1-مقدمه
در محیطهای شهری و در مواردی که به علت وجود معارض (ساختمانهای مجاور) روشهای پایدارسازی گود مرسوم امکان پذیر نباشد، روش مهار متقابل (استرات) در اولویت میباشد. در روش مهار متقابل (استرات) از المان تیر افقی به همراه شمعهای فولادی جهت انتقال بار به دیواره مقابل گود استفاده میگردد. اصول کلی روش مهار متقابل (استرات) همانند روش خرپا استفاده از المانهای فلزی افقی و مورب برای کنترل تغییرشکلهای ناشی از گودبرداری است. با توجه به اینکه در روش مهار متقابل (استرات) احتمال بروز تغییرشکلهای قائم نسبت به سایر روشها وجود دارد به منظور کنترل بیشتر تغییرشکلها و یکپارچه سازی بهتر سیستم توصیه میگردد از شمعهای فولادی به همراه مهاربندیهای افقی استفاده گردد.
2-مبانی طراحی پروژه برای مهار متقابل
جهت طراحی گود به روش مهار متقابل میبایست با شبیه سازی شرایط پروژه در نرم افزارهای ۲ بعدی یا ۳ بعدی، نیروی ایجاد شده در اعضای افقی و عمودی محاسبه گردیده و سپس با کنترل حالات حدی نهایی و بهره برداری، عضو مناسبی جهت این اعضا طراحی گردد. اعضای عمودی و افقی عموماً فولادی بوده و مطابق آئین نامه سازههای فولادی طراحی میشوند. مدلسازی ها عمدتاً توسط نرم افزار المان محدود ژئوتکنیکی مثل Plaxis3D, DeepEX انجام می گیرند
نمایی از طراحی پایدارسازی گود به کمک مهارمتقابل با DeepEx
نمایی از طراحی پایدارسازی گود به کمک مهارمتقابل با Plaxis 3D
اجزای تشکیل دهنده مهار متقابل یا استرات
در این روش از اعضای فشاری (مهارهای فشاری) جهت انتقال فشار خاک استفاده میگردد. اجزای تشکیل دهنده این روش به صورت زیر میباشد
- دیوار: از جنس مش و شات ضخیم میباشد و در حقیقت دیوارها علاوه بر مقاومت در مقابل فشار خاک، حکم تکیه گاه اعضای فشاری را نیز بازی میکنند
- شمعهای نگهبان فلزی یا بتنی
- اعضای فشاری Strut یا Brace اعضای فشاری یا مهارهای فشاری که نقش انتقال فشار خاک را از یک دیوار به دیوار دیگر دارند. این اعضا میتوانند دارای مقاطع 2IPE یا Box داشنه باشند.
- اعضای واسط (Waler) همان طور که از اسم این اعضا مشخص است، وظیفه انتقال نیرو از دیوار به اعضای فشاری را دارند. اعضای واسط، فشار خاک اعمال شده از دیوار را گرفته و به اعضای فشاری (استرات ها) منتقل میکنند. بنابراین استراتها و اتصال آنها بر اساس نیروی فشاری، اعضای واسط بر اساس نیروی برشی و خمشی و دیوار نیز بر اساس نیروهای ترکیبی طراحی میگردد.
گود پایدار شده به وسیله مهار متقابل – فلوریدا آمریکا
روش اجرا
روش اجرا به صورت تیتروار شامل مراحل زیر میباشد:
- نصب اعضای قائم با درنظر گرفتن ریشه گیرداری (میزان تقریبی۲۰ تا ۳۰ درصد عمق گود) پایین تر از کف گودبرداری. این عمق اضافه به منظور تامین گیرداری انتهای تحتانی پروفیلهایی است که در چاهک قرار داده میشوند
- قراردادن پروفیل مستصیلی، I یا H شکل، مطابق با محاسبات و نقشههای اجرایی درون حفره یا کوبیدن سپر و یا اجرای شمع بتنی درجا یا اجرای دیافراگم (بسته به انتخاب نوع عضو قائم)، به طوری که راس عضو قائم کمی بالاتر از آغاز گود باشد
- شروع گودبرداری تا کمی پایینتر از تراز قرارگیری اولین ردیف اعضای افقی و نصب قیدهای فشاری
- اجرای مهار متقابل در نقاط دیگری از ارتفاع پروفیلهای قائم در صورت لزوم
- ادامه گودبرداری و به همین ترتیب نصب اعضای افقی و فشاری
- استفاده از الوارهای چوبی یا اعضای مناسب دیگر مانند مش و شاتکریت مابین سولجرها
- مهاربندی سیستم مهار متقابل فوق الذکر در جهت عمود بر سیستم قبلی آن، یعنی در جهت طول گود، به صورتی مناسب
- اگر تراز پی همسایههای دو طرف یکی باشد، بهتر است در این تراز یک مهار متقابل اجرا شود
نمای از گود پایدار شده با سیستم مهار متقابل- پروژه یوسف آباد ابن سینا – شرکت ارژن خاک پی
ترکیب سیستم مهار متقابل یا سایز روش ها پایدارسازی در پروژه گودبرداری هتل اسپیناس امیران انجام شده تویط ارژن خاک پی
مزایا و معایب روش مهار متقابل یا استرات
از مهم ترین برتریهای این روش به موارد زیر میتوان اشاره کرد:
- محدودسازی تغییر شکلها
- مناسب گودهای عمیق واقع در مناطق شهری
- مناسب برای گودبرداری ها با عرض کم
- امکان بازیافت بخشی از مصالح (اعضای افقی)
- عدم ورود به زمینهای مجاور
- قابلیت انطباق با روشهای زهکشی
- انعطاف پذیری و امکان تقویت طرح در حین و پس از اجرا
- عدم وابستگی کارآیی روش به جنس خاک
- عدم نیاز به اجازه همسایهها