پایداری شیروانی های خاکی
مقدمه
بسیاری از سازه های عمرانی مثل پل ها، راه ها، فضاهای سبز و… یا بر روی دامنه ها و شیروانی ها ساخته می شوند و یا مستعد پذیرش خطر از سمت دامنه ها و شیروانی های محیطی مجاور قرار دارند؛ به طور کلی شیروانی ها را می توان در دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم بندی کرد.
خسارات جانی و مالی ناشی از زمین لغزشی، همه ساله مناطق مستعد خطر را تهدید می کند شناخت آسیب پذیر، کنترل و پیش گیری از حوادث احتمالی بسیار مهم بوده و می بایست در اولویت تامین ایمنی پروژه های عمرانی مختلف قرار گیرد. یکی از مسائل مهم در پایدارسازی شیروانی های شهری محدودیت فضا است که خود شرایط ویژه ای را بر شرایط خاصی در هر پروژه تحمیل می کند.
یکی دیگر از مهمترین مسائل در تامین پایداری شیروانیها انتخاب روشی متناسب می باشد، که البته این خود مستلزم شناخت تمام راهکارهای تثبیت و پایدارسازی شیروانی ها است.
انتخاب روشی مناسب بسته به شرایط خاص هر پروژه و با رعایت ملاحظات اقتصادی، مهندسی متعلقه، مسائل زیست محیطی، منظره آرایی و فرهنگ مهندسی محل مورد نظر انجام می شود. از آنجا که وسعت کار در این گونه پروژه ها بسیار زیاد است، لذا بسته به شرایط پروژه به یک یا چند روش ترکیبی برای بهسازی و تثبیت شیروانی ها نیازمندیم.
ژئوسل یک سیستم کارامد و پیشرفته برای حل مسائل تثبیت خاک در ساخت و نگهداری خاکریز مخصوصا در راهسازی است.
در این بخش سعی شده است که با بررسی تمام روش های اجرایی، بهترین روش ها برای پایدارسازی شیروانی ها بسته به جنس مصالح، مکانیزم لغزشی و تل سل کلی ارائه گردد.
پایداری شیروانی ها
پایداری شیروانیها به شرایط استاتیکی خاک یا صخره‌ای شیب‌دار برای مقاومت در برابر حرکت‌های توده ای اشاره دارد. وضعیت پایداری دامنه‌ها موضوع مطالعه و تحقیق در مکانیک خاک، مهندسی ژئوتکنیک و زمین‌شناسی مهندسی است.
تجزیه و تحلیل پایداری شیب شامل روش‌های استاتیک و پویا، تحلیلی یا تجربی برای ارزیابی پایداری سدهای خاکی، خاکریزها، دامنه‌های حفر شده و شیب‌های طبیعی در خاک و سنگ است. تجزیه و تحلیل‌ها عموماً با هدف درک دلایل خرابی شیب رخ داده یا عواملی که به طور بالقوه می‌توانند حرکت دامنه شیب دار را تحریک کنند، منجر به لغزش زمین شود.
پایداری شیروانیها اساساً با نسبت بین مقاومت برشی موجود و تنش برشی مؤثر کنترل میشود. شیروانیها به طور کلی می‌توانند پایدار باشد اگر ضریب ایمنی محاسبه شده در هر سطح لغزشی بحرانی که از بالای شیب تا پنجه آن می‌تواند حرکت کند، همیشه بزرگتر از عدد ۱ باشد. معمولاً ضریب ایمنی بین ۱ تا ۱٫۳ نشان دهنده شرایط مرزی (بحرانی) لغزش در سطح مورد نظر می‌باشد.
برای افزایش ضریب ایمنی می‌توان از روش‌های مختلف پایدارسازی شیروانیها از جمله میخکوبی خاک، استفاده از ژئوسل، دیواره‌های تور سنگی (گابیون) و اصلاح شیب خاک استفاده کرد. استفاده از علم ژئوسنتتیک در بخش تثبیت و پایدار سازی ازموارد موثر در بهره بردن از این علوم است.
یک شیروانی پایدار می‌تواند تحت تأثیر تعدادی از عوامل باشد که باعث کاهش ضریب ایمنی (با افزایش تنش برشی یا با کاهش مقاومت برشی) میشود و در نهایت می‌تواند منجر به خرابی شیروانی شود. عواملی که می‌توانند باعث ایجاد خرابی شیروانی شوند شامل :
- حوادث هیدرولوژیکی (مانند بارندگی شدید یا طولانی مدت، بارش برف سریع، اشباع شدگی پیشرونده خاک، افزایش فشار آب حفره ای در شیب)
- زمین لرزه‌ها (از جمله پس لرزه‌ها)
- فرسایش داخلی (پایپینگ)
- فرسایش سطح خارجی شیب
- بارگذاری در مجاورت شیب (به عنوان مثال به دلیل ساخت یک ساختمان)
- برش شیب (به عنوان مثال ایجاد فضایی برای جاده‌ها، راه‌آهن یا ساختمانها)
- طغیان شیب (به عنوان مثال با پر کردن یا مسدود سازی یک دریاچه مصنوعی در مجاورت شیب).
پایدارسازی شیروانیها می‌تواند با موارد زیر کسب شود:
- مسطح شدن شیب منجر به کاهش وزن میشود که شیب پایدار میشود
- تثبیت خاک موجود در شیروانی
- استفاده از ژئوسل ها برای تحکیم و تثبیت
- ساخت دیوارهای حائل با شمع‌های سکانتی، دیوارهای بتن مسلح و..
- تزریق با سیمان به مکانهای خاص
- تحکیم خاک با شارژ یا الکترو اسمز که باعث افزایش پایداری شیب میشود.
در پایان
می توان به این نکته اشاره کرد که به کارگیری علوم ژئوسنتتیک، باعث پیشرفتی بزرگ و در حال توسعه ای مبنی بر کاهش هزینه ها و دوام و عمر بالای محصولات ژئوسنتتیکی می باشد.
