انکراژ یا مهارگذاری خاک چیست؟

اصول اجرای روش مهارگذاری یا انکراژ مشابهت‌‎های فراوانی با روش نیلینگ (میخکوبی) دارد. تفاوت اصلی در اعمال نیروی پس تنیدگی برای المان تسلیح می باشد. گام های اجرایی مشابه روش میخکوبی و شامل خاکبرداری مقطعی، حفاری گمانه ها، نصب میلگرد تسلیح، تزریق دوغاب سیمان (در بخشی از طول گمانه)، بتن پاشی و نصب صفحه سر نیل و مهره می‌باشند. پس از گذشت مدت زمان مناسب جهت عمل آوری دوغاب سیمان، با نصب پایه جک، جک کششی و نیروسنج، نیروی پس تنیدگی تا مقدار مورد نظر طراحی به میلگرد تسلیح و دوغاب اطراف آن اعمال می‌شود.

لازم به‌ذکر است در بعضی از موارد عملیات حفر چاه وچود نداشته و پروفیل حائل فولادی پس از اتمام عملیات مقطعی خاکبرداری، حفاری و نصب المان تسلیح در محل مربوطه می‌شود. در نهایت پس از این مرحله عملیات کشش المان تسلیح (اعمال نیروی پس تنیدگی) صورت می پذیرد.

در مرحله اول یک دیوار نگهبان اجرا می­ گردد. در مرحله دوم خاکبرداری تا تراز نصب اولین ردیف انکرها انجام می­ گردد. در مرحله سومحفاری گمانه جهت اجرای انکر انجام می­ گردد. در مرحله چهارم تزریق و در مرحله پنجم پس از گیرش دوغاب عملیات کشش و خاکبرداری و اجرای پوشش بتنی انجام می­ گردد. در این روش امکان اجرای پوشش دائمی نیز در صورت نیاز وجود دارد. این پوشش ها نیز می­ تواند از نوع بتن پاششی، بتن پیش ساخته، بتن درجا ریز و سایر انواع تکنولوژی ­های جدیدتر برای اجرای پوشش طرح دار و سازگار با محیط می ­باشد. در روش انکراژ انواع روش های تزریق جهت تامین مقاومت قسمت گیردار وجود دارد.

در این روش از مهارهای فشاری جهت انتقال فشار خاک استفاده می گردد. اجزای تشکیل دهنده این سیستم به طور کلی شامل دیوار که می تواند از نوع Sheet Pile، دیوار دیافراگمی، شمع‌های نگهبان فلزی یا بتنی و غیره باشد، اعضای فشاری بنام Strut یا Brace و اعضای واسط بین دیوار و اعضای فشاری که Wale نامیده می شوند.

در این روش فشار خاک از طریق دیوار به Wale و از طریق Wale به Strutها منتقل می شود و در نتیجه Strutها و اتصال آنها بر اساس نیروس فشاری، Waleها بر اساس نیروی برشی و خمشی و دیوار نیز بر اساس نیروهای ترکیبی طراحی می گردد.

در این روش ابتدا شمع­‌های نگهبان پیرامونی به عنوان دیوار موقت اجرا شده و سپس در هر مرحله از گودبرداری Wale ها اجرا و Strut ها به آن متصل می‏‌گردند.

در این روش برای طراح می­‌توان از مدل‌سازی­‌های ۲D یا ۳D استفاده نمود و حالات حدی نهایی و سرویس پذیری را کنترل و براساس نیروهای بدست آمده اعضای سازه­‌ای را طراحی نمود. اعضای سازه‌­ای عموماً فولادی بوده و مطابق آئین نامه‌­های سازه‌های فولادی طراحی می­‌گردند.

برای اولین بار مهندسین استرالیایی از روش نیلینگ برای پایدارسازی شیروانی‌های سنگی در تونل استفاده کردند. آن‌ها در اوایل دهه‌ی 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 شبکه‌ی مش‌بندی در محیط تونل گیردار کردند. سپس با دوغاب‌ریزی در سوراخ‌های حفر شده و بتن‌پاشی به جداره‌ی 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 مهندسین آلمانی و فرانسوی، روش استرالیایی نیلینگ در سنگ را برای شیب‌ها و دیوارهای خاکی به کار بستند. آن‌ها استفاده از تکنولوژی نیلینگ در تونل را به پایدار نمودن شیب‌ها و دیوارهای خاکی گودبرداری شده و کوله‌ی پل‌ها تعمیم دادند.

پس از آن استفاده از نیلینگ به طور گسترده در طرح‌های مختلف عمرانی نظیر تثبیت ترانشه‌های خط آهن و بزرگراه‌ها، ساخت سازه‌های نگهبان گودبرداری شده در مناطق شهری جهت احداث ساختمان‌های بلند مرتبه که شامل چندین طبقه در داخل زمین هستند و تثبیت شیب‌های زمین در برابر لغزش‌های احتمالی به کار بسته شد.

نیلینگ دیواره‌ها به معنای تسلیح برجای خاک موجود با نصب میلگردهای فولادی نزدیک به هم  (Nails در یک سطح شیبدار با شیب ملایمی‌در حدود ۱۰ تا ۲۰ درجه در زیر سطح افق یا در محل گودبرداری و با اجرای از بالا به پایین می‌باشد. در این روش اجرایی، میخها (نیل‌ها) در هنگام بهره‌برداری تحت تنش‌های کششی قرار گرفته و پایداری دیوار را تامین می‌کنند.

فلسفه اصلی روش نیلینگ برمبنای پایدارسازی گوه لغزش به وسیله نیل‌ها استوار است. به طوری­که در شکل زیر پیداست، سطح شکست و فروپاشی درخاک­های با دانه ­بندی مختلط به صورت گوه خواهد بود. لذا بوسیله میخ­ها (نیل‌ها) این گوه به حجم پشتی خاک دوخته می­شود و بر این اساس این گوه پایدار خواهد گردید. میلگردها معمولاً داخل گمانه‌هایی که در دیواره خاکی ایجاد شده و توسط دوغاب سیمان با هدف جلوگیری از خوردگی میلگردها و همچنین انتقال مناسب­تر نیروها بین خاک و میلگرد پر می‌شوند، قرار می‌گیرند.

این عملیات یک مقطع مسلح پایدار ایجاد می‌کند که توانایی نگهداری خاک پشت خود را دارد. این مسلح­ سازی به­ صورت Passive عمل کرده و اثر خود را از طریق اندرکنش خاک میلگرد حاصل از ایجاد تغییر شکل در خاک، اعمال می‌کند میخ­‌ها (نیل‌ها) غالباً در کشش عمل می‌کنند ولی در شرایط خاصی، عملکرد خمشی و برشی آنها نیز در نظر گرفته می‌شود.

• افزایش نیروی قائم و در نتیجه مقاومت برشی در سطح لغزش، در خاک‌های اصطکاکی.
• کاهش نیروی رانشی در سطح لغزش در خاکهای اصطکاکی و چسبنده.

دیوارهای میخکوبی شده می‌توانند به دو صورت موقت یا دائمی‌اجرا شوند. میخ‌کوبی‌های موقت بسته به نوع خاک و طرح و اجرا دارای طول عمر سرویس کمتر از ۱۸ ماه هستند. سازه‌های میخکوبی شده‌ی دائم طول عمر بیشتر از این مقدار دارند. چنانچه یک گودبرداری توسط دیوارهای میخکوبی شده‌ی موقت مسلح شود، اما به دلیل تأخیرات کارگاهی طول مدت ساخت بیشتر از ۱۸ ماه طول بکشد، عوامل اجرایی موظف هستند از یک سیستم نگهداری دائمی‌برای تثبیت گودبرداری استفاده کنند. در این روش سوراخ‌هایی در داخل زمین حفاری شده و سپس میلگردهای فولادی در آن کارگذاشته شده و فضای خالی حفره را با دوغاب پر می‌کنند که در ادامه به بررسی هر یک از مراحل اجرای آن پرداخته می­شود.

کاربرد نیلینگ یا میخکوبی