معرفی
روش نیلینگ (soil nailing) تکنیکی غیرفعال (passive) برای پایدارسازی ترانشه‌ها و دیواره‌های خاکی گود با قابلیت انعطاف‌پذیری بالا است. تئوری روش نیلینگ بر مبنای مقاوم کردن و کنترل تغییر مکان‌های توده‌ی خاک مستعد لغزش به کمک آرایش مشخصی از گمانه‌های حاوی مهارهای کششی فولادی و دوغاب است. در این روش از رویه‌ی شاتکریت به منظور تامین پایداری موضعی رویه و ایجاد یکپارچگی سازه‌ای مهارهای کششی استفاده می‌شود.
مهارهای کششی مصرفی در روش نیلینگ به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- میلگردهای توپر (Solid Bar Soil Nail)؛ میلگردهای متداول مصرفی
- مهارهای کششی تو خالی (Hollow Bar Soil Nail)؛ سطح خارجی این اعضاء موجدار بوده و دارای سطح مقطع توخالی هستند و تزریق دوغاب از طریق همین فضای خالی انجام می‌شود. کارایی مهارهای توخالی در خاک‌های ریزشی بیشتر مورد توجه است.
مزایا
مزایای روش نیلینگ در سه زمینه مطرح می‌شود :
- ساخت (Construction)
- کارایی (Performance)
- هزینه (Cost)
ساخت (Construction) :
- اجرای سیستم نیلینگ با تجهیزات به نسبت ساده و کوچکتری در مقایسه با روش های دیگر مانند روش انکر و استرات انجام می‌شود؛ در نتیجه محیط اطراف کمتر تحت تاثیر عملیات پایدارسازی قرار می‌گیرد
- سازه‌ی نگهبان در داخل گود فضایی را اشغال نمی‌کند
- روش نیلینگ معمولا روشی نسبتاً سریع است
- در روش نیلینگ انعطاف‌پذیری بیشتری در برابر تغییر آرایش سیستم پایدارکننده (تغییر محل و زاویه گمانه) حین اجرا نسبت به دیگر روش‌ها وجود دارد
- عدم نیاز به فضای آزاد بالاسری زیاد
- در محیط‌های کاری با فضاهای دسترسی محدود، حمل و نقل تجهیزات روش نیلینگ با توجه به ابعاد کوچکتر به صرفه‌تر است
- وجود دانش و تجربه‌ی کافی در خصوص روش نیلینگ و دسترسی آسان به تجهیزات و پیمانکاران ماهر
کارایی (Performance) :
- بهبود خواص مکانیکی خاک ناپایدار بر اثر مسلح‌سازی و تزریق دوغاب
- انعطاف‌پذیری روش نیلینگ در برابر تغییر شکل‌های کلی و یا تفاضلی بزرگ
- عملکرد خوب دیواره‌های پایدارشده به روش نیلینگ در برابر بارهای لرزه‌ای
هزینه (Cost) :
- استفاده از روش نیلینگ در پروژه‌های بزرگ در مقایسه با روش‌های ساده‌تر دارای صرفه اقتصادی است
معایب
- در صورت وجود محدودیت تغییر شکل مجاز به دلایل مختلف، از جمله وجود سازه با حساسیت بالا در مجاورت گود استفاده از روش نیلینگ معمولاً عملی (Feasible) نخواهد بود
- ایجاد محدودیت در تامین طول و زاویه‌ی مورد نیاز طرح در صورت وجود موانع زیرزمینی مانند تاسیسات آب، برق و گاز. این محدودیت معمولاً در ترازهای نزدیک به سطح زمین مشاهده می‌شود
- در صورت برقراری حجم بالای جریان آب به داخل گود معمولاً استفاده از روش نیلینگ مناسب نیست
- برای امکان اجرای سیستم نیلینگ سطح دیواره‌ی خاکبرداری شده باید قابلیت خودپایداری تا زمان اجرای رویه‌ی شاتکریت را داشته باشد
- در این روش، مهارها برداشته نمی‌شوند و این امر می‌تواند بهره‌برداری آتی از زمین‌های مجاور را دچار مشکل کند
- وجود محدودیت‌های حقوقی به دلیل لزوم استفاده از زمین ملک‌های مجاور و نیاز به اخذ رضایت‌نامه‌ی کتبی از مالک یا مالکین
مراحل اجرا
در صورت استفاده از مهارهای کششی از نوع توپر (SBSNs) :
- خاکبرداری تا عمق مناسب؛ عمق خاکبرداری مجاز در هر مرحله وابسته به جنس خاک است و به گونه‌ای تنظیم می‌شود که جبهه کار در بازه زمانی بین خاکبرداری و تکمیل عملیات پایدارسازی هر مرحله بصورت خودپایدار باقی بماند. عرض ترانشه‌ی خاکبرداری شده باید براساس فضای مورد نیاز دستگاه حفاری تنظیم شود
- حفاری گمانه تحت زاویه و طول تعیین شده طبق طراحی صورت گرفته
- قرارگیری میلگرد داخل گمانه و تکمیل عملیات تزریق تحت فشار ثقلی و یا فشار کم
- نصب زهکش‌های نواری ژئوکامپوزیتی (strip Drain) در فواصل مشخص بر رویه‌ی دیوار
- نصب شبکه‌ی مش و اجرای رویه‌ی شاتکریت
- نصب پلیت، واشر و مهره بر روی شاتکریت تازه
در صورت استفاده از مهارهای کششی توخالی (HBSNs) :
- در صورت استفاده از مهارهای توخالی، مرحله‌ی حفاری، قرارگیری مهار در موقعیت خود و تزریق همگی در یک مرحله انجام می‌شود (Single Operation). در این روش مته‌ی حفاری در داخل گمانه باقی می‌ماند (Sacrificial Drill Bit) و دوغاب از طریق فضای خالی مهار و دریچه‌های تعبیه شده در سرمته به جبهه حفاری منتقل می‌شود.
مراحل بالا تا رسیدن به تراز کف گود ادامه پیدا کرده و در انتها سیستم زهکشی کف گود (Underdrain System) اجرا می‌شود. سیستم زهکشی کف گود شامل یک لایه‌ی ژئوتکستایل پیچیده شده (Geotextile Wrap) به دور سنگدانه‌های درشت و لوله‌ی درزدار از جنس (PVC یا PE) است که آب را جمع‌آوری و به خارج گود هدایت می‌کند.
بر اساس وضعیت ساختگاه از لحاظ سطح آب زیرزمینی و برقراری جریان‌های احتمالی به سمت گود ممکن است نیاز به اجرای لوله‌های زهکش داخل دیوار تحت زاویه‌ی ملایم (Drain Pipe) باشد.
کاربرد
- پایدارسازی و تحکیم جداره‌ی گودهای ساختمانی
- تعریض راه‌های موجود
- ترکیب با دیگر روش‌های پایدارسازی گود با توجه به نیاز پروژه (Hybrid Walls)
آیین نامه ها
- Soil Nail walls Reference Manual: FHWA - 2015