بررسی دیوار های حایل

۱ – انواع دیوارهای حایل
۱-۱ دیوارهای حایل طلب
دیوارهای حایل را برحسب نوع مصالح تشکیل دهنده و المانهای مقاوم به سه دسته تقسیم می کنند:
۱- دیوارهای حایل وزنی (ثقلی)
۲- دیوار حایل بتن مسلح(کانتیلور)
۳- دیوار حایل بتن مسلح شیت بندار

۱-۱-۱ دیوارهای حایل وزنی
این دیوارها معمولاً از مصالح سنگی ، آجری یا بتون غیرمسلح است و حفظ نیروی ناشی از وزن دیوار ، در مقابل واژگونی و لغزش مقاومت می کند . که تا ارتفاع ۱۰-۱۲ متر هم ساخته می شود.
ا زمعایب این دیوار در ارتفاع بلند عبارت از:
۱- غیراقتصادی
۲- فضای زیادی رااشغال می کند
۳- به دلیل حجم زیاد ، سرعت اجرا را کاهی می دهد
شیب ؟/؟ دیوار تقریباً و ضخامت بالای دیوار و ضخامت پاشته 😀 در حدود تا )
و طول پایه در حدود ۰٫۵-۰٫۷ H است .

۱-۱-۲: دیوار حایل بتن مسلح( کانتیلور) : معمولاً برای ارتفاع زیاد جهت کاهش حجم مسالح مصرفی از یک طرف و سرعت اجرا و فضای اشغالی کمتر از ظرف دیگر، از این نوع دیوار استفاده می شود .
۱-۱-۲ دیوار حایل پشت بند دار: زمانی که ارتفاع زیادمی شود دیوار حایل بتن مسلح به تنهایی جوابگو نیست . بنابراین به دلیل ؟؟ زیاد تغییر شکل راس دیوار ناشی از فشار راکتیو خاک افزایش می یابد که از پشت بند به عنوان عامل سخت کننده استفاده می شود .
۱-۱-۳ پشت بند در دیوار حایل میتواند:
۱- در سمت خاکریز (داخل خاکریز) اجرا شود
۲- در سمت آزاد دیوار اجرا شود .

در حالت ۱ پشت بند یا سخت کننده به صورت کششی عمل می کند .
د رحالت ۲ پشت بند یا سخت کننده بصورت فشاری عمل میکند .
چون اغلب پشت بنداز جنس بتن مسلح می باشد . معمولاً به دلیل مقاومت فشاری بتن در سمت آزاد و دیوار اجرا می شود و اقتصادی تر است .
انواع درز دیوارهای حایل
الف) درزهای اجرایی: که به دلیل ارتفاع زیادو طول زیاد به ندرت میتوان سازه ای را یکپارچه اجرا کرد.
۱) درز اجرایی به صورت افقی برای قطع بتن ریزی در ارتفاع
۲) درز اجرایی بصورت عمودی برای قطع بتن ریزی در طول
میلگردها به صورت ممتد هستند( در درزهای اجرایی) به دلیل سطح درزگیری بتن قدیم با بتن جدید بتن ریزی به صورت پله ای اجرا می شود .

ب) درز انقباضی: از این درز معمولاً برای کنترل آثار حرارتی در دیوارها به کر می رود. در این نوع درزها تمام یا قسمتی از میله گردها ممتد می باشد و بتن به صورت صیقلی قطع می شود و عملاً شرایطی فراهم می شود که پیوستگی بتن قدیم و جدید به حداقل رسیده باشد . تا در صورت ایجاد ترک ناشی از انقباض، محل مناسب برای ایجاد ترک به صورت منظم باشد .
درزهای انقباضی معمولاً در فواصل ۷ تا ۱۰ متر در طول دیوار اجرا می شود .
ج) درزانبساطی: برای کنترل آثار حرارتی در دیوارهای حایل بکار می رود هف از استفاده از درز انبساطی کاهش تنش ناشی از ازدیاد طول قطعه می باشد .

در این نوع درز: دو قطعه کاملاً ا زهم جدا می شود . . تمام میلگردها در طول دیوار کاملاً قطع می شوند .
فاصله لین دو قطعه : ۶- ۱۰× ۱۱ =
= ضریب انبساز حرارتی بتن سطح
= اختاف درجه حرارت بین گرمترین و سرد ترین روزهای سال
L = فاصله بین دو درز انبساطی ( معمولاً ۳۰ تا ۳۵ متر)
میل گردهای حرارتی در دیوارحایل
علاوه بر میله گردهای محاسباتی لازم است میله گردهایی به منظور کنترل آثار ناشی از حرارت و افت ( جمع شدگی) بتن تعبیه شود .
براساس ACI میلگر دهای افقی می بایست ۲۵/۰ درصد سطح مقطع دیوار در نظر گرفته شود .

(که معمولاً برای طول واحد حساب می شود )
درسمت جلو و سمت جلو ساقه دیوار در معرض بیشتر تغییرات دما قرار دارد لذا توصیه می شود
در سمت خاکریز اجرا شود .

 

II میلگردهای حرارتی قائم در ساقه دیوار
به طور کلی با توجه به انتهای آزاد دیوار شدت تنش های قائم از افقی کمتر است . لذا ACI مقدار میلگرد حرارتی را ۱۵/۰ درصد سطح مقطع بتن در نظر می گیرد .
ضخامت موثر برای محاسبه میلگردهای هر طرف مساوری نصف ضخامت دیوار ودر صورتی که ضخامت متوسط دیوار بزرگتری از ۵۰ سانتی متر باشد ضخامت موثر برای میلگردهای هر طرف ۲۵ سانتی متر است .

(معمولاً در سمت آزاد کار گذاشته می شود در سمت مجاور خاک میلگردهای محاسباتی حاکم می شود .

III:میلگردهای حرارتی طولی پی در قسمت و پنجه
ضخامت موثر برای محاسبه میلگردهای حداقل قسمت فوقانی در صورتی که ضخامت پی کمتر از ۵۰ سانتی متر باشد . مساوی نصف صخامت و در صورتیکه ضخامت پی بزرگتری از ۵۰ سانتی متر باشد . حداکثر ۲۵ سانتی متر مدنظر گرفته می شود و در سمت پایین پنجه و پاشنه که در مجاورت خاک می باشد . ضخامت موثر حداکثر ۱۰ سانتی متر است .
= سطح مقطع میلگردهای حرارتی فوقانی در هر متر طول
= سطح مقطع میلگردهای حرارتی تحتانی در هر متر طول

زهکشی خاکریز پشت دیوار حائل :
به دلیل بارشهای جوی و یا جریان آبهای سطحی و یا نوسان سطح آب رودخانه در سیلاب مصالح خاکریز پشت دیوار ممکن است اشباع شود که باعث افزایش فشار محرک وارد بر دیوار می شود . که برای کاهش فشار وارد بر دیوار از لوله های زهکش( سوراخ زهکش) به صورت عمود بر ساقه در جهت ارتفاعی و یا در طول دیوار اجرا می شود .
برای جلوگیری از فرسایش خاک پشت خاکریز و مسدود نمودن سوراخ زهکش لازم است در اطراف لوله (سوراخ) از مصالح فیلتر استفاده می شود .

کنترل پایداری دیوار حایل
I: کنترل پایداری در مقابل واژگونی
+W3 x x +W2 Mn=W1 x
Mn : مقاوم
W1: وزن پی
: فاصله تا پنجه

W2 : وزن ساقه ( قسمت حایل )
W3: وزن ، قرار گرفته بر روی پی
لنگر واژگونی
فشار وارد بر دیوار حایل از طرف خاکریز

II : کنترل پایداری درمقابل لغزش
C و : خاک ریز پی

= R7=W1+W2+W3+W4برآیند ؟؟ و عمود بر پی
W4 : وزن خاک روی پی در سمت آزاد دیوار
X 1) +Rr Fr=Pp+C’ x ( = نیروی مقاوم در مقابل لغزش

+(W1+W2+W3+W4).tg C x Pp+ = فشار خاک وارد بر دیوار از طرف قسمت آزاد
فشار ناشی از فشار خاک خاکریز + نیروی ناشی از فشار آب = Fa نیروی محرک
F.s = ضریب اطمینان درمقایل لغزش

دیوار های حایل انعطاف پذیر : (سپر)
برای احداث دیوار در موارد زیر استفاده می شود .
۱- دیوارهای ساحلی
۲- سازه های موقت
۳- جلوگیری از فشار خاک در تراشه ها
۴- احداث سد موقت یادایم
۵- گودبرداری جلوگیری از فرسایش خاک

۶- اجرای شمع و حفاری
۷- جلوگیری از روانگرایی خاک و …
تقسیم بندی سپرها برحسب نوع مصالح تشکیل دهنده
۱- سپر چوبی
۲- سپرهای بتنی ال) پیش ساخته ب) بتنی در جا
تقسیم بندی سپرها با توجه به سیستم حصاری
۱- سپرهای طره ای ( مهار نشده )
۲- سپرهای مهارشده

تکیه گاه دوم سپر از نظر تحلیلی

۱- مفصلی
۲- نیمه گیردار
۳- گیردار
تکیه گاه سر سپر از نظر تحلیلی
۱- سرآزاد ( بدون مهار یا طره ای )
۲- سر مهار شده ( در یک ردیف یا چند ردیف)
اگر سپر با سر آزاد باشد جهت پایداری می بایست دم سپرحتماً گیردار باشد

اگر سر سپر مهار شده با شد بسته به اینکه در چند ردیف مهار شده ، درجه نامعینی افزایش می یابد .
اگر پای سپر( دم سپر) مفصلی باشد ، حداقل یک ردیف مهارشده جهت پایداری مورد نیاز است .
درجه گیرداری سپر تابع
۱- عمق نقوذ در خاک پایین دست
۲- جنس خاک پایین دست
افزایش عمق و مقاومت زیاد باعث گیرداری بیشتر می شود .
سپرهای چوبی
ابعاد مقطع سپرهای چوبی

ضخامت ۱۵-۸ سانتی متر
عرض ۳۵-۲۵ سانتی متر
طول مورد نیاز با توجه به ارتفاع سپرکوبی قطعات به صورت کام و زبانه اجرا می شود تا به راحتی در یک دیگر قفل و بست شود .
معایب سپرهای چوبی
لهیدگی سر و ته سپرها
ظرفیت باربری کم
فاسد شدن چوب در شرایط بد آب و هوایی
عمر مفید کم در مقایسه با فولاد و بتن
مزایای سپرهای چوبی
ارزان بودن
سهولت دسترسی به چوب
با وسایل و امکانات قدیم قابل اجرا بوده

سپرهای بتنی
۱- پیش ساخته
۲- درجا ( حفاری ، میله گرد گذاری ، بتن ریزی)
مقاطع پیش ساخته :
مزایای سپر پیش ساخته بتنی
ارزان بودن
مقاوم بودن در برابر خوردگی
ظرفیت باربری بیشتر نسبت به چوب
سرعت اجرا
سهولت اجرا
کیفیت خوب بتن به علت پیش ساختگی
عمر مفید زیاد
معایب سپرهای پیش ساخته بتنی

مشکلات حمل و نقل
محدودیت ابعاد و اندازه
انرژی کوبشی زیاد دراندازه
شکننده بودن سرو ته سپرهای بتنی
ایجاد سر و صدا و ارتعاش
در مناطق شهری قابل استفاده نمی باشد .
مقاطع بتنی در جا
مزایا
۱- محدودیت ابعاد وجود ندارد
۲- ظرفیت باربری زیاد سپر به دلیل ابعاد بزرگ ضخامت طول
۳- مشکلات اجتماعی شامل سر و صدا و ارتعاش به همراه ندارد
در مناطق شهری کاربرد خوبی دارد
اقتصادی بودن به علت بتنی بودن آنها
معایب کیفیت نامناسب بتن ریزی در حین اجرا
سختی اجرا و مشکلات اجرایی حین حفاری( ریزش جداره ها )
کیفیت نامناسب میلگرد پس از جایگذاری در گل ؟؟؟ نیست .

سپرهای فلزی
با ابداع سپرهای فلزی شاید نقطه عطفی در دیوارهای حایل انعطاف پذیر بوجود آمد. به دلیل مزایای زیاد سپرهای فلزی در مقایسه با معایب آن امروزه بیشتر از سپرهای فلزی استفاده می کنند .

H=80-450mm e=5-20mm =360-500mm
مزایای سپرهای فلزی
سبک بودن به دلیل ضخامت کم
سهولت حمل و نقل
انرژی کوبشی بسیار کم به دلیل ضخامت کم
امکان طویل کردن در حین اجرا
ظرفیت باربری زیاد به دلیل ؟؟الاستیسه آن
امکان استفاده مکرر
سهولت وسرعت اجرا
معایب سپرهای فلزی
امکان خوردگی در مناطقی که درجه سولفاته بالاباشد وجود دارد
تغییر شکل پذیری زیاد به دلیل ضخ

امت کم
ممکن است غیراقتصادی باشد
انواع مهار درسپرها
در این قسمت سعی می شود روش های محاسبه نیروی مهار بر واحد طول دیوار و همچنین روش های اجرایی مهار سپرها ارائه شود .
انواع مختلف مهار درسپرهای مهار شده :

۱- تیرها و صفحات مهاری
۲- میله مهارها با انتهای تزریق شده ( میله مهار کورشده )
۳- شمع های مهاری قایم
۴- تیرهای مهاری با شمع های حایل
تیرها و صفحات مهاری
برای صفحات یا تیرهای مهاری معمولاً ا زقطعات پیش ساخته بتنی استفاده می شود .
مهارها توسط میل مهار به سپر وصل می شوند .
برای اتصال میل مهارها به سپر یک پشت بند افقی در جلو و یا پشت سپر قرار داده می شود .
پشت بند ، سختی سپر را افزایش می دهد و معمولاً باعث توزیع نیروی مهاردر طول سپر می شود .

پشت بند از لهیدگی سپر به دلیل تمرکز نیروی مهار جلوگیری می کند .
پشت بند از جابجایی نسبی وهر یک از قطعت سپر ها نسبت به یکدیگر جلوگیری می کند

مهار با انتهای تزریق شده
ابتدا سوراخی درخاک حفر می شود .
قابل مهارت با میل مهار در سوراخ جاسازی می شود .
به قسمتهای کابل بتن تزریق می شود

شمع های مهاری قایم و شمع های حایل وتیرهای مهاری
در محدوده خارج از کوه رانکین شمع عمودی یا مایل اجرا می شود . حفاری افقی یا شیار مایل اجرامی شود .
کابلها یامهاری از یک طرف به شمع و از طرف دیگر به سبد متصل می شود .

گودبرداری و سازه های نگهبان
در بسیار مواقع لازم است زمین به صورتی گودبرداری شود که جداره های آن قایم یا نزدیک به قایم باشند . این کار ممکن است به منظور احداث زیرزمین ، کانال ، منبع آب، و … صورت گیرد .
فشار جانبی مهار بر جداره خاکبرداری شده ، ناشی از عوامل زیر می باشد :
رانش خاک براثر وزن خود

همچنین سربارهای احتمالی روی خاک کنار گود
سربارها شامل موارد زیر می باشند.
خاک بالاتر از تراز افقی در لبه گود
فشار ناشی از ساختمان های مجاور گود
فشار ناشی ا زبهره برداری معابر در مجاورت گود
که برای مقابله با موارد فوق و جلوگیری از خطرات احتمالی نیاز به سازه نگهبان داریم
هدف اصلی از ایمن سازی
– حفظ جان انسانهای داخل و خارج گود

– حفظ اموال خارج و داخل گود
– فراهم نمودن شرایط امن و مطمئن برای اجرای گود
با توجه به شرایط موجود از لحاظ اقتصادی ، تجربی ، مشکلات اجرایی یک روش پایدارسازی گود اجرا می گردد.
انواع روشهای پایدار سازی
۱- مهار سازی
۲- دوخت به پشت
۳- دیواره دیافراگمی
۴- مهار متقابل
۵- اجرای شمع
۶- سپرکوبی
۷- اجرای خرپا
روش های مهار سازی

در این روش ، برای مهار و رانش خاک، با استفاده از تمهیداتی خاص ، ازخاکهای جداره منطقه گودبرداری شده کمک گرفته می شود . ابتدا در حاشیه ها زمین گودبرداری انجام می شود و در فواصل معین چاه هایی حفر می شود .
عمق چاه ها برابر عمق گود + ۲۵ تا ۳۰ درصد پایین تر از رقوم کف گود پس از حفر چاه ها ، جاگذاری پروفیل IPB داخل شمع ، جایگذاری می کنند .

با جوشکاری قطعات فلزی مثلثی و مستطیلی به IPB میلگرد گذاری و بتن ریزی انتهای شمع تا کف گود به تثبیت IPB می پردازیم . پس گودبرداری مرحله ای را انجام می دهیم وبا ایحاد چاهک های مایل و افقی در جداره گود و با کار گذاری میلگردها وتزریق بتن به پایداری گود کمک می کنیم.
طول چاهک به عمق گود و پارامترهای ؟؟ بستگی دارد