دلایل ریزش گود و ترانشه‌های خاکی چیست؟
در این مقاله قصد داریم به طور مفصل تمامی دلایل ریزش گود و ترانشه‌های خاکی را مورد بررسی قرار دهیم. با توجه به ویژگی‌ها و مشخصات خاک، همه گودها و ترانشه‌های خاکی بدون پایدار شده یا نشده و یا عمق آن می‌توانند خساراتی را وارد کند.
از جمله مسائل و مشکلاتی از قبیل ریزش و تخریب گودها و ترانشه‌ها بستگی به عوامل مختلفی اعم از عمق گود، وجود رطوبت در خاک، نوع خاک یا عدم سربار در حریم گود و یا تحت تأثیر ارتعاش در محیط و هم سطح بودن آب‌های زیرزمینی بستگی دارد.
یکی از دلایل ریزش گود ایجاد ترک‌های کششی است. با توجه به وجود ترک‌های ایجاد شده بر روی سطح لبه گود یا ترانشه در نزدیکی 0.5 تا 0.75 برابری عمق گود یا ترانشه در مقایسه با لبه گود ایجاد می‌شوند.
از دیگر دلایل ریزش گود شامل لغزش خاک است که این مسئله در اثر ایجاد ترک‌های کششی در خاک اتفاق می‌افتد. لغزش خاک از مهم‌ترین عوامل ترک‌خوردگی و تخریب دیوارهای کانال‌ها می‌باشد. لازم است برای جلوگیری از پیشامدهای احتمالی از مراکز فروش مصالح ساختمانی اصفهان مرغوب‌ترین نوع خاک برای ساخت و ساز خریداری شود.
وجود ترک‌های کششی در خاک می‌تواند باعث ایجاد لغزش و غلتیدن و واژگون شدن توده‌های خاک شوند. این رویداد زمانی رخ می‌دهد که دیواره قائم ترانشه یا گود در امتداد خط ترک برشی بریده شده و این برش باعث خواهد شد تا توده خاک به داخل گود واژگون شود. شاید در یک گود مهار نشده یا ترانشه‌های خاکی، تنش‌های نامتعادلی در خاک به وجود می‌آید که این مسئله می‌تواند به شکلی باعث فرونشست خاک در مجاورت گود، ساختمانی ایجاد شود. این پدیده می‌تواند باعث تغییر مکان‌های محسوسی به صورت افقی و قائم خاک زیر ساختمان یا خود ساختمان حتی ریزش آن شود.
وزن خاک‌های مجاور گود باعث بالا زدگی و پشته کردن خاک کف گود یا تحت فشار قرار دادن آن، به سمت بالا می‌شود. نکته بسیار مهمی که وجود دارد این است که این پدیده حتی در زمان اجرای صحیح سازه نگهبان امکان رخ دادن آن وجود دارد نشانه‌های این امر نشست خاک لبه گود، پشته کردن خاک کف گود، و بالا زدگی است.
سایر عوامل دیگری که می‌توان به آن اشاره کرد جوشش آب از کف گود است. این رویداد به دلیل وجود جریان آبی است که به داخل کف گود و در امتداد روبه بالا انجام می‌شود. یکی از مهم‌ترین و اساسی‌ترین جوشش آب بالا بودن تراز سطح آب داخل زمین است. جوشش آب می‌تواند باعث به وجود آمدن شرایط ناپایدار در کف گود شود. با توجه به اینکه جوشش آب از کف گود حتی در زمان صحیح سازه نگهبان نیز به سهولت اتفاق خواهد افتاد. به طور کلی رعایت نکات ایمنی در گودبرداری توسط شرکت‌های معتبر تخریب ساختمان در اصفهان از بروز بسیاری از حوادث جلوگیری می‌کند. در مراحل اولیه متلاشی شدن و ریزش ترانشه‌های خاکی و گودبرداری‌های پایدار نشده مورد بررسی و کنجکاو قرار می‌گیرد.
یکی از دلایل خطرآفرین بودن فرآیند سازه نگهبان وجود ارتعاش در کناره‌های گود است. هر نوع حرکت سنگین یا زیادی که در مجاورت لبه گود می‌تواند باعث ارتعاش خاک‌های اطراف گود و در نهایت گسیختگی و فروریزش خاک شود از مهم‌ترین این عوامل می‌توان به: بار ترافیک ناشی از حرکت وسایل نقلیه، انفجار گسیختگی و فروریزش خاک‌ها تحت تأثیر ارتعاشات، استفاده از ماشین‌آلات شمع کوبی می‌تواند در انواع خاک‌ها ایجاد شود.
با این حال برخی از خاک‌ها نسبت به سایر خاک‌های دیگر پتانسیل بیشتری برای فروریزش ناشی از ارتعاش دارند. به عنوان نمونه خاک‌های ماسه‌ای نسبت به سایر خاک‌های رسی ارتعاش کمتری دارند. با توجه به اینکه ممکن است در عمل شرایط خاک به شکلی باشد که از چند لایه خاک یا مخلوطی از انواع خاک‌ها تشکیل شده باشد؛ لذا لازم است برای انجام پایدارسازی شیب خاک این نکته را مدنظر قرار دهید.
انواع مختلف حالت‌های گسیختگی در گودها
انواع مختلف حالت‌های گسیختگی در گودها و دیواره‌های پایدار شده وجود دارد که به صورت کلی انواع این حالت‌ها به 4 گروه اصلی تقسیم می‌شوند از جمله:
- ناپایداری کلی
- گسیختگی سازه‌ای
- گسیختگی ژئوتکنیکی
- ناپایداری ناشی از تراوش آب
در ادامه هر یک از موارد فوق را بررسی خواهیم کرد.
1. ناپایداری کلی
ناپایداری کلی زمانی اتفاق می‌افتد که یک سطح گسیختگی در خاک به وجود آید. برای ارزیابی پایداری کلی گودبرداری‌ها از انواع روش‌های پایداری شیروانی می‌توان بهره گرفت. این امر زمانی اتفاق می‌افتد که کلیه توده خاک، نظیر دیواره در مسیر یک سطح لغزش، دوران کند. در واقع می‌توان گفت که گسیختگی کلی باعث گسیختگی دیواره‌های مهار شده بشود.
گسیختگی به دلیل ظرفیت باربری معکوس زمانی ایجاد می‌شود که یک فشار سربار در بیرون از گود، یا اختلاف فشار بین داخل و خارج گود بر مقاومت برشی خاک غلبه نماید. این مسئله باعث می‌شود که خاک به درون بخشی از گود که در زیر دیوار قرار دارد نفوذ یابد. گسیختگی به علت وجود ظرفیت باربری معکوس علاوه بر اینکه باعث ناپایداری گود در اثر پایین آمدن ظرفیت باربری خاک می‌شود بلکه باعث حرکت جانبی خاک و وجود خسارت به ساختمان‌ها و تأسیسات مجاور گود خواهد شد.
2. گسیختگی سازه‌ای
زمانی گسیختگی سازه‌ای اتفاق می‌افتد که همه یا بخشی از سازه نگهبان موفق به تحمل بارهای وارد شده به آن گردد. بعضی از این گسیختگی‌ها شامل گسیختگی بخشی از سازه نگهبان، که در بخش فوقانی انکر قرار داد. این گسیختگی در وسط دهانه آن و تاندون انکراژ یا گسیختگی اتصالات وجود دارد که ناپایداری سازه‌ای را می‌تواند به محیط‌های بزرگ تغییر دهد و در نهایت موجب بروز خسارت و آسیب زدن به ساختمان‌ها و تأسیسات مجاور گود گردد.
3. گسیختگی ژئوتکنیکی
هنگامی گسیختگی ژئوتکنیکی اتفاق خواهد افتاد که بارهای وارد بر خاک، بیشتر از میزان مقاومت خاک باشند. به طور کلی 4 نوع گسیختگی وجود دارد که شامل گسیختگی ناشی از نشست در نزدیکی سازه نگهبان این مسئله زمانی اتفاق خواهد افتاد که مؤلفه رو به پایین انکر و نیز نیرویی که سازه نگهبان به سمت پایین می‌کشد بیشتر از میزان ظرفیت باربری خاک است که در اثر نشست سازه نگهبان انکر دوران پیدا خواهد کرد در اصل این انتقال می‌تواند مدل‌های جانبی و در نهایت ایجاد خسارت به ساختمان‌ها و تأسیسات مجاور گود شود. از دیگر موارد گسیختگی مقاومت منفعل خاک در نزدیک گود است که این مسئله امکان دوران دیوار را به وجود می‌آورد.
در اثر بالا آمدن سازه نگهبان در مجاورت سازه نگهبان باعث گسیختگی کششی شده و امکان چرخش دیوار به سمت بالا و رو به جلو را ایجاد می‌کند. در حقیقت گسیختگی مرتبط به برخی از گسیختگی‌های ژئوتکنیکی است که شامل گسیختگی ناشی از واژگونی توده خاک و گسیختگی ناشی از لغزش یا حرکت توده خاک و همچنین گسیختگی ناشی از دوران توده خاک.
4. ناپایداری ناشی از تراوش آب
در واقع ناپایداری کف گود که در اثر جوشش آب یا برجستگی کف گود اتفاق می‌افتد. رگاب رویدادی است که در اثر نشت آب به طرف بالا در محیط‌های خاکی اتفاق می‌افتد. این رویداد در بیشتر سازه‌های آبی مانند سدهای خاکی و شبکه‌های آبیاری و سیستم‌های زهکشی ظاهر می‌شود که باعث ایجاد خسارت و آسیب‌های زیادی به سازه همچنین تخریب سازه‌های مورد نظر خواهد شد. چنانچه که گرادیان هیدرولیکی در بخش تراوش آب به بخش از خاک که آب به آن طرف جریان دارد افزایش می‌یابد؛ احتمال شسته شدن خاک وجود دارد. بخصوص هنگامی که خاک به خوبی متراکم نشده باشد این رویداد پیشروندِ است. به این صورت که ابتدا ریزترین ذرات خاک شسته می‌شوند. در نهایت با شسته شدن این ذرات میزان مقاومت و دوام خاک در مقابل جریان کم می‌شود و گرادیان هیدرولیکی بالا می‌رود. در نتیجه با افزایش یافتن گرادیان هیدرولیکی ذرات درشت‌تر شسته می‌شوند و کم کم فرایند سایش با سرعت بیشتری اتفاق می‌افتد که در نهایت باعث تشکیل تونل‌هایی در خاک می‌گردد. در واقع می‌توان گفت که این تونل‌های درونی pipe و به پدیده تشکیل آن‌ها piping یعنی فرسایش درونی یا رگاب گفته می‌شود.
از مهم‌ترین و اصلی‌ترین روش‌ها برای مقابله با پایین آمدن رگاب، کنترل تراوش آب از خاک است به این معنا که با توجه به شیب هیدرولیکی، فشار و سرعت تراوش در حد مجاز برای خاک ایجاد می‌کند.
زمانی که جوشش آب یا رگاب اتفاق می‌افتد تراز آب در داخل گود؛ به پایین حد از تراز آب در خارج از گود می‌رسد که این مسئله باعث می‌گردد که آب از زیر دیواره گود به درون گود و به داخل گود جریان یابد. با توجه به این مسئله حجمی از خاک که از تراز کف گود آغاز شده و تا تراز زیر دیوار پایدار شده در اثر فشار آب منفذی موجب کاهش تنش مؤثر خاک شده است.
در نهایت مقاومت افقی خاک افت پیدا خواهد کرد که در اثر آن دیوار حائل خاک دچار از هم گسیختگی در جهت حرکت به داخل گود می‌گردد. چنانچه که نیروهایی که از تراوش خاک به مقداری برسند که قابل قیاس با نیروهای مرتبط به تنش‌های مؤثر خاک شوند در آن زمان شرایط ناپایداری در خاک اتفاق خواهد افتاد.
پاسخ دهید
میخواهید به بحث بپیوندید؟مشارکت رایگان.