گودبرداری به روش انکراژ

انکرها المان های پیش تنیده شده ای هستند که با انتقال نیروی کششی خود به زمین موجب پایداری محلی که در آن نصب شده اند می گردند. انکراژ یکی از رایج ترین و پرکاربردترین روش های پایدارسازی در عملیات گودبرداری می باشد. امروزه از روش انکراژ به صورت روز افزون به منظور پایدارسازی دیواره های گود در مناطق شهری استفاده می شود. به دلیل مکانیزم عملکرد انکراژ به آن روش دوخت به پشت نیز گفته می شود. روش انکراژ از نظر اجرایی بسیار مشابه با روش نیلینگ می باشد.

 

 
انکراژ

 

تنها تفاوت در نیروی پیش تنیدگی است. این نیروی پیش تنیدگی موجب می گردد که نیروی بزرگی پیش از حرکت توده خاک وجود داشته باشد که کاهش قابل توجه تغییر شکل ها را سبب می گردد. این ویژگی از روش انکراژ سبب شده تا نسبت به روش نیلینگ توانایی بیشتری در مهار نیروی رانش داشته باشد. از نکات قابل توجه در این روش میزان کشش اولیه استرند است. این میزان نباید بیش از ۶۰ درصد ظرفیت کششی این اعضا باشد. از نکات دیگری که باید بدان توجه نمود عدم قرارگیری میلگرد ها درون گوه گسیختگی می باشد. زیرا در غیر این صورت میلگرد کاربری نداشته و دیواره گود به همراه میلگردها ریزش می نماید. در واقع می توان گفت به منظور عملکرد صحیح میلگردها، این اعضا باید تا پشت ناحیه گسیختگی ادامه یابند.

 

انواع انکراژ

به طور کلی چهار نوع سیستم انکراژ وجود دارد:

• انکراژ با شفت مستقیم و دوغاب ریزی ثقلی (نوع A)
• انکراژ با شفت مستقیم و تزریق دوغاب با فشار (نوع B)
• انکراژ های پس تزریق (نوع C)
• انکراژ نوک پهن (نوع D)

از انکراژهای نوع (A) اغلب در سنگ ها و یا خاک های چسبنده سخت تا بسیار سخت استفاده می گردد. دوغاب ریزی در این نوع از انکراژ به صورت ثقلی و با لوله های ترمی انجام می شود. انکراژ نوع (B) اغلب در خاک های دانه ای درشت، خاک ریزدانه غیر چسبنده و سنگ های پوک مورد استفاده قرار می گیرد. در روش انکراژ نوع (C) به منظور افزایش حجم ناحیه تزریق شده، پس از تزریق به روش ثقلی دوغاب در چند مرحله با فشار تزریق می شود که هر یک از این مراحل یک تا دو روز به طول می انجامد. در روش انکراژ نوع (C) ضخامت دوغاب در بخش انتهایی به صورت موضعی افزایش داده شده و غالبا در خاک های چسبنده سخت تا سفت استفاده می گردد. از این میان انکراژ نوک پهن (نوع D) کمتر از سایر انواع انکراژ متدوال می باشد.

 

 
انواع انکراژ

 

اجزای اصلی سیستم انکراژ

یک سیستم انکراژ از اجزای مختلفی تشکیل شده است که مهمترین آنها به شرح زیر می باشد:

 

 
اجزای سیستم انکراژ

 

استرند یا میلگرد

استرندها کابل های تنیده شده با مفتول های فولادی مقاوم می باشند. گاهی نیز به جای استرند از میلگرد استفاده می شود. انتخاب استرند یا میلگرد در اجرای انکراژ وابسته به نوع خاک پروژه و نظر طراح می باشد.

فاصله نگهدار (اسپیسر)

اسپیسرها در طول استرند و با فاصله مشخصی به منظور دسته کردن، ثابت نگه داشتن و نیز رعایت حداقل فاصله مجاز بین رشته های استرند، نصب می شوند. اسپیسرها علاوه بر دارا بودن مقاومت در برابر خوردگی نباید مانع مسیر جریان دوغاب گردند.

شلنگ تزریق

شلنگ های تزریق باید دارای طولی حداقل برابر با طول مهار باشند و از آنها برای تزریق دوغاب استفاده می شود. 

پکر

از پکر به منظور تزریق تحت فشار استفاده می شود. این وسیله باید آب بند بوده و دارای مقاومت کافی در برابر فشار وارده باشد.

غلاف استرند

غلاف های استرند در طول آزاد مهار و به منظور پیشگیری از چسبیدن دوغاب به استرند و نیز عدم انتقال نیروی مهار به خاک مورد استفاده قرار می گیرند.

سر انکر

سر انکر به شکل استوانه ای با چند سوراخ مخروطی شکل در قسمت قاعده می باشد. این وسیله که در سر گمانه نصب می شود برای انتقال نیروی کششی از مهار به استرند مورد استفاده قرار می گیرد.

گوه

از گوه به منظور قفل نمودن استرند استفاده می شود. گوه قطعات فولادی تو خالی به شکل مخروط می باشند که در اطراف هر رشته استرند قرار گرفته و در داخل سوراخ سر انکر چفت می شوند. لازم به ذکر است که در صورت استفاده از میلگرد به جای استرند در اجرای انکراژ ، نیاز به برخی از اجزای ذکر شده در بالا نمی باشد.

 

مراحل اجرای انکراژ

اجرای انکراژ به صورت مرحله به مرحله و از بالا به پایین می باشد.

 

مراحل اجرای انکراژ

 

گودبرداری

گودبرداری تا عمقی که خاک بتواند بدون استفاده از سازه نگهبان حداقل ۲۴ تا ۴۸ ساعت پایدار بماند انجام می گردد. این عمق غالبا بین ۱ تا ۲ متر می باشد. عمق خاکبرداری به عواملی همچون مقاومت برشی، ظرفیت باربری و جنس خاک، میزان سربار متغیر و نیز میزان نفوذ آب های سطحی وابسته است. عرض گودبرداری نیز باید با توجه به تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز حفر گردد، به گونه ای که امکان کار و جا به جایی به راحتی فراهم گردد. 

حفاری

پس از مرحله گودبرداری، در مکان های از پیش تعیین شده توسط نقشه های اجرایی، حفاری به صورت خشک و با کمک هوای فشرده انجام می گیرد. نوع حفاری می تواند دورانی (Rotary) و یا دورانی-ضربه ای (Rotary-Percussion) باشد. شیب چاله ها نسبت به افق غالبا در حدود ۱۰ تا ۱۵ درجه، قطر آنها ۱۰ تا ۱۵ سانتی متر و طول چاله ها ۵ تا ۱۵ متر می باشد. یکی از نکات قابل توجه در این مرحله، بررسی ساختمان های مجاور از نظر امکان ورود مهارها به زیرزمین، چاه فاضلاب و ... ساختمان کناری می باشد.

قرار دادن تاندون (آرماتور یا استرند)

در این مرحله تاندون ها در درون گمانه های حفاری شده قرار داده می شوند. در صورت استفاده از آرماتور ممکن است قسمتی از آرماتور جاگذاری شده نیاز به تزریق دوغاب نداشته باشد. در این صورت این قسمت با استفاده از یک غلاف پلاستیکی پوشانده شده و با چسب مخصوص و اسفنج آب بندی می شود. استرند ها کابل تنیده شده از چند رشته مفتول فولادی هستند. از آنجایی که تنش تسلیم کابل های مهاری بیشتر از میلگردها بوده و از نظر طولی نیز دارای محدودیت نمی باشند، غالبا استفاده از آنها در روش انکراژ رایج تر است. استرندها می توانند به صورت یک شاخه یا چند شاخه مورد استفاده قرار گیرند.

تزریق دوغاب

پس از قرار دادن آرماتور یا استرند در گمانه عملیات تزریق دوغاب انجام می شود. دوغاب مصرفی غالبا از نوع سیمان پرتلند می باشد. البته در برخی موارد از مواد افزودنی نیز به منظور بهبود کارایی و جریان پذیری دوغاب استفاده می گردد. برای اجرای دوغاب در ابتدا شلنگ تزریق و شلنگ خروج هوا نصب شده و سپس انکر نصب می گردد. پس از آن عملیات تزریق دوغاب انجام می شود.

کشش تاندون ها

در آخرین مرحله و پس از رسیدن دوغاب به مقاومت مطلوب، صفحات نگهدارنده قرار داده می شوند. سپس مهارها به وسیله جک هیدرولیکی تا رسیدن به کشش نهایی کشیده می شوند. اعمال نیروی پیش تنیدگی حداقل ۷ روز پس از تزریق دوغاب و به منظور کاهش جا به جایی سازه مورد نظر انجام می گردد. این عملیات تا جایی ادامه می یابد که صفحه خاکی داخل گود به طور کامل به خاک پشت خود دوخته شود. 

 

مزایای انکراژ

• تحمل بارهای زیاد در خاک های با شرایط نسبتا ضعیف
• مقاومت در برابر خوردگی
• قابلیت اجرا در فضاهای محدود
• کنترل وضعیت تغییر مکان ها به وسیله پیش تنیدگی
• ایمنی بالاتر نسبت به روش نیلینگ
• کاهش حجم عملیات حفاری و گمانه زنی روی دیواره گود
• تاثیر محیطی کم

 

معایب انکراژ

• نیاز به تجهیزات پیشرفته و بروز
• عدم قابلیت استفاده در خاک هایی با حفرات زیرزمینی، چاه و ...

 

هزینه انکراژ

از آنجایی که در روش انکراژ از تکنولوژی پیشرفته تری نسبت به سایر روش های پایدارسازی استفاده می گردد، درنتیجه غالبا هزینه اجرای این روش بیشتر از سایر روش ها می باشد. اما همیشه این قضیه صادق نیست، به طوری که ممکن است استفاده از این روش در پروژه های بزرگ و با احجام زیاد حتی موجب کاهش هزینه کلی کار گردد.