در دنیای مدرن امروزی، نیلینگ ساختمان بهعنوان یکی از تکنیکهای مهم در مهندسی عمران شناخته میشود. همانطور که احتمالاً بدانید روشهای مختلفی برای مهارسازی و نگهداشتن دیوارهی گودبرداری از جمله انکراژ، اجرای شمع، سپرکوبی، سازه نگهبان خرپایی و … وجود دارد، اما نیلینگ ساختمان چیست؟ روشی که بهمنظور تثبیت خاک و جلوگیری از ریزش دیوارهها در پروژههای عمرانی به کار میرود و بهویژه در گودبرداریها و ساختوسازهای زیرزمینی کاربرد دارد.
آنچه در این مقاله خواهید خواند!
Toggleنیلینگ ساختمان چیست؟
کلمهی نیل (Nail) ریشهی انگلیسی به معنای میخ دارد و نیلینگ به مجموعه فرایندهای استفاده از میخها و انکراژ برای تثبیت خاک و دیوارههای نگهبان گفته میشود. یک روش پایدارسازی در بخش ناپایدار خاک شامل نصب میخها در زمین و ایجاد استحکام بیشتر برای سازههای مختلف که بیشتر بهمنظور مهارکردن دیوارههای کنار راهها استفاده میشود. این روش ابتدا در دهه ۱۹۶۰ در اروپا مورد استفاده قرار گرفت. در این روش حفاری را بهصورت مرحلهبهمرحله و از بالابهپایین گود اجرا میشود.
همچنین این روش که ابداعی نیز هست در پایدارسازی فرورفتگیهای مصنوعی یا طبیعی در سطح زمین، همچنین تأمین تکیهگاههای افقی دیوارههای خاکبرداری شده با هدف جلوگیری از لغزش خاک کاربرد دارد. باید توجه داشت که نیلینگ، یک سازه نگهبان موقت به شمار میاید که در معرض عواملی مقاومت خود را از دست خواهد داد؛ پس بهتر است هرچه زودتر برای ساخت اسکلت فلزی اصلی اقدام کرد.
مکانیزم عملکرد نیلینگ به زبان ساده
نیلینگ با استفاده از میخهای فلزی بهصورت افقی یا مایل در دیوارههای خاکی نصب میشود. این میخها با شاتکریت و تقویت سطح باعث استحکام دیوارهها و جلوگیری از ریزش آنها میشوند.
نحوه کارکرد میخها در سازههای نیلینگ
میخها با ایجاد اصطکاک بین خاک و سطح فلزی، نیروی کششی موردنیاز برای نگهداشتن دیواره را فراهم میکنند. در این روش نیروی کششی در میخها زمانی فعال میشود که میزانی از جابهجایی در سیستم اتفاق بیفتد. این موضوع امکان دارد در ساختمانهای مجاور مشکل ایجاد کند. از همین رو مقدار مجاز جابجایی سازههای اطراف در انتخاب نوع سیستم نگهدارنده باید مدنظر قرار گیرد. عملکرد اصلی در سیستم میخ گذاری خاک، بر پایهی اتصال ناحیه فعال به ناحیه مقاوم است. ناحیه جلوی سطح لغزش که تمایل دارد از ناحیه دیگر جدا شود، ناحیه فعال (Active) نامیده میشود و ناحیهای که پشت سطح گسیختگی قرار دارد و ثابت است به ناحیه مقاوم (Passive) معروف است.
انواع روشهای نیلینگ ساختمان
از روشهای مختلف نیلینگ میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- نیلینگ گروت: با ایجاد سوراخ در دیوار یا شیب ایجاد شده
- نیلینگ گروت جت: با استفاده از موتورهای جت
- میلههای رونده: با هدایت میلهها در شیب در طول حفاری
- خود میله حفاری: با تزریق همزمان میله توخالی و ملات
- پرتکردن میلهها: با پرتاب میلههای فولادی به داخل خاک و با استفاده از مکانیزم هوای فشرده
تفاوت نیلینگ و انکراژ
در این بخش به بررسی تفاوت نیلینگ و انکراژ میپردازیم. ابتدا باید بررسی کنیم که انکراژ چیست؟ روش انکراژ یکی دیگر از روشهای پایدارسازی شیبها و گودبرداری است که از قضا شباهت زیادی به روش نیلینگ نیز دارد. این اصطلاح به فرایند نصب استرندها یا بافههای قوی در خاک یا سنگها اشاره دارد تا پایداری بیشتری به سازه بدهد. در روش انکراژ یک وسیله از جنس فولاد به کار برده میشود که میتواند میلگرد یا استرند (Strand) باشد. در جواب استرند چیست؟ میتوان قید کرد استرند یک کابل فولادی با مقاومت بسیار بالاست که با استفاده از آن میزان تحمل بتن افزایش مییابد. در انکراژ مرحلهای به نام مرحله اعمال نیروی پس تنیدگی نیز اعمال میشود.
شاید سؤال پیش بیاید که استرات چیست؟ که باید گفت استرات بهعنوان یک عنصر سازهای، در کنار نیلینگ و انکراژ به کار میرود تا بارهای وارده را توزیع کند. پس از اجرای انکراژ، توان خاک افزایش مییابد. نیلینگ در مقایسه با انکراژ به تجهیزات و مصالح کمتری نیاز دارد، همچنین سرعت اجرای بالاتری نیز دارد، اما با اعمال آن محدودهی کمتری از خاک مسلح میشود. روش نیلینگ نسبت به روش انکراژ و دیوارهای وزنی بتنی هزینهی کمتری خواهد داشت و در عبور و مرور و حملونقل وسایل و … کمتر اختلال ایجاد میکند.
مراحل اجرای نیلینگ در پروژههای عمرانی
در انواع پروژههای اسکلت فلزی صنعتی با چند مرحلهی مهم روبرو هستیم. در روش نیلینگ این مراحل شامل موارد زیر است:
1. ارزیابی اولیه و مطالعات ژئوتکنیکی
در این مرحله، متخصصان خاک و شرایط زمین را بررسی کرده و میزان نیاز به زهکشی ساختمان را تعیین میکنند. همچنین بررسی ویژگیهای خاک که شامل بررسی تراکم، نوع خاک، زاویه اصطکاک داخلی، مقاومت برشی و تراوایی خاک است در این مرحله انجام میشود. طول نیلها با توجه به عمق گودبرداری و نوع خاک تعیین میشوند. معمولاً طول نیلها بین ۰.۸ تا ۱.۲ برابر ارتفاع گودبرداری است. فاصله افقی و عمودی بین نیلها بر اساس محاسبات طراحی تعیین شده و قطر مناسب برای نیلها باتوجهبه بارهای وارده و مقاومت کششی میلگردها انتخاب میشود.
2. حفاری و نصب میخها
در این مرحلهی تا عمقی که خاک بتواند به مدت ۲۴ تا ۴۸ ساعت پایدار بماند بسته به نوع خاک و مشخصات مکانیکی حدوداً ۱ تا ۲ متر گودبرداری انجام میشود، سوراخهای حفاری به وسیلهی تجهیزات حفاری تخصصی آماده میشوند. سپس میخها یا تاندونها در سوراخ حفرشده بهصورت افقی یا مایل قرار میگیرند. همراه با آنها یک لوله دوغاب در سوراخ مته وارد شده و سوراخ با دوغاب پر میشود و تحت گرانش یا فشار کم قرار میگیرند.
3. شاتکریت و تقویت سطح
این مرحله شامل پاشیدن لایهای از شاتکریت (بتن پاششی) بر روی سطح گودبرداری بهمنظور حفاظت از نیلها و ایجاد یک سطح پایدار صورت میگیرد. با استفاده از شاتکریت، سطح دیوارهها پوشیده و تقویت میشود تا استحکام بیشتری به سازه بدهد.
کاربردهای نیلینگ در پروژههای مختلف
از جمله کابردهای این روش عبارتند از:
1. استفاده در گودبرداریها
در پروژههای گودبرداری، نیلینگ بهعنوان یک راهکار مؤثر برای جلوگیری از ریزش دیوارهها استفاده میشود. در پاسخ به سؤال تاپ دان چیست؟ باید ذکر کرد این روش یکی دیگر از روشهای رایج در گودبرداری است.
2. نیلینگ در تونلها و دیوارههای نگهبان
روش نیلینگ در تونلها و دیوارههای نگهبان نیز بهطور گستردهای مورداستفاده قرار میگیرد تا پایداری بیشتری به سازه بدهد. رعایت اصول ایمنی در پروژه تاپ دان، روش نیلینگ و تمامی موارد ساختمانی بسیار حائز اهمیت است.
3. نیلینگ در سازههای زیرزمینی و شیبهای ناپایدار
در سازههای زیرزمینی و شیبهای ناپایدار، نیلینگ به جلوگیری از ریزش و فروریختن کمک میکند. برای اطلاعات بیشتر دربارهی پروژههای مختلف، میتوانید از سامان دژ پارس که در اجرای انواع پروژههای تاپ داون و اسکلت فلزی تجربیات زیادی دارد، کمک بگیرید.
عوامل موثر بر هزینه نیلینگ ساختمان
عوامل زیادی در افزایش هزینههای نیلینگ دخیل است. هزینه روش نیلینگ به طور معمول بهازای هر مترمربع از سطح دیواره محاسبه میشود که شامل هزینههای حفاری، میلههای فولادی، تزریق دوغاب سیمان و شاتکریت است. عوامل دیگری همچون نوع خاک، عمق گود و دسترسی به محل پروژه نیز در تعیین هزینهها مؤثر هستند. بهعلاوه هزینهی تجهیزات و لوازم و نیروی کار نیز باید در نظر گرفته شود. اندازه و مقیاس پروژه نیز از عوامل مهم تعیین هزینههاست. پروژههای بزرگتر و پیچیدهتر هزینههای بیشتری دارند.
تأثیر شرایط خاک و عمق گود
شرایط خاک و عمق گود یکی از عوامل اصلی در تعیین هزینه نیلینگ است. ریزشی بودن خاک بدنۀ گود قیمت را بهصورت قابلتوجهی بالا میبرد. چون در این حالت برای حفاری باید از روشهایی مثل کیسینگ استفاده شود که همین قیمت نیلینگ را بالا میبرد.
نوع تجهیزات و مواد مورداستفاده
نوع تجهیزات و موادی که برای نیلینگ استفاده میشوند نیز بر هزینه تأثیرگذار است. در تعیین قیمت موارد مورد استفاده مهمترین تجهیزات نوع میلگرد و تراکم میلگرد است.
مقایسه نیلینگ با روشهای دیگر تثبیت خاک
نیلینگ با دیگر روش های ثبت خاک یکسری تفاوتهایی دارد که در ادامه به مقایسه این روش با سایر روشها می پردازیم:
نیلینگ در برابر انکراژ
روش نیلینگ و انکراژ از جهات بسیاری مشابه یکدیگر هستند. بااینحال نیلینگ در برابر انکراژ تفاوتهایی نیز دارد. تفاوت اصلی اجرای نیلینگ با انکراژ در نیروی پیش تنیدگی است. بهعبارتدیگر در روش انکراژ عملیات تزریق دوغاب در قسمتی از انکر جاگذاری شده در گمانه انجام نمیشود.
نیلینگ در برابر دیوارهای برلینی
دیوارهای برلینی یکی از روشهای دیگر تثبیت خاک هستند که در آن از ترکیب شمعهای فولادی (پروفیل) یا بتنی در کنار رویه بتنی استفاده میشود. شمع کوبی در گودبرداری مرحلهی مهمی محسوب میشود.
جمعبندی: آینده نیلینگ در مهندسی ساختمان
نیلینگ (nailing) یا میخکوبی، روشی کارآمد برای پایدارسازی دیوارههای گودبرداریهای عمیق است. در این روش با استفاده از میلگردهای فولادی و تزریق دوغاب به خاک، استحکام و پایداری دیوارهها را به طور قابلتوجهی افزایش میابد. نیلینگ ساختمان بهعنوان یکی از تکنیکهای مهم در مهندسی عمران، آیندهای روشن در پیش دارد و باتوجهبه پیشرفتهای فناوری، انتظار میرود که این روش همچنان بهبود یابد. نیلینگ مزایا و معایب زیادی داشته و اجرای آن نکات فوقالعاده مهمی دارد.
منابع: omranweb.com | academyofcivil.com
سوالات متداول
نیلینگ ساختمان چه مزایایی دارد؟
نیلینگ ساختمان یک تکنیک تثبیت خاک است که هزینه کمتری نسبت به روشهای دیگر دارد و زمان اجرای آن کمتر است.
آیا نیلینگ با انکراژ قابل مقایسه ست؟
بله اما هر کدام بسته به شرایط خاص خود مزایا و معایبی دارند.
هزینه نیلینگ به چه عواملی بستگی دارد؟
هزینه نیلینگ به عوامل مختلفی بستگی دارد که از جمله آنها میتوان به شرایط خاک و عمق گو، نوع تجهیزات و مواد مورداستفاده و مقیاس پروژه اشاره کرد.