انواع دیوار حائل ؛ از وزنی تا گابیونی برای پروژه های عمرانی - مجله نازلارا

جهت دریافت خدمات مهندسی ساختمانی با گروه آبان در ارتباط باشید. هر گونه خدمات طراحی و اجرای ساخت، بازسازی، معماری، محوطه سازی و خرید مصالح ساختمانی را از ما بخواهید.

در صورت فشار بیش از حد زمین، ممکن است مشکلاتی به وجود آید. در واقع، میزان مقاومت و خرابی دیوار به نوع متریال مورد استفاده و نوع کاربری آن بستگی دارد. اما آیا برای هر نوع پروژه عمرانی، تنها یک نوع دیوار حائل اجرا می گردد؟ با ویکی ساختمون همراه باشید.

انواع دیوار حائل

دیوار حائل وزنی (Gravity Retaining Wall)

دیواری که میزان ایستادگی خود در برابر نیروهای جانبی را به وسیله وزن خود تحمل می نماید، دیوار حائل وزنی یا گرانشی می گویند. این دیوار اغلب از بتن، آجر یا سنگ ساخته می شوند. هنگام طراحی این نوع دیوار، نیروهای عرضی و واژگونی باید در نظر گرفته و آزمایش شوند. برخی از دیواره های حائل گرانشی از ملات استفاده نمی نمایند و فقط به وزن خود متکی هستند، همانطور که در خصوص دیوارهای سنگی که به صورت خشک چینی اجرا می شوند. دیوار وزنی سنگی، بلوکی یا آجری برای خاکریزهای ساده و دیوار وزنی بتن مسلح برای ساخت سد مورد استفاده قرار می گیرد.

دیوار حائل شمعی یا سپری (Pile Retaining Wall)

در این نوع دیوار نگهدارنده، شمع ها آنقدر به زمین رانده می شوند تا نیروی های اصلی که به دیوار فشار وارده می نمایند را به عقب برانند. در طراحی از نیروی متقابل برای از بین بردن نیروی بالایی وارده به شمع استفاده شده و مانع از کج شدن نوک شمع می گردد. دیوارهای شمع دار اِلمان های نگهدارنده سختی را در عمق خاکبرداری های وسیع ارائه می دهند که تقریباً هیچ گونه مزاحمتی برای سازه های اطراف ایجاد نمی نمایند. بنابراین، این دیوار در کارهای موقتی یا دائمی مورد استفاده قرار می گیرد. متریال شمع ها اغلب از تخته الوار، فولاد یا برخی اوقات بتون مسلح ساخته می شوند.

دیوار حائل طره ای (Cantilever Retaining Walls)

این دیوارها اغلب از بتن مسلح ساخته می شوند و از یک تیغه عمودی نازک و یک اسلب پایه تشکیل شده است. اسلب خود به تنهایی به دو قسمت پاشنه و پنجه تقسیم می گردد. پاشنه بخشی از پایه است که در زیر خاکریز قرار گرفته است. این دیوار به بتن کمتری از دیگر دیوارهای نگهدارنده نیاز دارد، اما به ساخت و طراحی دقیق نیاز دارد. معمولاً اجرای آن تا ارتفاع 25 فوت (4.5 متر) مالی است. ناگفته نماند، این دیوارها می توانند از قبل در کارخانه به صورت پیش ساخته فراوری و در محل پروژه مونتاژ شوند، و یا اصلاً در محل کارگاه ساخته شوند.

دیوار حائل مهار شده (Anchored Retaining Walls)

برای دیواره های نگهدارنده با ارتفاع زیاد، میله ها یا کابل های بلند در اعماق زمین رانده و انتهای آن ها با استفاده از بتن مهار می شوند. این دیوارها به عنوان میل مهار (Tiebacks) نیز شناخته می شوند. آنها هنگامی کاربرد دارند که یک دیوار نگهدارنده با ضخامت کم مورد نیاز بوده و یا فضای لازم برای نصب انواع دیگر دیوارهای حائل محدود باشد. ساخت این دیوارها برای خاک های سستی که بر روی سنگ های طبیعی قرار دارند، بسیار مؤثر هستند. معمولاً در بخش هایی از ساخت و ساز بزرگراه ها برای جلوگیری از ریزش سنگ در جاده ها در اثر حوادث مختلف، از دیوار حائل مهارشده استفاده می گردد.

انواع دیوار حائل طره ای پشت بنددار (Counterfort Retaining Wall)

هنگامی که ارتفاع دیواره نگهدارنده طره ای بیش از حدود 7 متر باشد، تهیه یک سیستم مهاربند عمودی، معروف به طره ای پشت بنددار، در کنار خاکریز و در بالای پاشنه اسلب مقرون به صرفه است. طره های پشت بنددار، تیرهای مثلثی با عمق متغیر و عرض یکنواخت هستند که در یک فاصله منظم، تیغه و اسلب را به هم متصل می نمایند. استفاده از این طره ها به کاهش ممان خمشی ناشی از فشار زمین یاری می نمایند. این دیوار حائل به دلیل عملکرد فشار جانبی خاکریز بر روی پنجه اسلب، در معرض تنش قرار می گیرد. بنابرین اندازه و تقویت بتن مسلحِ تیغه عمودی و اسلب در این دیوار بسیار مهم و لازم است.

دیوار حائل طره ای جلوبنددار (Buttressed Retaining Walls)

هنگامی که تیرهای مثلثی در قسمت جلوی دیواره نگهدارنده قرار می گیرند (به جای این که در زیر خاکریز و در شرایط خاص باشند)، به عنوان دیوار حائل طره ای جلوبنددار شناخته می شوند. در این حالت، تیرهای مثلثی به جای پشت بند، دارای تیرهایی در جلو هستند. عملکرد ساختاری تیغه عمودی همان است که در یک دیواره نگهدارنده پشت بنددار انجام می گردد. با این حال، پاشنه اسلب مانند یک دیواره حائل طره ای عمل می نماید. پنجه اسلب در امتداد طول دیواره بین تیرهای مهاری جلویی (جلوبنددار) به عنوان یک دال پیوسته عمل می نماید. به دلیل فشار جانبی خاکریز بر روی تیغه عمودی و نیروی واژگونی خاک روی پنجه اسلب، تیرهای مهاری جلویی در معرض فشار قرار می گیرند.

انواع دیوار حائل گابیونی (Gabion Walls)

گابیون ها، قفس هایی از سیم فولادی هستند که مملوء از سنگ های معدنی یا سنگ های رودخانه هستند. دیوار گابیونی با استفاده از سیم های فولادی، سنگ ها را در پشت خود مهار و نگه می دارند. این دیوارهای حائل برای حفظ خاک تا ارتفاعات کوچک 3-4 متر استفاده می شوند و به عنوان سازه هایی با دوام و انعطاف پذیر شناخته می شوند.

گابیون ها به ویژه در آنجا که دیوار نگهدارنده نیاز دارد تا مقدار زیادی آب را از خود عبور دهد، مانند سازه های هیدرولیکی جهت احیای زمین عمل می نمایند. این یک ویژگی ارزشمند است، زیرا فشار هیدرواستاتیک هرگز در پشت یا زیر سازه ایجاد نمی گردد تا باعث خرابی کل ساختار گردد. همین حضور جریان آب، باعث ایجاد پوشش گیاهی متنوع در بالای دیوار می گردد. استفاده از پارچه فیلتر با گابیون برای جلوگیری از جاری شدن خاک و آب مجاور در داخل ساختار، لازم است.

گابیون ها ساختارهای منعطفی را تشکیل می دهند که بدون تغییر شکل، قادر به تحمل حرکت زمین هستند. با توجه به سازگاری محیطی زیستی این دیوارهای سنگی به نسبت بتن، دیوار حائل گابیونی در خاکریزهای رودخانه ای که نیاز به یک محیط طبیعی با پتانسیل بالای رشد برای پوشش های گیاهی و زندگی اکولوژیکی است، محبوبیت بیشتری پیدا می نماید.

شرایط پایداری انواع دیوار حائل

برای اطمینان از پایداری دیوار نگهدارنده، باید شرایط زیر رعایت گردد:

• دیوار باید از لحاظ ساختاری قادر به مقاومت در برابر فشار وارد شده به آن باشد.
• دیوار باید به اندازه ای متناسب باشد که با فشار جانبی واژگون نگردد.
• نباید با فشار جانبی دیوار حرکت یا لغزش جانبی داشته باشد.
• وزن دیوار به همراه نیروی ناشی از فشار زمین که بر روی آن اعمال می گردد، نباید بیشتر از ظرفیت تحمل ایمن خاک باشد.
• جلوگیری از تجمع آب در پشت دیواره حائز اهمیت است. باید با تهیه حفره هایی مقدار آب اضافی تخلیه گردد.
• دیوارهای حائل سنگی یا بلوکی باید دارای اتصالات انبساطی باشند که در فاصله 6 تا 9 متری از یکدیگر قرار بگیرند.

نیروهای وارده به دیوار حائل

• وزن خود دیوار
• فشار عمودی زمین (روی پنجه و پاشنه دیوار نگهدارنده)
• فشار جانبی زمین (فشار فعال، منفعل یا هنگام سکون)
• بار زنده عمودی
• بار زنده مستقیم افقی
• فشار آب افقی
• شناوری یا جابجایی به دلیل سطح سفره آب زیرزمینی

اهمیت استفاده از انواع دیوار حائل

ایجاد سدی مستحکم که بتواند توده خاک و منبع فروانی از آب یا هر ماده دیگری را نگه داشته و به شیوه ای ساختاری طراحی شده باشد، نشان از اهمیت وجود انواع دیوار حائل دارد. یقیناً در بسیاری از پروژه های عمرانی اعم از راه سازی، سدسازی و موارد دیگر، وجود مکانیزم های مهاری همانند دیوار حائل، لازم است. لازمه این مهم، آنالیز هر چه بیشتر شرایط زمین شناختی و تحلیل دقیق آن برای نیل به بهره وری بالا به وسیله این دیوارهای دوست داشتنی! است.