نیلینگ چیست ؟ تفاوت نیلینگ و انکراژ

نیلینگ چیست ؟ نیلینگ یا میخکوبی به عنوان یک روش نوین در مهندسی ژئوتکنیک بر پایه تعامل بین عناصر تقویتی و توده خاک یا سنگ عمل می‌کند. این روش، با استفاده از میلگردهای فولادی که به‌صورت افقی یا با زاویه‌ای خاص در توده خاک یا سنگ نصب می‌شوند، پایداری و یکپارچگی دیواره‌های حفاری‌شده یا شیب‌ها را تأمین می‌کند.با سایر روش های گودبرداری و مقاوم سازی چه تفاوتی دارد ؟ چه محدودیت ها و چه مزایایی دارد ؟ نیلینگ را میتوان یکی از رایج ترین روش های پایداری سازی گود دانست. صرفه ی اقتصادی ، امکان اجرای سریع و کارآمدی در صورت اجرای اصولی باعث شده است که نیلینگ به یکی از روش‌های متداول در مهندسی ژئوتکنیک و پایدارسازی دیواره‌های گودبرداری تبدیل شود که به وسیله آن، پایداری دیواره‌ها افزایش می‌یابد و خطر ریزش کاهش پیدا می‌کند. با توجه به اهمیت این روش در پروژه‌های عمرانی و نیاز به آگاهی دقیق از جزئیات آن، لازم است بدانید روش های اجرای نیلینگ چیست ؟ مزایا و معایب این روش را بشناسید و با تفاوت نیلینگ و انکراژ آشنا شوید.

ویژگی	نیلینگ خاک (Soil Nailing)	انکراژ (Ground Anchors)
وظیفه	پایداری شیب‌ها و سازه‌های نگهدارنده با تقویت خاک	انتقال بار از ناحیه ناپایدار به توده خاک یا سنگ پایدارتر
روش نصب	نصب نیل‌ها در سوراخ‌های پیش‌حفاری شده و گروت کردن یا فشردن به زمین	نصب انکرها و سپس اعمال تنش برای تأمین ظرفیت باربری
نوع المان	المان‌های غیرفعال (نیل‌ها تحت تنش نصب نمی‌شوند)	المان‌های فعال (انکرها پس از نصب تنش‌دهی می‌شوند)
کاربردها	پایداری شیب‌ها، دیوارهای حائل، ورودی تونل‌ها، کاهش خطر رانش زمین	پشتیبانی از حفاری‌های عمیق، نگهداری دیوارهای حائل بزرگ، سازه‌های دریایی
زمان باربری	پس از حرکت خاک و فعال شدن نیل‌ها	فوراً پس از تنش‌دهی انکرها
مناسب برای محیط‌های شهری	بله، به دلیل فضای کاری محدود	کمتر، به دلیل نیاز به فضای بیشتر و تجهیزات سنگین‌تر

نیلینگ چیست ؟

نیلینگ با بهره‌گیری از اصل مقاومت داخلی و لنگر انداختن، توده خاک یا سنگ را تثبیت می‌کند. میلگردها به عنوان عناصر تقویتی در خاک، نیروی کششی ایجاد می‌کنند که مانع از گسیختگی و لغزش توده می‌شود. این نیرو از طریق اصطکاک بین سطح میلگرد و محیط اطراف و همچنین توسط دوغاب تزریق‌شده در حفره‌ها انتقال می‌یابد.در جدول زیر روش نیلینگ با سایر روش ها مقایسه شده است. پیش انتخاب روش مناسب پایدار سازی در گودبرداری ها لازم است بدانید در مقایسه با سایر روش ها نقاط ضعف و قدرت نیلینگ چیست ؟ چه مراحل اجرایی دارد و  

• سرعت اجرا: نیلینگ به‌دلیل نیاز به تجهیزات کمتر و فرآیند سریع‌تر، معمولاً از سرعت اجرای بالاتری نسبت به سایر روش‌ها برخوردار است.
• هزینه: نیلینگ به‌طور کلی هزینه کمتری نسبت به انکراژ، دیوارهای نگهبان، و شمع‌گذاری دارد. هزینه انکراژ و شمع‌گذاری به‌دلیل استفاده از تجهیزات پیشرفته و پیچیدگی‌های بیشتر، بالاتر است.
• پیچیدگی اجرا: اجرای نیلینگ نیاز به تخصص متوسطی دارد، در حالی که انکراژ و شمع‌گذاری به تخصص و تجهیزات پیشرفته‌تری نیاز دارند.
• ظرفیت باربری: شمع‌گذاری و انکراژ به‌دلیل استفاده از مصالح سنگین و سیستم‌های پیش‌تنیده، ظرفیت باربری بالاتری دارند. نیلینگ به دلیل استفاده از میخ‌های کوچک‌تر، ظرفیت باربری کمتری دارد.
• مناسب‌ترین شرایط خاک: نیلینگ در خاک‌های چسبنده و نیمه‌سفت به خوبی عمل می‌کند، در حالی که انکراژ و شمع‌گذاری برای خاک‌های سست و غیرچسبنده مناسب‌تر هستند.
• قابلیت اجرا در فضای محدود: نیلینگ به دلیل نیاز به فضای کمتر و تجهیزات ساده‌تر، در فضاهای محدود شهری بهتر عمل می‌کند. سایر روش‌ها به فضای بیشتری نیاز دارند.
• کاربردهای معمول: نیلینگ بیشتر در پروژه‌های ساختمانی شهری استفاده می‌شود، در حالی که انکراژ و شمع‌گذاری برای پروژه‌های بزرگ و سنگین‌تر مانند سدسازی و پل‌ها مناسب‌تر هستند.
• مناسب برای شرایط آب زیرزمینی: شمع‌گذاری و انکراژ بهتر از نیلینگ با شرایط آب زیرزمینی بالا سازگار هستند و می‌توانند مقاومت بهتری در این شرایط ارائه دهند.
• مقاومت و ماندگاری: انکراژ و شمع‌گذاری به‌دلیل طراحی و مصالح به کار رفته، مقاومت و ماندگاری بیشتری نسبت به نیلینگ دارند. دیوارهای نگهبان نیز دارای ماندگاری بالا هستند.
• نیاز به نگهداری: نیلینگ ممکن است نیاز به نگهداری بیشتری داشته باشد، در حالی که انکراژ، دیوارهای نگهبان و شمع‌گذاری معمولاً نگهداری کمتری نیاز دارند.

معیار مقایسه	نیلینگ (Nailing)	انکراژ (Anchorage)	دیوارهای نگهبان (Retaining Walls)	شمع‌گذاری (Piling)
سرعت اجرا	بالا	متوسط	پایین	پایین
هزینه	پایین	متوسط به بالا	بالا	بسیار بالا
پیچیدگی اجرا	متوسط	بالا	متوسط	بالا
ظرفیت باربری	متوسط	بالا	بسیار بالا	بسیار بالا
تجهیزات مورد نیاز	ساده	پیشرفته	پیشرفته	بسیار پیشرفته
مناسب‌ترین شرایط خاک	خاک‌های سفت، نیمه‌سفت و سنگ‌های هوازده	خاک‌های سست، سطح آب زیرزمینی بالا	خاک‌های پایدار، مناطق با فضای کافی	خاک‌های سست و غیرچسبنده
قابلیت اجرا در فضای محدود	بالا	متوسط	پایین	پایین
کاربردهای معمول	پروژه‌های ساختمانی شهری، گودبرداری متوسط	سدسازی، تونل‌سازی، دیوارهای حائل بزرگ	پروژه‌های بلندمدت، سازه‌های دائمی	پروژه‌های سنگین با بارگذاری بالا
مناسب برای شرایط آب زیرزمینی	پایین تا متوسط	بالا	متوسط	بسیار بالا
مقاومت و ماندگاری	متوسط	بسیار بالا	بسیار بالا	بسیار بالا
نیاز به نگهداری	متوسط	پایین	پایین	پایین

تفاوت نیلینگ و انکراژ

نیلینگ و انکراژ هر دو روش‌هایی برای پایدارسازی دیواره‌های گودبرداری و سازه‌های خاکی هستند، اما تفاوت‌های مهمی در روش اجرا، کاربردها و مزایا و معایب آنها وجود دارد. در ادامه به تفاوت‌های اصلی این دو روش می‌پردازیم:

تفاوت نیلینگ و انکراژ چیست ؟

• نیلینگ (Nailing):
  نیلینگ به معنای نصب میخ‌های فولادی (میلگردهای مسلح) در دیواره‌های گودبرداری است. این میخ‌ها به‌صورت افقی یا با زاویه‌ای کم به داخل دیواره خاکی نصب می‌شوند و سپس با دوغاب سیمان تثبیت می‌گردند. پس از نصب میخ‌ها، یک لایه شاتکریت (بتن پاششی) روی دیواره اجرا می‌شود تا پایداری دیواره افزایش یابد. نیلینگ به‌طور پیوسته در طول پیشرفت حفاری اجرا می‌شود.
• انکراژ (Anchorage):
  انکراژ یا سیستم مهار، شامل استفاده از کابل‌ها یا میله‌های فولادی پیش‌تنیده است که به داخل خاک یا سنگ رانده شده و سپس به یک سیستم نگهدارنده متصل می‌شوند. این کابل‌ها یا میله‌ها به‌طور معمول پس از حفاری، با یک دستگاه مخصوص کشیده شده و در داخل خاک تثبیت می‌شوند. انکراژها معمولاً در انتهای خود دارای یک صفحه نگهدارنده هستند که بار را به طور یکنواخت به خاک منتقل می‌کند.

مقایسه کاربرد نیلینگ و انکراژ

• کاربرد نیلینگ:
  نیلینگ بیشتر در پروژه‌های گودبرداری شهری که فضا محدود است و نیاز به پایداری فوری دیواره‌های گودبرداری وجود دارد، استفاده می‌شود. این روش در خاک‌های سفت و نیمه‌سفت عملکرد خوبی دارد و برای گودبرداری‌های با عمق متوسط تا زیاد مناسب است.
• کاربرد انکراژ:
  انکراژ بیشتر در پروژه‌هایی با نیاز به مهار نیروهای بزرگ‌تر و دیواره‌های بلندتر به کار می‌رود. این روش معمولاً در پروژه‌های عظیم مانند سدسازی، دیوارهای حائل بزرگ، و تونل‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. انکراژ همچنین در خاک‌های ضعیف و شرایطی که نیاز به تقویت بیشتری وجود دارد، به‌کار می‌رود.

مقایسه مقاومت نیلینگ و انکراژ

• نیلینگ:
  نیلینگ مقاومت خوبی در برابر نیروهای برشی و کششی ایجاد می‌کند، اما به‌دلیل قطر کوچک میخ‌ها، ظرفیت باربری کمتری نسبت به انکراژ دارد. نیلینگ بیشتر برای پایدارسازی موقت یا در ترکیب با سایر روش‌ها استفاده می‌شود.
• انکراژ:
  انکراژ به‌دلیل استفاده از کابل‌های فولادی پیش‌تنیده، مقاومت و ظرفیت باربری بالاتری دارد. این روش برای تحمل بارهای بزرگ‌تر و پایداری دائمی سازه‌ها بسیار مناسب است.

مقایسه هزینه و زمان اجرا نیلینگ و انکراژ

• نیلینگ:
  نیلینگ معمولاً هزینه کمتری دارد و به سرعت قابل اجرا است. تجهیزات مورد نیاز برای نیلینگ نسبتاً ساده‌تر و ارزان‌تر هستند، و این روش نیاز به فضای کم دارد.
• انکراژ:
  انکراژ به تجهیزات پیچیده‌تر و هزینه بیشتری نیاز دارد. زمان اجرای انکراژ به‌دلیل فرآیند پیش‌تنیده‌سازی و نیاز به دستگاه‌های مخصوص، بیشتر است. این روش همچنین نیازمند تخصص بالاتری است.

مقایسه شرایط خاک نیلینگ و انکراژ

• نیلینگ:
  نیلینگ در خاک‌های سفت، نیمه‌سفت، و سنگ‌های هوازده عملکرد خوبی دارد. این روش برای خاک‌های با چسبندگی بالا و مقاومت کافی مناسب است.
• انکراژ:
  انکراژ در خاک‌های سست‌تر، یا خاک‌هایی با سطح آب زیرزمینی بالا، عملکرد بهتری دارد. این روش به‌ویژه در خاک‌های غیرچسبنده که نیاز به مهار بیشتری دارند، به کار می‌رود.

مقایسه پایداری نیلینگ و انکراژ

• نیلینگ:
  نیلینگ معمولاً برای پایدارسازی موقت استفاده می‌شود، هرچند که در برخی شرایط می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل دائمی نیز به کار رود. این روش بیشتر در پروژه‌های ساختمانی با نیاز به پایداری سریع دیواره‌ها استفاده می‌شود.
• انکراژ:
  انکراژ بیشتر برای سازه‌های دائمی و بزرگ به کار می‌رود. این روش به دلیل مقاومت و ماندگاری بالاتر، در پروژه‌های بلندمدت و بزرگ مانند سدها و پل‌ها بسیار کاربرد دارد.

معنی نیلینگ چیست ؟

نیل به معنای میخ است و به اجسام نوک نیز فولادی گفته می شود. نیلینگ (Nailing) یک روش تقویت دیواره‌های خاکی است که از طریق نصب میلگردهای فولادی (نیل‌ها) به داخل دیواره و تثبیت آنها با تزریق دوغاب سیمان، دیواره‌ها را پایدار می‌سازد. این میلگردها به وسیله‌ی شاتکریت (بتن پاششی) پوشش داده می‌شوند تا پایداری بیشتری برای سازه فراهم شود.

این روش اغلب در پروژه‌های گودبرداری عمیق، به ویژه در مناطق شهری که فضا محدود است و نمی‌توان از تجهیزات سنگین استفاده کرد، کاربرد دارد. نیلینگ به عنوان یک روش پیشرفته در مهندسی ژئوتکنیک، مزایا و کاربردهای گسترده‌ای دارد که در ادامه به بررسی جزئیات آنها خواهیم پرداخت.

پیشینه‌ی نیلینگ چیست ؟

برای درک بهتر اینکه نیلینگ چیست و چگونه به یکی از روش‌های اصلی پایدارسازی گودبرداری‌ها تبدیل شده است، نگاهی به تاریخچه و تکامل این روش ضروری است. نیلینگ در دهه ۱۹۶۰ میلادی به عنوان یک روش نوین برای پایدارسازی دیواره‌های خاکی در پروژه‌های مهندسی معرفی شد. این روش ابتدا در پروژه‌های کوچک به کار گرفته شد اما به مرور زمان و با بهبود تکنیک‌ها و تجهیزات، به یک استاندارد بین‌المللی تبدیل شد.

در طی سالیان، با پیشرفت فناوری و توسعه مواد و تجهیزات جدید، نیلینگ به یک روش پایدار و موثر برای کنترل ریزش دیواره‌های خاکی تبدیل شد. امروزه، نیلینگ یکی از گزینه‌های اصلی مهندسان برای پایدارسازی گودبرداری‌های عمیق به شمار می‌رود.

مزایای نیلینگ چیست ؟

نیلینگ مزایای زیادی نسبت به سایر روش‌های پایدارسازی دارد که این مزایا باعث شده است تا این روش به یکی از اولین گزینه‌های مهندسان برای تقویت دیواره‌های گودبرداری تبدیل شود. برخی از این مزایا شامل موارد زیر است:

• سرعت و کارایی بالا: نیلینگ به دلیل سرعت بالای اجرا و نیاز به تجهیزات کمتر، در مقایسه با روش‌هایی مانند دیوارهای نگهبان و یا مهارهای پیش‌تنیده بسیار کارآمدتر است.
• هزینه‌های کمتر: در بسیاری از موارد، نیلینگ نسبت به روش‌های سنتی، هزینه کمتری دارد و نیاز به نگهداری کمتری دارد.
• قابلیت اجرا در فضای محدود: نیلینگ به دلیل نیاز به فضای کم، به ویژه در مناطق شهری با محدودیت فضا، بسیار مناسب است.
• انعطاف‌پذیری در انواع خاک: نیلینگ را می‌توان در انواع مختلف خاک‌ها از جمله خاک‌های ریزدانه سفت، ماسه سیلتی و حتی سنگ‌های هوازده استفاده کرد.

معایب و محدودیت‌های نیلینگ چیست ؟

اگرچه نیلینگ مزایای زیادی دارد، اما باید به برخی از معایب و محدودیت‌های آن نیز توجه داشت. این معایب شامل موارد زیر است:

• وابستگی به شرایط خاک: نیلینگ در خاک‌های با سطح آب زیرزمینی بالا یا خاک‌های بسیار سست به طور مؤثر عمل نمی‌کند. در چنین شرایطی ممکن است نیاز به تمهیدات اضافی برای کاهش سطح آب زیرزمینی یا تقویت خاک باشد.
• نیاز به تخصص بالا: اجرای صحیح نیلینگ نیازمند تجربه و دانش فنی بالا است. هرگونه اشتباه در طراحی یا اجرا می‌تواند به ناپایداری دیواره و حتی فاجعه منجر شود.
• هزینه‌های نگهداری: اگرچه هزینه‌های اولیه اجرای نیلینگ ممکن است کمتر باشد، اما هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در طول زمان ممکن است افزایش یابد، به خصوص اگر نیلینگ به درستی اجرا نشده باشد.

مراحل اجرای نیلینگ چیست ؟

برای درک بهتر از اینکه نیلینگ چیست و چگونه انجام می‌شود، بهتر است مراحل اجرای آن را به صورت دقیق بررسی کنیم. این مراحل به شرح زیر است:

حفاری اولیه: در این مرحله، ابتدا باید خاک به عمق حدود ۱ تا ۲ متر برداشته شود تا سطحی مناسب برای اجرای نیلینگ به دست آید.

محاسبه و تعیین عمق و زاویه نیل‌ها: با توجه به نوع خاک و عمق گودبرداری، مهندسان طول، قطر و زاویه نیل‌ها را محاسبه می‌کنند. معمولاً زاویه نصب نیل‌ها بین ۱۰ تا ۲۰ درجه از افق انتخاب می‌شود.

حفاری محل نیل‌ها: پس از تعیین محل نیل‌ها، حفاری‌های مورد نیاز برای نصب نیل‌ها انجام می‌شود. این حفاری‌ها باید با دقت بالا و بر اساس نقشه‌های طراحی انجام شوند.

نصب نیل‌ها و تزریق دوغاب: پس از حفاری، نیل‌ها (میلگردهای فولادی) در داخل حفاری‌ها قرار می‌گیرند و دوغاب سیمانی به داخل حفاری‌ها تزریق می‌شود تا نیل‌ها تثبیت و مقاومت دیواره افزایش یابد.

شاتکریت: پس از نصب نیل‌ها و تثبیت آنها، یک لایه از بتن پاششی (شاتکریت) روی دیواره اعمال می‌شود تا دیواره به طور کامل تقویت شود.

نظارت و کنترل کیفیت: در طول اجرای نیلینگ، نظارت مستمر بر کیفیت کار و مانیتورینگ جابجایی‌های دیواره ضروری است تا از اجرای صحیح و پایدار بودن دیواره اطمینان حاصل شود.

بررسی مقایسه‌ای نیلینگ با سایر روش‌ها

نسبت به سایر روش ها مزایا و معایب نیلینگ چیست ؟ برای اینکه بدانیم چرا این روش به یکی از پرکاربردترین روش‌ها تبدیل شده است، مقایسه آن با سایر روش‌های پایدارسازی دیواره‌های گودبرداری ضروری است.

مقایسه نیلینگ با دیوار نگهبان

یکی از روش‌های سنتی برای پایدارسازی دیواره‌ها استفاده از دیوارهای نگهبان است. در حالی که دیوارهای نگهبان از پایداری بالایی برخوردارند، اما هزینه اجرای آنها بسیار بیشتر است و نیاز به فضای بیشتری دارند.

مقایسه نیلینگ با مهارهای پیش تنیده

این روش که شامل استفاده از کابل‌های فولادی پیش‌تنیده برای پایدارسازی دیواره‌ها است، معمولاً در پروژه‌های بزرگ و پیچیده به کار می‌رود. اگرچه این روش دارای مزایای زیادی است، اما نیاز به تجهیزات خاص و هزینه بالاتری نسبت به نیلینگ دارد.

مقایسه نیلینگ به شمع گذاری

یکی دیگر از روش‌های پایدارسازی استفاده از شمع‌گذاری است. این روش معمولاً در پروژه‌هایی با خاک‌های بسیار ناپایدار یا شرایط ژئوتکنیکی خاص استفاده می‌شود. شمع‌گذاری نیز به دلیل نیاز به تجهیزات سنگین و هزینه‌های بالاتر، به اندازه نیلینگ مقرون به صرفه نیست.

شرایط ژئوتکنیکی مناسب برای نیلینگ چیست ؟

برای درک کامل از اینکه نیلینگ چیست و چگونه عمل می‌کند، باید به شرایط ژئوتکنیکی مناسب برای اجرای این روش توجه کنیم. نیلینگ به ویژه در خاک‌های ریزدانه سفت، ماسه سیلتی و سنگ‌های هوازده با سطح سست بسیار مؤثر است. این خاک‌ها به دلیل چسبندگی و مقاومت بالا، امکان تثبیت نیل‌ها را فراهم می‌کنند.

در مقابل، نیلینگ در خاک‌های غیرچسبنده سست یا خاک‌هایی با سطح آب زیرزمینی بالا ممکن است کارایی کمتری داشته باشد. در چنین شرایطی، تمهیدات خاصی برای کاهش سطح آب زیرزمینی و تقویت خاک لازم است تا نیلینگ به طور مؤثر اجرا شود.

شناخت پروژه های معروف اجرای نیلینگ

برای درک بهتر “نیلینگ چیست” و چگونه در پروژه‌های واقعی به کار می‌رود، بررسی چند مثال از پروژه‌هایی که از این روش استفاده کرده‌اند، می‌تواند مفید باشد:

• پروژه متروی تهران: در این پروژه عظیم، از نیلینگ برای پایدارسازی دیواره‌های ایستگاه‌های زیرزمینی استفاده شد. به دلیل فضای محدود و نیاز به اجرای سریع، نیلینگ بهترین گزینه برای این پروژه بود.
• پروژه گودبرداری در شمال تهران: در این پروژه که شامل گودبرداری عمیق برای ساخت یک مجتمع مسکونی بود، از نیلینگ برای تثبیت دیواره‌های گودبرداری استفاده شد. این روش باعث شد تا خطر ریزش دیواره‌ها به طور قابل توجهی کاهش یابد.

نکات کلیدی در طراحی و اجرای نیلینگ

برای اطمینان از اجرای موفق نیلینگ، توجه به نکات کلیدی در طراحی و اجرا ضروری است:

محاسبات دقیق: طراحی نیلینگ باید بر اساس محاسبات دقیق و با توجه به شرایط ژئوتکنیکی محل انجام شود. هرگونه اشتباه در این مرحله می‌تواند به ناپایداری دیواره منجر شود.

استفاده از مصالح با کیفیت: کیفیت نیل‌ها و دوغاب سیمان بسیار مهم است. استفاده از مصالح نامرغوب می‌تواند کارایی نیلینگ را به شدت کاهش دهد.

نظارت مستمر: در طول اجرای نیلینگ، نظارت مستمر بر کیفیت کار و مانیتورینگ جابجایی‌های دیواره ضروری است.

نیلینگ یکی از روش‌های اصلی و مؤثر برای پایدارسازی دیواره‌های گودبرداری است که به ویژه در مناطق شهری با فضای محدود بسیار کاربردی است. با توجه به مزایا و معایب این روش، استفاده از نیلینگ در پروژه‌های مختلف می‌تواند به کاهش خطرات ناشی از گودبرداری‌های عمیق کمک کند. با این حال، برای اجرای موفق نیلینگ، نیاز به طراحی دقیق، استفاده از مصالح با کیفیت و نظارت مستمر بر پروژه است.