امروزه با توجه به صنعتی شدن جوامع و توسعه در هر بخش، شاهد پیشرفت‌های خوبی در صنعت ساخت و ساز بوده‌ایم. در گودبرداری برای ساخت سازههای مختلف و برای پایدارسازی گود، می‌توان از روشهای مختلفی مانند سپرکوبی، سازه نگهبان خرپایی، اجرای شمع، ساخت سازه از بالا به پایین، مهار فشاری، نیلینگ یا میخ کوبی و انکراژ یا مهار کوبی استفاده کرد. هر کدام از این روش‌ها را می‌توان به صورت مجزا یا در ترکیب باهم به کار برد. ما در این مقاله به معرفی روشهای نیلینگ و انکراژ و بررسی تفاوت این دو می‌پردازیم.
نیلینگ یا میخ کوبی در ساختمان چیست؟
روش نیلینگ Soil Nailing یا میخ کوبی یا روش دوخت به پشت در واقع به روشی اطلاق میشود که طی آن در دیوارههای محل گودبرداری شده و سطوح شیب‌دار، میلگردهای فولادی یا همان نیل‌ها را با فواصل نزدیک به هم، درون گمانهها قرار داده و سپس با استفاده از دوغاب سیمان، درون آن را پر میکنند.
با این کار هم میلگردها دچار خوردگی نمی‌شوند و هم بین خاک و میلگرد انتقال بهتر نیرو انجام میگیرد. هدف از انجام سیستم نیلینگ این است که مانع از رانش و ریزش خاک پشت آن شود و به عنوان دیواره‌ای پایدار عمل کند.
تاریخچه این روش به دهه 60 میلادی در استرالیا بازمی‌گردد که برای پایدارسازی گودبرداری یک تونل استفاده شد و از آن به بعد استفاده از این روش میخ‌کوبی در سراسر دنیا من جمله ایران رواج پیدا کرد. امروزه از این روش برای موارد زیر استفاده میشود:
گودبرداری در کنار سازه موجود
مقاوم سازی سازههای نگهبان قدیمی
پایدارسازی ترانشه‌های مجاور راه‌ها
پایدارسازی ترانشه‌های خطوط راه آهن و غیره
روش اجرای نیلینگ در گودبرداری
روش اجرای نیلینگ در گودبرداری
در روش میخ کوبی یا نیلینگ مراحل زیر انجام میگیرد:
در ابتدا گودبرداری یا خاک برداری محل مورد نظر انجام میشود. این حفاری باید به صورت مرحله به مرحله از سمت بالا به سمت پایین گود باشد. معمولاً عمق گود برداری برای هر مرحله چیزی بین 2 تا 3 متر است و بستگی به تعداد گمانهها و نوع خاک دارد و تا حدی است که خاک برای مدت یک تا دو روز بتواند پایدار بماند. نکته‌ای که باید به آن توجه شود این است که در گودبرداری باید عرض منطقه گودبرداری شده به گونه‌ای باشد که تجهیزات و دستگاه‌های اجرای نیلینگ به راحتی در آن قرار گرفته و کار خود را انجام دهند.
در هر مرحله از حفاری و گودبرداری، چاهکها یا گمانههایی به صورت افقی و یا مایل به کمک دستگاه‌های حفاری ویژه در دیوارههای محل گودبرداری شده یا سطوح شیب‌دار ایجاد میشود. قطر این گمانهها معمولاً 10 الی 15 سانتی‌‌متر و عمق آنها معمولاً چیزی بین 5 الی 10 متر است که محل قرارگیری، عمق و تعداد آنها بستگی به شرایط محل گودبرداری شده، نوع خاک و غیره دارد.
میلگردهای فولادی پیش‌تنیده به عنوان میخ یا نیل در ضخامت و طول مورد نیاز درون این گمانهها قرار داده میشود تا به عنوان عاملی برای جلوگیری از رانش و ریزش خاک عمل کند.
با استفاده از دوغاب سیمان درون این گمانهها را پر میکنند تا انتقال انرژی بین میلگرد و خاک بهتر صورت گیرد.
وقتی دوغاب تزریق شد با استفاده از یک لایه مش (که از میلگردهای طولی و عرضی تشکیل شده است) سطح دیواره را بتن پاشی یا شاتکریت می‌کنیم. این لایه ضخامت کمی دارد و علت ایجاد آن جلوگیری از فرسایش خاک و در درجه دوم سطح قابل قبول و مناسبی برای ساخت و سازهای بعدی ایجاد می‌کند.
مزایای روش نیلینگ
سیستم نیلینگ یا میخ کوبی از محبوبیت خوبی بین عوامل اجرایی ساختمان سازی و غیره برخوردار است. این روش که امروزه طرفداران زیادی دارد با تجهیزات و مصالح کمی انجام می‌پذیرد و سرعت اجرای آن بالا است. عملیات پایدارسازی گودبرداری توسط سیستم نیلینگ هزینه بالایی نداشته و فضای زیادی را هم اشغال نمی‌کند.
یکی از مزایای جالب توجه نیلینگ این است که اگر در مواقعی، چاهکها یا گمانه‌های حفاری شده به مانعی برخورد کند، خیلی راحت می‌توان این نقص را حل کرد و با یک تغییر شیب کوچک، محل حفاری گمانهها را عوض کرد تا خطراتی نداشته باشد. با تزریق دوغاب درون چاهکها و گمانهها باعث افزایش و بهبود مشخصات مکانیکی خاک می‌شویم.
معایب روش نیلینگ
روش نیلینگ علاوه بر اینکه مزایایی دارد بالطبع دارای معایبی هم است:
سیستم نیلینگ در مناطقی که جریان آب زیاد است و یا در مکان‌هایی در مجاورت سیستم فاضلاب و چاه‌‌های آب مناسب نیست.
اجرای روش نیلینگ نیاز به مهارت و دانش و تجربه بالا و بررسیهای کارشناسی دارد.
اگر در محل اجرای نیلینگ مانعی مانند تأسیسات شهری و غیره وجود داشته باشد دیگر نمی‌توان آزادانه طول عمق گمانهها و شیب آنها را اجرا کرد.
در مجاورت سازههای حساس، قدیمی و فرسوده نمی‌توان این روش را آزادانه اجرا کرد.
روش نیلینگ در سطحی پایین‌تر از سطح آب زیرزمینی نباید اجرا شود ولی در صورت لزوم ابتدا باید آب موجود در خاک از طریق زهکشی تخلیه شود و خاک کاملاً خشک باشد.
سیستم نیلینگ یک سیستم دائمی نیست و طی گذر زمان آب‌های سطحی به آن نفوذ میکنند، میلگردها دچار خوردگی می‌‌شوند، خاک طی فرآیند هوازدگی دیگر مقاومت اولیه خود را ندارد و ممکن است فروبریزد.
پایدارسازی گودبرداری توسط روش نیلینگ برای خاکهای آلی، خاکهایی که ریزدانه و بسیار سست هستند و همچنین خاکهایی که درشت دانه با دانه‌بندی نامناسب و فاقد چسبندگی هستند پیشنهاد نمی‌شود. ولی از طرف دیگر برای خاکهایی که ریزدانه سخت و چسبنده هستند و همینطور برای خاکهای درشت دانه که مقداری درجه چسبندگی دارند، مناسب است.
در اجرای نلینیگ باید بدانید:
به طور خلاصه برای خاکهای زیر نباید از روش نیلینگ استفاده کرد:
خاکهای بسیار نرم
خاکهای آلی
خاک خشک و بدون چسبندگی
خاکهایی که سطح آب زیرزمینی بالایی دارند
سنگهای هوازده
خاکهایی که خورندگی بالایی دارند
خاکهایی که سنگهای درشت دارند.
انکراژ یعنی چه؟
روش انکراژ هم یکی دیگر از روشهای پایدار سازی گودبرداری و شیب‌ها است که شباهت خیلی زیادی به روش نیلینگ دارد. بعد از اجرای روش انکراژ یا روش مهارکوبی، توان خاک افزایش می‌یابد.
در روش مهار کوبی یا انکراژ هم از یک وسیله از جنس فولاد استفاده میشود که می‌تواند میلگرد یا استرند Strand باشد. در این روش از روشهای پایدارسازی گود، یک مرحله به نام مرحله اعمال نیروی پس تنیدگی نیز اعمال میشود.
نکته: استرند یک کابل فولادی با مقاومت بسیار بالاست که استفاده از آن میزان تحمل بتن را افزایش میدهد.
مراحل اجرای انکراژ
برای اجرای یک انکراژ با کیفیت بالا باید مراحل زیر را توسط نیروهای ماهر و دوره دیده و تجهیزات مناسب، انجام داد:
در ابتدا مانند روش نیلینگ باید بر طبق مشخصات فیزیکی و شرایط محیطی محل مورد نظر، گودبرداری و حفاری ایجاد شود. این گودبرداری به صورت مرحله به مرحله است و تا عمق خاصی مطابق با شرایط فیزیکی خاک انجام میشود.
حفره‌ها یا چاهکها یا گمانههایی در فواصل معین و از پیش تعیین شده و به تعداد معین در دیواره گود برای جایگذاری میلگرد برای مهارکوبی ایجاد میشود.
دوغاب یا ملات اولیه سیمانی به داخل این گمانهها تزریق میشود.
میلگرد از پیش تنیده شده یا استرند درون گمانهها یا چاهکها کار گذاشته میشود.
درون چاهکها و گمانهها را با دوغاب سیمانی تزریق شده پر میکنند تا میلگردها ثابت باقی مانده و دچار خوردگی نشوند و همینطور نیروی انتقال بین خاک و میلگرد بهتر شود.
یک لایه بتن پاشی مانند روش اجرای نیلینگ انجام میگیرد.
پس از گذشت 7 شبانه روز، نیروی پیش تنیدگی که در میلگردها وجود داشت کاملاً آزاد میشود و نیروی پس تنیدگی به میلگردها و دوغاب اطراف آن و به تبع آن به خاک اطراف اعمال میشود و باعث فشرده‌تر شدن خاک و افزایش مقاومت آن در برابر رانش و ریزش میشود.
در ادامه تعدادی از محصولات میلگرد را برای شما قرار داده ایم:
پایدارسازی گود به روش انکراژ مزایای زیر را دارا است:
چون انکرها این قابلیت را دارند که کشیده شوند، کنترل کیفی بهتری صورت میگیرد.
این روش نسبت به سایر روش‌ها ایمنی بالاتری دارد.
کنترل تغییر مکان‌ها به وسیله پس‌تنیدگی انجام پذیر است.
با تزریق دوغاب سیمان به درون گمانهها، مشخصات مکانیکی خاک بهتر میشود.
معایب انکراژ
روش انکراژ علی‌رغم تمام خوبی‌هایی که دارد، دارای معایبی است که به آن اشاره می‌کنیم:
اجرای روش انکراژ نیاز به تخصص و نیروی کار حرفه‌ای و دوره دیده دارد. اگر توسط نیروهای ناشی، اجرا و پیاده سازی شود در آینده خطرات جبران‌ناپذیری را می‌تواند به بار بیاورد.
تجهیزات روش انکراژ پیشرفته و تخصصی هستند.
پایدارسازی گود به روش انکراژ با توجه به مصرف بالا و تخصصی مصالح و استفاده از تجهیزات و دستگاه‌های پیشرفته، روشی تقریباً گران به حساب می‌آید.
در خاکهایی مانند محل‌های چاه، انبار، حفرات زیر زمینی و غیره مناسب نیست.
چون این روش به صورت مرحله به مرحله انجام میشود می‌تواند زمان‌بر باشد که باید در شروع مرحله گودبرداری به آن توجه کرد.
چون استفاده از خاک مجاور به دیواره محل گودبرداری برای انجام روش انکراژ ضروری است، اگر این خاک بنا به هر دلیلی در حریم همسایه باشد یا ساختمان یا تأسیساتی روی آن سوار باشد، نمی‌توان از روش انکراژ استفاده کرد.
نیلینگ
تفاوت نیلینگ و انکراژ چیست؟
همانطور که گفته شد سیستم های نیلینگ (میخ کوبی) و انکراژ (مهار کوبی) هر دو از روشهای رایج بین روشهای پایدار سازی گودبرداری هستند. این دو روش علی رغم شباهت‌های زیاد، تفاوت‌‌هایی نیز بینشان وجود دارد. از جمله تفاوت نیلینگ و انکراژ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
نیلینگ نسبت به انکراژ هزینه کمتری دارد.
نیلینگ به تجهیزات و همچنین مصالح کمتری در مقایسه با انکراژ نیاز دارد.
پایدارسازی گودبرداری به روش نیلینگ سریع‌تر از روش انکراژ انجام میشود.
در روش نیلینگ محدوده کمتری از خاک مسلح میشود.
در سیستم نیلینگ در مقایسه با سیستم انکراژ، فضای بیشتری برای عبور و مرور و حمل وسایل وجود دارد و اختلالی در رفت و آمد ایجاد نمی‌کند.
در روش انکراژ، میلگردها بعداً تحت فرآیند پس تنیده کردن قرار می‌گیرند که همین عامل باعث میشود تا این روش از قدرت بیشتری در مهار نیروی رانشی و ریزشی زمین برخوردار باشد.
در روش انکراژ از میلگردهای فولادی استفاده از فولادهایی که 6 تا 8 برابر فولاد معمولی مقاوم هستند، استفاده میشود.
در اجرای پایدارسازی گود به روش نیلینگ، میلگرد تنها به عنوان یک مؤلفه مقاوم (passive) در برابر نیروهای موجود از خود مقاومت نشان میدهد در صورتی که در اجرای پایدارسازی گود به روش انکراژ، میلگرد نقشی فعال (active) دارد. یعنی در روش نیلینگ بعد از اینکه در توده خاک دیواره محل گودبرداری شده تغییر شکل رخ داد، نیرو در نیل‌ها (میخ ها) فعال میشود ولی در روش انکراژ وجود نیروی پیش تنیدگی در میلگردها و انکرها، بعد از اعمال مرحله پس تنیدگی آزاد میشود و قبل از اینکه توده خاک حرکت کند، سبب افزایش استحکام میشود.
جمع بندی
روشهای نیلینگ، انکراژ و غیره از جمله انواع مختلف روشهای پایدارسازی گودبرداری و سطوح شیب‌دار هستند که هر کدام مشخصات، مزایا و معایب مختص به خود را دارند. قبل از انتخاب و اجرای هر کدام از این روش‌ها باید بررسیهای کارشناسانه روی مشخصات فیزیکی، شیمیایی خاک محل مورد نظر و همچنین وجود چاه‌‌های آب زیرزمینی و سایر موانع مانند وجود تأسیسات شهری و غیره انجام شود و در آخر باید به میزان بودجه و زمان مورد نیاز نیز توجه داشت.
