عوامل گسیختگی دیوار حایل

عوامل گسیختگی دیوار حایل

دیوارهای حائل جهت مقابله با نیروهای وارده از طرف خاک به وزن خود اتکا م ی کنند و از جمله کاربردهای آنها حفاظت سطوح شیبدار، خاکریزها، جدار پلها و تراس بندیها می باشد.
پیشرفت ها در طراحی و ساخت دیوارهای حائل غول پیکر باعث تغییراتی در روش های مورد استفاده توسط مهندسان در 30 سال اخیر گشته. تکنیک ها و تکنولوژی های جدید به ویژه در زمینه ی دیوارهای پایدار مکانیکی (MSE)، به مهندسان اجازه داده که دیوارهایی با ظرفیت باربری بیشتر و مقاومت بالاتر در شیب های تند و همچنین با هزینه ی کمتر طراحی نمایند.
اما متأسفانه، خطراتی که دیوارهای حائل غول پیکر با آن ها مواجه هستند رشد بیشتری نسبت به طراحی های جدید و نوین داشته اند. برخی از گزارش ها تخمین می زنند که گسیختگی دیوارهای MSE بسیار زیاد و نگران کننده است (حدود 1 در هر 1000). این میزان خرابی بالا که بعضاً به شکایت های قضایی نیز منجر شده باعث شده است تا بسیاری از مهندسان از انجام پروژه های مربوط به دیوارهای حائل عظیم امتناع بورزند. اگر این روند ادامه یابد، باعث می شود کارفرمایان و دیگر صاحبان پروژه یک منبع با ارزش اقتصادی را از دست بدهند.

قبل از هر چیز توضیحاتی در مورد دیوارهای MSE ارائه می دهم.

MSE چیست؟
MSE یا پی تثبیت شده ی مکانیکی عبارت است از خاکی که به وسیله ی میلگرد و یا دیگر مصالح مربوطه تقویت شده باشد. اینگونه پی ها برای دیوارهای حائل، سدها و کوله ی پل ها استفاده می شود. اگر چه اصول اساسی مورد استفاده در MSE در گذشته نیز استفاده می شد اما اینگونه پی ها در دهه ی 1960 به شکل کنونی درآمده است. عناصر تقویت کننده ی مورد استفاده در پی ها گوناگون است اما اغلب از فولاد استفاده می شود.
تاریخچه:
در گذشته های دور از نی، چوب و شاخه ی درختان برای تقویت آجر و خشت و گل خانه ها استفاده می کردند، در قرن 16 و 17 میلادی، مهندسان فرانسوی از چوب برای تقویت سدها استفاده کردند. در چین نیز حداقل هزار سال است که از شاخه ی درختان برای تقویت خاکریزها استفاده می کردند. شکل مدرن MSE برای دیوارهای حائل برای اولین بار توسط معمار فرانسوی هانری ویدال در 1960 میلادی انجام شد.

اولین دیوار حائل MSE در ایالات متحده در سال 1971 در ایالت روت در نزدیکی لس آنجلس ساخته شد. هم اکنون بلندترین دیوار حائل MSE ساخته شده در ایالات متحده 30 متر ارتفاع دارد.

تقویت کننده ها:

مواد تقویت کننده ی MSEمی تواند متفاوت باشد. اما اصولی ترین نوع آن، میلگردهای 50 الی 120 میلی متری است. این میلگردها به صورت آجدار -البته نه همیشه- برای ایجاد اصطکاک به کار برده می شوند. گاهی اوقات نیز از شبکه های فولاد به صورت مش استفاده می شود. از دیگر مواد قابل استفاده برای تقویت می توان به پلی اتیلن، پلی استر و پلی پروپیلن با چگالی بالا اشاره کرد، این مواد نیز می تواند به صورت آجدار و در اندازه ها و مقاومت های مختلف ساخته شوند.

اما در ادامه ی مطالب قبلی عمده علت گسیختگی دیوارهای حائل شاید کمی تعجب برانگیز باشد؛ حدود 90 درصد از موارد، به دلیل ناهماهنگ بودن اعضای تیم پروژه است، البته یک مشکل دیگر نیز تأثیر زیادی دارد و آن مشکل رایج مهندسی یعنی «آب» است.

اگر چه ممکن است به نظر برسد که دیوارهای حائل ساختار ساده ای دارند، اما طراحی و ساخت و ساز آن ها می تواند فرآیند بسیار پیچیده ای باشد، حتی دیوارهای MSEطراحی، ساخت و نظارت پیچیده تری دارند، اما با این وجود اینگونه دیوارها معمولاً با یک مزایده ی ارزان و توسط یک پیمانکار درجه سوم و یا پایین تر انجام می شوند. ذهنیت فعلی در صنعت این است که مراحل طراحی و ساخت دیوار حائل مانند یک کتاب آشپزی است، یعنی بسیار ساده و کلیشه ای!

صنعت مربوط به دیوارهای حائل بزرگ بسیار ضروری است همان گونه که ساختار مهندسی و ارتباط و همکاری بین رشته های متعدد مهندسی که نهایتاً موجب رسیدن به یک طرح قابل اعتماد می شود نیز ضروری می باشد.

گسیختگی دیوار چیست؟

یک دیوار حائل نباید به طور کامل فرو بریزد. منظور این است که شاید بهتر این باشد که گسیختگی را این گونه تعریف کنیم که هرگاه دیوار طبق انتظار عمل نکند، گسیخته شده است. این نکته را نیز باید در نظر گرفت که افراد مختلف در تیم طراحی دارای انتظارات گوناگونی هستند بنابراین تعریف گسیختگی کمی پیچیده تر می شود؛ ممکن است دیوار از دیگاه شما قابل قبول باشد، اما نه برای کارفرما. باید اطمینان حاصل کنید که انتظارات شما با کارفرما که برای پروژه پول پرداخت می کند مطابقت دارد.

موارد زیر می تواند نشان دهنده ی انتظارات متفاوت باشد:

- دیوار کاملاً پایدار و مقاوم باشد، اما به طور مستمر از روی آن آب تراوش کند؟

- به نظر می رسد که دیوار کمی انحراف دارد؟

- از لحاظ معماری دیوار طبق انتظار جذاب و زیبا به نظر نرسد؟

- نقشه بردار مکان آن را چندین سانتیمتر نسبت به نقشه متفاوت مشخص کرده باشد؟

- دیوار دارای ترک های ریزی باشد؟

- ...

نگاه دقیق تر:

حال به بررسی گام های ساخت یک نمونه دیوار MSE می پردازیم؛ ابتدا وجود یک دیوار حائل توسط کارفرما ضروری دیده می شود. سپس مهندس ژئوتکنیک خاک و یا سنگ هایی که در محدوده ی پروژه می باشند را به منظور تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی ارزیابی می کند. مهندس عمران دیوار را طراحی می کند، و نهایتاً کارفرما و یا معمار در مورد ظاهر دیوار ورودی های را ارائه می کند.

در همین حین، تولید کننده، مصالح مورد نیاز را تولید می کند، نقشه بردار تعیین می کند دیوار کجا ساخته شود و پیمانکار یک مهندس متخصص خاک استخدام می کند. احتمالاً، پیمانکار خاک زیر دیوار حائل را اصلاح کرده و بهینه کند. در نهایت، دستگاه نظارت و یا مدیر پروژه بر ساخت و ساز نظارت می نماید.

همانطور که می بینید وجود تمامی ارکان فوق باعث سردرگمی و اشتباه می شود، که در نهایت می تواند به گسیختگی دیوار منجر شود. برای مثال، نمونه های زیر را در نظر بگیرید:

پروژه شامل طراحی و ساخت دو دیوار بزرگ MSEبرای استادیوم فوتبال یک دبیرستان می باشد. سایت پروژه در دامنه کوه قرار گرفته. پس از ایجاد یک سایت هموار مسطح، از یک دیوار MSEدر بالادست شیب در ناحیه ی خاکبرداری و یک دیوار MSEدر پایین دست شیب در قسمت خاکریزی استفاده شد. هر دو دیوار بیش از 10 متر ارتفاع داشتند.

در حین ساخت دیوارها، دیوار پایین دست گسیخته شد. پس از بررسی معلوم شد که طراح دیوار به اشتباه پارامترهای ژئوتکنیک مربوط به دیوار بالادست شیب را (که روی بستر سنگی قرار داشت) برای دیوار پایین دست استفاده کرده (روی خاک نرم). همچنین بعد از آن، مهندس معمار محاسبات طراحی را با نقشه ها تطبیق نداد، بنابراین، هیچ یک اشتباهات طراحی را تا پس از گسیختگی دیوار کشف نکردند.

تیم پروژه یک درس با ارزش را در این پروژه یاد گرفت: همیشه مهندس ژئوتکنیک محاسبات مربوط به طراحی دیوار را کنترل نماید و قبل از شروع ساخت و ساز دستگاه نظارت کنترل کردن مهندس ژئوتکنیک را تأیید نماید. همچنین، تمام فعالیت ها باید به صورت مستند نوشته شود. اگر این مراحل ساده در این پروژه انجام می گرفت، هرگز چنین مشکلی پیش نمی آمد. اکثر شرکت های پیمانکار این قوانین را می دانند اما فراموش می کنند که تبعیت نمایند.

در پروژه ی دیگری به طور مشابه، عدم وجود هماهنگی و ارتباط روشن در ساخت یک فروشگاه بزرگ باعث ایجاد مشکل و گسیخته شدن یک دیوار حائل دیگر شد. در این پروژه، مهندس ژئوتکنیک با درنظرگرفتن یک دیوار 5 متری به طول 240 متر محاسبات خود را انجام داد. به درخواست پیمانکار و با رضایت کارفرما، جهت صرفه جویی در هزینه ها اجازه ی استفاده از ماسه به جای شن شسته برای پرکردن مسیر زهکشی دیوار داده شد. چند هفته پس از اتمام ساخت دیوار، باران سنگین باعث فشار در امتداد دیوار شد، که منجر به فرو ریختن قسمت جلوی دیوار گردید.

پس از فروریختن دیوار، طرف های درگیر که به استفاده از ماسه به توافق رسیده بودند هرکدام نظرات متفاوتی ارائه می کردند، کارفرما تکذیب می کرد که استفاده از ماسه را تأیید نموده است زیرا پس از بررسی دقیق توسط وی، دستورالعمل ها برای اجرای ماسه به عنوان پرکننده دارای برخی ایرادات بود. اگرچه دیوار قابل تعمیر بود، اما کارفرما آن را یک شکست می دانست زیرا این ایرادات را دلیلی بر این می دانست که دیوار به درستی طراحی نشده است. این مشکل از آن جایی بود که هیچ کس تغییر در اجرا را با محاسباتی که از قبل انجام شده بود تطبیق نداد.

البته حتی زمانی که تیم پروژه کاملاً هماهنگ باشند باز هم احتمال فرو ریختن دیوار حائل از بین نمی رود. به عنوان یک نمونه از ارتباط و هماهنگی موفقیت آمیز، پروژه ای در فلوریدای جنوبی مربوط به ساخت دیوار حائل که در آن نیاز به حفاری برای خط لوله ی آب قطور برای نیروگاه برق و مهار آن با شمع های داخلی به صورت ورقه ای بود را درنظر بگیرید. در یک بخش از حفاری، شمع های داخلی با یک پمپ زیرزمینی بسیار بزرگ برخورد کرد. مهندس ژئوتکنیک و پیمانکار توافق کردند که تنها برای چند روز برخی از مهاربندی داخلی را حذف کنند تا هم در هزینه ها صرفه جویی شود و هم در اجرا دچار مشکل نشوند.

متأسفانه ، بارش زیادی در طول آن چند روز اتفاق افتاد، و آب های سطحی به سمت حفاری روان شدند. ورق های شمع مانند سدی باعث بالا آمدن آب شدند که باعث ایجاد فشار و کاهش شدید مقاومت پایه ی دیوار حائل که در خاک قرار داشت شد. دیوار به اندازه ی نیم متر جابجا شد، اما سقوط نکرد. پس از آن، در منطقه ی حفاری موقعیت لوله ها و پمپ نسبت به یگدیگر تغییر کرده بود. هزینه ی اصلاح این مشکل به طور قابل توجهی بیش تر از هزینه ای بود که با حذف شمع ها درابتدا صرفه جویی کرده بودند.

از آن جایی که همه ی اعضای تیم پروژه با یکدیگر هماهنگ بودند، هیچ شکایت و یا اختلاف نظری وجود نداشت. پیمانکار ریسک کار خود را می دانست و مهندس ژئوتکنیک تصمیمات و توافقات را به صورت مستند نوشته بود. مهمتر از آن، کارفرما نیز ریسک حذف مهارها را در صورت بارش باران غیرمنتظره کاملا درک کرده بود. ارتباطات و هماهنگی تیم پروژه موفقیت آمیز بود اگرچه دیوار طبق برنامه اجرا نشد.

این پروژه همچنین قدرت بالای آب را نشان می دهد.

جریان آب:

حدود 90 درصد از مشکلات خاک مشکلات ناشی از آب است.

آب به شکل های مختلف می تواند باعث خرابی دیوارهای حائل گردد:

- همانگونه که در بالا گفته شد، مسیرهای زهکشی ممکن است توسط گل و لای ناشی از جریان آب مسدود گردند.

- خطوط زهکشی ممکن است برای هدایت کردن آب های جریان یافته در سیستم خیلی کوچک باشند.

- مواد پرکننده ممکن است تخلخل مناسبی نداشته نباشند و لذا آب نتواند جریان پیدا کند. تخلخل مواد پرکننده می تواند متفاوت باشد، و لذا آزمایش های متنوعی را می طلبد.

- میزان جریان آب در سراشیبی به سمت دیوار حائل ممکن است بیش از انتظار باشد.

- خاک یا سنگ فونداسیون زیر دیوار حائل ممکن است در طی یک دوره ی زمانی که در معرض آب قرار دارند نرم شوند.

- خطوط آب یا فاضلاب پشت دیوار ممکن است تراوش کنند.

- دیوار حائل ممکن است نزدیک یک چشمه طبیعی ساخته شده باشد.

- مناطق گودی که جهت زهکشی آب در آن ها طراحی شده ممکن است مسدود شوند.

- خطوط زهکشی دیوار ممکن است در محل صحیح نصب نشود.

- خطوط زهکشی ممکن است به دلیل ساخت و ساز و یا محوطه سازی های بعدی از بین بروند.

گسیختگی دیوار ناشی از آب به دلیل وجود راه های گوناگونی که می تواند به دیوار صدمه بزند بسیار شایع است. اکنون دوباره به همین مطلب می رسیم که به طور کلی، هنگامی که یک دیوار گسیخته می شود، عامل اصلی آن آب است مگر اینکه خلاف آن ثابت شود.

تیم پروژه می تواند احتمال دچار شدن به مشکلات مرتبط با آب را با داشتن هماهنگی مناسب بین طراح، مهندس ژئوتکنیک و مهندس عمران و همچنین پیمانکار در زمینه ی برنامه ریزی، طراحی و ساخت کاهش دهد. آنها به طور مستمر باید بپرسند: «آب از کجا می تواند بیاند؟ چه مقدار می تواند باشد؟ چگونه می توان آن را زهکشی و تخلیه نمود؟ به کجا خواهد رفت؟ چه تأثیری بر مواد پرکننده ی دیوار، خاک فونداسیون و ... می گذارد؟ آیا خطوط آب یا فاضلاب در محدوده ی پروژه وجود دارد که احتمال نشست داشته باشد؟ همه ی این موارد چگونه در طول زمان تغییر می کنند؟»

راه حل های پیشنهادی:

برای کاهش خطر گسیختگی دیوارهای حائل، باید قوانین زیر را در نظر بگیریم:

- حفظ ارتباط و هماهنگی خوب و مناسب در سراسر تیم پروژه؛ تنها چند نامه و ایمیل کافی نیست.

- یادداشت نمودنهمه ی توافقات به صورت مستند.

- درگیر نگه داشتن همه ی مهندسان در حین ساخت و ساز.

- کنترل آب.

- نگاه کردن به یک دیوار (به ویژه یک دیوار MSE) به عنوان یک سازه پیچیده مهندسی.

پس اگر یک دیوار حائل در پروژه شما گسیخته شد، در اولین فرصت به محل پروژه بروید تا ببینید، بشنوید، و همچنین همه چیز را تأثیرگذار بیابید.

عوامل گسیختگی دیوار حایل

مطالب مشابه :

عوامل گسیختگی دیوار حایل

انواع پي (همه چيز در مورد پي و پي سازي وگود برداري و ...)

دیوارکوب ام دی اف– دیوار پوش pvc _ دیوار پوش پی وی سی

چرا باید دیوار را در برابر رطوبت محافظت کرد؟