راهنمای طراحی دیوارهای حائل : ضابطه شماره 308 | 4-11- دیوارهای صندوقه ای پیش ساخته بتنی

دیوارهای صندوقه ای پیش ساخته متشکل از بلوک های بتنی توخالی هستند که با خـاک پرشـده و بـا قفـل و بسـت و درگیری در یکدیگر، به صورت حائل وزنی عمل می کنند. این نوع دیوارها را می توان به سرعت اجرا کرد و هزینه اجـرای آن ها نیز با سیستم های خاک مسلح قابل رقابت است . 

در شرایط خاصی که نشست های نامتقارن زیادی پیش بینی می شـود و کنتـرل آن هـا توسـط سـازه دیـوار لازم اسـت ، دیوارهای حائل صندوقه ای فولادی بهتر از سیستم های خاک مسلح یا دیوارهای صندوقه ای پیش ساخته بتنی، ولی بسیار پرهزینه تر از آن ها خواهند بود. اما در مجموع از دیوارهای حائل معمولی و متداول بتنی و سنگی ارزانتر می باشند.

1-4-11 اجزای اصلی 

اجزای اصلی تشکیل دهنده این سیستم قطعات یا بلوک های بتن مسلح پیش ساخته ای می باشند کـه فضـای خـالی داخل آن ها با خاک پر می شود و این مجموعه پس از همبندی و درگیری مکانیکی، بر روی خاک طبیعی یا بـر  روی یـک شالوده بتنی قرار  می گیرد (  شکل های 11-4 و 11-5). در بعضی از انواع این بلوک ها در نمـای دیـوار بازشـوهایی وجـود دارد (شکل های 11-6 و 11-7) که می توان از این فضا برای پرورش گیاهان استفاده کرد. چنین طرحـی موجـب کـاهش صدا و افزایش زیبایی و چشم نوازی دیوار خواهد شد.

2-4-11- مزایا و معایب

الف - مزایا 

1- سیستم های صندوقه ای در نواحی خاکبرداری نسبت به دیوارهـای حائـل معمـولی اقتصـادی تـر هسـتند، بـه خصوص در حالاتی که سطح دیوار بیش از 50 مترمربع و ارتفاع میانگین دیوار بیش از 2/5 متر باشد .

2- سرهم بندی بلوک های پیش ساخته (به علت داشتن کام و زبانه) نیازی به قفل و بست و گیره و یا سـایر ادوات مکانیکی ندارد و استفاده مجدد از آن ها نیز امکان پذیر است.  

3- این سیستم هیچ گونه المان مسلح کننده ای در داخل خاک ندارد، بـه همـین جهـت دچـار مشـکل خـوردگی نخواهد شد . 

4- انجام حفاری در خاکریز پشت دیوار، پایداری مجموعه حائل را برخلاف دیوارهای خاک مسلح کـه نسـبت بـه این مساله حساس هستند، به خطر نمی اندازد.

ب - معایب   

در حائل های صندوقه ای بتنی پیش ساخته، در اثر تغییر مکان های نامتقارن طولی، ترک هایی در محل اتصالات داخلـی اعضا به یکدیگر ایجاد می شود. این نوع دیوارها معمولا می توانند نشست نامتقارنی به میزان 1 سانتی متـر در 2 متـر طـول دیوار را تحمل کنند.

3-4-11- ملاحظات طراحی   

شرکت های مختلف، محاسبات، ضوابط فنی و نقشه های اجرایی مربوط به محصـولات خـود را دارا مـی باشـند. کنتـرل پایداری این مجموعه مشابه دیوارهای حائل معمولی صورت می گیرند و فـرض بـر رفتـار یکپارچـه سیسـتم صـندوقه ای و خاک درون آن می باشد . 

کنترل پایداری خارجی شامل کنترل لغزش درامتداد کف شالوده، واژگونی حول پنجه دیـوار، ظرفیـت بـاربری پـی، نشست های نامتقارن و کنترل پایداری کلی خاکریز پشت دیوار است.   

الف - لغزش در امتداد کف سازه   

حداقل ضریب ایمنی لازم در کنترل لغزش دیوار در امتداد کف شالوده ناشی از فشارهای جانبی 1/5 می باشد.

ب - واژگونی حول پنجه دیوار   

با توجه به اینکه بلوک های بتنی در جهت قایم فاقد اتصال مکانیکی به یکدیگر می باشند، بنابراین کنترل واژگونی باید در تراز کف هر بلوک و بر اثر بارهای وارده در یک عرض مشخص از دیوار صورت گیرد. در کلیه ترکیبات بارگذاری، سـطح کل شالوده باید در تماس با زمین باشد (منطقه بدون فشار وجود نداشته باشـد). معمـولا در مـورد ایـن دیوارهـا، کنتـرل واژگونی در طراحی تعیین کننده است.

ج - ظرفیت باربری و نشست

ظرفیت باربری خاک زیر دیوار باید در حد مجاز باشد و تامین حداقل ضریب اطمینان 3 در این مورد لازم اسـت. اگـر ضریب اطمینان لازم تامین نگردد، آن گاه باید از خاک مسلح استفاده کـرد یـا خـواص خـاک پـی را بـا روش هـایی نظیـر استفاده از ستون های سنگی، تراکم ارتعاشی و یا تراکم دینامیکی بهبود بخشید . 

همان طور که در بندهای قبلی گفته شد، این سیسـتم معمـولا مـی توانـد نشسـت هـای نامتقـارن طـولی در حـدود 1 سانتی متر در 2 متر را تحمل نماید. این دیوارها همچنین ممکن است در اثر نشست های نامتقارن در جهت عمود بر نمای دیوار نیز آسیب ببینند به ویژه در دیوارهای بلند که ممکن است عرض بلوک کف در آن ها به 6 متر نیز برسد.

د- پایداری کلی شیروانی خاکریز   

دیوار، خاکریز پشت آن و پی آن باید در برابر گسیختگی کلی و گسیختگی عمیق پایدار باشـند. بـه ایـن منظـور بایـد تمامی سطوح گسیختگی  محتمل بررسی شوند. حداقل ضریب اطمینان لازم برای کلیه سطوح لغزش برابر 1/5 است. 

4-4-11- زهکشی   

اجرای تمهیدات خاص جهت زهکشی خاکریز پشت دیوار و جلوگیری از اشباع شدن خاک پشت دیوار امری ضـروری اسـت. در مورد دیوارهایی که نمای آن ها بسته است، در وجه پشتی نماي دیوار یک ورق فیلتر (معمولا از جنس ژئوتکستایل) در محـل تمامی درزها قرار می گیرد تا مانع رد شدن ذرات ریزدانه خاک از داخل درزها به سمت بیرون شود.

5-4-11- ملاحظات اجرایی   

اجرای حائل هاي صندوقه ای بتنی پیش ساخته نیازمند پیمانکار خاص، نیروی کار ماهر و یا تجهیـزات ویـژه ای نیسـت. پیش ساخته بودن قطعات مصرفی، موجب سهولت حمل و نقل و چیدمان و اجـرای سـریع مـی گـردد. خـاکریز موجـود در بلوک های بتنی باید به خوبی متراکم شود تا نشست های پس از اجرا کاهش یابند .

6-4-11- ابزاربندی و پایش   

با توجه به تاریخچه نسبتا کوتاه استفاده از این سیستم در مقایسه با عمر مفید حائل ها، لازم است اطلاعات عملکردی این دیوارها برای اصلاح فرضیات طراحی جمع آوری شوند. این گونه دیوارها در شرایط خاص و بحرانی مانند احتمال وقـوع تغییر مکان های قایم قابل توجه باید ابزار بندی شده و اطلاعات حاصل از آن ها برداشت شود. اندازه گیری ها باید شامل تعیین تغییر مکان هاي قایم و افقی نمای دیوار و فشار خاک در  پشت دیوار باشد. کنترل پایداری خارجی این مجموعه نیز مشابه روش های مورد استفاده برای دیوارهای حائل وزنی معمولی شامل کنترل سیستم زهکشی، فرسایش پنجه دیوار و غیـره می باشد. در مورد این دیوارها، خرابی های احتمالی ناشی از نشست های نامتقارن نیز باید مشاهده و ضبط گردد.

7-4-11- تعمیر و نگهداری   

با توجه به جدید بودن این سیستم اجرایی، تجربه های خیلی زیادی در مورد اصول کلی تعمیر و نگهداری آن ها وجـود ندارد. امروزه یکی از راه حل های متداول جهت جلوگیری از صدمات احتمالی ناشـی از نشسـت هـای نامتقـارن، جـایگزینی بخشی از دیوار با مقطعی است که حساسیت کم تری نسبت به این نشست های نامتقارن داشته باشد. سیستم خاک مسـلح با درزهای قایم یا یک دیوار حائل صندوقه ای فولادی یا قراردادن یک پشت بند سنگی در جلـوی دیـوار مـی توانـد یکـی از راه حل های موجود باشد که بنابر ملاحظات فنی و اقتصادی باید نسبت به انتخاب گزینه مناسب اقدام نمود .