کتاب مهار و سیستم‌های مهاربندی شده در مهندسی ژئوتکنیک (انکراژ)

کتاب مهار و سیستم‌های مهاربندی شده در مهندسی ژئوتکنیک (انکراژ)
مقدمه کتاب مهار و سیستم‌های مهاربندی شده در مهندسی ژئوتکنیک (انکراژ):
در سال‌های اخیر افزایش تقاضا برای مسکن و دفاتر اداری و فروشگاه‌های تجاری در مناطق شهری منجر به افزایش ساخت و ساز و احداث ساختمان‌های بلندمرتبه گردیده است. دربسیاری از پروژه‌ها به علت محدودیت ابعاد زمین در داخل شهرلازم است که زمین به صورتی خاکبرداری شود که جداره‌های آن به صورت قائم و یا نزدیک باشد و غالبا امکان رعایت شیب پایدار دیواره‌های گود وجود ندارد بنابراین این گود برداری‌ها با مشکل پایداری دیواره‌ها در طول مراحل خاکبرداری مواجه می‌شوند، به منظور جلوگیری از ریزش ترانشه‌های خاکی و همچنین ایجاد سازه‌ای پایدار جهت نگهداری گودبرداری سازه‌هایی موقت و یا درمواردی دائم اجرا می‌گردند که به این تمهیدات سازه‌ای، سازه‌های نگهبان گفته می‌شود.
عدم رعایت اصول علمی و فنی در طراحی و اجرای گودبرداری‌ها منجر به فرو ریختن دیواره‌های گود، ایجاد خسارت به سازه‌های مجاور، تخریب تاسیسات شهری، خسارت به معابر شهری و تلفات جانی ومالی غیرقابل جبران شده است.
این نکته اهمیت است که در طراحی سازه‌های نگهبان بایستی اصول صحیح طراحی و اجرا مورد توجه قرار گیرد. در بسیاری از موارد، دیواره گود به صورت موقت پایدار می‌باشد. با تغییر خصوصیات خاک پس از گودبرداری دیواره آماده ریزش می‌شود که درصورت عدم در نظر گرفتن تمهیدات مناسب برای سازه نگهبان، این گود ریزش می‌نماید.
واضح است که جلوگیری از این مشکلات و مقاوم سازی سازه‌ها دیواره‌‎های گود از وظایف مهندسان و مجریان امور ساختمانی می‌باشد لازم است دست اندرکاران امور ساختمانی در جهت اصلاح این امر کوشا باشند.
آنچه در این کتاب می‌خوانید
این کتاب در ۱۱ فصل و در ۵ پیوست به نگارش درآمده است. در فصل اول روش‌های مختلف گود برداری و حفاظت از گود به طور مختصر بیان شده و در فصل‌های بعدی با توجه به بخش ۴ آئین FHWA با عنوان GROUND ANCHORS AND ANCHORED SYSTEMS به طور مبسوط مهارها به عنوان یکی از گزینه حائل (پایدارسازی) گود در طرح‌های عملی مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. درفصل یازدهم اصول و مبنای ایمنی و تمهیدات مربوط به گودبرداری با توجه به مبحث ۷ و۱۲ مقررات ملی بیان شده است. پیوست های یک و دو شامل مثال‌های طراحی بوده و پیوست چهار مدل و مثال عددی مربوط به دو پروژه که توسط نرم افزارهای PLAXIS و GEOSTUDIO مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته‌اند شرح داده شده است.
فهرست کتاب مهار و سیستم‌های مهاربندی شده در مهندسی ژئوتکنیک (انکراژ):
پیشگفتار
فصل اول/کلیات
۱ ـ ۱ گودبرداری
۱-۲-نشانه‌های خطرناک بودن گودها
۱-۳-اقدامات لازم جهت کاهش خطر گودبرداری‌ها
۱-۴-پایدارسازی گود در مناطق شهری
۱-۴-۱-دیوارهای طره‏ای
۱-۴-۱-۱-دیوارهای طره‌ای مهاربندی‌شده
۱-۴-۲-گودبرداری با شیب پایدار
۱-۴-۳-دیوار خاک مسلح
۱-۴-۴-سیستم خرپایی
۱-۴-۵-سپرها
۱-۴-۶-شمع
۱-۴-۶-۱-سیستم شمع و مهاری
۱-۴-۷-دیوار دیافراگمی
۱-۴-۸-استفاده از مهار متقابل برای حفاظت از دیواره‌های گود
۱-۴-۹-استفاده از روش میخکوبی
۱-۴-۱۰-سیستم بلوک و مهاری
۱-۴-۱۱-سیستم شمع حایل و مهاری (دیوار برلنی)
فصل دوم/مقدمه
۲-۱-هدف
۲ ـ ۲- عمر بهره‌برداری سیستم‌های مهارشده
۳-۲-پیشینه
فصل سوم/مهارها و سیستم‌های مهاربندی‏شده
۳-۱-مقدمه
۳-۲- مهارها
۳-۲-۱-کلیات
۳-۲-۲-انواع مهارها
۳-۲-۲-۱-کلیات
۳-۲-۲-۲-مهارها با تزریق ثقلی
۳-۲-۲-۳-مهار با غلاف مستقیم و تزریق تحت فشار
۳-۲-۲-۴-مهارهای پس ـ تزریق
۳-۲-۲-۵-مهارهای ته پهن
۳-۲-۳-مصالح تاندو
۳-۲-۳-۱-تاندون‌های استرند و میلگرد فولادی
۳-۲-۳-۲-مرکزانداز‌ها و فاصله‌دهنده
۳-۲-۳-۳-میلگرد با روكش اپوكسی و استرند روكش‌شده با اپوكسی
۳-۲-۳-۴-انواع دیگر مهارها و مصالح تاندون
۳-۲-۴-دوغاب سیمان
۳ ـ ۳ -دیوارهای مهاربندی‏شده
۳-۳-۱- كلیات
۳-۳-۲-شمع حایل و پوشش نما
۳-۳-۲-۱-كلیات
۳-۳-۲-۲-شمع حایل
۳-۳-۲-۳-تخته‌كوبی
۳-۳-۲-۴-مراحل ساخت
۳-۳-۳-دیوارهای پیوسته
۴-۳-كاربرد مهارها
۳-۴-۱-دیوارهای حایل بزرگراه
۳-۴-۲-پایدارسازی شیب و زمین لغزش
۳ ـ ۴ ـ ۳ سازه‌های دوخت به پایین
فصل چهارم/كاوش‌های صحرایی و انجام آزمایش‌ها
۴-۱-مقدمه
۴-۲-شناخت مقدماتی محل
۴-۳-كاوش‌های زیرسطحی
۴-۳-۱-كلیات
۴-۳-۲-چینه‌شناسی خاك و سنگ
۴-۳-۳-آب‌های زیرزمینی
۴-۴آزمون خاك و سنگ در آزمایشگاه
۴-۴-۱-كلیات
۴-۴-۲-طبقه‌بندی و ویژگی‌های شاخص
۴-۴-۳-مقاومت برشی
۴ ـ ۴ ـ ۴تحكیم
۴-۴-۵-معیارهای الكتروشیمیایی
۴-۵-آزمون‌های برجا برای خاك و سنگ
فصل پنجم/اصول پایه در طراحی سیستم مهاربندی‌شده
۵-۱-مفاهیم كلی در طراحی دیوارهای مهاربندی‌شده
۵-۲-مکانیزم گسیختگی سیستم مهاربندی‌شده
۵-۲-۱-كلیات
۵-۲-۲-مکانیزم‌های گسیختگی مهارها
۵-۲-۳-گسیختگی شمع حایل
۵-۲-۴-خرابی تخته‌کوبی (نما)
۵-۳-انتخاب مشخصه‌های مقاومت برشی خاک برای طراحی
۵-۳-۱-کلیات
۵-۳-۲-مقاومت برشی زهکشی‌شده خاک‌های دانه‌ای
۵-۳-۳مقاومت برشی زهکشی‌نشده برای خاک رس عادی تحکیم‌یافته
۵-۳-۴-مقاومت برشی زهکشی‌نشده رس پیش‌تحکیم‌یافته
۵ ـ ۳ ـ ۵ مقاومت برشی زهکشی‌شده در خاک رس پیش‌تحکیم‌یافته
۵-۴- فشارهای خاک
۵-۴-۱- کلیات
۵-۴-۲-فشار محرک و مقاوم خاک
۵-۴-۳-فشار خاک در حالت سکون
۵-۴-۴-تأثیر حرکت بر فشار خاک
فصل ششم/طراحی سیستم‌های مهاربندی‏شده
۶-۱مقدمه
۶-۲-برآورد فشار خاک برای طراحی دیوار
۶-۲-۱-مقدمه
۶-۲-۲-پیشینه موضوع
۶-۲-۳- نمودارهای فشار ظاهری خاک ترزاقی و پک
۶-۲-۴-نمودار پوش فشار ظاهری خاک پیشنهادی برای ماسه
۶-۲-۵-نمودار فشار ظاهری خاک پیشنهادی برای رس سفت تا سخت درزه‏دار
۶ ـ ۲ ـ ۶ نمودار توصیه‌شده فشار خاک رس نرم تا متوسط
۶-۲-۷-نمودارهای بارگذاری برای پروفیل‏های خاک لایه‌ای
۶-۲-۸-روش تحلیل گوه لغزشی
۶-۲-۹-فشار آب
۶-۲-۱۰فشارهای خاک در اثر بارهای سطحی
۶-۲-۱۰-۱-سربار یکنواخت
۶-۲-۱۰-۲-بارهای نقطه‌ای، بارهای خطی، و بارهای نوار
۶-۳- طراحی مهار
۶-۳-۱مقدمه
۶-۳-۲-موقعیت سطح محتمل گسیختگی بحرانی
۶-۳-۳-محاسبه بار مهار از نمودارهای فشار ظاهری خاک
۶-۳-۴-طراحی طول آزاد
۶-۳-۵-مهارهای فشاری
۶ ـ ۳ ـ ۶ طراحی طول درگیر مهار
۶-۳-۷-الزامات فاصله‌بندی در مهارها
۶-۳-۸- انتخاب المان فولاد پیش‌تنیده
۶-۴-طراحی دیوار براساس فشارهای جانبی
۶-۴-۱-طراحی شمع نگهبان و سپر‌ها
۶-۴-۲-طراحی تخته‌کوبی برای حفاظت موقت
۶-۴-۳-طراحی پشت‏بند افقی و نمای دائمی
۶-۵-ظرفیت جانبی بخش مدفون دیوار
۶-۵-۱-کلیات
۶-۵-۲-برآورد فشار مقاوم نهایی
۶-۵-۲-۱-شمع نگهبان و تخته‌کوبی
۶-۵-۲-۲-دیوارهای پیوسته
۶-۵-۳-عمق نفوذ زیر گودبرداری
۶-۵-۴-مقایسه روش وانگ ـ ریس و برومز در خاک‌های مناسب
۶-۶-ظرفیت محوری دیوار
۶-۶-۱-مقدمه
۶-۶-۲-برآورد بار محوری
۶-۶-۳-طراحی ظرفیت محوری برای شمع های نگهبان کوبشی
۶-۶-۳-۱-کلیات
۶-۶-۳-۲-تحلیل تنش مؤثر برای شمع‌های کوبشی
۶-۶-۳-۳تحلیل تنش کل برای شمع کوبشی در خاک رس
۶-۶-۴-طراحی ظرفیت محوری برای شمع‌های حفاری‌شده
۶-۶-۴-۱کلیات
۶-۶-۴-۲-خاک غیرچسبنده
۶-۶-۴-۳-خاک‌های چسبنده
۶-۶-۴-۴-ملاحظات طراحی در بتن‌ریزی داخل گمانه حفاری‌شده شمع‌ها
۶-۷-شیب‌های مهاربندی‌شده و تثبیت زمین لغزش
۶-۷-۱-کلیات
۶-۷-۲-مفاهیم طراحی
۶-۷-۳-محاسبات تعادل حدی
۶-۷-۳-۱-رویکرد کلی
۶-۷-۳-۲-روش تحلیل ۱
۶-۷-۳-۳-روش تحلیل ۲
۶-۷-۴-مدل‌سازی مقاومت جانبی دیوار در تحلیل تعادل حدی
۶-۷-۵-مقایسه روش‌های ارزیابی بار مورد نیاز در خاک‌هی همگن
۶-۸-پایداری توده خاک
۶-۸-۱-مقدمه
۶-۸-۲-پایداری کف
۶-۸-۲-۱-کلیات
۶-۸-۲-۲- ارزیابی پتانسیل برآمدگی بستر در خاک رس نرم تا متوسط
۶-۸-۳-پایداری بیرونی
۶-۸-۳-۱-مقدمه
۶-۸-۳-۲-بررسی پایداری بیرونی به روش تعادل حدی
۶-۹-طراحی دوخت به پایین
۶-۹-۱-مقدمه
۶-۹-۲-ظرفیت برخاست مهارهای دوخت به پایین در سنگ
۶-۹-۳-ظرفیت مهارهای دوخت به پایین در خاک
۶-۹-۴-طراحی مهار دوخت به پایین برای مقاومت برابر نیروی برخاست هیدرواستاتیک
۶-۱۰-طراحی لرزه‌ای
۶-۱۰-۱-مقدمه
۶-۱۰-۲پایداری داخلی بر اساس نظریه شبه‌استاتیک
۶-۱۰-۲-۱-فشار جانبی خاک
۶-۱۰-۲-۲-۲ملاحظات طراحی دیوار
۶-۱۰-۳-۲-روانگرایی
۶-۱۰-۳-پایداری خارجی
۶-۱۰-۳-۱-تحلیل شبه‌استاتیک
۶-۱۰-۳-۲-تحلیل تغییرشکل لرزه‌ای
۶-۱۱-سایر مسائل طراحی
۶-۱۱-۱-حرکت دیوار و زمین
۶-۱۱-۲- سیستم‌های زهکشی برای دیوارها و شیب‌های مهاربندی‏شده
۶-۱۱-۳-متعلقات سیستم دیوار
۶-۱۱-۴-مقاومت در برابر بار آزمون بالاترین ردیف مهار
۶-۱۱-۵-دیوارهای مهاربندی‌شده برای کاربرد خاکریز
فصل هفتم/ملاحظات خوردگی در طراحی
۷-۱مقدمه
۷-۲-خوردگی و اثرات آن بر مهارها
۷-۲-۱-مکانیزم خوردگی فلزی
۷-۲-۲-انواع خوردگی برای فولاد پیش‌تنیده
۷-۳-حفاظتِ خوردگیِ مهار
۷-۳-۱-الزامات سیستم‌های حفاظت در برابر خوردگی
۷-۳-۲-طراحی سیستم‌های حفاظت در برابر خوردگی
۷-۳-۲-۱کلیات
۷-۳-۲-۲-حفاظت مهاری
۷-۳-۲-۳-حفاظت طول آزاد تاندون
۷-۳-۲-۴-حفاظت از طول درگیر تاندون
۷-۳-۲-۵-حفاظت در مقابل جریان‌های پراکنده
۷-۳-۲-۶-حفاظت خوردگی مهار برای سازه تحت فشار برخاست هیدرواستاتیک
۷-۴-انتخاب سطح حفاظت در برابر خوردگی
۷-۴-۱-کلیات
۷-۴-۲-عمر بهره‌برداری سازه مهاربندی‌شده
۷-۴-۳-خورندگی محیط خاک
۷-۴-۴-پیامدهای گسیختگی سیستم مهاربندی‌شده
۷-۴-۵-هزینة محافظت در سطح بالاتر
۷-۵-خوردگی سازه‌های فلزی، دوغاب سیمان و بتن
۷-۵-۱- خوردگی و حفاظت از شمع حایل و سپرهای فولادی
۷-۵-۲-تخریب و حفاظت از دوغاب سیمان و بتن
فصل هشتم/آزمون بار و انتقال بار به سیستم مهاربندی‌شده
۸-۱- مقدمه
۸-۲- مفاهیم برای رفتارسنجی ظرفیت ناحیه درگیر مهار
۸-۳- تجهیزات آزمون بار و اعمال تنش
۸-۳-۱-کلیات
۸-۳-۲-تجهیزات مورد استفاده در آزمون بار
۸-۳-۲-۱- جک و پمپ هیدرولیک
۸-۳-۲-۲- ناحیه اعمال تنش مهاری
۸-۳-۲-۳ فشارسنج و نیروسنج
۸-۳-۲-۴-گیج مدرج برای اندازه‌گیری جابه‌جایی
۸-۳-۲-۵- پایه جک
۸-۴ آزمون بار مهار
۸-۴-۱-مقدمه
۸-۴-۲ آزمون عملکرد
۸-۴-۲-۱ کلیات
۸-۴-۲-۲- روش‌های آزمون عملکرد
۸-۴-۲-۳- ثبت داده‌های آزمون عملکرد
۸-۴-۲-۴-تحلیل داده‌های آزمون عملکرد
۸-۴-۳- آزمون تایید عملکرد
۸-۴-۳-۱-کلیات
۸-۴-۳-۲-روش آزمون تایید عملکرد و ثبت و تحلیل داده‌ها
۸-۴-۴-آزمون خزش بلندمدت
۸-۴-۴-۱- کلیات
۸-۴-۴-۲- روش آزمون خزش بلندمدت
۸-۴-۴-۳- ثبت و تحلیل داده‌های آزمون خزش بلندمدت
۸-۴-۵-معیارهای پذیرش
۸-۴-۵-۱-کلیات
۸-۴-۵-۲- خزش
۸-۴-۵-۳-طول آزاد ظاهری
۸-۴-۵-۴- نمودار درختی تصمیم‌گیری پذیرش مهار
۸-۴-۵-۵- اصلاح طراحی یا روش‌های نصب
۸-۵-بار قفل‌شدگی مهار
۸-۶-آزمایش برآورد نیروی مهار (Lift-off)
فصل نهم/روش‌های قراردادنویسی
۹-۱-مقدمه
۹-۲-روش قراردادنویسی آیین‌نامه‌ای
۹-۲-۱- مقدمه
۹-۲-۲-اسناد قرارداد برای روش آیین‌نامه‌ای
۹-۳-روش قراردادنویسی اجرایی
۹-۳-۱-مقدمه
۹-۳-۲-پیاده‌سازی روش قراردادنویسی اجرایی
۹-۳-۲-۱- طراحی دیوار قبل از مناقصه
۹-۳-۲-۲-طراحی مقاطع تیپ و نمونه قبل از مناقصه
۹-۳-۲-۳طراحی دیوار پس از مناقصه
۹-۳-۳-اسناد قرارداد برای روش اجرایی
۹-۳-۴-بررسی و تصویب
۹-۴-روش طرح و ساخت پیمانکاری
۹-۵-پیشنهادات
فصل دهم/بازدید از سازه و نظارت بر اجرا
۱۰-۱-مقدمه
۱۰-۲-نقش نظارت تحت روش‌های قراردادی معین
۱۰-۳-تدارکات قبل از پروژه
۱۰-۴-نظارت بر مصالح ساخت
۱۰-۴-۱-مقدمه
۱۰-۴-۲-بازدید از مصالح دیوار
۱۰-۴-۳-بازدید از مصالح مهار
۱۰-۴-۴-انبار کردن و جابه‌جایی مصالح ساخت
۱۰-۵-بازدید از عملیات ساخت
۱۰-۵-۱-کنترل آب سطحی
۱۰-۵-۲-نصب المان‏های عمودی دیوار
۱۰-۵-۲-۱-شمع حایل در گمانه حفاری شده
۱۰-۵-۲-۲-شمع‌های حایل کوبشی
۱۰-۵-۲-۳-سپرها
۱۰-۵-۳-گودبرداری
۱۰-۵-۴-ساخت مهار
۱۰-۵-۴-۱-مقدمه
۱۰-۵-۴-۲-چال‌زنی یا گمانه‌زنی
۱۰-۵-۴-۳-جاسازی تاندون
۱۰-۵-۴-۴-تزریق مهار
۱۰-۵-۴-۵-نصب مهار
۱۰-۵-۵نصب عنصر فرعی دیوار
۱۰-۵-۵-۱نصب الوار
۱۰-۵-۵-۲نصب سیستم زهکشی دیوار
۱۰-۵-۵-۳- زهکش‌های افقی
۱۰-۵-۵-۴نصب نمای دایمی
۱۰-۶-رفتارسنجی کوتاه‌مدت و بلندمدت
۱۰-۶-۱-رفتارسنجی با استفاده از آزمون بار مهار
۱۰-۶-۲رفتارسنجی کوتاه‌مدت بر عملکرد دیوار
۱۰-۶-۳- رفتارسنجی بلندمدت
فصل یازدهم/نکاتی مربوط به گودبرداری بر طبق مباحث هفتـم و دوازدهـم مقـررات ملـی ساختمـان
الف-۱ / مثال طراحی ۱ ـ گودبرداری محافظت‌شده با دیوار مهاربندی‏شده
الف – ۲ / مثال طراحی ۲ ـ دیوار مهاربندی‏شده برای محافظت شیب
ب / معادلات WANG-REESE
پ / مثال محاسبات گشتاور خمشی در خـاک‌های چسبنده ضـعیف
ت / مثال‌های طراح
منابع و مآخذ کتاب مهار و سیستم‌های مهاربندی شده در مهندسی ژئوتکنیک (انکراژ)