نیلینگ و انکراژ

نیلینگ و انکراژ :

نیلینگ یا میخکوبی از جمله روش های خلاقانه مهندسین استرالیایی بود که در حدود دهه ۶۰ میلادی جهت پایدارسازی جدار تونل بکار گرفته شد. روش اجرای کار نیلینگ به این صورت است که ابتدا دیواره­ها رگلاژ می­شوند. سپس شبکه­ های مش­های فولادی بوسیله میخ­های ۵۰ سانتیمتری نصب می­شوند و روی آن به ضخامت حدود ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر بتن پاشی می­شود. مرحله بعد حفاری گمانه­ها و جا زدن میلگرد یا کابل است.

در ادامه گمانه ­ها با دوغاب سیمان تزریق شده و پس از گیرش دوغاب، هد نیل­ها بسته می­شود. بدین ترتیب نیروی رانش خاک از طریق مش و شات به هد نیل اعمال می شود و نیروی هد نیلها از طریق نیلها به توده خاک منتقل می­گردد. رانش خاک از طریق سیستم نیلینگ به خود خاک مهار می­شود. نیلینگ یا میخکوبی بعدها توسط مهندسین آلمانی و فرانسوی در پایدارسازی ترانشه­ها گالری تونلها و کوله پلها به کار گرفته شد.

مزایای استفاده از نیلینگ :

۱.امکان اجرا در فضای محدود
۲.امکان تقویت طرح در حین اجرا
۳.حداکثر بهره وری از فضای موجود در مراحل بعدی عملیات ساختمانی
۴.اجرای همزمان گودبرداری و پایدارسازی

از جمله مهم ترین مزیای استفاده از روش نیلینگ یا میخکوبی، تامین پایداری بدون ایجاد مزاحمت برای مراحل بعدی عملیات عمرانی است. همچنین امکان اجرای پایدارسازی همزمان با عملیات خاکی از دیگر مزایای نیلینگ می­باشد. بعلاوه بدلیل ایجاد سطح بتنی روی خاک ترانشه، از هوازدگی و ریزشهای موضعی جلوگیری می­کند.

اثر مسلح سازي براي بهبود پايداري با دو عملكرد :

افزايش نيروي قائم و در نتيجه مقاومت برشي در سطح لغزش، در خاكهاي اصطكاكي.

کاهش نيروي رانشي در سطح لغزش در خاكهاي اصطكاكي و چسبنده.

پس از نصب ميلگردها، يك ديواره سطحي كم ضخامت كه معمولاً شامل شاتكريت با تسليح سبك مي‌باشد، سطح ديواره شيرواني يا گود را مي‌پوشاند. ضخامت ديواره شاتکريت شده نيز مابين ۱۰ الی ۱۵ سانتيمتر خواهد بود. هدف از اجراي اين ديواره جلوگيري از فرسايش سطحي خاك، ايجاد سطح تمام شده مناسب­تر براي ساخت و سازهاي احتمالي بعدي، ایجاد لایه محافظ و یکپارچه و در نتیجه پخش یکنواخت نیروی عکس العمل و افزايش بازدهي عملكرد سيستم خاك تحكيم يافته بويژه در بخش ­هاي نزديك به ديواره گود مي‌باشد.

مراحل نیلینگ :

۱. خاکبرداری :

با عمق ۱ الی ۲ متر با توجه به توانایی خاک درپایدار ماندن بدون مهار برای مدت زمان ۲۴ تا ۴۸ ساعت می باشد . پهنای خاکبرداری باید به حدی باشد که براحتی بتوان تجهیزات لازم جهت حفاری را نصب نمود.

۲. حفاری سوراخ ها جهت قرار گیری میخ :

سوراخ ها باید به طول ، قطر ، جهت و فواصل معیـــنی بر اساس مراحل تعیین شده ایجاد گردند.

۳. نصب میخ ها و اجرای دوغاب ریزی :

مراحل اجرای نیلینگ و انکراژ میخ ها در سوراخ های حفر شده جای می گیرند . میخ ها به طور رایج تو پر می باشند، اگرچه میخ های توخالی فولادی نیز اجرا می گردند. برای آنکه میخ ها به خوبی توسط دوغاب احاطه شوند قطعاتی جهت نگه داری فواصل بین میخها و دیواره داخلی سوراخ ها بر روی میخها تعبیه گشته است. لوله های تزریق ( tremie ) نیز در همین زمان به داخل سوراخ ها هدایت می شوند. زمانی که محافظت در برابر خورندگی و فرسایش ضروری باشد از پوششهای موج دار پلاستیکی استفاده می شود که از خورندگی بیشتر میخ ها می کاهد.

۴. نیلینگ و اجرای پوسته موقت :

پوسته موقت برای ایجاد تکیه گاه و مهار سطح خاکبرداری قبل از مراحل بعدی حفاری اجرا می گردد. رایج ترین دیواره موقتی که اجرا می شود شامل یک لایه مسلح کننده سبک به همراه لایه شاتکریت به ضخامت ۱۰۰ میلیمتر ( ۴ اینچ ) می باشد. مسلح کننده شامل شبکه ای از سیم های جوش داده شده ( WWM ) می باشند که تقریبا در وسط ضخامت شاتکریت اجرا می شوند.( قسمت دوم شکل۱-۲ مشاهده شود ) طول WWM به گونه­ ای باید باشد که حداقل یک چشمه کامل شبکه با پانل بعدی WWMهم پوشانی برقرار کند.

در طی مرحله بعدی صفحات باربر بر روی سر میخ ها بر آمده از سوراخ ها نصب می گردند. سپس میخ ها به آرامی وبا فشار کمی به لایه تازه بتن ریزی شده پرس می شوند. مهره شش وجهی و واشرها متعاقبا بر روی سر میخ ها بر صفحه باربر محکم نصب می گردند.اگر لازم باشد ممکن است تستهایی بر روی میخ های اجرا شده برای اندازه گیری جابه جایی و اثبات ظرفیت باربری قبل از پروسه حفر خاکبرداری بعدی صورت پذیرد. قبل از شروع پروسه بعدی خاکبرداری منطقه بتن پاشی شده باید حداقل به مدت ۷۲ ساعت و یا دست یافتن به مقاومت فشاری ۳ روزه ( به طور نمونه ۱۰.۵ مگا پاسکال ) به خوبی حفاظت شود.

۵. احداث تراز های بعدی خاکبرداری :

گام های اول تا چهارم برای پایداری خاکریز اجرا می شود. در هر مرحله از خاکبرداری نـــوارهای عمودی زهکشی تا پایین خاکـــریز ادامه پیدا می کنند. پانل جدیدی تعاقبا برای یک لایـــه همپوشانی کامل اجرا می گردد. شات کریت های موقــت اجرا شده به وسیله اتصالات سرد به شاتکریت قبلی خاکبــرداری شده متصـــل می گــردد. در انتهای خاکبرداری نوارهـــای زهکشی در پاشنه خاکریز جمـــع می شوند و پاشنه زهکــش دیـــواره را تشکیل می دهند.

۶. احداث پوسته دائمی و نهایی :

مراحل اجرای نیلینگ و انکراژ پس از انکه خاکبـــرداری به تراز مورد نظر رسید و میــخ ها نصب گشتند و تستهای بارگذاری صورت پذیرفت پوستــه و نمای نهایـــی احداث می گردد . پوسته نهایی ممکــن است شامل بتن درجای ( CIP ) مسلح ، شاتکریت مسلح و یا پانلهای بتنی پیش ساخته باشد .

آرماتورهای روکش دائم ، همان میلگردهای معمولی یا شبکه WWMمی­باشد .گام های مختلف دیگری نیز ممکن است با توجه به نوع و شرایط پروژه ضروری باشند. برای مثال در حالتیکه پایداری شیب در اثر خاکبرداری ناپایدار و بحرانی گردد شاتکریت ممکن است بلا فاصله بعد از هر مرحله خاکبرداری و قبل از حفر سوراخ ها و نصب میخ ها اجرا گردد.

انکراژ :

در این روش آرماتور در درون گمانه قرار می­گیرد و  قسمتی که نیاز به تزریق ندارد به وسیله غلاف پوشانده می­شود. پس از تزریق گمانه جاگذاری شده و پس از رسیدن مقاومت دوغاب به مقاومت معادل ۷ روزه  با استفاده از جک های هیدرولیکی مخصوص آرماتور کشیده می شود.

سترند شامل المان فولادی پیش کشیده، محافظ در برابر خوردگی می باشد. در واقع در این سیستم به جای آرماتور از این کابل های فلزی استفاده می شود . استرند می تواند یک شاخه و یا چند شاخه باشد.

انواع مختلف انکراژ :

زمین‌مهار با استوانه مستقیم با تزریق بدون فشار

مهاری‌ها با تزریق تحت فشار

روش پس تزریق

مهارهای ته پهن شده

مزایای انکراژ :

بارهای زیاد را می‌توان در شرایط نسبتاً ضعیف زمین تحمل کند.

از روش انکراژ در شرایط مختلف خاکی استفاده می‌شود.

دوام بالا برای مقاومت در برابر خوردگی، مواد قلیایی‌ها و محلول‌های موجود در خاک که باعث افزایش عمر آنها و نیاز به نگهداری بسیار کاهش می‌یابد و در نتیجه هزینه‌های چرخه کار کاهش می‌یابد.روش انکراژ تأثیر محیطی کم ایجاد می‌کند.

کاربرد انکراژ :

برای نگهداری از دیوارهای خاکریز

حفظ پایداری فونداسیون تحت تنش کششی ناشی از نیروهای گریز از مرکز

برای تقویت و تثبیت شیب‌ها، دیوارهای سنگی یا بریدگی‌ها

برای ایمن‌سازی خاک‌های تحکیم نیافته در پروژه‌های خاکبرداری زیرزمینی

پشتیبانی از سازه‌های دریایی مانند دیوارهای باراندار (لنگرگاه)