مقاله تحلیلی: دیوارهای حائل- انواع و ملاحظات طراحی

دیوار حائل سازه‌ای است که به‌منظور مقاومت در برابر فشار جانبی خاک طراحی و ساخته می‌شود. فشار جانبی علاوه بر خاک براثر فشار مایع، خاک‌ریزی، ماسه یا دیگر مصالح که پس از ساخت دیوار حائل در پشت آن ریخته می‌شوند، ایجاد می‌شود. این دیوارها معمولاً در ساخت جاده‌ها، سدهایی با مصالح بنایی، تکیه‌گاه‌ها و دیوارهای جانبی پل‌ها و غیره استفاده می‌شوند. نوع مصالحی که برای ساخت دیوار استفاده می‌شوند به شرایط سایت، نوع مصالحی که باید دیوار حائل را برای محافظت از آن‌ها ساخت و نیز ارتفاع دیواری که باید ساخته شود، بستگی دارد.

کاربرد اصلی دیوار حائل حفظ شرایط خاک در موقعیت اصلی و جلوگیری از مسائل مربوط به پایداری مانند واژگونی، لغزش یا گسیختگی است. سطح آب‌های زیرزمینی، خاک‌ریز و سربار از عوامل کلیدی در طراحی دیوار حائل هستند. زمانی که فشار خاک بسیار بالا باشد ممکن است مشکلاتی رخ دهد که نهایتاً دیوار دچار کج شدگی می‌شود. اساساً دیوارهای حائل به چهار نوع زیر تقسیم‌بندی می‌شوند.

دیوار حائل وزنی

نوعی از دیوار حائل که پایداری آن تنها به وزن آن وابسته است دیوار حائل ثقلی نامیده می‌شود. این دیوار حائل حجیم است. در زمان طراحی این نوع دیوار حائل نیروهای لغزش، باربری و واژگونی باید لحاظ شده و مورد آزمایش قرار گیرند. این دیوارها بیشتر در سدها یا آب‌بندهای ساده دیده می‌شوند.

دیوار حائل شمعی

در این نوع دیوار حائل، شمع‌ها تا عمق مشخصی در داخل خاک حفاری می‌شوند و بنابراین بالاترین نیروی آن‌ها که باعث واژگونی دیوار می‌شود به سمت خاک بازگردانده شود. شمع‌ها برای خنثی ساختن این نیرو از نیرویی خلاف جهت استفاده می‌کنند و با این کار از کج شدگی شمع جلوگیری می‌شود. این نوع دیوار به‌عنوان دیوارهای شمعی در عملیات موقت یا دائم استفاده می‌شود. ازآنجاکه این دیوار سختی بالایی دارد تا اعماق خاک‌برداری زیاد و تقریباً بدون هیچ آسیبی به سازه‌ها یا ویژگی‌های پیرامونی جوابگو خواهد بود.

دیوارهای حائل طره‌ای

این دیوارها از بتن مسلح ساخته می‌شوند. این نوع دیوار از یک بدنه اصلی لاغر و دال کف تشکیل می‌شود. کف دیوار حائل به دو قسمت به نام پنجه و پاشنه تقسیم می‌شود. پاشنه بخشی از کف است که زیر خاک‌ریز قرار می‌گیرد. این دیوار بتن بسیار کمتری نسبت به دیگر دیوارهای حائل دارد اما نیاز به ساخت و طراحی دقیق دارد. معمولاً ارتفاع این نوع دیوار تا 25 فوت اقتصادی است و این نوع دیوارها می‌توانند به‌صورت پیش‌ساخته در کارخانه یا در محل ساخته شوند.

 دیوارهای حائل مهارشده

در دیوارهای حائل بلند، میله‌ها یا سیم‌های کابلی عمیق در جهت جانبی تا اعماق خاک رانده می‌شوند سپس انتهای آن‌ها با بتن پر می‌شود تا مهار شوند. این دیوارها زمانی کاربرد دارند که دیوار حائل باریک‌تری لازم بوده یا اینکه فضا برای نصب انواع دیگر دیوارهای حائل کافی نیست. این سیستم‌ها برای خاک‌های سستی که بر روی لایه سنگی قرار دارند بسیار کارآمد است. دیوارهای حائل مهارشده معمولاً در ساخت بزرگراه‌ها استفاده می‌شوند که با به‌کارگیری آن‌ها از سقوط تصادفی سنگ‌ها به داخل جاده جلوگیری می‌شود.

شرایط پایداری دیوارهای حائل

در طراحی و ساخت دیوار حائل الزامات زیر باید رعایت شوند:

• دیوار باید ازنظر سازه‌ای قادر به تحمل فشار وارد بر آن باشد.
• دیوار باید ابعاد مناسبی داشته باشد به‌نحوی‌که براثر فشار جانبی دچار واژگونی نشود.
• دیوار باید نسبت به لغزش ایمن باشد بدین معنی که نباید براثر فشار جانبی جابجایی لغزشی داشته باشد.
• وزن دیوار به همراه نیروی حاصل از فشار زمین که بر آن اعمال می‌شود نباید باعث ایجاد تنش بیشتر از ظرفیت باربری ایمن خاک در فونداسیون شود.
• جلوگیری از انباشت آب در پشت دیوار حائل مهم است. مصالح پشت‌بند باید از طریق تأمین حفره‌های زهکشی به‌طور مناسبی زهکشی شوند.
• برای دیوارهای حائل بنایی طویل باید درزهای انبساط با فواصل 6 تا 9 متری در نظر گرفت.
• باید برای کاهش فشار آب حفره‌های زهکش در نظر گرفت.

بارهای وارد بر دیوارهای حائل

بارهای اصلی وارد بر دیوارهای حائل عبارت‌اند از:

• وزن خود دیوار حائل
• فشار قائم خاک (وارد بر پنجه و پاشنه دیوار حائل)
• فشار جانبی خاک (فشار فعال، غیرفعال یا فشار سکون)
• بار زنده قائم
• سربار زنده افقی
• فشار افقی آب
• آپلیفت براثر سطح آب زیرزمینی

منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.