انکراژ (Anchorage) روشی برای پایدارسازی

در پروژه های بزرگراهی و برای پایدارسازی خاکبرداریها و شیبها بوده است .ولی امروزه به صورت روز افزون در پایدارسازی دیواره خاکبرداریها در محیطهای شهری نیز مورد استفاده قرار میگیرد .در این روش پس از حفر گمانه و جایگذاری مهاری، بخشی از انتهای گمانه تزریق گردیده و مهارها با جک کشیده میشوند تفاوت اصلی سیستم انکر و نیلینگ خاک در این است که نیروی پیش تنیدگی خاصی در سیستم نیلینگ اعمال نمیشود و حرکت توده خاک است که موجب ایجاد نیرو در میخها میشود ولی در سیستم مهاری به دلیل پیش تنیدگی مهارها، قبل از حرکت توده خاک نیروی بزرگی وجود دارد که سبب کاهش قابل توجه تغییر شکل ها میشود.

اجزای اصلی در پایدارسازی با استفاده از مهار (انکر) به قرار زیر میباشد:

استرند :کابل تنیده شده از چند رشته مفتول فولادی میباشد .این مفتول های فولادی دارای مقاومت بالا (حدود 1860 مگاپاسکال) میباشند .میتوان به جای استرند از فولاد نیز استفاده نمود که در این حالت نیرو یپیش تنیدگی قابل اعمال با توجه به مقاوت پایین تر فولاد (حدود 400 مگاپاسکال) نسبت به انکر کمتر میباشد. استفاده از استرند یا فولاد با توجه به شرایط پروژه تعیین میشود.
فاصله نگهدار :برای دسته کردن چند رشته استرند در یک مهار و ثابت نگهداشتن آنها نسبت به یکدیگر و رعایت حداقل فاصله مجاز بین رشته های استرند از فاصله رنگهدارها استفاده میشود.
شلنگهای تزریق :برای اطمینان از پر شدن گمانه با دوغاب در حین تزریق گمانه از یک یا چند شلنگ با طولی حداقل برابر با طول مهار استفاده میشود.
پکر :برای تزریق تحت فشار از پکر استفاده میشود .دوخت های پکر باید به گونه ای باشد که تحمل فشارهای تزریق را داشته باشد. آب بندی ابتدا و انتهای پکر باید به صورت مناسبی انجام گیرد تا در هنگام پرکردن پکر توسط دوغاب و یا تزریق تحت فشارِ طول گیردار مهار، نشت اتفاق نیافتد.
غلاف استرند :به منظور جلوگیری از چسبیدن و درگیر شدن استرندها به دوغاب و اطمینان از عدم انتقال نیروی مهار به خاک در طول آزاد، استرند در طول آزاد مهار در داخل غلاف نگهداشته میشوند.
سر انکر: سر انکر یک استوانه دارای چند سوراخ مخروطی شکل در قاعده آن میباشد که به منظور انتقال نیروی کششی مهار از استرند بر روی مهار در سر گمانه نصب میشود.
گوه: قطعات فولادی مخروطی شکل تو خالی که در اطراف هر رشته استرند در داخل سوراخ سر انکر و به منظور قفل کردن استرند استفاده میشود. لازم به ذکر است که در صورت استفاده از میگلرد به جای استرند در انکر نیاز به بعضی از اجزای فوق نمیباشد.

برای جلوگیری از رانش خاک میتوان از شمعهای فولادی نیز استفاده نمود .برای اجرای این شمع ها ابتدا عملیات حفاری چاه در فواصل ارائه شده توسط مهندس طراح انجام میگیرد .عمق این چاهها برابر با عمق گود به اضافه مقداری برای اجرای شمع بتنی میباشد .شمع های بتنی برای تامین گیرداری پروفیل ها بوده و طول آن به میزان 25 تا 35 درصد عمق گود، پایین تر از رقوم کف گود در نظر گرفته میشود. پس از بتن ریزی در محل مورد نظر در انتهای چاه حفر شده، شمع های فولادی در چاه قرار داده شده و به این صورت شمع فولادی با انتهای گیردار بوجود می آید. سپس میتوان گودبرداری را به صورت مرحله به مرحله آغاز نمود.

نصب: برای نصب سیستم شمع و انکر، در ابتدا و قبل از شروع عملیات خاکبرداری چاههای مورد نیاز برای قرار دادن شمع های­­ فولادی و یا بتنی تا تراز مورد نظر حفر شده و سپس شمع ها­ بصورت پیش ساخته و یا اجرای در جا در محل خود نصب میشوند. سپس کار خاکبرداری مرحله ای و نصب مهارها تا رسیدن به تراز مورد نیاز انجام میگیرد.

تاثیر فشار زمین بر روی تغییر شکلها

خاکبرداری تا تراز نصب اولین ردیف انکر در این مرحله تغییر شکلها و فشار ایجاد شده در خاک پشت دیوار به حالت فعال خاک نزدیکتر میباشد.

مرحله کشش اولین ردیف انکرها

در این مرحله تغییر قابل توجهی در تغییر شکل و توزیع تنشها در پشت دیواره مهار شده به وقوع می پیوندد .در این مرحله به دلیل حرکت دیوار به سمت خاک پشت­ گودبرداری، فشار جانبی به صورت قابل توجهی نسبت به حالت برجا افزایش پیدا میکند.

خاکبرداری تا تراز آخرین انکر

خاکبرداری تا زیر تراز آخرین ردیف انکرها سبب ایجاد یک حالت تحدب در دیواره و در نتیجه کاهش فشار جانبی زمین و باز توزیع تنش میگردد.

پایان گودبرداری:

با ادامه گودبرداری تا تراز کف گود حالت تحدب اشاره شده در بالا، مابین آخرین انکر و کف گودبرداری نیز دیده میشود و شکل تقریبی توزیع فشار زمین در شکل بعدی ارائه­ شده است.

اصول کلی تحلیل و طراحی سیستمهای مهاربندی شده:

هدف از اجرای سیستم مهاری عبارت است از ایجاد یک توده پایدار خاک که بتواند در مقابل ناپایداری خارجی مقاومت کند مودهای ناپایداری که ممکن است در یک سیستم پایدارشده توسط مهاری به وقوع بپیوندد، در شکل بعد نشان داده شده اند .بخشی از گسیختگی ها به دلیل ایجاد نیروهای کششی بیش از حد در تاندونها میباشد .
میزان کشش اولیه استرند و مونوبار برای طرح نهایی نباید بیشتر از 60 درصد ظرفیت کششی این اعضا باشد FHWAبرای جلوگیری از این مود گسیختگی، بر اساس آیین نامه همچنین در حالت بارگذاری موقتی مانند انجام آزمایشهای حین اجرا این مقدار نباید به بیش از 80 درصد ظرفیت کششی برسد .نوع دیگری از گسیختگی داخلی که باید به هنگام ­طراحی مد نظر قرار گیرد گسیختگی ناشی از عدم وجود مقاومت باند کافی میباشد .بر این اساس و با توجه به مقاومت باند خاک محل، طول قسمت تزریق شده باید به گونه ای در نظر­گرفته شود تا کل مقاومت باند بسیج شده در طول مذکور بتواند پاسخ گوی نیروهای ایجاد شده حین و بعد از اجرای سیستم انکراژ باشد.

چند نکته مهم در خصوص استفاده از این روش بایستی مد نظر قرار گیرد:
در پاره­ ای موارد دیده شده است که دیواره گود به همراه میلگردهای داخل دیواره ریزش نموده است. این نوع ریزش به دلیل قرا گرفتن میلگردها داخل گوه گسیختگی رخ می­دهد. بعبارتی اگر میلگردهای داخل گوه گسیختگی قرار گیرند، این میلگرد عملاً کاربردی نخواهد داشت و در این حالت اگر دیواره گود شروع به ریزش نماید، میلگردهای قرار داده شده در دیواره گود با توده خاک فرو خواهد ریخت. بر این اساس باید میلگردهای قرار داده شده داخل دیواره گود تا پشت ناحیه گسیختگی ادامه داشته باشند تا بتوانند نیروی حاصل از گوه لغزش را به ناحیه مقاوم خاک انتقال دهند.

در موارد متعددی به دلیل عدم استفاده از پانل­های بین پروفیل­های قائم، خاک دیواره ریزش نموده است. جهت بیان اهمیت استفاده از این پانل­ها فرض نمایید که خاک دیواره از نوع خاک ماسه ­ای تمیز باشد در این حالت خاک بین پروفیل­های قائم ریزش می­نماید و پروفیل­های قائم عملکردی از خود نشان نمی­دهند. لذا جهت انتقال فشار خاک به پروفیل قائم لازم است که به وسیله یک عضو رابط فشار خاک بر پروفیل­های قائم وارد شود.

این موضوع در مورد خاک­های رسی نیز صادق است زیرا پایداری خاک­های رسی به شکل موقت بوده و این خاک­ها پس از گذشت یک دوره زمانی عملکردی مانند ماسه ها می­توانند داشته باشند. با این مطالب روشن می­شود که در اجرای صحیح سازه­ های نگهبان بایستی دقت ویژه لحاظ گردد.
خصوصیات روش مهاربندی انکراژ (Anchorage)

روش مهارسازی مشابهت زیادی به روش میخ­کوبی دارد. در این روش بعلت استفاده از خاصیت پس­تنیدگی کابل­ها و مونوبارها، نسبت به روش میخ­کوبی از قابلیت و توانایی بیش­تری در مهار نیروی رانش برخوردار است. البته هزینه­ های اجرایی آن نیز بیش­تر است. از روش مهارسازی برای تامین پایداری گودهای با عمق بیش­تر نسبت به حالت میخ­کوبی استفاده می­گردد.

مزایا روش مهار سازی انکراژ

کنترل تغییر مکان­ها به وسیله پس تنیدگی.
ایمنی بیشتر.
کنترل کیفی بهتر به دلیل کشش انکرها.
معایب روش مهار سازی انکراژ

نیاز به تجهیزات و ابزار پیشرفته.
عدم کارایی در خاک­های مساله دار (حفرات زیر زمینی،چاه،انبار و…).
به دلیل ضرورت اجرای عملیات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زیادی نیاز دارد البته این امر ممکن است در پروژه های بزرگ مطرح نباشد بلکه بر عکس ممکن است زمان کلی اجرای کار نیز، به ویژه با مدیریت صحیح، کاهش یابد.
هزینه اجرای عملیات به دلیل تکنولوژی پیشرفته­ تر، در مقایسه با روش­های ساده ­تر بیشتر است، ولی در پروژه های بزرگ و در احجام زیاد ممکن است این امر مطرح نباشد و برعکس هزینه کلی کار کاهش یابد.

ویدئو عملیات پایدارسازی به روش انکراژ

منبع: شرکت ژئوتکنیک زیگورات