هرآنچه درباره نیلینگ باید بدانید

معنی کلمه نیلینگ نیلینگ چیست؟ چگونگی عملکرد روش نیلینگ در خاک تاریخچه نیلینگ روش اجرای نیلینگ

نیلینگ

  •      معنی کلمه نیلینگ
  • نیلینگ چیست؟
  •   چگونگی عملکرد روش نیلینگ در خاک
  • تاریخچه نیلینگ
  • روش اجرای نیلینگ

  • معنی کلمه نیلینگ

نیلینگ در مباحث مقرارات ملی ساختمان به میخ کوبی معنی شده و استعمال می گردد.

واژه نیلینگ خود ، تلفظ فارسی واژه انگلیسی Nailing( از عبارت Soil Nailing به معنی میخ کوبی خاک ) می باشد که به سبب شهرت و استعمال بسیار این کلمه ، بسیاری با واژه میخ کوبی غریبه بوده و هنوز روش مذکور را به نام نیلینگ می شناسند.به همین سبب در این مقاله نیز از نام نیلینگ برای این روش و در کلیه توضیحات ذکر شده ، استفاده شده است.

  • نیلینگ چیست ؟

به زبان ساده نیلینگ عملی جهت پایدار کردن خاک است ( فلسفه اصلی روش نیلینگ برمبنای پايدارسازی گوه لغزش به وسيله نیل ها استوار است) چه خاک دیواره های گود حاصل از گود برداری های عمیق چه ترانشه های خاکی موجود چه تونل و چه هر نوع خاک ناپایدار . در حقیقت کاربرد این روش بسیار گسترده بوده و در طرح‌هاي مختلف عمراني نظير تثبيت ترانشه‌هاي خط آهن و بزرگراه‌ها، ساخت سازه‌هاي نگهبان گودبرداري شده در مناطق شهري جهت احداث ساختمان‌هاي بلند مرتبه که شامل چندين طبقه در داخل زمين هستند و تثبيت شيب‌هاي زمين در برابر لغزش‌هاي احتمالي به کار گرفته می شود.

  • چگونگی عملکرد روش نیلینگ در خاک

همانطور که گفته شد فلسفه اصلی روش نیلینگ برمبنای پايدارسازی گوه لغزش به وسيله نیل ها استوار است. به طوري سطح شکست و فروپاشی درخاک های با دانه  بندی مختلط به صورت گوه خواهد بود. لذا بوسيله میخ ها (نیل ها) ( می تواند میلگرد یا تاندون های فلزی باشد )  اين گوه به حجم پشتی خاک دوخته می شود و بر اين اساس اين گوه پایدار خواهد گرديد. میخ ها معمولاً داخل گمانه‌هايي كه در ديواره خاكي ايجاد شده ( چال تزریق نیلینگ خاک معمولاً دارای حداقل قطر 4 اینچ است.  برای حفظ یکنواختی ضخامت ملات در اطراف چال، سنترلایزر در اطراف نیلینگ خاک قرار داده می شود) و توسط دوغاب سيمان ( یا گروت ) با هدف جلوگيري از خوردگي ميلگردها و همچنين انتقال مناسب تر نيروها بين خاك و ميلگرد پر مي‌شوند، قرار مي‌گيرند.

 اين عمليات يك مقطع مسلح پايدار ايجاد مي‌كند كه توانايي نگهداري خاك پشت خود را دارد. اين مسلح سازي به صورت Passive عمل كرده و اثر خود را از طريق اندركنش خاك- ميلگرد حاصل از ايجاد تغيير شكل در خاك، اعمال مي‌كند میخ ها (نیل ها) غالباً در كشش عمل مي‌كنند ولي در شرايط خاصي، عملكرد خمشي و برشي آنها نيز در نظر گرفته مي‌شود.

اثر مسلح سازي براي بهبود پايداري با دو عملكرد زير حاصل مي‌شود:

  • افزايش نيروي قائم و در نتيجه مقاومت برشي در سطح لغزش، در خاكهاي اصطكاكي.
  • کاهش نيروي رانشي در سطح لغزش در خاكهاي اصطكاكي و چسبنده.

پس از نصب میخ ها ، زهکشی یکی از جنبه های مهم ایمنی دیوار نیلینگ خاک است. معمولا از عناصر مصنوعی قرار داده شده بین شات کرت و خاک حفظ و یا لوله های مشبک استفاده می شود و پس از آن يك ديواره سطحي كم ضخامت كه معمولاً شامل شاتكريت با تسليح سبك مي‌باشد، سطح ديواره شيرواني يا گود را مي‌پوشاند. ضخامت ديواره شاتکريت شده نيز مابين 10 الی 15 سانتيمتر خواهد بود. هدف از اجراي اين ديواره جلوگيري از فرسايش سطحي خاك، ايجاد سطح تمام شده مناسب تر براي ساخت و سازهاي احتمالي بعدي، ایجاد لایه محافظ و یکپارچه و در نتیجه پخش یکنواخت نیروی عکس العمل و افزايش بازدهي عملكرد سيستم خاك تحكيم يافته بويژه در بخش هاي نزديك به ديواره گود مي‌باشد.

برای نیلینگ دائم ، ممکن است از پوشش اپوکسی با پوشش محافظ برای حفاظت در برابر خوردگی نیل استفاده شود.

  • Ø     تاریخچه نیلینگ

اختراع روش نیلینگ :مهندسین اتریشی ( به اشتباه در بسیاری از منابع فارسی استرالیایی ذکر گردیده اند) برای اولین بار از روش نیلینگ  برای پایدارسازی شیروانی‌های سنگی در  یک تونل استفاده کردند. آن‌ها در اوایل دهه 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 شبکه مش‌بندی در محیط تونل گیردار کردند. سپس با دوغاب‌ریزی در سوراخ‌های حفر شده و بتن‌پاشی به جداره تونل، موفق به پایداری ایمن جداره‌های داخلی تونل شدند.

تعمیم روش نیلینگ به دیگر موارد : برای پایدارسازی در شیروانی‌های خاکی مهندسین آلمانی و فرانسوی روشی را که اتریشی ها در سنگ پیاده کرده بودند به کار بستند.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 و تثبیت شیب‌های زمین در برابر لغزش‌های احتمالی به کار بسته شد.

یکی از اولین کاربردهای نیلینگ  در خاک در سال ۱۹۷۲ برای تعریض خط آهن نزدیک ورسایل در فرانسه صورت گرفت. در آن پروژه یک شیروانی خاک برداری شده به ارتفاع ۱۸ متر با استفاده از نیلینگ  پایدار شد.

در آمریکای شمالی برای اولین بار در دهه ۱۹۷۰ دیورهای نیلینگ  شده زیادی در شهرهای ونکوور، واشنگتن و مکزیکوسیتی اجرا شد. یکی از اولین دیوارهای نیلینگ  شده قابل توجه در آمریکا، مهار خاکبرداری با عمق 7/13 متر در ماسه لای‌دار متراکم برای توسعه بیمارستان گودسامایتان واقع در پورتلند اورگان بود که در سال ۱۹۷۶ به بهره‌برداری رسید. مهندسین این طرح در مقام مقایسه بین اجرای دیوار نیلینگ  شده و اجرای دیوار حایل بتنی ابراز داشتند که این طرح با نصف زمان و ۸۵ درصد کاهش هزینه نسبت به اجرای دیوار حایل بتنی به بهره‌برداری رسیده‌است.

از دیگر پروژه‌های مهم نیلینگ  در دهه ۱۹۸۰ در آمریکا می‌توان به دیوار نیلینگ  با ارتفاع ۱۲ متر در یکی از پروژه‌های دولتی وزارت راه آمریکا در کامبرلند گپ واقع در ایالت کنتاکی اشاره کرد. همچنین وزارت راه آمریکا در سال ۱۹۸۹ برای اولین بار از تکنولوژی نیلینگ  برای گودبرداری کوله‌های پل استفاده کرد.

شروع تحقیقات علمی در زمینه روش نیلینگ : در آلمان برای اولین بار برنامه تحقیقاتی گسترده‌ای بر روی دیوارهای نیلینگ  شده توسط دانشگاه کارل شروهه و شرکت ساختمانی بوئر بین سال‌های ۱۹۷۵ تا ۱۹۸۱ انجام شد. این برنامه تحقیقاتی شامل آزمایش بر روی دیوارهای آزمایشی با مقیاس واقعی و با اندازه‌های مختلف بود تا بتوان از طریق آن روش‌های تحلیل و طراحی دیوارهای نیلینگ  شده را گسترش داد.

همچنین در فرانسه برنامه تحقیقاتی کلوتر متشکل از شرکای خصوصی و دولتی در سال ۱۹۸۶ برای انجام تحقیقات عددی و آزمایشگاهی پیرامون دیوارهای نیلینگ  کلید خورد.

در دو دهه اخیر استفاده از تکنولوژی نیلینگ  در سراسر جهان رشد چشمگیری داشته‌است. این روش جزء روش‌های مورد علاقه کارفرمایان بوده و مهندسین طراح و اجرا توجه بیشتری به تکنیک‌های طراحی و اجرایی نیلینگ  پیدا کرده‌اند. در ابتدای رواج سیستم نیلینگ ، از این سیستم بیشتر برای احداث سازه‌های نگهبان موقت استفاده می‌شد، در حالی که در ۱۰ سال گذشته استفاده از نیلینگ  در احداث سازه‌های نگهبان دائمی نیز رشد چمشگیری پیدا کرده‌است.

  • روش نیلینگ

از مزایا و معایب این روش می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

  • مزایای روش نیلینگ
    1. مهمترین مزیت روش نیلینگ یا میخ کوبی ، تامین پایداری بدون ایجاد مزاحمت برای مراحل بعدی عملیات عمرانی است.
    2. امکان اجرای پایدارسازی همزمان با عملیات خاکی
    3. بدلیل ایجاد سطح بتنی روی خاک ترانشه، از هوازدگی و ریزشهای موضعی جلوگیری می کند.
    4. امکان اجرا در فضای محدود
    5. امکان تقویت طرح در حین اجرا
    6. حداکثر بهره وری از فضای موجود در مراحل بعدی عملیات ساختمانی
    7. ایده آل برای فضاهای شهری است .
    8. در اشکال نامنظم از گود می تواند استفاده شود.
    9. سر و صدای کمتر و انسداد ترافیک کمتری دارد.
    10. تاثیر کمتر بر مناطق اطراف آن
    11. شرایط بار کمتری نسبت به سیستم های دیواری دارد .
    12. قابل استفاده برای تعمیر سیستم های دیگر حفاظت گود است.
    13. نیلینگ خاک را می توان به عنوان سازه های موقت و یا در روند بازسازی استفاده نمود.
    14. امکان اجرا در مجاورت سازه های موجود.
    15. بدلیل امکان همزمانی اجرا در چند جبهه کاری از سرعت خوبی برخوردار می باشد.(همزمانی عملیات خاکبرداری و پایدارسازی).
    16. 16.    روش ساخت مطابق با معیارهای زیست محیطی است(بدون لرزش و سر و صدا).
    17. 17.    روش اجرا ،سازگار با عوارض زمین و وضعیت طرح و محل می باشد.
    18. 18.    تغییر شکل ها کم دیوار ( امکان اجرا در مجاورت سازه های حساس به نشست).
    19. 19.    صرفه جویی اقتصادی در مقایسه با دیگر روش های ساخت خصوصا سازه های نگهبان گیردار
    20. 20.    مناسب برای کاربرد های موقتی و دائمی.
    21. افزایش مقاومت برشی توده خاک.
    22. کاهش نیروی لغزش
    23. در انواع شرایط خاک، اجرای آن امکان پذیر می باشد.
  • معایب روش نیلینگ
    1. نیاز به اخذ رضایت از همسایه ها (این مسئله به قدری اهمیت دارد که به عنوان مثال فقط در یکی از پروژه های اجرا شده در ایران فقط یکی از همسایه های پروژه رقمی نزدیک به 3 میلیارد تومان دریافت کرده است).
    2. آلودگی صوتی ماشین آلات
    3. در برخی موارد ممکن است قبل از نیلینگ ممکن است خاک شکم دهد (overexposed).
    4. شن و ماسه خالص ممکن است با نیلینگ سازگار نباشند.
    5. در مناطقی که از سطح آب بالا برخوردار هستند با احتیاط استفاده شود.
    6. در خاک با مقاومت برشی بسیار کم، ممکن است تراکم نیلینگ خاک بسیار بالا باشد.
    7. در خاک های حساس و برای استفاده های بلند مدت و دائمی دقت بسیار زیادی لازم است.
    8. هزینه تجهیز و برچیدن کارگاه در گودبرداری های با حجم، کم زیاد میباشد.
    9. نیاز به تجهیزات ویژه حفاری.
    10. نیاز به نیروی کار متخصص.
    11. توصیه می شود در خاک های رسی خالص و یا ماسه هایی که فاقد چسبندگی هستند و  در آن انسجام خاک حداقل است، از روش نیلینگ استفاده نشود.

  • روش اجرای نیلینگ

روش پيشنهادي به منظور اجراي  نیلینگ جهت پايدارسازي ديواره گودها معمولاً مشتمل بر مراحل گودبرداري مقطعي، حفاري گمانه‌ها، نصب ميلگرد تسليح، تزريق دوغاب سيمان، بتن پاشي و نصب صفحه و مهره مي‌باشد. پس از تكميل مراحل اجرايي فوق برای مرحله اول گود برداری ، اين مراحل براي گام هاي بعدي گودبرداري تا رسيدن به رقوم كف گود مورد نظر، تكرار مي‌گردد. در اینجا به صورت مختصر مراحل فوق الذکر توضیح داده خواهند شد

  • خاكبرداري : گودبرداري اوليه تا عمقي صورت مي‌پذيرد که ديواره‌ي گودبرداري شده بتواند در مدت کوتاهي بين 24 تا 48 ساعت پايداري خود را حفظ کند (مطابق آیین نامه)(در برخی آئین نامه ها هم ارتفاع خاصی ذکر گردیده است). خاكبرداري مي‌بايست به صورت مرحله به مرحله انجام شده و پس از انجام هر مرحله از خاكبرداري مي‌بايست عمليات اجراي نیلینگ در آن مرحله صورت گيرد و پس از اتمام عمليات، خاكبرداري مرحله بعد انجام مي‌پذيرد.
  • نصب میخ تسليح و تزريق دوغاب سيمان : پس از حفاري گمانه تا عمق موردنظر، عمليات نصب میخ تسليح صورت مي‌پذيرد. عناصر تسليح معمولاً شامل آرماتورهای فولادي  یا تاندون های فلزی مي‌باشند و اغلب تو پر هستند اما مي‌توان از ميلگردهاي توخالي نيز مطابق آيين‌نامه‌ي اجرايي وزارت راه آمريکا مربوط به ميخکوبي با ميلگردهاي توخالي نيز استفاده کرد و با استفاده از مرکزکننده (اسپیسر یا سنترالیزر) در مرکز چال قرار می گیرند.  

سپس يک شیلنگ دوغاب ريزي به انتهاي چال رفته و فضاي خالي باقي مانده را از انتها تا ابتداي چال دوغاب ريزي مي‌کند. با توجه به اینکه  شيب چال‌هاي حفر همانطور به مقدار ملايمي در پايين سطح افق قرار دارد. لذا دوغاب با نيروي وزن وارد شده بر آن به خوبي در حفره‌ها جا مي‌گيرد. به چنين روشي، روش دوغاب ريزي ثقلي گفته مي‌شود که جزء روش‌هاي متداول در نیلینگ به حساب مي‌رود. دوغاب نقش اصلي انتقال تنش از زمين به ميخ‌ها را ايفا مي‌کند.

شاتکریت دیواره، نصب صفحه و مهره : پس از اتمام عمليات تزريق، سطح ديواره جهت جلوگيري از فرسايش و همچنين حفظ يكپارچگي بيشتر در عملكرد ميخ ها، توسط يك لايه بتن‌پاشي شده پوشانده مي‌شود. همچنين پس از بتن‌پاشي موقت جهت اتصال كامل سر ميخها به ديواره و همين طور جلوگيري از بروز برش پانچ در ديواره و در صورت نياز تنش‌دهي به ميخ ها، يك صفحه فلزي به عنوان سر نيل بر روي ديواره قرار گرفته و توسط يك مهره به آرماتور درون گمانه متصل مي‌شود. پوشش دايمي بعد از آنکه ميخ‌ها نصب و پوشش موقت شکل گرفت، اجرا مي‌شود.

 

مشاهده سبد درخواست