نیلینگ چیست؟

نیلینگ یا میخکوبی روش خلاقانه مهندسین استرالیایی بود که در حدود دهه ۶۰ میلادی جهت پایدارسازی جدار تونل بکار گرفته شد.
روش اجرای کار نیلینگ به این صورت است که ابتدا دیواره ها رگلاژ می شوند، سپس شبکه مش های فولادی بوسیله میخ های ۵۰ سانتیمتری نصب می شوند و روی آن به ضخامت حدود ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر بتن پاشی می شود.

مرحله بعد حفاری گمانه ها و جا زدن میلگرد یا کابل است.
در ادامه گمانه ها با دوغاب سیمان تزریق شده و پس از گیرش دوغاب، هد نیل ها (Nails) بسته میشوند، بدین ترتیب نیروی رانش خاک از طریق مش و شات به هد نیل اعمال می شود و نیروی هد نیل ها از طریق نیل ها به توده خاک منتقل می گردد. گویی رانش خاک از طریق سیستم نیلینگ به خود خاک مهار می شود.
نیلینگ یا میخکوبی بعدها توسط مهندسین آلمانی و فرانسوی در پایدارسازی ترانشه های گالری تونل ها و کوله پل ها به کار گرفته شد.

پس از آن استفاده از نیلینگ به طور گسترده در طرح‌های مختلف عمرانی نظیر تثبیت ترانشه‌های خط آهن و بزرگراه ها، 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 گرفته شد.
نیلینگ دیواره‌ها به معنای تسلیح برجای خاک موجود با نصب میلگردهای فولادی نزدیک به هم (Nail) در یک سطح شیبدار با شیب ملایمی در 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، میخ ها (نیل ها – Nails) در هنگام بهره‌برداری تحت تنش های کششی قرار گرفته و پایداری دیوار را تامین می‌کنند.
فلسفه اصلی روش نیلینگ برمبنای پایدارسازی گوه لغزش به وسیله نیل ها استوار است. به طوری که در شکل زیر پیداست، سطح شکست و فروپاشی درخاک های با دانه بندی مختلط به صورت گوه خواهد بود لذا بوسیله میخ ها (نیل ها) این گوه به حجم پشتی خاک دوخته می شود و بر این اساس این گوه پایدار خواهد گردید.
میلگردها معمولاً داخل گمانه هایی که در دیواره خاکی ایجاد شده و توسط دوغاب سیمان با هدف جلوگیری از خوردگی میلگردهاو همچنین انتقال مناسب تر 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 میخ ها (نیل ها) غالباً در کشش عمل می‌کنند ولی در شرایط خاصی، عملکرد خمشی و برشی آنها نیز در نظر گرفته می‌شود.

 

  • اثر مسلح سازی برای بهبود پایداری با دو عملکرد زیر حاصل می‌شود:
  1. افزایش نیروی قائم و در نتیجه مقاومت برشی در سطح لغزش، در خاک های اصطکاکی.
  2. کاهش نیروی رانشی در سطح لغزش در خاک های اصطکاکی و چسبنده.

 

پس از نصب میلگردها، یک دیواره سطحی کم ضخامت که معمولاً شامل شاتکریت با تسلیح سبک می‌باشد، سطح دیواره شیروانی یا گود را می‌پوشاند.
ضخامت دیواره شاتکریت شده نیز مابین ۱۰ الی ۱۵ سانتیمتر خواهد بود.
هدف از اجرای این دیواره جلوگیری از فرسایش سطحی خاک، ایجاد سطح تمام شده مناسب تر برای ساخت و سازهای احتمالی بعدی، ایجاد لایه محافظ و یکپارچه و در نتیجه پخش یکنواخت نیروی عکس العمل و افزایش بازدهی عملکرد سیستم خاک تحکیم یافته به ویژه در بخش های نزدیک به دیواره گود می‌باشد.

نیلینگ چیست

پایدارسازی گوه لغزش توسط میخ­کوبی

 

دیوارهای میخکوبی شده می توانند به دو صورت موقت یا دائمی اجرا شوند.
میخ کوبی های موقت بسته به نوع خاک و طرح و اجرا دارای طول عمر سرویس کمتر از ۱۸ ماه هستند. سازه‌های میخکوبی شده ی دائم طول عمر بیشتر از این مقدار دارند.
چنانچه یک گود برداری توسط دیوارهای میخکوبی شده ی 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 دائمی برای 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 می شود.

کاربرد نیلینگ یا میخکوبی

روش های مختلف پایدارسازی ترانشه ها همواره با چالش های مختلفی روبروست.
از این بین نیلینگ یا میخکوبی بدلیل مزایای فنی و اقتصادی گزینه مطلوب اغلب کارفرمایان بخش راه و ساختمان می باشد که بدون ایجاد معارض در محدوده پروژه، ضرایب اطمینان دیواره های گودبرداری را به بهترین شکل تامین می کند. به کارگیری دانش روز سیستم نیلینگ و پس کشیدگی المان های نیل این امکان را ایجاد کرد که تغییر مکان های مجاور ساختمان های فرسوده و معابر پرترافیک کاهش یابد.
این فن آوری که اصطلاحاً انکراژ نامیده می شود با بکارگیری استرند چند رشته بجای میلگرد در گمانه ها به تنها گزینه پایدارسازی گودهای بالای ۲۵ متر تبدیل شده است.

روش اجرای نیلینگ یا میخکوبی

روش پیشنهادی به منظور اجرای نیلینگ جهت پایدارسازی دیواره گودها معمولاً مشتمل بر ۵ مرحله اصلی گودبرداری مقطعی، حفاری گمانه‌ها، نصب میلگرد تسلیح، تزریق دوغاب سیمان، بتن پاشی و نصب صفحه و مهره می‌باشد. پس از تکمیل مراحل اجرایی فوق برای گام اول گودبرداری، این مراحل برای گام های بعدی گودبرداری تا رسیدن به رقوم کف گود مورد نظر، تکرار می‌گردد. این مراحل به طور شماتیک در شکل زیر نشان داده شده است.

 

روش اجرای نیلینگ

 

خاکبرداری

گودبرداری اولیه تا عمقی صورت می‌پذیرد که دیواره ی گودبرداری شده بتواند در مدت کوتاهی بین ۲۴ تا ۴۸ ساعت پایداری خود را حفظ کند (آیین نامه). خاکبرداری می‌بایست به صورت مرحله به مرحله انجام شده و پس از انجام هر مرحله از خاکبرداری می بایست عملیات اجرای میخ کوبی در آن مرحله صورت گیرد و پس از اتمام عملیات، خاکبرداری مرحله بعد انجام می‌پذیرد.
عرض گودبرداری انجام شده حداقل باید به اندازه‌ای باشد که بتوان ابزارهای لازم را در محل مستقر کرد.
در هر مرحله خاکبرداری، عمق دیواره ایجاد شده بایستی پایداری لازم در حین اجرای میخ کوبی را داشته باشد، اصولاً عمق گودبرداری جهت تامین کوتاه مدت پایداری ۲ متر می‌باشد.
البته با توجه به شرایط ژئوتکنیکی خاکُ ساختگاه ارتفاع مجاز خاکبرداری در هر مرحله تعیین می‌گردد.

ارتفاع مجاز خاکبرداری بدون نیاز به مهاربندی را میتوان از طریق رابطه رانکین به­ صورت زیر محاسبه کرد:

  • که در آن:
    خاکبرداری

    خاک برداری

    C: چسبندگی خاک
    Q: سربار گسترده کنار گود
    Ka: ضریب فشار اکتیو
    Hmax: حداکثر ارتفاع گود بدون نیاز به سازه نگهبان
    γ: وزن مخصوص خاک
    F.S: ضریب اطمینان (معمولاً بین ۱.۵ تا ۲)

 

 

 

حفاری

از آنجا که پیشرفت کار پایدارسازی در پروژه های بزرگ در گرو اجرای حفاری می باشد سرپرستی بخش حفاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
انتخاب ماشین الات می بایست براساس طول گمانه ها، جنس خاک و شرایط آب های زیرزمینی انتخاب گردد.
بدیهی است توان تولید هوای کمپرسور برای گمانه های بالای ۱۵متر، می بایست بیشتر از گمانه های کوتاه باشد. همچنین در خاکهای درشت دانه که احتمال ریزش های موضعی گمانه و فرار هوا وجود دارد این مسئله نیز اهمیت دارد. قدرت و سرعت دوران دستگاه حفاری نیز می بایست متناسب با جنس خاک انتخاب شود تا بالاترین راندمان حاصل گردد. توان حرکت دستگاه حفاری در خاک های اشباع یا خاکهای دستی می بایست بیشتر از خاک های طبیعی و خشک در نظر گرفته شود. سایز چکش و سرمته نیز می بایست متناسب با قطر گمانه مندرج در نقشه های اجرایی انتخاب شود.
به جرات می توان گفت تخصص و تعهد تیم حفاری مهمترین عامل در بهبود کیفیت حفاری است که علاوه بر تامین سرعت مطلوب حفاری باعث تسهیل جازدن میلگرد یا استرند می شود.

 

نیلینگ

نیلینگ

نیلینگ چیست

دستگاه نیلینگ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
احساس رایگان برای کمک!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *