نیلینگ یا میخ کوبی جهت پایدارسازی خاک

نیلینگ یا میخ کوبی خاک پایدارسازی خاک

میخ‌ کوبی خاک یا نیلینگ خاک جزو بهترین روش‌های به کار بسته شده برای پایدارسازی شیب‌های خاکی است.

این روش، حفر شبکه‌ای از سوراخ‌ها ، با میلگردهای فولادی و در نهایت پر نمودن سوراخ‌ها با استفاده از دوغاب سیمان است.

تاریخچه

برای اولین بار مهندسین اتریشی از روش میخکوبی برای پایدارسازی شیروانی‌های سنگی در تونل استفاده کردند.

آن‌ها در اوایل دههٔ ۱۹۶۰ برای پایدارسازی جداره‌های تونل، شبکه‌ای از سوراخ‌ها را در طاق و دیوارهای سنگی تونل حفاری کرده.

در داخل آن میلگردهای فولادی قرار داده و قسمت انتهایی آن را با شبکهٔ مش‌بندی در محیط تونل گیردار کردند.

سپس با دوغاب‌ریزی در سوراخ‌های حفر شده و بتن‌پاشی به جدارهٔ تونل، موفق به پایداری ایمن جداره‌های داخلی تونل شدند.

این روش بعدها توسط مهندسین آلمانی و فرانسوی برای پایدارسازی در شیروانی‌های خاکی مورد استفاده قرار گرفت.

به عبارت دیگر روش اتریشی میخ‌کوبی در سنگ را برای شیب‌ها و دیوارهای خاکی به کار بستند.

آن‌ها استفاده از تکنولوژی میخکوبی در تونل را به پایدار نمودن شیب‌ها و دیوارهای خاکی گودبرداری شده و کولهٔ پل‌ها تعمیم دادند.

پس از آن استفاده از میخ‌کوبی یا نیلینگ جهت تثبیت شیب‌های زمین در برابر لغزش‌های احتمالی به کار بسته شد.

یکی از اولین کاربردهای میخ کوبی در خاک در سال ۱۹۷۲ برای تعریض خط آهن نزدیک ورسایل در فرانسه صورت گرفت.

در آن پروژه یک شیروانی خاک برداری شده به ارتفاع ۱۸ متر با استفاده از میخ‌ کوبی پایدار شد.

همچنین در فرانسه برنامهٔ تحقیقاتی کلوتر برای انجام تحقیقات عددی و آزمایشگاهی پیرامون دیوارهای میخکوبی کلید خورد.

در آمریکای شمالی برای اولین بار در دههٔ ۱۹۷۰ دیوارهای میخکوبی شدهٔ زیادی در شهرهای ونکوور، واشینگتن و مکزیکوسیتی اجرا شد.

از دیگر پروژه‌های مهم میخکوبی در دههٔ ۱۹۸۰ در آمریکا می‌توان به دیوار میخکوبی با ارتفاع ۱۲ متر در ایالت کنتاکی اشاره کرد.

همچنین وزارت راه آمریکا در سال ۱۹۸۹ برای اولین بار از تکنولوژی میخکوبی برای گودبرداری کوله‌های پل استفاده کرد.

در دو دههٔ اخیر استفاده از تکنولوژی میخکوبی در سراسر جهان رشد چشمگیری داشته‌ است.

در ابتدای رواج سیستم میخ کوبی، از این سیستم بیشتر برای احداث سازه‌های نگهبان موقت استفاده می‌شد.

در حالی که در ۱۰ سال گذشته استفاده از میخکوبی در احداث سازه‌های نگهبان دائمی نیز رشد چمشگیری پیدا کرده‌است.

مراحل اجرای دیوارهای میخ کوبی شده

• مرحله ۱. گودبرداری :

گودبرداری اولیه تا عمقی صورت می‌پذیرد که دیوارهٔ گودبرداری شده بتواند در مدت بین ۲۴ تا ۴۸ ساعت پایداری خود را حفظ کند.

عمق گودبرداری جهت تأمین کوتاه مدت پایداری در بین ۱ تا ۲ متر می‌باشد.

عرض گودبرداری انجام شده حداقل باید به اندازه‌ای باشد که بتوان ابزارهای لازم را در محل مستقر کرد.

عرض مش فولادی در تعیین عرض گودبرداری مؤثر است، در عین حال، خاکبرداری در عرض‌های بزرگ‌تر از ۱۲ متر موجب افزایش تغییر شکل‌های افقی می‌گردد.

پانل‌های خاکبرداری، یک در میان برداشت می‌شوند.

• مرحله ۲. حفاری چال برای اجرای میخ :

چال‌های مورد نظر با طول، قطر و شیب مشخص اجرا می‌شوند و امتداد آن‌ها تقریباً افقی می‌باشد.

• مرحله ۳. نصب میخ نیلینگ و دوغاب ریزی :

در این مرحله میلگردهای فولادی (میخ‌ها) در چال‌های پیش‌حفاری شده کار گذاشته می‌شوند.

میلگردهای به کار رفته شده اغلب تو پر هستند اما می‌توان از میلگردهای توخالی نیز استفاده کرد.

جهت آنکه راستای میلگردها دقیقاً در امتداد محور استوانهٔ چال‌های حفر شده باشد از ابزاری به نام مرکزکننده استفاده می‌شود.

میلگردها در داخل مرکزکننده‌ها فرورفته و سپس در داخل چال، جاگذاری می‌شوند.

چنانچه شرایط خوردگی شدید باشد از غلاف‌های پلاستیکی مخصوصی جهت محاظت از میخ‌ها استفاده می‌شود.

در همین حال یک لولهٔ دوغاب ریزی به انتهای چال رفته و فضای خالی باقی مانده را از انتها تا ابتدای چال دوغاب ریزی می‌کند.

شیب چال‌های حفر به مقدار ملایمی در پایین سطح افق قرار دارد؛ لذا دوغاب با نیروی وزن وارد شده بر آن به خوبی در حفره‌ها جا می‌گیرد.

به چنین روشی، روش دوغاب ریزی ثقلی گفته می‌شود که جزء روش‌های متداول در میخکوبی به حساب می‌رود.

پیش از مرحلهٔ بعدی، نوارهای زهکشی ژئوکاپوزیتی بر روی سطح گودبرداری بین شبکهٔ میخ‌های بیرون آمده کارگذاشته می‌شود.

نوارهای زهکشی تا قسمت تحتانی گودبرداری ادامه می‌یابد تا زه‌آب جمع شده را به پاشنهٔ دیوار هدایت و خارج کند.

• مرحله ۴. ساخت پوشش شاتکریت موقتی :

قبل از آنکه مرحلهٔ بعدی گودبرداری شروع شود شاتکریت جهت یکپارچه سازی ابتدای میخ‌ها بر روی سطح گود پاشیده می‌شود.

نحوهٔ متداول اجرا به این صورت است که از یک پوشش شاتکریتی با میزان ملایمی از تسلیح فولادی استفاده شود.

تسلیح فولادی اغلب شبکهٔ مش‌بندی شده از سیم‌های به هم جوش خورده‌است.

طول پانل‌های مش فولادی جوش خورده باید به اندازه‌ای باشد که هر پانل با پانل کنار تا اندازه‌ای همپوشانی داشته باشد.

در این مرحله لایهٔ نازک بتن شاتکریت بر روی سطح گود پاشیده می‌شود.

بعد از آن یک صفحه پلیت فولادی بر روی نوک میخ کار گذاشته می‌شود.

از واشر و مهره‌های شش گوش برای اتصال میخ به صفحهٔ پلیت استفاده می‌شود.

توجه شود که مدت ۷۲ ساعت لازم است تا بتن شاتکریت به مقاومت سه روزه برسد و بعد گودبرداری مرحلهٔ بعد انجام شود.

• مرحله ۵. ساخت دیوارهٔ نیلینگ شده تا عمق مورد نظر :

مراحل ۱ تا ۴ تا عمق مورد نظر جهت گودبرداری ادامه می‌یابد.

در هر مرحله از گودبرداری، نوارهای زهکشی قایم که در انتهای گود به صورت لوله‌ای است، در امتداد بعدی گودبرداری گسترده می‌شود.

سپس پانل‌های مش‌بندی جدید بر روی پوشش کار گذاشته می‌شود.

شاتکریت با همپوشانی قابل قبولی نسبت به لایهٔ بالایی شاتکریت بر روی دیوار پاشیده می‌شود.

در انتهای گود نوار زهکشی دوباره لوله شده تا برای مرحلهٔ بعدی استفاده شود.

• مرحله ۶. ساخت پوشش دایمی و نهایی :

وقتی گودبرداری تا عمق مورد نظر ادامه یافت، سیستم نیلینگ شده در تمام سطح دیوار نصب شد.

و نیز آزمایش‌های لازم جهت اطمینان از عدم رخداد هر نوع گسیختگی انجام گرفت، ممکن است پوشش نهایی و دایمی ساخته شود.

از پوشش دایمی در شرایطی استفاده می‌شود که از دیوار میخ کوبی جهت سیستم پایدارسازی دایمی گود بهره گرفته شده باشد.

برای پوشش‌های دایمی ممکن است از بتن مسلح درجا، شاتکریت مسلح یا پانل‌های پیش‌ساخته استفاده شود.