دیوار حائل

دیوارهای حائل ابنیه ای هستند که برای جلو گیری از ریزش جانبی خاک و یا دیگر مصالح دانه ای بنا می شوند . این نوع ابنیه در اکثر پرو ژه های ساختمانی از قبیل راهسازی ، پل سازی ، محوطه سازی ، و به طور کلی هر جا نیاز به تکیه گاه جانبی برای جدار قائم خاکبرداری باشد ، مورد استفاده قرار می گیرند .

دیوارهای حائل بر حسب نحوه تامین پایداری به انواع زیر طبقه بندی می شوند :

1- دیوار حائل وزنی : ا ین دیوار ا ز بتن معمولی یا ا ز مصالح بنایی ساخته می شود و پایداری آن در برابرواژگونی و لغزش توسط وزن آ ن تامین می گردد . این نوع دیوار معمولا تا ارتفاع 4 ــ 5 متر اقتصادی می باشد .

2 - دیوار حائل طره ای : این دیوار از نوع دیوار بتن مسلح می باشد که پایداری آن توسط عملکرد طره ای تامین می گردد . بخشی از پایداری این دیوار نیز از وزن خاک موجود بر روی پاشنه دیوار تامین می گردد . این دیوارها تا ارتفاع 7 متر اقتصادی می باشند .

3 - دیوار حائل پشت بند دار : این دیوار شبیه دیوار طره ای است با این تفاوت که در فواصل منظم دارای پشت بند ها یی عمود بر تیغه دیوار می باشد . این پشت بند ها پایه و بدنه دیوار را به هم متصل می نمایند و در مواردی که دیوار طویل و یا ارتفاع آن زیاد است مورد استفاده قرار می گیرند . پشت بند ها باعث کاهش لنگر خمشی و برش در دیوار می گردد . در صورتی که تیغه های تقویتی در جلو دیوار اجرا شوند به آن دیوار پایه دار گویند .

4 - دیوار حائل صندوقه ای : این دیوار از قطعات بتن پیش ساخته ، فلز یا چوب ساخته می شوند و توسط مهارهائی که در خاک کوبیده می شوند تقویت می گرد ند .

5 - دیوار حائل نیمه وزنی : این دیوار تقریبا وضعیتی ما بین دیوار وزنی و طره ای دارد و به منظور کاهش ابعاد و مصالح دیوار مقدار اندکی فولاد در آن بکار برده می شود.

6 - دیوار پایه پل ها : این دیوار ها اغلب دیوارهای حائلی هستند که همرا با دیوار های جناحی خاکریز دسترسی را نگهداری نموده و حفاظت لازم در برابر فرسایش و تخریب پایه پل را فراهم می آورند این دیوارها از دو جنبه ا ساسی از دیگر دیوار های حائل متمایز می گردند :

الف ) عکس العملهای انتهائی دهانه پل را حمل می نما یند .

ب ) چون در بالا مهار می شوند لذا بعید است که فشار محرک در خاک پشت آنها بسط یابد .

همچنین دیواره زیر زمین ساختمانها از جمله ساختمانهای مسکونی دیوا رهای حائلی هستند که وظیفه آنها نگهداری خاک خارج از زیر زمین می باشد.

مراحل طراحی دیوار حائل

حد اقل مراحل لازم برای طراحی دیوار حائل عبارت است از :

1- انتخاب نوع و ابعاد دیوار : اینکار بر اساس ارتفاع و طول خاکریز ، مصالح در دسترس ، و ملا حظات اقتصادی صورت می گیرد .

2- تعیین بارهای وارد بر دیوار : اینکار بر اساس روش ها و نظریه ها ی ارائه شده در بخشهای قبل صورت می گیرد .

3- کنترل پایداری کلی سازه دیوار حائل : این مرحله شامل کنترل پایداری در برابر وا ژ گونی ، کنترل پایداری در برابر لغزش ، وارسی ظرفیت باربری نشستهای شالوده دیوار می باشد . گاهی بر حسب شرایط خاک لایه های زیرین لازمست وقوع لغزشهای عمیق بر ا ساس اصول پایداری شیب ها مورد بر رسی قرار گیرد .

4 - طراحی سازه ای اجزا مختلف دیوار در برابر بارهای وا رده ( تعیین ضخامت اجزا و مقدار میله گرد ها ) ، تعیین موقعیت زهکش ها ، درزهای اجرا ئی و ا نبساطی .

ابعاد پیش فرض برای انواع دیوار های حائل

برای طراحی دیوار حائل می بایست ابعاد اولیه ای در نظر گرفته شود. با انجام کنترل های پایداری ، این ابعاد آنقدر تغییر

می یابند تا ضرا ئب ایمنی لازم فراهم گردد .

عمق شالوده دیوار حد اقل 0.6 متر و ابعاد پایه می بایست به اندازه ای باشد که برآیند نیرو های قائم در محدوده میانی شالوده قرار گیرد . برای دیوار های پشت بند دار نیز ابعاد عمومی دیوار و پایه ، به استثنای ضخامتها ، مشابه دیوار حائل طره ای است . حد اقل ضخامت تیغه پشت بند 0.2 متر و فواصل تیغه ها بین H 0.3 تا H 0.6 انتخاب می گردد .

نظریه های فشار خاک در مسائل دیوار حائل

هر دو روش رانکین و کولمب بطور وسیعی در محاسبه فشار جانبی وارد بر دیوا رهای حائل مورد استفاده قرار می گیرند . غالبا روش رانکین بکار برده می شود زیرا معادلات رانکین ساده بوده و قد ری محتاطانه ترازمعادلات کولمب می باشند یعنی فشار جانبی بزرگتری بدست می دهند. معمولا برای طراحی دیوار های با ارتفاع کمتر از 7 متر از فشار محرک رانکین استفاده می شود.

برای دیوارهای با ارتفاع بیش از 7 متر اقتصادی تر است که از روش کولمب استفاده شود .

در برخی از کتب طراحی مقادیری در حدود 5 تا KN/m 8 برای وزن واحد سیال معادل ارائه شده است و هنگامیکه از چنین مقادیری استفاده شود طراحی حاصله با روش سیال معادل موسوم است . این روش بطور کلی توصیه نمی گردد در بکارگیری هر یک از روشهای رانکین یا کولمب هیچ بخشی از دیوار نمی بایست با سطح لغزش تقریبی تلاقی داشته باشد.

فشارهای وارد بر دیوار بواسطه تراکم معمولا نیروی بر آیندی در نقطه میانی ارتفاع دیوار ایجاد می نمایند ( بر خلاف نقطه یک سوم ارتفاع در فشار محرک ) . این مسئله توسط باولز مورد بحث قرار گرفته و پیشنهاد شده است که در این حالت می توان یک ضریب فشار جانبی بین ضریب فشار سکون و ضریب فشار محرک بکار برد ka ≤ k ≤ ko و برآیند را یا در نقطه 1/3 ویا آنرا در موقعیت بالاتــــــــــری( H 0.5 ــ 0.4 ) در امتداد دبوار قرار داد .

هنگامیکــه سطح پس خا کریــز نا منظــم است می تــوا ن خـروجــی ناحیه گسیختگــی رانکیــن را بر آ ورد نمود و سطح نا منظم در ناحیه گسیختگی را به یکی ا ز دو صورت شیب بهتـــرین برا زش یا سربار یکنواخت در نظر گرفت و ا ز معادلات رانکیــن یا کولمب برای محاسبه فشـــار جانبی استفاده نمــود . همچنیـــن می توا ن ا ز روش گوه امتحان به عنــــوا ن گزینه ا ی دیگر ا ستفاده نمـــود ، بخصوص ا گــر تخمیــن بهتری ا ز موقعیت خط گسیختگی مورد نظر باشد و باید دقت کرد که موقعیت گوه گسیختگی برای تعیین فشار جانبی محاسبات خاص خود را دارد و نحوه قرار گیری آن در محاسبات پایداری تاثیر گذار است ومحاسبین باید ا ین نکته را مد نظر داشته باشند چرا که ا گر محاسبه بر اساس موقعیت نادرست آ ن انجام گیرد با توجه به حساس بودن سازه ای د یوار حائل خسارت آن جبران ناپذیر است.

کنترل پایداری دیوار

برای طراحی دیوارهای حائل انجام کنترل های زیر ضروری می باشد :

1- کنترل پایداری در برابر واژگونی حول پنجه دیوار

2- کنترل پایداری در لغزش در امتداد پایه

3- کنترل ظرفیت باربری پایه

4- کنترل نشستها

5- کنترل پایداری عمومی دیوار ( گسیختگی برشی ) تهیه کننده:سیدابراهیم موسوی نژاد/کارشناس عمران

دیوار حائل

مطالب مشابه :

کتب جدید

دومین همایش ملی پژوهش های کاربردی در عمران،معماری و مدیریت شهری

معماری پایدار

بررسی‌ مسائل ایمنی در تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان در مناطق شهری

دیوار حائل

مختصری درباره رشته مهندسی عمران وشاخه های آن ...