روش های پایدارسازی گود

روشهای پایدارسازی گودها به طور کلی به صورت زیر می باشند که در ادامه شرح داده می شوند:
1) میخکوبی یا نیلینگ (Nailing)
2) مهارگذاری یا انکراژ (Anchorage)
3) ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان  (Top & Down Construction)
4) مهار متقابل یا استرات  (Strut)
5) دیوار برلنی (Berlin Wall)
6) سازه نگهبان خرپایی  (Truss Retaining Structure)
7) دیوار دیافراگمی (Diaphragm Pile Wall)
8) سپرکوبی (Sheet Pile)
9) خاک مسلح یا ژئوسنتتیک (Geosynthetict)

1) میخکوبی
میخ کوبی یا نیلینگ دیواره ها به معنای مسلح کردن خاک به وسیله قرار دادن میلگرد در داخل خاک می باشد. میلگردها داخل گمانه هایی که در دیواره خاکی حفاری می شود، قرار می گیرند و به منظور جلوگیری از خوردگی میلگردها و انتقال مناسبتر نیروها بین خاک و میلگرد توسط دوغاب سیمان پر می شوند.

2) مهارگذاری
اصول روش مهارگذاری با روش میخکوبی مشابهت دارد و تفاوت عمده در اعمال نیروی پس تنیدگی می باشد.

3) ساخت بالا به پایین
در روش ساخت بالا به پایین سازه اصلی از بالا به پایین اجرا و همزمان با گودبرداری انجام می گردد.

4) مهار متقابل
در این روش از اعضای فشاری جهت انتقال نیروی فشار خاک استفاده می گردد. اجزای تشکیل دهنده این سیستم به طور کلی شامل دیوار، اعضای فشاری و اعضای واسط بین دیوار و اعضای فشاری می باشد.

5) دیوار برلنی
یکی از روش های پایدارسازی گودها روش دیوار برلنی می باشد. در این روش با استفاده از ترکیبی از شمع های بتنی یا فولادی و رویه بتنی (شاتکریت) پایدارسازی گود انجام می گردد.

6) سازه نگهبان خرپایی
در روش اجرای سازه نگهبان خرپایی که یکی از روش های پایدارسازی گودهای نیمه عمیق است، فشار خاک وارد بر دیواره گود از طریق اعضای افقی و مورب به کف گود منتقل می گردد.
اعضای قائم می تواند به صورت فلزی یا بتنی باشند. اعضای افقی و مورب خرپا معمولاً به صورت فلزی ساخته می شوند.

7) دیوار دیافراگمی
یکی از روش های پایدارسازی گودهای عمیق دیوار دیافراگمی می باشد. در این روش جهت حفاظت از ریزش دیواره گود، دیواره ای بتنی اجرا می گردد.

8) سپرکوبی
روش سپرکوبی با استفاده از کوبش اعضای بتنی یا فلزی در دیواره گود انجام می گردد و به دلیل عدم نیاز به گیرش بتن، در زمان اجرای پروژه صرفه جویی می گردد.


9) خاک مسلح
به محصولاتی که مشکلات خاک های مسئله دار را برطرف می کنند خاک مسلح اطلاق می گردد. ژئوتکستایل، ژئوگرید، ژئوممبران، ژئونت، جی سی ال یا ژئوسنتتیک کلی لاینر، ژئوفوم، ژئوسل و ژئوکامپوزیت بعضی از انواع ژئوسنتتیک ها می باشند.

بهسازی خاک

بهسازی خاک با استفاده از روش های متعدد و متنوع، امروزه یکی از مهمترین کاربردهای علم ژئوتکنیک به شمار می آید. بهسازی خاک با روش های مختلفی انجام می گیرد که در زیر ارائه می گردد:
1) ریز شمع یا میکروپایل  (Micropile)
2) ستون شنی یا ستون سنگی (Stone Column)
3) تزریق پر فشار یا جت گروتینگ  (jet Grouting)
4) اختلاط عمیق خاک  (DSM: Deep Soil Mixing)
5) تراکم دینامیکی (Dynamic Compaction)
6) شمع  (Pile)
7) پیش بارگذاری  (Preloading)
8) خاک مسلح یا ژئوسینتتیک  (Geosynthetic)

1) ریز شمع
شمع های با قطر کمتر از ۳۰ سانتیمتر که با تسلیح فولادی (میلگرد گذاری) و تزریق همراه است ریزشمع یا میکروپایل نامیده می شود. روش اجرای میکروپایل معمولا شامل حفاری گمانه، قرارگیری آرماتور و تزریق می باشد. امکان اجرای میکروپایل در پروژه هایی که محدودیت دسترسی دارند و در هر نوع خاک و شرایط زمینی وجود دارد.

2) ستون شنی ارتعاشی
اجرای ستون شنی به منظور بهسازی و یا تحکیم خاک شامل جابجایی بخشی از لایه های فوقانی خاک های مسئله دار با یک ستون قائم متراکم شنی است که بایستی در لایه های ضعیف اطراف ستون شنی به خوبی نفوذ کرده باشد. وقتی از فشار آب در روند اجرای ستون شنی به منظور بهسازی و یا تحکیم خاک استفاده می شود این روش به نام روش جایگزینی ارتعاشی (Vibro Replacement or wet process) یا اجرای تر ستون شنی نامیده می شود. اما زمانی که اجرای ستون شنی در خاک هایی نیمه اشباع مانند توده خرده سنگی قدیمی باشد روند بهسازی خاک بدون فشار آب و به نام اجرای ستون شنی به روش خشک یا ارتعاشی جابجایی نامیده می شود
روش ستون شنی ارتعاشی مشتمل بر سه مرحله حفاری، تراکم و تسلیح و اجرای بالشتک شنی می باشد.

3) جت گروتینگ
امروزه به منظور دستیابی به شرایط ژئوتکنیکی لازم جهت بهسازی خاک یا بهسازی زمین، آب بندی و پایدارسازی و ... از روش های تزریق پرفشار در خاک یا سنگ استفاده می شود. تزریق به طور کلی به دو نوع تزریق در سنگ و تزریق در خاک تقسیم بندی می شود. روش جت گروتینگ (تزریق با فشار بسیار بالا) به عنوان یکی از مؤثرترین روش های بهسازی خاک مطرح می باشد. تزریق با فشار بسیار بالا یا جت گروتینگ روشی برای اصلاح خاک است که در آن دوغاب، با فشار بسیار بالا و سرعت زیاد از طریق نازل هایی به داخل خاک تزریق شده و باعث تخریب، تغییر، اصلاح و بهبود ساختار خاک می شود. طی این فرایند، ذرات خاک به صورت درجا با دوغاب مخلوط می شوند و توده ای همگن از خاک اصلاح شده به وجود می آید که به آن اصطلاحاً ستون خاک - سیمان اطلاق می شود. ستون های خاک - سیمان ایجاد شده از طریق روش تزریق با فشار بالا در داخل خاک (جت گروتینگ)، دارای مقاومت بالا، تغییر شکل پذیری اندک و نفوذپذیری پایین هستند و باعث تقویت خصوصیات خاک محل می شوند.
جت گروتینگ تکنیکی بسیار مطمئن و کارا جهت اصلاح مقاومت، تحکیم و یا آب بند کردن تشکیلات بستر خاکی به صورت درجا می باشد.

4) اختلاط عمیق
اختلاط عمیق خاک یا DSM یکی از روش های کاربردی بهسازی خاک در جهان است که با استفاده از تزریق مواد پایدار کننده ای نظیر سیمان یا آهک با استفاده از یک حفار با محور توخالی به صورت مکانیکی در خاک، باعث تولید ستون های خاک سیمانی و اصلاح مشخصات خاک می گردد. در این روش به وسیله اختلاط خاک با مصالح سیمانی توسط همزن هایی در عمق و ایجاد ستون های خاک سیمان مشخصات خاک بهبود می یابد. ضمناً با همپوشانی ستون ‏ها قبل از گیرش کامل، دیوار های پیوسته ¬ای زیر سطح زمین قابل احداث می باشند.

 
5) تراکم دینامیکی
یکی از روش‌های بهسازی، روش تـراکم دینـامیکی است‌. این روش شامل اعمال ضربات تکراری با انـرژی زیـاد بـر سطح خاک با استفاده از کوبه‌هایی بـا وزن ۵ تـا ۴۰ تـن از ارتفــاع ۱۰ تــا ۳۰ متر است. از فواید تراکم دینامیکی می‌توان به افزایش باربری خاک، کاهش نشست‌های ناخواسته و پایداری شیروانی‌ها اشاره کرد.

 6) شمع
در این روش با استفاده از اعضای باربر بتنی یا فلزی، بار را به خاک های مقاوم تر زیرین منتقل می کنند.

7) پیش بارگذاری
 به فرایند تراکم خاک، زیر فشار عمودی پیش بارگذاری گفته می شود که قبل از ساخت و قرار دادن بار سازه نهایی اعمال می گردد. پیش بارگذاری به 2 روش انجام می گردد:
1) پیش بارگذاری به وسیله خاکریز
2) پیش بارگذاری توسط خلاء یا ایجاد مکش

8) خاک مسلح یا ژئوسینتتیک
خاک مسلح مجموعه ای از خاكريز دانه‌ای است که عناصر مسلح كننده‌ در خاک ‌به صورت تسمه یا ميلگرد هستند. خاک مسلح عموماً در مقابل فشار و برش مقاوم بوده، اما در مقابل كشش ضعيف است.