1-5-7 دامنه کاربرد و هدف

سازه‌های نگهبان به سازه‌هایی گفته می‌شود که برای نگهداری دائم یا موقت فشار جانبی خاک، مصالح مشابه یا آب به کار برده می‌شوند. این سازه‌ها شامل انواع سازه‌های نگهبان صلب و انعطاف‌پذیر هستند.

2-5-7 انواع سازه‌های نگهبان

سازه‌های نگهبان از نظر عملکرد و طراحی به دو دسته صلب و انعطاف‌پذیر تقسیم می‌شوند:

الف: سازه‌های نگهبان صلب:

سازه‌هایی هستند که بر اثر فشار جانبی خاک، در آن‌ها حرکت صلب جابجایی یا چرخش اتفاق می‌افتد. دیوارهای حائل وزنی، طره‌ای و پشت‌بنددار از انواع سازه‌های نگهبان صلب هستند.

ب: سازه‌های نگهبان انعطاف‌پذیر:

سازه‌های هستند که بر اثر فشار جانبی خاک دچار تغییرشکل می‌شوند. سپری‌ها اعم از پشت‌بنددار، مهار شده یا بدون مهار و پشت‌بند، انواع خاک مسلح، میخ کوبی، بلوک و مهار، شمع‌های فولادی یا بتنی پشت‌بنددار، مهار شده یا نشده، دیوار برلنی، شمع‌های فولادی با مهار متقابل، مهار شده از جلیا توسط خرپا و نظایر آن از انواع سازه‌های نگهبان انعطاف‌پذیر هستند که به آن‌ها دیوارهای تثبیت شده مکانیکی نیز اطلاق می‌شود.

3-5-7 پایداری انواع سازه‌های نگهبان

1-3-5-7 حالت‌های حدی دیوارهای صلب وزنی

برای طراحی دیوارهای صلب باید حالت‌های حدی زیر کنترل شوند:

– مقابله با لغزش

– مقابله با واژگونی

– تأمین ظرفیت باربری پی زیر دیوار

– بررسی پایداری کلی دیوار

– کنترل سازه‌ای دیوار در برابر خمش و برش

– کنترل نشست پی زیر دیوار

2-3-5-7 حالت‌های حدی دیوارهای انعطاف‌پذیر مهار شده

1-2-3-5-7 برای طراحی دیوارهای مهار شده از پشت باید حالت‌های حدی شکل (7-5-1) کنترل شود.

شکل شماره (7-5-1): حالت‌های حدی دیوارهای مهارشده

2-2-3-5-7 جهت تحلیل دیوارهای مهارنشده باید تمام حالت‌های حدی 4 تا 10 نشان داده شده در شکل ( 7-5-1) بدون در نظر گرفتن مهارها کنترل گردند.

3-2-3-5-7 دیوار مهارشده از جلو می‌تواند با مهارهای مایل یا متقابل باشد. در دیوار با مهار متقابل یا مایل، حالت‌های حدی علاوه بر موارد فوق باید کمانش مهارها، بالا آمدگی کف گود و جوشش ماسه در کف گود نیز بررسی شود.

3-3-5-7 حالت‌های حدی دیوارهای خاک مسلح

برای طراحی دیوارهای خاک مسلح باید حالت‌های حدی نشان داده در شکل (7-5-2) کنترل شود.

شکل شماره (7-5-2): حالت‌های حدی دیوارهای خاک مسلح

4-5-7 ملاحظات طراحی و ساخت

1-4-5-7 در ساخت و طراحی سازه‌های نگهبان، نکات زیر (در صورت کاربرد) باید مورد توجه قرار گیرند:

– تمهیدات و اثرات ساخت دیوار شامل:

• الزامات مربوط به نگهداری موقت خاک برجا
• تغییرات در تنش‌های برجای خاک و حرکت‌های ناشی از ساخت و نصب دیوار در زمین
• دست خوردگی زمین بر اثر شمع کوبی یا گمانه زنی
• الزامات مربوط به دسترسی‌ها برای عملیات ساخت
• الزامات مربوط به زهکشی خاک
• الزامات مربوط به زهکشی دیوار
• توجه به زهکشی سطحی در جلوی دیوار
• میزان آب‌بندی مورد نیاز برای دیوار تمام شده
• عملی بودن ساخت دیوار برای رسیدن به لایه‌ای با تراوایی اندک و تشکیل یک دیوار آب بند و ارزیابی تعادل جریان آب زیرزمینی که به این ترتیب حاصل می‌شود.
• عملی بودن ایجاد مهارهای پشت‌بند در زمین مجاور
• عملی بودن حفاری بین دیرک‌های دیوارهای نگهبان
• توان دیوار برای تحمل بارهای قائم
• انعطاف‌پذیری سازه‌ای دیوار برای جلوگیری از گسیختگی‌های ترد و واژگونی ناگهانی بدون تغییرشکل‌های مقدماتی
• ایجاد امکان دسترسی برای تعمیر و نگهداری دیوار و هر گونه زهکشی مرتبط با آن
• شکل ظاهری و دوام دیوار و مهاری‌ها
• طراحی مقطعی به قدر کافی سخت برای سپر کوبی‌ها به منظور رسیدن به عمق نفوذ پیش‌بینی شده بدون از دست رفتن اتصال سپرها به یکدیگر
• پایداری گمانه‌ها یا جداره ترانشه‌ها در حالت روباز
• توجه به نوع مصالح قابل دسترس و وسایل مورد نیاز برای کوبیدن خاکریزی‌های پشت دیوار و در مجاورت دیوار

2-4-5-7 در طراحی سازه‌های نگهبان، وضعیت طرح باید به شرح زیر مدنظر قرار گیرد:

• تغییرات در خواص خاک در طول زمان و با توجه به شرایط محل
• تغییرات در سطوح آب و فشار آب حفره‌ای در طول زمان
• تغییرات در بارگذاری‌ها و چگونگی ترکیب آن‌ها
• حفاری، آب شستگی یا فرسایش در خاک جلوی سازه نگهبان و منظور کردن فعالیت‌های احتمالی انسانی که منجر به برداشتن خاک در جلوی سازه نگهبان می‌گردد.
• خاکریزی در پشت سازه نگهبان
• تأثیر سازه‌ها و سربارهای آتی (در صورت پیش‌بینی)
• حرکات زمین بر اثر نشست و آماس

3-4-5-7 در مواردی که ایمنی و قابلیت بهره‌برداری طرح بستگی به عملکرد موفقیت آمیز زهکشی دارد، پیامد عدم کارآیی آن باید با توجه به صدمات مالی و جانی و هزینه‌های تعمیرات، مورد بررسی قرار گیرد. در این موارد یک یا ترکیبی از اقدامات زیر باید به کار گرفته شود:

الف – یک برنامه تعیمر و نگهداری برای شبکه زهکشی باید مشخص شده و در جریان طراحی تدابیر لازم برای دسترسی‌های لازم پیش‌بینی شود. در این رابطه ایجاد فیلتر مناسب زهکشی‌ها و تعمیر و نگهداری آن‌ها با استفاده از تزریق آب با فشار بالا می‌تواند کارساز باشد.

ب- با استفاده از تجربیات مشابه و ارزیابی آبی که ظاهر خواهد شد، نشان داده شود که شبکه زهکشی، بدون تعمیر و نگهداری، عملکرد مناسب کافی خواهد داشت. در این راستا مقادیر آب نشتی، فشارها و میزان مواد شیمیایی موجود در آبی که ظاهر می‌شود، باید بررسی شود.

4-4-5-7 مقادیر داده‌های هندسی مربوط به رژیم آب آزاد و رژیم آب زیرزمینی باید بر اساس داده‌های موجود در محل و برای شرایط هیدرولیکی و هیدروژئولوژیکی ساختگاه سازه نگهبان در مدت زمان عملکرد و بهره‌برداری در نظر گرفته شود.

5-4-5-7 در تعیین سطوح آب زیرزمینی باید به تأثیر تغییرات تراوایی بر روی رژیم این آب‌ها توجه داشت و احتمال وجود شرایط برعکس برای فشار آب را به دلیل وجود سفره آب بالا آمده یا چاه‌های آرتزین بررسی نمود.

5-5-7 فشار خاک

1-5-5-7 کلیات

در تعیین فشارهای جانبی طراحی، باید مقدار حرکت و کرنش قابل قبولی که ممکن است در سازه‌های نگهبان در حالت حدی مورد نظر پیش آید، در نظر گرفته شود.

در محاسبه مقادیر و جهت‌های فشارهای طراحی خاک، موارد زیر نیز باید مورد توجه قرار گیرند:

– سربار روی سطح زمین

– شیب زمین

– زاویه دیوار نسبت به خط قائم

– سفره‌های آب و نیروهای تراوش آب در زمین

– مقدار و جهت حرکت دیوار نسبت به خاک

– تعادل افقی و قائم برای کل سازه نگهبان

– مقاومت برشی و وزن مخصوص خاک

– زبری دیوار

2-5-5-7 تعیین فشار خاک در حالات مختلف

1-2-5-5-7 فشار خاک در حالت سکون

این فشار در حالتی ایجاد می‌شود که دیوار نسبت به خاک پشت دیوار تقریباً هیچ حرکتی ندارد و خاک در این وضعیت در حالت تنش سکون قرار دارد. فشار در حالت سکون معمولاً در شرایطی که حداکثر حرکت جانبی دیوار نسبت به زمین کمتر از ^5-10× 5 برابر ارتفاع آن است، ایجاد می‌گردد.

2-2-5-5-7 فشار محرک و مقاوم خاک

در شرایطی که حرکت دیوار نسبت به خاک بزرگتر یا مساوی مقادیر جدول 7-5-1 باشد، میزان فشار وارده از خاک در حالت محرک یا مقاوم می‌باشد. با احتساب تغییرمکان دیوار معادل مقادیر زیر، برای محاسبه فشارهای فوق می‌توان از روابط رانکین یا کولمب استفاده نمود.

جدول 7-5-1 تغییرشکل افقی (D_x) مرتبط با فشار محرک و مقاوم خاک برای دیوار به ارتفاع H

Dx/H		نوع خاک
مقاوم	محرک
0/01	0/001	ماسه متراکم
0/02	0/002	ماسه با تراکم متوسط
0/04	0/004	ماسه سست
0/02	0/002	لای متراکم
0/05	0/01	رس متراکم
0/06	0/02	رس نرم

3-2-5-5-7 فشار خاک در خاکریز متراکم شده

در مواردی که خاک پشت دیوار به صورت لایه لایه خاکریزی و متراکم می‌شود، فشار افزوده‌ای در خاک به وجود می‌آید. برای تعیین این فشار افزوده باید مراحل تراکم خاک در نظر گرفته شود و در محاسبه فشار خاک، اثر ناشی از وزن غلتک به حساب آورده شود.

4-2-5-5-7 فشار حالت محرک و مقاوم در شرایط دینامیکی

1-4-2-5-5-7 در صورت وجود زلزله، فشار جانبی خاک را می‌توان از روش‌های شبه استاتیکی مانند روابط مونونابه – اکابه محاسبه و این مقادیر در محاسبات پایداری و سازه‌ای دیوار منظور شود. هم‌چنین نقطه اثر اضافه فشار دینامیکی را می‌توان بین 0/45 تا 0/6 ارتفاع دیوار از پای دیوار در نظر گرفت. هر چه صلبیت دیوار کمتر باشد مقادیر بزرگتری برای نقطه اثر اختیار می‌شود.

2-4-2-5-5-7 در شرایط بارگذاری زلزله اضافه فشار مقاوم با اثر مساعد در پایداری دیوار، نادیده گرفته شود.

3-4-2-5-5-7 فشار آب در شرایط زلزله باید بر اساس نوع خاک و میزان نفوذپذیری در محاسبات در نظر گرفته شود.

5-2-5-5-7 تعیین فشار خاک در پشت دیوار

1-5-2-5-5-7 در دیوارهایی که به دلایل انعطاف‌پذیری سازه‌ای لغزش افقی یا چرخش، می‌تواند به اندازه کافی تغییرشکل یا تغییرمکان افقی (طبق جدول 7-5-1) اتفاق افتد، باید از فشار خاک در حالت محرک استفاده شود.

2-5-2-5-5-7 در دیوارهایی که به دلایل انعطاف‌پذیری سازه‌ای لغزش افقی یا چرخش، تغییرشکل یا تغییرمکان افقی رخ داده اما به اندازه کافی جهت بسیج شدن نیروی محرک نباشد باید از فشار خاک در حالت سکون استفاده شود.

3-5-2-5-5-7 در دیوارهای طره‌ای یا دیوارهای سپری بدون مهار یا مهار شده با یک میل مهار از پشت باید از فشار خاک در حالت محرک با توزیع مثلثی استفاده شود. چنانچه مهارهای پشت زیاد باشد (دیوار پشت‌بنددار)، می‌توان توزیع فشار خاک را با تحلیل‌های عددی یا روش‌های تجربی به دست آورد.

4-5-2-5-5-7 در دیوارهای سپری مهار شده با چند تیرک افقی یا مایل از جلو، باید از توزیع فشار ذوزنقه‌ای یا مستطیلی استفاده شود.

5-5-2-5-5-7 در دیوارهای زیرزمین که انتهای آن‌ها به سقف متصل هستند در شرایط بارگذاری استاتیکی باید از فشار خاک در حالت سکون استفاده شود.

6-5-2-5-5-7 در دیوارهای زیرزمین که انتهای آن‌ها به سقف متصل هستند در شرایط بارگذاری لرزه‌ای باید از جدول 7-5-2 استفاده شود. سختی یا نرمی خاک، با توجه به خصوصیات خاک، ارتفاع دیوار و ارتفاع ساختمان بر اساس قضاوت مهندسی انتخاب گردد.

جدول 7-5-2 تعیین فشار دینامیکی خاک

خاک پشت دیوار	روش محاسبه فشار جانبی خاک در هنگام زلزله
متراکم یا سخت	فشار دینامیکی خاک با فرض حالت سکون و به‌کارگیری روابطی مانند وود
متوسط و سست	فشار دینامیکی خاک با فرض حالت محرک و به‌کارگیری روابطی مانند مونونابه – اکابه یا فشار استاتیکی با فرض حالت سکون

7-5-2-5-5-7 فشار جانبی خاک در هنگام زلزله، با دو مؤلفه در ترکیبات بارگذاری در نظر گرفته می‌شود. فشار خاک در حالت استاتیکی + اضافه فشار خاک هنگام زلزله = فشار خاک در هنگام زلزله

8-5-2-5-5-7 طراح می‌تواند جهت تعیین فشار خاک ناشی از زلزله بر روی دیوار پروژه مورد نظر، از مدل‌سازی عددی توسط نرم‌افزارهای معتبر صحت سنجی شده استفاده نماید.

9-5-2-5-5-7 فشار خاک تحت شرایط خاص

فشار آب، فشار ریشه گیاهان، فشار ناشی از تورم خاک، فشار ناشی از یخبندان و فشار برکنش نیز در صورتی که وجود داشته باشند باید در نظر گرفته شود. هم‌چنین چنانچه احتمال بروز ترک کششی وجود داشته باشد باید در محاسبه فشار مد نظر قرار گیرد.

6-5-7 فشار آب

1-6-5-7 در تعیین فشار طراحی آب باید سطح آب آزاد یا سطح آب زیرزمینی در نظر گرفته شوند. در شرایطی که تراز آب آزاد یا زیرزمینی متغیرباشد باید بالاترین تراز ممکن در محاسبات فشار آب لحاظ شود.

2-6-5-7 برای سازه‌های نگهبان خاک با تراوایی متوسط یا پایین، نظیر سیلت‌ها و رس‌ها، در صورت وجود آب فشارهای آب باید با فرض آنکه تراز سفره آب زیرزمینی حداقل در سطح فوقانی لایه‌ای که تراوایی آن کم است قرار دارد، تعیین شود، مگر آنکه یک شبکه زهکشی مطمئن نصب شده یا از نفوذ آب جلوگیری شده باشد.

3-6-5-7 در مواردی که تغییرات ناگهانی در سطح سفره آزاد آب ایجاد می‌شود، هم وضعیت ناپایا که بلافاصله پس از تغییر در سفره آب رخ می‌دهد، و هم وضعیت پایا باید بررسی شود.

4-6-5-7 در مواردی که هیچ‌گونه تمهیدات خاصی برای زهکشی یا جلوگیری از جریان آب پیش‌بینی نشده باشد، باید اثرات احتمالی ترک‌های کششی یا ترک‌های انقباضی پر شده از آب در نظر گرفته شوند. در این موارد، در خاک‌های چسبنده نگهداری شده، فشار کلی طراحی معمولاً نباید از فشار هیدروستاتیکی آبی که از سطح زمین شروع می‌شود کمتر در نظر گرفته شود.

7-5-7 روش‌های طراحی سازه‌های نگهبان

طراح می‌تواند هر یک از دو روش تنش مجاز یا روش ضرایب بار و مقاومت را انتخاب کند و جهت طراحی دیوار استفاده نماید.

1-7-5-7 روش تنش مجاز

در کلیه دیوارها ترکیب بار و ضرایب بارگذاری باید منطبق با مبحث ششم مقررات ملی ساختمان باشد در ترکیب‌های بارگذاری در شرایط استاتیکی با حضور وزن خاک، H همان فشار خاک استاتیکی است. در ترکیب‌های بارگذاری، مجموع فشار استاتیکی و اضافه فشار دینامیکی خاک به عنوان فشار خاک (H) در نظر گرفته می‌شود. در زیر حداقل ضرایب اطمینان برای انواع سازه‌های نگهبان در این روش ارائه شده است.

1-1-7-5-7 حداقل ضرایب اطمینان دیوارهای صلب

مقادیر حداقل ضریب اطمینان برای این گونه دیوارها در طراحی به روش تنش مجاز در جدول 7-5-3 آمده است.

جدول 7-5-3 حداقل ضرایب اطمینان دیوارهای وزنی در طراحی به روش تنش مجاز

شرایط	واژگونی	لغزش	ظرفیت باربری پی دیوار	پایداری کلی (شیروانی)
استاتیکی	1/75	1/5	3	1/5
لرزه‌ای	1/2	1/2	2	1/3

در این دیوارها برآیند بار قائم در تراز پی باید در ثلث میانی پی باشد یعنی حداکثر خروج از مرکزیت در تراز کف پی باید مقدار 6/B باشد (هیچ قسمت از پی به کشش نیفتد) خروج از مرکزیت در سایر ترازها برای دیوارهای وزنی متشکل از قطعات وزنی ناپیوسته (نظیر بلوک بتنی) کافی است از 0/25 بیشتر نشود، یعنی اگر بخش کوچکی از پی به کشش بیفتد مجاز است.

در صورتی که در پایداری در برابر لغزش نیروی مقاوم خاک جلوی دیوار لحاظ گردد باید از ضریب اطمینان 2 استفاده شود.

2-1-7-5-7 حداقل ضرایب اطمینان دیوارهای انعطاف‌پذیر سپری

در بررسی پایداری دیوار سپری می‌توان ضرایب اطمینان زیر را استفاده کرد:

الف – واژگونی: ضرایب اطمینان مشابه جدول 7-5-3 می‌باشد.

ب- لغزش افقی: ضریب اطمینان 2 بر فشار جانبی مقاوم جلوی سپر اعمال می‌شود تا مقدار نیروی مقاوم جلوی سپر کاهش یابد. این مقدار ضریب اطمینان برای خاک‌های تحکیم یافته باید بزرگتر از 2 باشد.

ج- افزایش عمق گیرداری سپر: در روش تنش مجاز، طول مورد نیاز نفوذ سپر در خاک، در ضریب 1/5 ضرب شود.

1-2-1-7-5-7 ضریب اطمینان مهار

الف – در صورتی که دیوار سپری مهار شده باشد، جهت محاسبه باربری مجاز مهارهای تزریقی در سنگ و خاک به ترتیب از ضرایب اطمینان 4 و 3 استفاده شود. اگر میل مهار به شمع متصل باشد، ضریب اطمینان شمع به کار می‌رود و اگر به سپر متصل باشد، ضریب اطمینان مشابه سپرها انتخاب می‌گردد.

ب- طراحی تیرک‌های متقابل و مایل باید مطابق با مباحث نهم و دهم مقررات ملی ساختمان برای اجزا بتنی یا فولادی باشد.

2-2-1-7-5-7 ضریب اطمینان در برابر بالا زدگی کف

بالا زدگی کف گود باید کنترل شود و ترجیحاً باشد.

3-1-7-5-7 حداقل ضرایب اطمینان دیوارهای خاک مسلح

الف) ضریب اطمینان کلی دیوار

ضرایب اطمینان مرتبط با پایداری خارجی این دیوارها مشابه ضرایب اطمینان دیوارهای صلب (جدول 5-3) می‌باشد بجز ضریب اطمینان مربوط به ظرفیت باربری پی دیوار که برابر 2 می‌باشد.

ب) ضریب اطمینان مسلح کننده

ضرایب اطمینان مصالح مسلح کننده به دو قسمت تقسیم می‌شود. یکی مربوط به تنش کششی مجاز مسلح کننده و دیگری در ارتباط با نیروی بیرون کشیدن مهار می‌باشد:

ب-1 ضریب اطمینان مقاومت کششی مجاز مسلح کننده‌ها

برای فلزات از ضریب اطمینان 1/5 تا 1/7 (با توجه به خورندگی محیط) استفاده می‌شود. برای ژئوسینتتیک‌ها می‌توان ضریب اطمینان را بر اساس ضرایب اطمینان جزیی به صورت زیر محاسبه کرد:

(5-1)

FS_id = ضریب اطمینان احتمال آسیب دیدگی ناشی از نصب (1/1 تا 1/5 با توجه به روش اجرا)

FS_cr = ضریب اطمینان خزش (1 تا 3) با توجه به نوع مصالح

FS_cd = ضریب اطمینان خوردگی یا شیمیایی (حدود 1 تا 1/5 با توجه به محیط)

FS_bd = ضریب اطمینان فساد بیولوژیکی (حدود 1 تا 1/3)

T_a = مقاومت کششی مجاز

T_ult = مقاومت کششی نهایی

باید دقت کرد که ضریب اطمینان‌های فوق برای اعمال بر مقاومت تضمین شده کارخانه سازنده یا مقاومت اندازه‌گیری شده تعریف شده است.

در هر حال ضریب اطمینان مقاومت کششی مسلح کننده‌ها باید بین 1/5 تا 2/5 انتخاب شوند.

ب-2) ضریب اطمینان بیرون کشیدن مهار مسلح کننده‌ها برابر 1/5 باشد.

ب-3) ضریب اطمینان اتصال بین مهار و نمای خاک مسلح برابر 1/5 باشد.

4-1-7-5-7 کنترل تغییرشکل

الف- در طراحی سازه‌های نگهبان در روش تنش مجاز علاوه بر کنترل ضرایب اطمینان به شرح بالا باید تغییرشکل‌ها نیز کنترل شوند. در شرایط استاتیکی جهت محاسبه تغییرمکان ایجاد شده در سازه‌های نگهبان و خاکریز پشت دیوار و کنترل سایر شرایط بهره‌برداری (مانند لرزش‌ها و نظایر آن) باید تغییرمکان ایجادشده محاسبه و سپس با توجه به تاسیسات و نوع سازه مورد استفاده، تغییرمکان به دست آمده از مقدار مجاز کمتر باشد.

ب- تغییرشکل‌های دیوار باید در شرایط لرزه‌ای نیز کنترل شود. در شرایط لرزه‌ای با استفاده از روش‌هایی مانند بلوک لغزان نیومارک یا مدل‌سازی عددی می‌توان تغییرشکل‌های دیوار را محاسبه نمود.

2-7-5-7 روش ضرایب بار و مقاومت

1-2-7-5-7 در کلیه دیوارها، ترکیب بار و ضرایب بارگذاری باید منطبق با مبحث ششم مقررات ملی ساختمان باشد. ضرایب تقلیل مقاومت در انواع سازه‌های نگهبان در جداول 7-5-5 تا 7-5-8 آمده است.

2-2-7-5-7 در ترکیب‌های بارگذاری در شرایط زلزله، فقط اضافه فشار خاک هنگام زلزله به عنوان بخشی از نیروهای زلزله (E) لحاظ می‌گردد. در این حالت ترکیب بارگذاری، فشار خاک در شرایط استاتیکی به عنوان بار مرده (D) محسوب می‌گردد.

3-2-7-5-7 در ترکیب‌های بارگذاری در شرایط استاتیکی با حضور وزن خاک، کافیست فشار خاک در شرایط استاتیکی به عنوان فشار خاک (H) لحاظ گردد.

4-2-7-5-7 ضرایب کاهش مقاومت در دیوارهای صلب

در دیوارهای صلب جهت کاهش مقاومت از ضرایب جدول 7-5-5 استفاده می‌شود.

جدول 7-5-5 ضرایب مقاومت دیوارهای صلب

کنترل‌ها	ضرایب کاهش نیرو یا لنگر مقاومت در شرایط استاتیکی	ضرایب کاهش نیرو یا لنگر مقاومت در شرایط لرزه‌ای	تعریف مقاومت
پایداری کلی	1	1/15	ممان یا نیروهای مقاوم در برابر لغزش
ظرفیت باربری	0/5	0/75	ظرفیت باربری نهایی (qu)
واژگونی	0/85	1/25	لنگرهای مقاومت در برابر واژگونی
لغزش	1	1/25	نیروهای مقاوم در برابر لغش افقی

5-2-7-5-7 ضرایب نیروی مقاوم در دیوارهای انعطاف‌پذیر

در دیوارهای انعطاف‌پذیر جهت نیروی مقاوم از ضرایب جدول 7-5-6 استفاده می‌شود.

جدول 7-5-6 ضرایب کاهش مقاومت دیوارهای انعطاف‌پذیر

کنترل‌ها	ضرایب مقاومت در شرایط استاتیکی	ضرایب مقاومت در شرایط لرزه‌ای
پایداری کلی	1	1/15
واژگونی	0/85	1/25
لغزش	1	1/25
دیوار مهای یا المان مقاوم	0/75	0/85
مقاومت کششی	0/8	0/8
مقاومت در برابر بیرون کشش	0/65 برای خاک و 0/5 برای سنگ	0/9 برای خاک و 1 برای سنگ

6-2-7-5-7 ضرایب کاهش نیروی مقاوم در خاکریزها و شیروانی‌ها

در ترانشه‌ها جهت کاهش نیروی مقاوم از ضرایب جدول 7-5-7 استفاده می‌شود.

جدول 7-5-7 ضرایب کاهش مقاومت شیروانی

کنترل‌ها	ضرایب کاهش مقاومت در شرایط استاتیکی	ضرایب کاهش مقاومت در شرایط لرزه‌ای
پایداری کلی	1	1/15
ظرفیت باربری	0/5	0/75
لغزش	0/9	0/95

7-2-7-5-7 ضرایب کاهش نیروی مقاوم در دیوارهای خاک مسلح

در دیوارهای خاک مسلح جهت بررسی پایداری خارجی از ضرایب ارائه شده در جدول 7-5-5 استفاده شود و جهت کاهش نیروی مقاوم در بررسی مسلح‌کننده‌ها از ضرایب جدول 7-5-8 استفاده می‌شود.

جدول 7-5-8 ضرایب کاهش مقاومت در پایداری داخلی دیوارهای خاک مسلح (مسلح‌کننده‌ها)

نوع پایداری سازی	کنترل‌ها	ضرایب کاهش مقاومت در شرایط استاتیکی	ضرایب کاهش مقاومت در شرایط لرزه‌ای
مسلح کننده	مقاومت کششی تسمه فلزی	0/75	0/95
	مقاومت کششی مسلح کننده ژئوسنتتیک	0/9	1/2
	مقاومت بیرون کشیدن مسلح کننده	0/9	0/95
	لغزش بین مسلح کننده و خاک	0/8	0/95

 

8-5-7 مهاربندی

1-8-5-7 کلیات

مهاربندی‌ها به عناصر سازه‌ای اطلاق می‌شوند که برای نگهداری سازه‌های نگهبان و انتقال نیروی کششی از آن‌ها به یک تشکیلات باربر خاکی یا سنگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مهاربندی‌ها شامل انواع زیر می‌باشند:

الف – سیستم‌های متشکل از یک سر مهاری، یک طول آزاد مهاری و یک طول ثابت مهاری که با عمل تزریق در زمین تثبیت می‌شوند.

در این مهارها می‌توان از رزین، سیمان یا بتن جهت تزریق استفاده کرد. در صورتی که از مهارهای رزین‌دار استفاده شود می‌توان 2 ساعت پس از اجرای آزمایش‌های مربوطه را انجام داد. هم‌چنین تزریق بتن باید در مهارهای با قطر زیاد (بیشتر از 250 میلی‌متر) انجام شود.

ب – سیستم‌های متشکل از یک سر مهاری، یک طول ثابت مهاری ولی طول آزاد مهاری ندارد. این سیستم به نام میخ مهاری معروف هستند.

پ– سیستم‌های متشکل از یک سر مهاری، یک طول آزاد مهاری و یک بلوک بتنی یا صفحه فولادی در انتهای مهار.

ت – سیستم‌های متشکل از یک مهار پیچ و یک کلاهک مهاربندی.

از مهاربندی‌ها می‌توان به عنوان عناصر موقتی یا دایمی سازه نگهبان استفاده کرد. مهاربندی‌هایی که بیشتر از دو سال مورد استفاده قرار می‌گیرند باید به عنوان مهاربندی‌های دایمی طراحی شوند.

2-8-5-7 طراحی مهارها

1-2-8-5-7 برای طراحی مهارها در حالات حدی نهایی ساز و کار گسیختگی باید تحلیل و بررسی شود:

الف – شکست سازه‌ای مهار یا سر مهارها

ب– اعوجاج یا خوردگی سر مهار

پ– در مهارهای تزریق شده، گسیختگی در ناحیه بین خاک و مصالح تزریق شده

ت– در مهارهای تزریق شده، گسیختگی در ناحیه بین میله مهار و مصالح تزریق شده پیرامون آن

ث – در مهارهایی که با سیستم بار مرده کار می‌کنند، گسیختگی به جهت عدم مقاومت کافی بار مرده

ج– از دست دادن باربری مهار به جهت تغییرشکل زیاد، چرخش سر مهار یا خزش

2-2-8-5-7 مشخصات کابل‌های پیش‌تنیدگی و میلگردهایی که برای مهاربندی به کار گرفته می‌شوند، باید براساس آیین‌نامه‌های سازه‌ای مربوطه تعیین شوند. طول آزاد مهاربندی‌ها نباید کمتر از 5 متر انتخاب گردد.

3-2-8-5-7 در مهاربندی‌هایی که تمام یا قسمتی از آن‌ها در خارج از زمین ساختگاه قرار می‌گیرند باید به احتمال قطع آن‌ها در طول عمر سازه نگهبان توجه ویژه داشت و تمهیدات لازم برای چنین شرایطی را پیش‌بینی کرد.

4-2-8-5-7 برای جلوگیری از خوردگی قسمت آزاد، سر مهاربندی‌ها باید آن قسمت با لاستیک‌های گریس‌دار و پوشش مناسب حفظ گردد و اطراف آن با مواد تزریق پر شود.

5-2-8-5-7 طراحی اولیه مهارها باید بر اساس روش‌های تئوری انجام شود و طراحی نهایی بر اساس آزمایش‌های حین نصب صورت پذیرد.

3-8-5-7 آزمایش مهارها

پس از نصب مهارها باید از رسیدن میزان باربری آن‌ها به حد موردنظر اطمینان حاصل شود. برخی از مهارها به میزان باربری مورد نظر می‌رسند اما پس از مدتی باربری خود را از دست می‌دهند. لذا برای کنترل کارایی مهارها باید آزمایش‌های عملکرد، باربری و خزش بر روی آن‌ها انجام شود.

1-3-8-5-7 آزمایش باربری و خزش

باید مطابق با جدول 7-5-9 آزمایش باربری مهارها در محل انجام شود.

جدول 7-5-9 آزمایش باربری مهارها

حالت	شرایط کارگاه و خاک	بار آزمایش	حداقل تعداد آزمایش‌ها
1	وجود تجربه در خاک و مهار مورد نظر در نزدیکی کارگاه وجود داشته باشد	150% بار طراحی	5% از تعداد کل مهارها باید آزمایش شوند.
2	تجربه در خاک و مهار مورد نظر وجود داشته باشد اما نه در نزدیکی کارگاه	150% بار طراحی	5% از تعداد کل مهارها باید آزمایش شوند. هم‌چنین 2 الی 3 مهار تا 200% بار طراحی آزمایش شود.
3	تجربه در خاک و مهار مورد نظر وجود نداشته باشد	150% بار طراحی	10% از تعداد کل مهارها باید آزمایش شوند. هم‌چنین 2 الی 3 مهار تا 250% بار طراحی آزمایش شود.

در انتهای کلیه آزمایش‌های فوق آزمایش خزش انجام گیرد.

اگر در آزمایش‌های فوق، مهاری زیر 200٪ بار طراحی گسیخته شود باید طراحی مجدداً انجام شود. در صورتی که مهارها به صورت موقت استفاده شوند می‌توان به جای 100٪ در 125٪ بار طراحی آزمایش‌ها انجام شود.

آزمون‌های فوق باید با بارگذاری – باربرداری جهت تعیین عملکرد مهارها انجام شود. هر پله بارگذاری و باربرداری حداقل 25٪ بار طراحی باشد.

آزمایش خزش باید مطابق با جدول 7-5-10 انجام شود.

جدول 7-5-10 آزمایش خزش مهارها

خاک	مقدار بار	مدت نگهداری بار حداکثر در آزمایش خزش	نرخ قابل قبول
ماسه	150% بار طراحی	1 الی 2 ساعت	در نمودار تغییرمکان – لگاریتم زمان باید خزش در بازه‌های 20 دقیقه کمتر از 2 میلی‌متر باشد.
رس	15% بار طراحی	24 ساعت

در صورتی که مهارها به صورت موقت استفاده شوند آزمایش‌ها می‌تواند به جای 100٪ در 125٪ بار طراحی انجام شود.

9-5-7 خاکریز پشت دیوار

بهترین نوع مصالح برای خاکریزی، خاک‌های SW, GP , GW و SP می‌باشند.

در صورتی می‌توان از خاک‌های SM, GC, GM و SC استفاده کرد که بتوان از سیستم‌های زهکشی مناسب استفاده و خاک را همواره در شرایط غیراشباع و رطوبت کم نگه داشت.

انواع دیگر خاک‌ها جهت استفاده به عنوان خاکریز مناسب نمی‌باشند، مگر آنکه تمهیدات لازم با نظر مشاور ذیصلاح (مانند روش‌های تثبیت با آهک، سیمان و غیره و تأمین زهکشی) دیده شده باشد.

10-5-7 زهکشی و آب‌بندی دیوارها

1-10-5-7 اگر دیوار برای فشار هیدرواستاتیکی آب و یخ طراحی نشده است ضروری است از سیستم زهکش و فیلتر مناسب در پشت دیوار استفاده شود.

2-10-5-7 دیوارهای زیرزمین باید به صورت آب‌بندی شده طراحی شوند و فشار احتمالی آب در طراحی لحاظ شود.