راهنمای طراحی دیوارهای حائل : ضابطه شماره 308 | 3-12- مشخصات اجزای تشکیل دهنده خاک مسلح

همان طور که بیان شد در سیستم خاک مسلح سه بخش اساسی وجود دارد (شکل 12-5). 

1- خاکریز 2- مسلح کننده 3- نما 

در این بخش ویژگی های لازم برای هر کدام از این اجزا بررسی می شود.

1-3-12- خاکریز 

برای افزایش کارایی خاک مسلح باید توجه خاصی به ویژگی های خاکریز داشت. ویژگی های مهم در این مورد عبارتند از:   

الف - پایداری خاکریز در دراز مدت و کوتاه مدت 

ب - خواص مکانیکی خاک (چسبندگی و اصطکاک داخلی)  

ج - خواص شیمیایی

د - ضابطه کیفیت مکانیکی   

بهتر است خاکریز ناحیه مسلح  از جنس مصالح دانه ای خوب دانه بندی شده باشد. مهم ترین مشـکل ایـن نـوع مصـالح هزینه بالای آن ها در بعضی نواحی است. در چنین مواردی کاربرد خاکریزهایی با مصالحی که تا 35 درصد آن ها از الک شماره 200 عبور نمایند نیز در صورتی که ویژگی های آن ها به خوبی مشخص شده باشـد و مشـکلات مربـوط بـه کـاربرد خاکریزهای دارای ریزدانه در طراحی لحاظ شده باشند، مجاز خواهند بود. نمونه ای از ایـن مشـکلات زهکشـی نامناسـب، خوردگی بیش تر، تغییر شکل های بزرگ تر، مقاومت بیـرون کشـیدگی پـایین تـر، دشـواری اجـرا و عملکـرد ضـعیف تـر ایـن خاکریزها می باشند.

مصالح استفاده شده در خاکریز باید فاقد مواد آلی یا سایر مواد زیان آور باشد. همچنین استفاده از مصالحی کـه شـامل کانی های میکا، گچ ،مونتموریونیت و سایر اجزایی که دوام ضعیفی دارند باشد، بایـد بـا احتیـاط صـورت گیـرد. چـرا کـه حداکثر مقاومت بیرون کشیدگی در این خاک ها با وقوع کرنش های بـزرگ بسـیج مـی شـود و در نتیجـه تغییر شـکل هـای جانبی و قایم در این خاکریزها بسیار بیش تر از خاکریزهای دانه ای با کیفیت خواهد بود . 

در جدول زیر ویژگی هاي مورد نیاز برای مصالح مورد استفاده در خاکریزهای خاک مسلح مشخص شده است.

به دلایل عملی، ارزیابی کیفیت مکانیکی مصالح خاکریز توسط ضوابط دانه بندی بیان مـی شـود . عامـل تعیـین کننـده، درصد مصالح ریزتر از 80μm و 15μm می باشند. این ضوابط در جدول (12-2) نشان داده شده است. بـه عنـوان مثـال اگر مقدار مصالح ریزتر از 80μm بیش از 15 درصد و مصالح ریزتـر از 15μm نیـز حـدود 15 درصـد باشـد، در صـورت استفاده از تسمه های آجدار زاویه اصطکاک داخلی خاک باید بیش از 25 درجه باشد، در غیـر ایـن صـورت  مصـالح قابـل استفاده نمی باشد. در صورت استفاده از تسمه های صاف، زاویه اصـطکاک خـاک و تسـمه بایـد بـیش از 22 درجـه باشـد. همچنین در صورتی که مصالح ریزتر از 80μm بیش از 15 درصد و مقدار مصالح ریزتر از 15μm نیز بـیش از 20 درصـد باشند، مصالح برای خاکریز خاک مسلح قابل استفاده نمی باشد. 

با توجه به ضخامت معمول لایه ها (بین 30 تا 40 سانتی متر) ابعاد بزرگترین دانه خاکریز نباید بیش از 250 میلی متـر باشد . 

2-3-12- عناصر مسلح کننده   

عناصر مسلح کننده خاک عوامل کلیدی براي انتقال نیرو از ناحیه فعال به ناحیه مقاوم هستند. این عناصر بایـد عـلاوه بر دوام و پایایی دارای پیوستگی و اصطکاک مناسبی با مصالح خاکریز، شکل پذیری زیـاد در هنگـام گسـیختگی و میـزان وادادگی کم تحت تنش های کششی باشند . 

بر این اساس موادی که با موفقیت در مسلح سازی انواع سازه های مهندسی به کار رفته اند عبارتنـد از فـولاد گـالوانیزه، آلیاژ آلومینیوم - منیزیم، فولاد ضد زنگ و مواد پلیمری. 

عناصر مسلح کننده به اشکال مختلفی نظیر تسمه، شبکه، میله مهار، صفحات گسترده، توری و غیره بـه کـار مـی رونـد . معمول ترین شکل  مسلح کننده ها تسمه است که معمولا به صورت فلزی و با استفاده از فولاد گـالوانیزه، آلیـاژ آلومینیـوم - منیزیم و فولاد ضد زنگ ساخته می شوند. مهم ترین مساله برای مصالح فلزی تخمین دقیق نرخ خوردگی آن ها است. 

عناصر مسلح کننده غیرفلزی معمولا از پلیمرها ساخته می شوند. این مسلح کننده ها معمولا ضیعف تـر از عناصـر مشـابه فلزی هستند و دچار خوردگی نمی شوند، اما توسط عوامل دیگر مورد حمله قرار می گیرند. پدیده خزش در مورد این مـواد از اهمیت بسیاری برخوردار است.

3-3-12- عناصر نما 

این عناصر در واقـع پوششـی بـرای خـاک مسـلح هسـتند و عملکـرد اصـلی  آنهـا جلـوگیری از ریـزش خـاک بـین مسلح کننده ها است. این اجزا برای جلوگیری از فرسایش سطحی و ایجاد نمای مناسب استفاده می شوند. خاک مسـلح به دلیل انعطاف پذیری بالاي آن در بسیاری موارد بر روی خاک های نـرم کـه نشسـت بسـیاری در آن هـا رخ  مـی دهـد اجـرا می شود. بنابراین نما هم باید انعطاف پذیری لازم را داشته باشد. 

بیشترین نوع نما که معمولا مورد استفاده قرار می گیرند، عبارتند از:

قطعات فلزی یا فولادی: شکل این عناصر به صورت مقطعی از نـیم بیضـی اسـت کـه بسـیار انعطـاف پـذیر و مقـاوم هستند. برای نصب این نوع نماها آن ها را به یکدیگر پیچ کرده و مسلح کننده ها را در فاصله بین آن هـا قـرا مـی دهنـد. استفاده از این نوع نما برای مناطقی که مشکل حمل و نقل و دسترسی وجود داشته باشد به دلیل سبکی بالایشان بسـیار مناسب است (شکل 12-6). 

قطعات بتنی: شکل این قطعات معمولا به صورت چلیپایی است و با استفاده از بـتن بـه صـورت پـیش سـاخته تهیـه می شوند. اتصالات آن ها به گونه ای تعبیه شده که امکان تحمل تغییر شکل قابل ملاحظه ای را بدون ترک خوردگی در بـتن داشته باشند و همچنین خاک از آن محل خارج نشود (شکل 12-7). قطعات بتنی امکان اجرای انواع پوشـش هـای نمـا را فراهم می آورند.