1- دیوار حائل چیست؟

دیوار حائل (Retaining Wall) دیواری است که فشار ناشی از وضعیت موجود در اختلاف تراز به وجود آمده به علت خاکریزی، خاکبرداری و یا عوامل طبیعی را به صورت پایدار حفظ می نماید. به عبارت دیگر، دیوار حائل ساختار یا سازه ای است که اغلب در مناطق کوهستانی و ناهموار، برای مهار فشار جانبی خاک، طراحی و ساخته می شود تا بتواند خاک را مهار کرده و مانع از رانش خاک شود.

دیوار حائل برای اهداف مختلفی اعم از تراس بندی زمین کشاورزی، ساخت روگذر در جاده و همچنین شکل دادن به زمین کاربرد دارد.

2- انواع دیوار حائل

دیوارهای حائل را می توان از نظر مصالح، روش کار، کاربری و عملکرد سازه ای به چند نوع دسته بندی نمود. از لحاظ عملکرد سازه ای، دیوارهای حائل به دو دسته صلب و انعطاف پذیر تقسیم می شوند.

 

1-2- دیوار حائل صلب

دیوارهای حائل صلب، دیوارهایی هستند که خود را با نشست های محیط میزبان، هماهنگ می نمایند.

انواع دیوار حائل صلب عبارتند از:

  • دیوارهای وزنی (دیوار سنگی و دیوار بتن غیر مسلح)
  • دیوارهای غیروزنی (طره ای و پشت بند دار)
  • دیوارهای حائل عمیق (سپرهای بتنی)
 

1-1-2- دیوار حائل وزنی (Gravity Walls)

ساده ترین نوع دیوار حائل، دیوار وزنی است. این نوع دیوار از مصالحی همچون بتن (دیوار حائل بتنی)، سنگ (دیوار حائل سنگی)، آجر، مصالح بنایی و بلوک های حجیم بتنی ساخته می شود. از مزایای اساسی این نوع دیوار، سهولت اجرای دیوار حائل وزنی است که نیازی به وسایل و تجهیزات عمده ندارند.

ارتفاع دیوارهای وزنی معمولاً تا حدود ۴ متر است و به ندرت بلندتر از ۶ متر اجرا می شوند. پایداری اینگونه دیوارها اصولاً به کمک وزن آنها تأمین می شود. ابعاد این دیوارها باید طوری باشند که برایند نیروی قائم ناشی از آنها درون یک سوم بخش میانی پایه قرار گیرد. در اینصورت تنش های کششی در هیچ نقطه ای از دیوار به وجود نمی آید.

بر اساس تجربه برای طراحی دیوار حائل، ابعاد دیوار وزنی را می توان با توجه به شکل پایین در نظر گرفت. عموماً این دیوارها بدون عناصر مسلح کننده ساخته می شوند.

در شرایط خاص بارگذاری، می توان مقدار ناچیزی تنش کششی را در وجه دیوار که تحت کشش قرار گرفته است مجاز دانست. به شرط اینکه کاملاً موقتی و کوتاه باشد.

دیوار حائل وزنی

2-1-2- دیوار حائل غیروزنی

شامل دیوارهای طره ای و پشت بند دار می شود.

 

دیوار حائل طره ای (Cantilever Walls)

دیوار حائل طره ای از دیوار و شالوده بتن مسلح تشکیل شده است.

شکل هندسی مقطع این نوع دیوار به صورت T وارونه است. مقطع دیوار و شالوده برای مقابله با نیروی برشی و لنگر خمشی ناشی از بارها و فشارهای خارجی، با استفاده از میلگرد مسلح می گردد.

عرض شالوده طوری انتخاب می شود که از واژگونی و لغزش دیوار جلوگیری به عمل آمده و تنش تماسی خاک در زیر آن از مقدار مجاز کمتر باشد. همچنین تراز زیر شالوده باید پایین تر از عمق یخبندان باشد.

این نوع دیوار با عملکرد طره ای خود، توده خاک پشت دیوار را نگهداری کرده و پایداری خود را نیز اصولاً از وزن خاک روی پاشنه تأمین می کند.

در مقایسه با سایر دیوارهای غیروزنی، دیوار حائل طره ای از همه ساده تر و معمول تر است. عموماً این نوع دیوارها تا ارتفاع کمتر از ۶ متر استفاده می شوند.

چنانچه ارتفاع دیوار از 7 – 6 متر تجاوز نماید استفاده از پشت بند (Counterfort) یا جلوبند (Buttressed) لازم است.

دیوار حائل طره ای پشت بند دار

دیوار حائل طره ای جلوبند دار (Buttressed Walls)

این نوع دیوارها همانند دیوارهای طره ای پشت بند دار هستند. با این تفاوت که مهاربندی آنها به کمک تیغه های مهاری بتنی در جلوی دیوار انجام می شود. همچنین تیغه های مهاری، تحت فشار قرار می گیرند.

این نوع دیوارها در عمل به ندرت استفاده می شود. زیرا عموماً فضای جلوی دیوارهای نگهبان در دوران بهره برداری مورد استفاده قرار میگیرد. و این موضوع مانع از اجرای تیغه های مهاری می گردد.

دیوارهای طره ای جلوبند دار برای ارتفاعات خیلی بلند (۱۰ تا ۱۲ متر) ممکن است به کار برود.

دیوار حائل طره ای جلوبند دار (Buttressed Walls)

دیوار حایل طره ای طبقه ای (Relief Shelves)

این نوع دیوارها ممکن است برای ارتفاعات بسیار زیاد استفاده شوند. در صورت ضرورت به استفاده از این دیوار، نهایت دقت در اجرا نیاز خواهد بود. این دیوارها عمدتاً از یک دیوار طره ای تشکیل می شوند. این دیوار در فواصلی در ارتفاع از دال های بتنی متکی، بر خاکریز کوبیده می شود.

یکی از مشکلات عمده استفاده از دیوارهای طره ای طبقه ای، آن است که هر لایه خاکریز باید بخوبی متراکم شود. سپس دال بتنی متصل به تیغه دیوار اجرا گردد. بدنبال آن لایه خاکریز بعدی بر روی دال بتنی ریخته شده و کوبیده می شود. سپس دال بتنی بعدی اجرا می شود. به همین ترتیب، اجرای دال ها از پائین به بالا در ارتفاع تیغه انجام می شود.

فشار جانبی وارد بر دیوار به مراتب کمتر از فشار جانبی وارد بر دیوار طره ای بدون دال های بتنی است. زیرا دال ها می توانند نیروهای برشی و خمشی به وجود آمده در اثر وزن خاکریز روی خود را به تیغه منتقل نمایند.

مهمترین مشکل این دیوارها در اجرا عبارتند از:

  • رسیدن به درجه تراکم قابل قبول در خاکریزهای دانه ای
  • نشست های احتمالی بعدی در این خاک ها
  • نشست تحکیم خاکریزه ای چسبنده، در دراز مدت

در عمل استفاده از این دیوارها توصیه نمی شود. مگر آنکه نیروهای اجرایی، کارآزموده و ابزار و تجهیزات لازم در دسترس باشند. و هنگام اجرای دیوار با ابزارگذاری لازم، عملکرد دیوار مرتباً مورد بررسی قرار گیرد.

 

3-1-2- دیوار حائل عمیق (سپرهای بتنی)

این نومع دیوار حائل متشکل از سپرهای بتنی است که در مجاورت یکدیگر کوبیده شده و در بالای آنها کلاف بتنی به صورت درجا اجرا شده و یکپارچه مجموعه را تأمین می کند. کلاف فوقانی به کمک اتصالات برشگیر با سپرهای پیش ساخته یکپارچه می شود.

 

2-2- دیوارهای حائل انعطاف پذیر (توأم با عناصر مسلح کننده)

دیوارهایی هستند که خود را با نشست های محیط میزبان هماهنگ می نمایند. نام دیگر این نوع دیوار، دیوار پایدار شونده به وسیله روش های مکانیکی می باشد. گاهی می توان برای حفاظت جانبی خاک و کاهش قابل ملاحظه فشار جانبی آن، خاکریز را با عناصر مسلح کننده پایدار کرد.

می توان از اجزای مسلح کننده در چند لایه با گستردگی افقی استفاده کرد. وجود این عناصر به عنوان اجزای مقاوم کننده خاک، باعث کاهش فشار جانبی می شود. همچنین به خاطر مقاوم بودن در برابر مواد آلاینده، با دوام هستند. درضمن در صورت وجود سطح آب زیرزمینی در ترازهای بالا، تأثیری بر کیفیت آب نخواهند داشت.

زلزله های اخیر نشان می دهد که دیوارهای حائل انعطاف پذیر، نسبت به دیوارهای وزنی یا طره ای غیر مسلح، عملکرد بهتری داشته است. بعنوان مثال در زلزله ۱۹۹۵ منطقه کوبه ژاپن با شدت ۷٫۲ ریشتر بسیاری از دیوارهای وزنی قدیمی، بتنی و ساخته شده از مصالح بنایی مورد استفاده در خطوط راه آهن، بطور کامل تخریب شدند. بسیاری از دیوارهای طره ای نیز دچار آسیب های جدی شدند. در حالی که دیوارهای نگهبانی که در آنها خاکریز با ژئوتکستایل مسلح شده بود، عملکردی بسیار عالی از خود نشان دادند.

گزینه های قابل استفاده به عنوان اجزای مسلح کننده در حفاظت جانبی خاکریزهای پشت دیوارهای نگهبان:

  • ژئوگرید
  • ژئوتکستایل
  • نوارهای فلزی
  • دالهای کم عرض بتنی
لایه های خاک مسلح

انواع دیوار حائل انعطاف پذیر عبارتند از:

  • دیوارهای خاک مسلح با تسمه فولادی
  • دیوارهای خاک مسلح با مسلح کننده پلیمری (ژئوتکستایل و ژئوگرید)
  • دیوار حائل ژئوگریدی با نمای مدولار ژئوبلوک
  • دیوارهای قفسه ای (Crib)
  • دیوارهای حائل تور سنگی یا دیوار حائل گابیونی (Gabion)
  • سپرهای فولادی
 

3-2- دیوارهای حائل ژئوبلوک

این نوع دیوار، نوع خاصی از دیوارهای حائل هستند که با قطعات بتنی نمادار ژئوبلوک اجرا می شوند. ژئوبلوک در واقع نسل جدید بلوک های نمادار است که با مزایا و ویژگی های خاصی به صورت اختصاصی در شرکت راه گسترش نامدار تولید می شود.

 

1-3-2- دیوار حائل وزنی با ژئوبلوک (خشکه چین)

وقتی ارتفاع خاکریز کمتر از 1.2 متر باشد دیوار حائل وزنی اجرا می شود. این نوع دیوار حائل به صورت کاملا خشکه چین اجرا می شود. نمای این دیوار با قطعات بتنی پیش ساخته ژئوبلوک کار می شود.

این دیوار نیاز به مسلح کردن خاک پشت ندارد. زیرا بلوک ها به واسطه وزنشان (38 تا 40 کیلوگرم) مقاومت لازم حداقل 210 (کیلوگرم بر سانتیمتر مربع) را برای تحمل فشار خاک پشت دیوار دارند.

با توجه به عرض ثابت بلوک ها (30 سانتیمتر) این دیوار در ارتفاع با عرض یکسان اجرا می شود.

دیوار حائل وزنی با ژئوبلوک (خشکه چین)

2-3-2- دیوار حائل خاک مسلح ژئوبلوک

وقتی ارتفاع خاکریز از 1.2 متر بیشتر می شود خاک پشت باید مسلح شود. مسلح کردن خاکریز با الیاف پلیمری ژئوگرید انجام می شود.

نوع ژئوگرید با توجه به شرایط محیطی (کاربری دیوار، نوع خاک منطقه، میزان بارندگی) مشخص می شود.

ژئوگربد به طول 70 درصد ارتفاع دیوار، از هر دو رگ (40 سانتیمتر) بر روی خاک قرار می گیرد.

این نوع دیوار هم به صورت کاملا خشکه چین اجرا می شود.

این دیوارها تا ارتفاع 30 متر قابلیت اجرایی دارند. نمای این دیوار نیز قطعات خشکه چین ژئوبلوک است. شیب 10 درصد (60) در نمای دیوار (به واسطه فاق و زبانه موجود در ژئوبلوک) باعث پایداری بیشتر خاکریز می شود.

ژئوگریدها به سبب مقاومت کششی بسیار بالا، نمای دیوار را کاملا به خاکریز پشت اتصال میدهند .

دیوار حائل خاک مسلح ژئوبلوک

4-2- دیوارهای سیل بند و ساحلی

این نوع دیوارها نوع خاصی از دیوارهای حائل هستند که تحت بارهای هیدرولیکی نظیر آب در حال جریان، غوطه وری، تاثیر موج و ناحیه پاششی آن و یا تحت شرایط خورندگی محیطی و جوی قرار دارند. اختلاف عمده دیوارهای حائل معمولی با دیوارهای سیل بند و ساحلی، وجود آب در دیوارهای سیل بند و ساحلی به عنوان عامل فرسایش دهنده و ایجاد کننده اضافه فشار است. دیوارهای حائل و سیل بند، علاوه بر حفظ پایداری توده خاک در برابر اختلاف تراز به وجود آمده، باید از واژگونی و لغزش در مقابل نیروهای ناشی از ثقل، تراوش، باد، امواج و زلزله جلوگیری به عمل آورند.

دیوار سیل بند (Flood Wall) نوع خاصی از دیوارهای حائل است که علاوه بر وظایف اصلی دیوار حائل، وظیفه محافظت از ورود سیلاب به منطقه را نیز بر عهده دارد.

دیوار ساحلی (Sea Wall) نیز وظیفه محافظت منطقه ساحلی از خسارات ناشی از ظربه های امواج و بالا آمدن آب دریا در حین طوفان را دارد. سطح دیوارهای ساحلی دارای هندسه و انحنای خاصی برای استهلاک انرژی امواج برخورد کننده است.

اشتراک گذاری مطالب این صفحه در :

امکان ارسال دیدگاه وجود ندارد!