پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
آماده سازی بستر شالوده دیوار حایل
خاک بستر باید کاملاً متراکم شده و قبل از بتن ریزی باید سطح آن تمیز شده باشد. بستر سنگی باید کاملاً تمیز باشد و هر گونه اصلاح لازم جهت تضمین چسبندگی بتن به سنگ در آن ایجاد شود. در برخی از بسترهای سنگی (نظیر شیل‌ها) برای جلوگیری از تخریب سنگ در اثر هوازدگی، لازم است بلافاصله بعد از سنگبرداری، یک لایه بتن به منظور محافظت سطحی سنگ روی آن اجرا نمود. این لایه باید دارای عیار سیمان کافی به منظور ایجاد چسبندگی مناسب با سنگ باشد.
مصالح بتن
مشخصات مصالح بتن شامل سیمان، آب، سنگدانه (شن و ماسه)، و مواد افزودنی و پوزولان، مشخصات آرماتور مصرفی، کیفیت و عمل آوری بتن تازه باید منطبق بر مفاد آیین نامه بتن ایران (آبا) باشد. همچنین در طراحی دیوار حایل سیل بند و ساحلی ضوابط عمومی طراحی سازه‌های آبی باید مد نظر قرار گیرد.
قابلیت اجرا
ابعاد دیوار حایل باید به گونه‌ای باشد که آرماتورگذاری و بتن ریزی به طور مناسبی انجام شود. آیین نامه بتن ایران (آبا) راهنمایی‌هایی برای بتن ریزی و عمل آوری و جزییات آرماتوربندی و قالب بندی و درزها ارائه کرده است. ضخامت شالوده و ضخامت بالای دیوار در دیوارهای طره‌ای با ارتفاعی بیشتر از ۲/۴ متر برای سهولت در بتن ریزی، نباید کمتر از ۳۰ سانتی متر باشد. ضخامت تیغه در دیوارهای کوتاهتر از ۲/۴ متر و با یک لایه آرماتورگذاری قائم را می‌توان تا ۲۰ سانتی متر در نظر گرفت. مقطع دیوار باید با توجه به سهولت و استفاده مجدد از قالب‌ها طرح شود. هر گونه محدودیت‌های اجرایی ناشی از جانمایی باید در طراحی در نظر گرفته شود.
درزها
به منظور جلوگیری از وقوع ترک‌های حرارتی ناخواسته، لازم است دیوار حایل، به کمک درزهایی به قطعات طولی کوچکتر تقسیم شوند. محل تمامی درزهای قائم و افقی باید در نقشه‌ها نشان داده شود.
درزهای انبساطی
درزهای انبساطی برای کنترل آثار زیانبار ناشی از تغییر طول‌های حرارتی فصلی، نشست‌های تکیه گاهی، ارتعاشات طولی ناشی از زلزله، در دیوار حایل تعبیه می‌شوند. معمولاً درزهای انبساطی برای جلوگیری از خرد شدگی و ترک خوردگی و گاهی اوقات برای قطع یکسرگی مورد نیاز هستند. در دیوارهای نسبتاً نازک، درزها در نواحی که انبساط یا نشست‌های نامساوی در آنجا قابل انتظار است، تعبیه می‌شوند. تعبیه درزهای انبساط در نقاط تغییر در امتداد دیوار، تغییرات ناگهانی در مقطع، تغییرات ناگهانی در جنس خاک پی، و در فواصل منظم در طول‌های مستقیم لازم است.
در درز انبساط بین دو لبه دیوار فاصله مناسب منظور شده و آرماتورهای طولی در محل درزها قطع می‌شوند و از آن عبور نمی‌کنند. برای جلوگیری از حرکت‌های خارج از صفحه، می‌توان میلگردهایی به صورت زبانه در محل درز انبساط تعبیه نمود، مشروط بر اینکه با بتن مجاور چسبندگی نداشته باشند. (آرماتورهای برشی).
مواد پرکننده درز
ضخامت مصالح پرکننده برای تحمل تغییر شکل‌های ناشی از انقباض اولیه و انبساط‌های بعدی در اثر حداکثر تغییرات دما انتخاب می‌شود. برای این موضوع باید از مصالح پرکننده آزمایش شده و همچنین درزها و پخ‌های مناسب استفاده نمود.
درزهای انقباضی
در دیوارهای طویل یا سطوح وسیع، مقاطعی به طور عمدی ضعیف طراحی می‌شوند تا ترک خوردن بتن که می‌تواند اجتناب ناپذیر و غیرقابل پیش بینی باشد. در موقعیت‌ها و سطوح مشخص رخ دهد. از درز انقباضی می‌توان برای تقسیم سازه به قطعات قابل اجرا به عنوان جایگزین درزهای اجرایی استفاده نمود. با توجه به اینکه تعبیه آرماتور افقی کافی برای جلوگیری از ایجاد هر گونه ترک، غیرعملی و غیراقتصادی است.
به عنوان روش عملی، استفاده از درزهای انقباضی قائم با آرماتورهای افقی ممتد، برای کنترل موقعیت ترک‌ها مناسب است. قوانین و قواعد کاملی برای موقعیت این درزها وجود ندارد. به طور کلی در هر پروژه موقعیت این درزها با بررسی نیازهای طراحی سازه‌ای، حجم اقتصادی بتن ریزی در یک قطعه اجرایی و استفاده بهینه و اقتصادی از قالب‌ها مشخص می‌شوند. به طور معمول درزهای انقباضی در فواصلی به طول ۶ تا ۱۰ متر تعبیه می‌شوند. معمولاً سطح درز انقباضی به صورت صاف و قالب بندی شده است.
درزهای اجرایی افقی
این درزها برای تقسیم ارتفاعی دیوار به چند مرحله اجرایی استفاده می‌شوند، لیکن تعداد آنها باید تا حد امکان در حداقل حفظ شود. تعداد این درزها بستگی به ارتفاع مجاز بتن ریزی در یک مرحله دارد. البته به جای استفاده از چند مرحله بتن ریزی در ارتفاع، استفاده از بتن ریزی یکپارچه با استفاده از پنجره‌های میانی می‌تواند مورد مطالعه قرار گیرد. استفاده از زبانه (کلید) در این درزها توصیه نمی‌شود و استفاده از درز افقی مضرّس، ارجح است، زیرا سطوح با چسبندگی و پیوستگی خوب به یکدیگر، نسبت به انتقال برش عملکرد بهتری دارند.
دیوارهای وزنی بتنی
محل درزهای افقی در این دیوارها با توجه به ارتفاع بتن ریزی در هر مرحله مشخص می‌شود. معمولاً در این دیوارها هر مرحله بتن ریزی حدود ۳ متر ارتفاع دارد. سطح بالای هر مرحله بتن ریزی باید تمیز شده و به وسیله فشار جت آب قبل از بتن ریزی مرحله جدید به صورت مضرّس (خشن) در آید.
دیوارهای طره‌ای بتنی
در این نوع دیوارها باید در محل اتصال دیوار با فونداسیون یک درز اجرایی تعبیه شود و درزهای افقی اضافی در ارتفاع دیوار، با فواصلی در حدود ۳ متر تعبیه شوند. سطح هر درز جهت کسب مقاومت برشی باید تا حد ممکن مضرس شود.
نوارهای آب بند
نوارهای آب بند در درزهایی که نیاز به نفوذناپذیری دارند، استفاده می‌شوند. نوارهای آب بند غیرفلزی نظیر نوارهای لاستیکی یا باید منطبق بر مشخصات آیین نامه ۱۲۳ سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور باشند.
خاکریز پشت دیوار (پشته ریزی)
انتخاب مصالح
برای خاکریز پشت دیوار، مصالح مختلفی را می‌توان استفاده کرد. توصیه می‌شود در صورت امکان از مصالح قابل دسترسی محلی استفاده شود. در صورتی که خاک منطقه نامناسب باشد یا کنترل پدیده رگاب لازم باشد، می‌توان از مصالح مناسب غیرمحلی استفاده نمود.
مصالح
شن و ماسه تمیز مناسبترین مصالح هستند. این مصالح به سرعت زهکشی می‌شوند و تحت تأثیر یخ زدگی قرار نمی‌گیرند و به صورت اولیه باقی می‌مانند. ماسه‌های لای‌دار، لای‌ها و خاکهای درشت دانه شامل مقداری رس، از آنجایی که به کندی زهکشی می‌شوند چندان مناسب نیستند. این خاک‌ها تحت تأثیر تغییرات حجمی فصلی قرار می‌گیرند و مقاومتشان را با گذشت زمان ازدست می‌دهند.
در هنگام اجرا در زمستان، مصالح خاکریز یخ زده نباید زیر فونداسیون سازه مورد استفاده قرار گیرد. این مصالح ممکن است در هنگام خاکریزی، مناسب به نظر برسند، لیکن وقتی که گرم شوند می‌توانند خواص متفاوتی را کسب نمایند.
خاکریزی و تراکم
مصالح خاکریز باید به دقت انتخاب شوند. مصالح باید برای جلوگیری از نشست‌های بزرگ ناشی از وزن، متراکم شوند. میزان تراکم مورد نیاز به خواص مصالح و نیازهای سازه‌ای بستگی دارد. در خاکهای چسبنده، کنترل خیلی شدیدتری بر روی میزان تراکم لازم است.
وقتی از خاکهای دانه‌ای استفاده می‌شود، مصالح باید در لایه‌های نازک پخش و کوبیده شوند و هر لایه قبل از ریختن لایه بعدی به طور کامل متراکم شود. (به نشریه شماره ۱۰۱ سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور). به هر حال باید توجه داشت که از تراکم بیش از حد به دلیل اعمال نیروهای جانبی به سازه جلوگیری نمود. اگر از غلتک‌های سنگین برای کوبیدن خاک در نزدیکی دیوار استفاده می‌شود، باید در طراحی اثر فشارهای جانبی خاک بر روی دیوار در نظر گرفته شود. به منظور کنترل فشارهای دیوار حایل باید وزن متراکم کننده‌ها (غلتک‌ها) محدود شود. به عنوان یک تجربه خوب استفاده از یک لایه خاک نفوذناپذیر (آب بند) به ضخامت حداقل ۳۰ سانتیمتر در بالاترین لایه خاکریزی برای کاهش نفوذ آب باران توصیه می‌شود. خاکریزی در هر دو سمت دیوار باید به طور مساوی تا رسیدن به زمین طبیعی ادامه پیدا کند.
دلایل لزوم سیستم زهکشی در دیوار حایل
سیستم‌های زهکشی برای از بین بردن فشارهای هیدرواستاتیک وارد بر سطح گسیختگی و سطح پشت دیوار حایل در اثر نشت آب و نفوذ آب باران لازم هستند. در برخی حالات سیستم زهکش برای ممانعت از افزایش فشار ناشی از یخ زدگی خاکریز یا حداقل کردن فشار ناشی از تورم خاکهای چسبنده لازم است. نوع سیستم زهکشی به جنس مصالح خاکریز، مقدار بارش، شرایط آب سطحی و زیرزمینی و پتانسیل یخ زدگی بستگی دارد. علاوه بر استفاده از سیستم زهکش، دیوار حایل باید دارای ضریب ایمنی مناسب در ارتباط با سیستم زهکشی باشد.
روش‌های زهکشی
دیوار حایل باید دارای سیستم زهکشی سطحی مناسب برای دفع آب‌های سطحی باشند. همان گونه که در بالا اشاره شد، باید لایه‌ای از خاک نفوذناپذیر در بالای خاکریز برای کاهش نفوذ آب باران قرار داده شود. مؤثرترین روش برای کنترل زهکشی، انجام خاکریزی بر روی یک لایه زهکش شیبدار و دارای زهکش طولی است لایه زهکش شیبدار افزایش فشارهای هیدرواستاتیک بر روی سطح گسیختگی در اثر نشت آب زیرزمینی و نفوذ آب باران را به حداقل می‌رساند. استفاده از زهکش در امتداد دیوار تأثیر کمتری دارد و غالباً باعث اعمال نیروهای بزرگتری به دیوار حایل می‌شود.
سوراخ زهکش
سوراخ زهکش شامل لوله‌ای به قطر حداقل ۷/۵ سانتیمتر است. که به طور عرضی در داخل تیغه دیوار قرار دارند. برای جلوگیری از مسدود شدن لوله‌های زهکش، باید در ورودی لوله‌ها، توده شنی و مصالح فیلتر تعبیه شود. به طور معمول فاصله سوراخ زهکش به صورت قائم و افقی نباید بیش از ۳ متر باشد.
ضوابط فیلترها
زهکش‌ها باید با استفاده از لایه‌های فیلتر به طور مناسبی محافظت شوند تا بدون اینکه مصالح خاکریز به داخل زهکش وارد شود، عمل خروج آب به طور آزاد انجام پذیرد.
ضوابط زهکش‌ها
زهکش باید بتواند جریان آب طرح را به طور آزاد و بدون حرکت ذرات خاک از خود عبور دهد. لایه‌های زهکشی را می‌توان از شن و ماسه تمیز یا زهکش مرکب پیش ساخته (برای کاربردهای خاص) ساخت.
زهکش پیش ساخته
هنگامی که عملیات کوبیدن مصالح خاکریز در نزدیکی زهکش پیش ساخته مجاور دیوار حایل انجام می‌شود باید شرایط خاصی رعایت شود. کوبیدن و تراکم در نزدیکی دیوار حایل می‌تواند فشارهای جانبی را افزایش داده و باعث خرد شدن زهکش پیش ساخته یا کاهش نفوذپذیری داخل صفحه آن شود. توصیه‌های سازندگان این زهکش‌ها برای خاکریزی و کوبیدن خاک نزدیک زهکش‌ها باید رعایت شود. استفاده از قطعه آزمایشی برای تعیین شرایط عملی قابل قبول برای وسایل تراکم لازم است. هنگامی که از سنگ شکسته به عنوان مصالح خاکریز استفاده می‌شود، لایه‌ای از ماسه باید در مقابل زهکش پیش ساخته برای محافظت از آن در برابر آسیب‌های ناشی از تراکم تعبیه شود.
زهکش‌های طولی
زهکش‌های طولی برای تخلیه آب از پشت دیوار حایل به داخل یک آبرو، کانال یا … استفاده می‌شوند. قطر زهکش‌های طولی باید به اندازه کافی بزرگ باشند و همچنین برای تأمین سرعت مناسب جهت شستن رسوبات از داخل زهکش باید دارای شیب طولی مناسب باشند. برای حداقل کردن مسدودشدگی در نیمه تحتانی لوله باید سوراخ‌هایی را تعبیه نمود.
اتصال نامناسب و بد می‌تواند عملکرد کل سیستم زهکش طولی را مختل سازد. در هنگام کوبیدن و متراکم کردن خاک در بالای زهکش باید دقت لازم را برای جلوگیری از شکستن لوله انجام داد. نشست‌های نامساوی می‌تواند باعث باز شدن اتصالات لوله‌ها به سمت بالا و داخل شدن خاک به درون لوله شوند. برای حداقل کردن این موضوع باید دقت نمود تا مصالح زیر لوله به طور یکنواخت و مناسب متراکم شوند.