روش های جلوگیری از ریزش خاک

علت ریزش خاک چیست؟

ریزش خاک و دیواره‌ گود های عمیق یکی از جدی‌ ترین خطرات در پروژه‌ های عمرانی و ساختمانی است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که پایداری خاک به دلیل عوامل مختلفی مانند فشار آب زیرزمینی، بارگذاری بیش از حد، نوع خاک، یا لرزش‌های زمین به هم بخورد.

پیامدهای این مشکل می‌تواند شامل فروریختن دیواره‌های گود، خسارات جدی به سازه‌ها و تهدید ایمنی کارگران باشد. به همین دلیل، شناخت علت ریزش خاک و استفاده از روش‌های پایدارسازی اهمیت بسیار بالایی دارد.

برای جلوگیری از ریزش خاک، باید از روش‌های مهندسی مانند نیلینگ، انکراژ، دیوار دیافراگمی، شمع‌کوبی و سایر روش‌های تثبیت خاک استفاده شود تا دیواره‌های گود مقاوم‌سازی شده و خطرات احتمالی کاهش یابد.

دلایل اصلی ریزش خاک

1. فشار آب زیرزمینی (Hydrostatic Pressure): بالا بودن سطح آب زیرزمینی باعث کاهش مقاومت برشی خاک و افزایش احتمال ریزش می‌شود.
2. نوع خاک: خاک‌های سست، ماسه‌ای و ریزدانه، پایداری کمتری نسبت به خاک‌های متراکم یا رسی دارند.
3. بارگذاری بیش از حد: قرارگیری بار سنگین در نزدیکی لبه گود می‌تواند تعادل خاک را به هم بزند.
4. لرزش‌های زمین: زلزله یا ارتعاش ناشی از ماشین‌آلات سنگین از عوامل تشدیدکننده ریزش خاک است.
5. شیب نامناسب گودبرداری: در گودهای بدون سیستم نگهدارنده، شیب غیراصولی به سرعت موجب فروریزش می‌شود.

روش‌های جلوگیری از ریزش خاک

برای ایمن‌سازی گودهای عمیق، روش‌ های مختلفی وجود دارد که بر اساس عمق گود، نوع خاک، سطح آب زیرزمینی و شرایط محیطی انتخاب می‌شوند.

۱. نیلینگ یا میخ‌کوبی دیواره (Soil Nailing)

• نصب میله‌های فولادی در دیواره گود به صورت افقی یا مایل.
• تزریق دوغاب سیمان یا بتن برای تثبیت نیل‌ها.
• اجرای شاتکریت روی سطح دیواره برای یکپارچگی.
• کاربرد: مناسب برای گودهای نیمه‌عمیق و عمیق در محیط‌های شهری.

۲. شمع‌کوبی (Piling)

• کوبیدن شمع‌های بتنی یا فلزی در فواصل مشخص در دیواره گود.
• امکان اجرای دیوار شمعی پیوسته برای گودهای بسیار عمیق.
• مزیت: مقاومت بالا و قابلیت اجرا در خاک‌های سست.

۳. پشت‌بند خاکی (Soil Buttress)

• ایجاد توده خاک متراکم در پشت دیواره.
• اجرای سریع و هزینه کمتر نسبت به سایر روش‌ها.
• کاربرد: گودهای کم‌عمق یا موقت.

۴. دیوار دیافراگمی (Diaphragm Wall)

• حفاری شکاف عمیق در دیواره گود و پر کردن آن با بتن مسلح.
• مقاومت بالا در برابر فشار جانبی خاک و آب زیرزمینی.
• کاربرد: گودهای عمیق و پروژه‌های حساس در مجاورت ساختمان‌ها.

۵. پشت‌بند خرپایی (Bracing with Truss)

• نصب سازه‌های خرپایی فلزی یا چوبی برای مهار دیواره.
• مناسب برای گودهایی که فضای کافی برای اجرای خرپا وجود دارد.
• مزیت: امکان نصب و جمع‌آوری سریع.

۶. سپرکوبی (Sheet Piling)

• کوبیدن صفحات فولادی یا بتنی به‌صورت عمودی در اطراف گود.
• اتصال صفحات برای ایجاد یک دیوار مقاوم و پیوسته.
• کاربرد: گودهای عمیق و مناطق با سطح آب زیرزمینی بالا.

روش نیلینگ

نیلینگ یا میخ‌کوبی به روشی گفته می‌شود که در آن میله‌های فولادی (نیل‌ها) در دیواره گود قرار داده می‌شوند تا از ریزش خاک جلوگیری شود.

میله‌های فولادی به صورت افقی یا با زاویه‌ای مناسب در دیواره گود نصب می‌شوند. این میله‌ها سپس با تزریق بتن در جای خود تثبیت می‌شوند. سطح دیواره نیز با لایه‌ای از بتن (شاتکریت) پوشانده می‌شود.

روش شمع کوبی

شمع‌کوبی یکی از روش‌های موثر برای جلوگیری از ریزش خاک است که شامل قرار دادن شمع‌های بتنی یا فلزی در خاک می‌شود.

در این روش، شمع‌ها در فواصل معین در دیواره گود کوبیده می‌شوند و به عنوان یک پشتیبان برای جلوگیری از ریزش خاک عمل می‌کنند. این شمع‌ها می‌توانند به شکل منفرد یا به صورت دیوار شمعی اجرا شوند.

روش اجرای پشت‌بند خاکی

پشت‌بند خاکی یک توده از خاک متراکم است که برای پشتیبانی از دیواره‌های گود و جلوگیری از ریزش خاک استفاده می‌شود.

ایجاد یک توده خاک متراکم در پشت دیواره گود به عنوان یک پشت‌بند. این روش با استفاده از خاک‌های مناسب و تراکم آن‌ها انجام می‌شود.

روش دیوار دیافراگمی

دیوار دیافراگمی یک سازه نگهبان زیرزمینی است که به منظور جلوگیری از ریزش خاک در گودهای عمیق ساخته می‌شود.

ابتدا یک شکاف در دیواره گود حفاری می‌شود، سپس این شکاف با استفاده از بتن مسلح پر می‌شود تا دیوار دیافراگمی تشکیل شود. این دیوار ممکن است به عنوان بخشی از سازه نهایی نیز باقی بماند.

از مزایای این روش پایدارسازی می توان به کارایی بالا در شرایط آب زیرزمینی و جلوگیری از نفوذ آب اشاره کرد.

روش پشت‌بند با خرپا

پشت‌بند خرپایی از سازه‌های فلزی یا چوبی به شکل خرپا (Truss) برای تقویت دیواره‌های گود استفاده می‌کند.

نصب خرپاهای فلزی یا چوبی در دیواره گود که به عنوان پشت‌بند عمل می‌کنند. این خرپاها می‌توانند به شکل موقت یا دائمی نصب شوند. این روش بیشتر مناسب گود هایی با فضا نسبتا زیاد می باشد. علاوه بر این، اجرای سریع، امکان تنظیم و تعویض خرپاها از مزایای این روش است.

حفاظت از خاک با سپرکوبی

سپرکوبی به روشی گفته می‌شود که در آن صفحات فلزی یا بتنی به صورت عمودی در اطراف گود کوبیده می‌شوند تا خاک را مهار کنند.

صفحات فلزی یا بتنی به صورت عمودی در دیواره گود کوبیده می‌شوند و به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک دیوار مستحکم و پیوسته ایجاد کنند. این روش به ویژه در گودهای عمیق کاربرد دارد. این روش مناسب برای گودهای عمیق، امکان استفاده در نزدیکی سازه‌های حساس می باشد.

بهترین روش جلوگیری از ریزش خاک

روش‌های مختلفی برای جلوگیری از ریزش خاک وجود دارد که هر کدام برای شرایط خاصی مناسب است. نیلینگ و انکراژ برای گودهای نیمه‌عمیق و عمیق مناسب هستند، در حالی که دیوار دیافراگمی و شمع‌کوبی برای گودهای بسیار عمیق و حساس به کار می‌روند.

روش‌های ساده‌تری مانند اجرای پشت‌بند خاکی و حفاظت با سپرکوبی نیز برای گودهای کم‌عمق و در مناطقی با محدودیت فضا مناسب هستند. انتخاب روش مناسب باید بر اساس شرایط محلی، نوع خاک و عمق گودبرداری انجام شود.

جمع‌بندی

ریزش خاک در گودبرداری می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری ایجاد کند. برای جلوگیری از این مشکل، استفاده از روش‌های مهندسی پایدارسازی مانند نیلینگ، شمع‌کوبی و دیوار دیافراگمی ضروری است.

انتخاب روش به شرایط زمین‌شناسی و نیاز پروژه بستگی دارد و باید توسط متخصصان ژئوتکنیک بررسی شود.