میخکوبی خاک شامل تسلیح و مقاوم نمودن خاک در محل با نصب میلگرد های فولادی نزدیک به هم در داخل یک شیب یا گودبرداری، همزمان با ساخت از بالا به پایین می باشد. این روش منجر به استفاده مفید از خاک محل برای ایجاد نگهدارنده های سازه ای جانبی و قائم می شود. مفهوم پایه ای میخکوبی خاک شامل تسلیح خاک توسط اعضا کششی، فاصله گذاری دقیق برای ایجاد در جای یک سازه ثقلی یکپارچه و در نتیجه افزایش مقاومت برشی خاک محل و محدود ساختن تغییر مکان ها می باشد. پیشنهاد می شود جهت استعلام و مشاهده قیمت میلگرد به سایت مرکزآهن مراجعه کنید با تماس بگیرد.
با وجود جدید بودن این روش پایدارسازی، در پروژه های مختلف مهندسی عمران شامل موارد زیر مورد استفاده قرار گرفته است.
روش میخکوبی بر پایه قرار دادن میله هایی در داخل زمین است که همانند آرماتور در بتن مسلح، نقش تقویت و مسلح کردن خاک را بر عهده دارند. در این روش برای دوختن توده خاک از مهارهای کششی فولادی با فواصل نزدیک به هم استفاده می شود. مهارهای کششی معمولا از آرماتورهای فولادی با قطر 20 الی 40 میلی متر بوده که درون یک چاله حفاری شده با قطر 76 الی 150 میلی متر قرار گرفته و درون چاله تزریق می گردد.
فواصل بین مهارهای کششی در حدود 1 الی 2 متر می باشد و طول هرکدام از آن ها نیز در حدود 70 الی 100 درصد ارتفاع گود می باشد و حداقل شیب آن ها نسبت به افق حدود 15 درجه می باشد. مراحل کار به این صورت است که ابتدا بسته به نوع خاک، تا عمق 1 تا 2.5 متر از سطح زمین حفاری صورت می گیرد.
سپس دستگاه حفار وارد کف گود شده و معمولا با یک زاویه تمایل 15 درجه ای زیر افق چاله ای در دیواره ایجاد می کند و میلگرد درون این چاله قرار گرفته و تزریق دوغاب انجام می شود. در ادامه نوارهای زهکش نصب شده و بتن پاشی صورت می گیرد و صفحات فولادی تکیه گاهی نیز با مهره ای که به انتهای رزوه شده میخ ها پیچ می شود، بر روی رویه بتن پاشی شده مستقر می گردند. به همین ترتیب مراحل گفته شده تا رسیدن به تراز کف گود تکرار می شوند.
سپرها توسط رانش یا لرزش قطعات پیش ساخته به درون زمین احداث می گردند. اگرچه ممکن است طیفی از مصالح از قبیل الوار، فولاد و بتن پیش ساخته به عنوان سپر به کار روند اما سپری فولادی از همه رایج تر است. این سیستم معمولا برای مهاربندی موقت گود قابل کاربرد است. اگر سپرها قابل بازیافت نباشند خیلی پر هزینه اند. نصب این سیستم مهاربندی در خاک ماسه ای و رسی، بدون توجه به عمق سفره آب نسبتا آسان است.
نصب در خاک های حاوی قلوه سنگ و سنگ های بزرگ تر ممکن است بسیار مشکل و یا غیر ممکن باشد. سپرهای فولادی به راحتی انعطاف پذیرند. اگر حفاظت از ناحیه مجاور گود ضروری باشد فقط ارتفاع های کم گودبرداری می تواند بدون مهار توسط این روش پشتیبانی شود.
این سیستم ممکن است برای ساخت و ساز موقت یا دائمی به کار رود. اغلب این سیستم اقتصادی ترین گزینه برای نگهداری خاک است. شمع های نگهبان نوعا عبارتند از مقاطع فولادی و به فواصل مرکز تا مرکز 3-1.5 متر که جهت اجتناب از برخورد با تاسیسات زیر زمینی قبل از حفاری در موقعیت های از پیش تعیین شده کوبیده شده یا حفر می شوند. تخته گذاری شامل اعضای افقی است که بین تیرهای نگهبان نصب شده و بر بال های مقاطع فولادی تکیه می کند.
بدین ترتیب فشار افقی خاک وارده بر تخته گذاری به شمع های نگهبان منتقل می گردد. این سیستم مثلا در جایی که سفره آب زیرزمینی پایین تر از گود پیشنهادی بوده و یا می تواند با توجیه اقتصادی توسط زهکشی پایین برده شود مورد استفاده قرار می گیرد.
دیوارهای دیافراگمی در گودبرداری های پایین تر از سفره آب زیرزمینی در نواحی خاک نرم به کار می روند. دیوارهای دیافراگمی به صورت ترانشه های مجاور هم هریک به ضخامت تقریبی 900-600 میلی متر و ارتفاعی تقریبا معادل دو برابر عمق گود اجرا می شوند. ابتدا ترانشه ای در داخل زمین حفر شده و همزمان با حفاری دوغاب به داخل آن پمپاژ شده تا از فرو ریزش و انسداد ترانشه جلوگیری کرده و پایداری آن را حفظ نماید.
قبل از بتن ریزی، قفسه های میلگرد درون شیار حفر شده پر از گل حفاری قرار می گیرند. بتن از پایین به بالا ریخته شده و با گل بنتونیت که در حال پمپاژ شدن به بیرون است، جایگزین می گردد و این چرخه تا بتن ریزی کامل ترانشه تکرار می شود.
دیوارهای شمعی حفر شده شامل استفاده از یک شمع بتنی ریخته شده در یک گودال حفر شده جهت به کارگیری در حفاری های نسبتا عمیق می باشند. عموما وقتی که اجرای تیر نگهبان یا سپر زنی در خاک های سخت مشکل باشد و یا جایی که استفاده از مهارها در نزدیکی سطح زمین به دلیل وجود سازه هایی مانند شالوده های دیواری، تونل ها و لوله های فاضلاب و یا نداشتن مجوز از همسایه مجاز نباشد یا جایی که سیستم مهاربندی دائمی مطلوب است این روش مورد استفاده قرار می گیرد. از دیگر مزایای مهم این سیستم تنوع در ارائه یک پوشش متناسب با ساخت و سازهای شهری می باشد.
این روش یکی از مناسب ترین و متداول ترین روش های اجرای سازه نگهبان در مناطق شهری می باشد. اجرای آن ساده بوده و نیاز به تجهیزات و تخصص بالایی ندارد و در عین حال از نظر اجرا قابلیت انعطاف زیادی در شرایط مختلف دارد. برای اجرای این نوع سازه نگهبان، ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا که در مجاورت دیواره گود قرار دارند چاه هایی حفر می شود. عمق این چاه ها برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه برای اجرای شمع انتهای تحتانی عضو خرپا می باشد. آن گاه درون شمع آرماتوربندی شده و عضو قائم در داخل شمع قرار داده می شود و سپس این چاه بتن ریزی می گردد.
در این مرحله از کار، خاک در امتداد دیوار گود با شیبی مطمئن برداشته می شود. آن گاه شالوده ای در پای عضو مایل اجرا شده و پس از آن، عضو مایل را از یک طرف به عضو قائم و از طرف دیگر به ورق کف ستون در شالوده متصل می کنند. عملیات فوق برای کلیه اعضای خرپایی سازه نگهبان در امتداد دیواره به صورت همزمان اجرا می شود. سپس خاک محصور بین اعضای قائم و افقی خرپاها را در سرتاسر امتداد دیواره، به صورت مرحله به مرحله برداشته و در هر مرحله اعضای افقی و قطری خرپاها به تدریج نصب می شوند تا آن که خرپاها تکمیل شوند.
در این روش ابتدا در دو طرف گود، در فواصلی معین از یکدیگر چاهک هایی حفر می شوند. طول این چاهک ها برابر با عمق گود به اضافه مقداری اضافه تر است. سپس در درون این چاهک ها نیم رخ های فولادی یا بتنی، مطابق با محاسبات و نقشه های اجرایی قرار داده می شوند. طول این نیم رخ ها معمولا به گونه ای در نظر گرفته می شود که انتهای فوقانی آن ها تا حدی بالاتر از تراز بالایی گود قرار گیرد. آن گاه قسمت فوقانی هر دو نیم رخ قائم متقابل مزبور را به کمک تیرها یا خرپاهایی به یکدیگر متصل می کنند.
این کار موجب می شود که هر دو نیم رخ قائم متقابل، به پایداری یکدیگر کمک کنند. پس از آن عملیات گودبرداری به تدریج انجام می شود. در صورت لزوم، در نقاط دیگری از ارتفاع نیم رخ های قائم نیز، سیستم مهار متقابل اجرا می شود. در صورتی که خاک خیلی ریزشی باشد، باید در بین اعضای قائم از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر استفاده شود. این روش برای گودهای به عرض کم مناسب است.
روش مهارسازی یا آنکراژ از جمله روش هایی است که از ایده های بسیار قدیمی به شکل مدرن بهره می گیرد. در این روش از این جهت که میله هایی در خاک کاشته می شوند و سپس تنیده می شوند، عملکردی شبیه کابل های موجود در بتن پیش تنیده دارند. در این روش برای مهار حرکت و رانش خاک، با استفاده از تمهیداتی خاص، از خود خاک های دیواره گود کمک گرفته می شود. به این ترتیب با اعمال پیش تنیدگی در کابل و به تبع آن پیش تنیدگی در خاک، علاوه بر این که مقاومت خاک به دلیل به وجود آمدن تنش محدود کننده افزایش می یابد، تغییر شکل های ناشی از گودبرداری نیز در ساختمان های مجاور به نحو قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.
روش اجرای این روش به این صورت است که ابتدا در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری شود، در فواصل معین چاه هایی حفر می شود، سپس درون آن ها نیم رخ های I شکل یا H شکل قرار داده می شود. سپس شمع انتهای تحتانی که قبلا آرماتوربندی آن اجرا شده و کار گذاشته شده است، بتن ریزی می شود. پس از اجرای مراحل فوق، عملیات گودبرداری به صورت مرحله به مرحله اجرا می شود.
در هر مرحله پس از برداشتن خاک در عمق آن مرحله، برای جلوگیری از ریزش خاک، با استفاده از دستگاه های حفاری ویژه، در بدنه گود چاهک هایی افقی یا مایل به قطر حدود 10 تا 15 سانتی متر، در جداره گود حفر می شود. آن گاه درون این چاهک ها میلگردهایی را کار گذاشته و سپس درون آن ها بتن تزریق می شود. پس از انجام این مرحله، پانل های بتنی پیش ساخته ای را در بین نیم رخ های قائم قرار داده و آن ها را از سویی به میلگردهای بیرون آمده از چاهک ها به نحو مناسبی متصل نموده و از سوی دیگر به نیم رخ های قائم وصل می کنند.