود.

 

 

موضوعات مرتبط: عمران-خاک و پی
برچسب‌ها: سازه هاي خاك مسلح