کوله های خاک مسلح
مقدمه آموزش کوله های خاک مسلح :
سازه های حائل یا نگهدارنده از المانهای ضروری در طراحی هر بزرگراهی میباشند سازه های حائل نه تنها صرفا برای کوله های پلها و دیوارهای برگشتی کاربرد دارند بلکه در تثبیت شیب ها نیز مورد استفاده قرار می گیرند.
Slopes (RSS)
برای سالهای متمادی سازه های حائل تقریبا در ساخت آنها از بتن مسلح استفاده می گردید وبه صورت دیوارهای ثقلی یا کنسولی عمل میکردند و اساسا این نوع از سازه های نگهدارنده جز سازه های صلب تلقی میشوند بنابراین نمی توانند به طور قابل توجهی با نشست های غیریکنواخت سازگار باشند مگر اینکه برروی پی های عمیق استقرار پیدا کنند.
دیوارهای خاک مسلح،سازه های حائل خاکی اقتصادی هستند که میتوانند نشست های به مراتب بالاتری نسبت به دیوارهای بتن مسلح تحمل کنند که در خصوص دیوارهای خاک مسلح با استفاده از المانهای مسلح کششی در خاک میتوان مقاومت خاک را به طور چشم گیری بهبود بخشید.
استفاده از المانهای مسلح کننده در خاک قدمتی چندهزار ساله داشته که نمونه های از آن را میتوان در تمدن بابِل(عراق امروزی) در ساخت زیگورات برای تقویت خاک از حصیرهایی بافته شده از نی به صورت لایه های افقی در بین شن وماسه بکارگیری شده و همچنین در بخش غربی دیوار بزرگ چین که ساخت آن در حدود 300 سال به طول انجامیده است برای جلوگیری از حمله مغولها در ساخت استحکامات خود مشابه رویکردی که در روند ساخت زیگورات ها بود استفاده شده است.
با توجه به استفاده از روند تقویت خاک در تمدنهای باستان شکل امروزی سازه های خاک مسلح که در پلسازی و سازه های حائل مورد استفاده قرار میگیرد اولین بار توسط مهندس فرانسوی Henri Vidal در سال 1960 میلادی مبانی تئوری آن مطرح شد.
امروزه مبانی و مفاهیم سیستم های خاک مسلح در بخش آکادمیک در کشور خودمان بیشتر در گرایشهای ژئوتکنیک در سطوح ارشد و دکتری مطرح بوده و مفاهیم اولیه این سیستم ها که امروزه در صنعت ساخت وساز کشور به وفور در ساخت سازه های حائل(چه در بخش ساختمان به طور مثال شهرکهای مسکونی و چه دربخش حمل نقل ) مورد استفاده قرار می گیرد حتی در دروس اختیاری در سطح کارشناسی نیز دیده نمی شود.
.
مروری کلی المانهای مورد استفاده در سیستم های خاک مسلح
سیستم های خاک مسلح از سه المان اصلی براساس ضوابط آیین نامه ای تشکیل شده اند
- خاک
- مسلح کننده
- نما
خاک : این المان در سیستم خاک مسلح از اهمیت بالایی برخوردار بوده و تا حدودی بخش قابل توجه ای از هزینه ساخت یک دیوار خاک مسلح را در بر میگیرد باتوجه به محدودیت هایی(از قبیل دانه بندی،شاخص خمیری،مشخصات الکتروشیمیایی ،زهکشی مناسب،پایداری و…) در استفاده از نوع خاکی که برای این سیستم توسط آیین نامه مشخص شده و در صورتیکه منابع خاکی با فاصله از محل پروژه باشند ممکن است باعث افزایش هزینه ساخت دیوار خاک مسلح گردد.
مسلح کننده ها:این المانها در بین لایه های خاک قرار گرفته ومقاومت خاک را به طور چشم گیری افزایش میدهند این المانها در آیین نامه ها تقسیم بندی مختلفی برای آنها بکار رفته از قبیل هندسه مسلح کننده ،مکانیسم انتقال تنش ،مصالح بکار رفته در ساخت مسلح کننده و کشسانی یا غیرکشسان بودن
نما: المانهای نما بیشتر باعث دید بصری مناسب و محافظی در برابر عواملی از قبیل هوازدگی و فرسایش میباشد که دارای انواع متداولی از قبیل نما پیش ساخته بتنی،بلوکهای مدولار،شبکه مش،گابیون و… میباشد ودارای نقش جزیی در پایداری سازه می باشد.
علاوه برموارد فوق به عنوان المانهای اصلی المانهای دیگری نیز در عملکرد سیستم خاک مسلح نقش بسزایی داشته از قبیل Leveling Pad ، سیستم زهکشی و…
ضوابط کلی طرح سیستم های خاک مسلح
در طرح یک سیستم خاک مسلح موضوعی که از اهمیت بسزایی برخودار است مشابه سایر دیوارهای حائل مباحث پایداری میباشد این پایداری ها به دوبخش اصلی تقسیم می گردد
- پایداری خارجی
- پایداری داخلی
پایداری خارجی :دراین نوع از پایداری ها سیستم خاک مسلح به شکل به یک توده خاک همگن در نظر گرفته شده و این پایداری مشابه شرایط دیوارهای ثقلی میباشد از قبیل پایداری های لغزش ،واژگونی و …
پایداری داخلی : در این پایداری به بحث مسلح کننده ها بین لایه های خاک پرداخته می شود از قبیل تعیین ضخامت و طول کلی مسلح کننده در این کنترل مشخصات مسلح کننده مورد استفاده در طرح مسلح کننده تاثیر گذار خواهد بود.
حالت های خاص سیستم های خاک مسلح
منظور از حالتهای خاص سیستم های خاک مسلح مرتبط با شرایط هندسی این سیستم ها می باشد که آیین نامه FHWA آنرا باعنوان MSE WALLS WITH COMPLEX GEOMETRIC در نظر گرفته است.
سیستم های خاک مسلح دارای انواع مختلفی از لحاظ هندسی بوده و در این حالات شرایط ، روابط و بارگذاری ها در خصوص این حالتها دستخوش تغییر خواهد شد این حالت ها از قبیل کوله های خاک مسلح ،دیوارهای Back to Back ،دیوارهای پلکانی و…
مبنای این آموزش کوله های پلها همراه با خاک مسلح Bridge abutments with MSE wallsمورد بررسی و آموزش قرار خواهد گرفت، براساس آیین نامه FHWA این نوع از کوله ها به سه دسته مجزا تقسیم بندی شده که شامل:
- احداث نشیمن عرشه برروی خاک مسلح
- احداث شمع برای نشیمن عرشه از داخل سیستم خاک مسلح
- احداث خاک مسلح بعنوان نگهدارنده خاک و استفاده پایه مشابه پایه های میانی پل برای انتقال بار عرشه به زمین در جلو آن
هرکدام از شرایط فوق دارای ویژگی هاو محدودیت هایی میباشند از قبیل میزان بار ،محدودیت طول دهانه ، توزیع نیروهای افقی در عمق در صورت احداث شمع از درون سیستم خاک مسلح ،نشست ،سختی در اجرا و…
در این آموزش حالت سوم بعنوان مبنای آموزش در نظر گرفته شده است
روند آموزش کوله های خاک مسلح
روند آموزش را می توان در دو بخش تقسیم بندی نمود:
- سیستم خاک مسلح (مباحث اجرایی،کنترلی،آیین نامه ها،مباحث تئوری و مثال)
- پایه های کناری( ضوابط آیین نامه ای ،نحوه مدلسازی ،مبانی تئوری طرح ستونها،مبانی تئوری طرح سرستون ،ظرفیت کوله ها ،ارائه مثالی در ادامه مثال در نظر گرفته شده برای سیستم خاک مسلح و در نهایت طرح ستونها و سرستون برای مثال در نظر گرفته شده براساس خروجی نرم افزار)شایان ذکر است مبانی تئوری مطرح شده در این بخش به طور خلاصه در نظر گرفته شده بنابراین در صورت استفاده از این بخش برای توضیحات کاملتر به آموزش طرح لرزه ای پلها مراجعه کنید.
در روند آموزش در جلسات ابتدایی ،مقدماتی در خصوص خاک مسلح از قبیل مفاهیم اولیه ،مشخصات المانهای مورد استفاده در این سیستم ،روند اجرا ،بررسی آیین نامه های مورد استفاده در خصوص خاک مسلح و غیره پرداخته شده و در ادامه به مباحث تئوری در رابطه با سیستم خاک مسلح پرداخته می شود مبانی تئوری ارائه شده برای مسلح کننده های تسمه فلزی و با استفاده المانهای پیش ساخته بتنی نما می باشد در پایان مباحث تئوری مثالی در نظر گرفته می شود و باتوجه به مبانی تئوری ارائه شده به طرح دیوار خاک مسلح می پردازیم.
پس از پایان جلسات در خصوص خاک مسلح در ادامه جلسات توضیحات در خصوص پایه کناری و نحوه مدلسازی در جهات طولی و عرضی پرداخته می شود ضوابط آیین نامه ای در این خصوص تشریح و در ادامه نکات مورد نیاز جهت مدلسازی نرم افزاری شرح داده می شود و در نهایت وارد محیط نرم افزاری شده نکات وضوابط آیین نامه ای که در جلسات قبل ارائه شد بر روی مدل سازه ای در محیط نرم افزار پیاده سازی می گردد،(باتوجه به اینکه این بخش تا حدود بسیار زیادی در برگیرنده مباحث لرزه ای میباشد بنابراین برای درک بهتر مطالب ارائه شده پیش نیاز این قسمت آموزش طرح لرزه ای پلها میباشد) پس از پایان مدلسازی و اعمال ضوابط آیین نامه ای اجزای پایه کناری از قبیل طرح آرماتور های طولی و عرضی ستون و همچنین طراحی سرستون (آرماتورهای فوقانی و تحتانی، آرماتورهای برشی و… )پرداخته می شود.
آموزش کوله های خاک مسلح در 23 جلسه و در حدود 11 ساعت به صورت آموزش تصویری تهیه شده است.
جزییات جلسات به شرح زیر میباشد :
جلسه اول:معرفی سیستم خاک مسلح ،کاربرد ،مزایا و معایب آن در مقایسه با سایر سازه های حائل و انواع این نوع سیستم، در ادامه توضیحاتی در خصوص کوله ها و جزییات مربوط به آن و هزینه اجرا سیستم خاک مسلح در مقایسه با دیگر سازه های حائل صورت گرفته است.
جلسه دوم :این جلسه به نحوه کارکرد خاک مسلح پرداخته میشود برای دیدن جزییات بیشتر به فیلم آموزشی مفهوم خاک مراجعه کنید.
جلسه سوم :بررسی مولفه های اصلی در ساخت یک دیوار خاک مسلح از قبیل خاکریز ،مسلح کننده ها و المانهای نما ،در خصوص مشخصات هرکدام از این المانها شرح داده شده مشخصات آیین نامه ای و جزییات آنها پرداخته می شود از قبیل کاربری این نوع سازه ها ،مشخصات خاکریز ،زبانه ها و جزییات اجرایی آنها ،المانهای نما و… در ادامه سایر مولفه های دیگر که در ساخت این نوع سیستم بکار گرفته می شود جزییات آن شرح داده می شود.
جلسه چهارم : بررسی روند اجرا سیستم خاک مسلح از قبیل معرفی Leveling Pad شرایط و مشخصات آن ،مشخصات مقاومت برشی خاک ،نحوه کنترل مشخصات خاکریز در خصوص دانه بندی ،تراکم لایه ها،ماشین آلات تراکم کردن خاک، نکاتی در خصوص مسلح کننده ها فلزی نحوه استقرار آن ها،نحوه قرارگیری زبانه در قطعات پیش ساخته ،اجرا پانلها کاربرد Clamp ،گوه ،پدهای ضربه گیر ،نحوه حمل ،نحوه جمع آوری ادوات که به صورت موقت برای نصب پانلهای بکار گرفته می شود،نکاتی در خصوص عمق مدفون ،نحوه محافظت از سیستم خاک مسلح ،نحوه نگهداری از پانلها و…
جلسه پنجم:این جلسه و جلسه ششم در خصوص آیین نامه های مرتبط با سیستم های خاک مسلح میباشد شامل معرفی آیین نامه ها و ضوابط سیستم های خاک مسلح براساس آیین نامه FHWA ، AASHTO STD &LRFD ونشریه 308( با عنوان راهنمای طراحی دیوارهای حائل ) در این جلسه صرفا به آیین نامه FHWA ویرایش قدیم و جدید آن که مرتبط با سیستم خاک مسلح بوده و همچنین نشریه 308 ضوابط این نشریه که خلاصه ای از آیین نامه FHWA بوده ( ضوابط کاملتر در خصوص سیستم خاک مسلح در آیین نامه FHWA پرداخته می شود ) در طول این جلسه به طور خلاصه ضوابط اجرایی ،نظارتی و طراحی آیین نامه FHWA پرداخته شده در جلسات بعدی به بندهای مورد نیاز این آیین نامه اشاره خواهد شد.
جلسه ششم : این جلسه به ضوابط آیین نامه ای AASHTO LRFD &STD که مرتبط با سیستم های خاک مسلح میباشد اشاره خواهد شد وقسمت هایی که آیین نامه AASHTO به آیین نامه FHWA ارجاع داده است و بالعکس بررسی می گردد.
جلسه هفتم: از آنجایی که برای طراحی سیستم های خاک مسلح روشهای مختلفی وجود دارد این روش ها در این جلسه بررسی و محدوده کاربرد از آنها اشاره می شود و در نهایت روشی که آیین نامه برای سازه هایی که در سیستم حمل و نقل مورد استفاده قرارمیگیرند در جلسات بعدی جزییات آن اشاره شده و در پایان این جلسه خلاصه ای روند طراحی شرح داده می شود.
جلسه هشتم : مطابق آنچه در توضیحات ابتدایی این آموزش اشاره شد به بحث پایداری های خارجی می پردازیم ،انواع این نوع از پایداری ها،بارگذاری ها ، ضرایب اطمینانها در شرایط استاتیکی،نحوه در نظر گرفتن ضریب اصطکاک داخلی خاک ،نحوه در نظر گرفتن بارگذاری ها و…
جلسه نهم :در ادامه روند کنترل پایداری ها مباحث مرتبط با پایداری های داخلی در این جلسه مطرح می شود بررسی سطح گسیختگی در مصالح کشسان و غیر کشسان وباتوجه به اینکه این آموزش براساس مسلح کننده های فلزی میباشد ضوابط و روابط این مسلح کننده اشاره خواهد شد شامل :بررسی موقعیت بیشترین نیروی کششی در مسلح کننده های فلزی،بررسی تفاوت فشار اکتیو در پایداری داخلی و خارجی،نحوه تقسیم بندی لایه ها در ارتفاع ،حداقل ضخامت روکش محافظ برای مسلح کنندهای فلزی،ضریب پوشش و بسیاری از نکات دیگر
جلسه دهم : جلسات هشتم ونهم ضوابط تحت بارگذاری استاتیکی بوده در این جلسه مباحث لرزه ای در خصوص سیستم های خاک مسلح برای هر دو پایداری های خارجی و داخلی مبانی تئوری آن مطرح می گردد.
جلسه یازدهم: سیستم های خاک مسلح همانطور که در بخش ابتدایی اشاره شد مطابق ضوابط آیین نامه ایی از لحاظ شرایط هندسی ممکن است دارای ویژگی های خاصی باشند که در نهایت روابط وشرایط این سیستم که در جلسات قبل اشاره شد تاحدودی دستخوش تغییر خواهدشد به طور مثال در دیوارهای Back to back در صورتیکه دیوارها دور یا نزدیک از یکدیگر باشند فشار اکتیو خاک متفاوت خواهد بود این جلسه به طور خلاصه به سیستم های پیچیده خاک مسلح می پردازد.
جلسه دوازدهم : در این جلسه ودوجلسه بعد مثالی در نظر گرفته شده مشخصات آن بررسی شده و در ادامه به کنترل پایداری های خارجی تحت نیروهای استاتیکی و لرزه ای می پردازد.
جلسه سیزدهم : در ادامه جلسه قبلی پایداری های داخلی برای مثال مورد نظر تحت بارگذاری های استاتیکی و دینامیکی کنترل می گردد نکاتی که در جلسات قبلی در خصوص مبانی پایداری های داخلی به آن اشاره شد برای مثال در نظر گرفته شده پیاده سازی می گردد ( ضریب پوشش ،نحوه تعیین پارامترهای مورد نیاز برای طول موثر ،ضرایب اطمینان و…)
جلسه چهاردهم: در ادامه بخش حل مثال فایل اکسلی برای پایداری های داخلی برای مثال فوق تهیه و به نکات مربوط به آن پرداخته می شود و در انتهای این جلسه میزان ضخامت نهایی مورد نیاز برای مسلح کننده های فلزی براساس ضوابط خوردگی کنترل وهمچنین به طراحی اتصال زبانه به مسلح کننده ها می پردازیم.
جلسه پانزدهم : این جلسه به ضوابط تکمیلی در رابطه با سیستم های خاک مسلح از قبیل زهکشی سیستم های خاک مسلح انواع آن ، وجود موانع در مسیر مسلح کننده و… اختصاص داده شده است.
جلسه شانزدهم: پس ارائه کلیه ضوابط در خصوص خاک های مسلح در این جلسه یکی از حالتهایی که آیین نامهFHWA با عنوان COMPLEX GEOMETRICS مطرح کرده در خصوص کوله های خاک مسلح ضوابط تئوری آن مطرح می گردد ضوابط تئوری ارایه شده مربوط به پایه کناری که در مجاورت سیستم خاک مسلح می باشد که در این جلسه توضیحات ابتدایی ، نحوه مدلسازی پایه فوق در جهات طولی و عرضی، ضوابط آیین نامه ای آن و در نهایت محاسبه نیروی زلزله به اجزای پایه فوق بررسی و محاسبات آن صورت می گیرد به طور مثال در خصوص نحوه انتقال نیروهای زلزله از عرشه به تکیه گاه ها براساس ضوابط آیین نامه های مختلف از قبیل AASHTO GUIDE SEISMIC ،FHWA راهنمای لرزه ای پلها چین و…بررسی میگردد.(همانطور که در بخش ابتدایی توضیح داده شد پیش نیاز طرح پایه های کناری آموزش طرح لرزه ای پلها میباشد).
جلسه هفدهم: این جلسه خلاصه ای از مباحث تئوری موردنیاز جهت مدلسازی نرم افزاری می باشد( باتوجه به اینکه مباحثی که در این قسمت و جلسات مرتبط با پایه های کناری تا حدود بسیار زیادی به مباحث لرزه ای وابسته میباشد بنابراین توصیه می گردد قبل از دیدن این جلسه آموزش طرح لرزه ای پلها مرور گردد) . در ادامه باتوجه به اینکه موضوع پایه کناری مرتبط با مباحث لرزه ای میباشد آیین نامه های مورد استفاده در خصوص ضوابط لرزه ای از قبیل: AASHTO GUIDE SEISMIC ،FHWA و Caltrans ،463 توضیحات مختصری در خصوص این آیین نامه ها اشاره شده است و در ادامه بطور خلاصه مواردی که جهت مدلسازی نرم افزاری مورد نیاز است ارائه می شود.
جلسه هجدهم: پس از ارائه مطالب تئوری در جلسه قبل در ادامه مثال جلسه 12 مشخصات پایه کناری تشریح شده و مبانی تئوری در خصوص مدلسازی که در جلسه قبل اشاره شد وارد محیط نرم افزاری می شویم و نکات مربوط به ضوابط لرزه ای که در جلسات قبلی اشاره شد بر روی مدل سازه ای پیاده سازی می گردد.
جلسه نوزدهم: پس اتمام مدلسازی در جلسه قبل این جلسه به نکاتی در خصوص سختی کوله ها ، معرفی این ظرفیت ، نحوه در نظر گرفتن سختی کوله ها در مباحث لرزه ای ، چه المانهایی از کوله ها در مباحث لرزه ای بعنوان سیستم مقاوم لرزه ای میتوان در نظر گرفت براساس ضوابط آیین نامه ای به طور مختصر شرح داده می شود و ادامه در خصوص محدوده مجاز تشکیل مفصل پلاستیک و چرایی آن اشاره و درپایان محدودیت هایی که آیین نامه های لرزه ای پلها برای استفاده از این ظرفیت مطرح کردند وهمچنین نکات مربوط به این موضوع در مدلسازی نرم افزاری بررسی میگردد.
جلسه بیستم : در این جلسه خلاصه ای از مبانی تئوری طراحی ستونها از قبیل کنترل لاغری،حداکثر و حداقل آرماتور طولی براساس ضوابط آیین نامه ای ،ضوابط آرماتور عرضی در ناحیه مفصل پلاستیک و…بررسی شده است.
جلسه بیست ویکم : پس از مبانی تئوری ارائه شده در جلسه قبل به طرح ستونها براساس خروجی نرم افزار پرداخته شده از قبیل تعیین آرماتورهای طولی ، آرماتورهای عرضی در ناحیه مفصل پلاستیک و…
جلسه بیست ودوم : این جلسه به نکاتی در خصوص طراحی سرستون پایه کناری پرداخته می شود از قبیل ضوابط آیین نامه های لرزه ای در خصوص نحوه برخورد با نیروهایی که جهت طرح این المانها مورد استفاده قرار می گیرد ، مبانی تئوری طرح سرستونها از قبیل طرح آرماتور فوقانی ، تحتانی و همچنین آرماتور برشی و فواصل آنها براساس ضوابط آیین نامه ای و در ادامه طرح سرستونها برای مثال در نظر گرفته شده در جلسات قبل
جلسه بیست و سوم: این جلسه اختصاص داده شده به مباحثی در خصوص نقشه های اجرایی سیستم خاک مسلح و همچنین نکاتی در خصوص آرماتور های حرارت و جمع شدگی براساس آیین نامه AASHTOکه در قسمتهایی از این آموزش مورد نیاز میباشد.
.
قیمت: 2,400,000 تومان
