نشریه شماره ۳۳۸- الف اسفندماه ۱۳۸۷

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. پیش‌نویس راهنمای بهسازی پی سدها نشریه شماره ۳۳۸- الف اسفندماه ۱۳۸۷ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای بهسازی بی‌سدها نشریه شماره ۳۳۸- الف اسفندماه ۱۳۸۷ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- تهیه و کاربرد آنها را ضروری و اجتناب ناپذیر ساخته است. نظر به وسعت دامنه علوم و فنون در جهان امروزء تهیه ضوابطء معیارها و استانداردها در هر زمینه به مجامع فنی - تخصصی واگذار شده است. ویژه ای برخوردار بوده و از این رو طرح تهیه ضوابط ومعیارهای فنی صنعت آب کشور وزارت نیرو با همکاری معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری به منظور تأمین اهداف زیر اقدام به تهیه استانداردهای صنعت آب نموده است : - پرهیز از دوباره‌کاری‌ها و اتلاف منابع مالی و غیرمالی کشور - استفاده از تخصص ها و تجارب کارشناسان و صاحب‌نظران شاغل در بخش عمومی و خصوصی - استفاده از منابع و مأآخذ معتبر و استانداردهای بین المللی - بهره‌گیری از تجارب دستگاه‌های اجرایی؛ سازمان‌هاء نهادهاء واحدهای صنعتی. واحدهای مطالعه» طراحی و ساخت - توجه به اصول و موازین مورد عمل موْسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران و سایر موْسسات معتبر تهیه کننده استاندارد استانداردها ابتدا به صورت پیش‌نویس برای نظرخواهی منتشر شده و نظرات دریافتی پس از بررسی تیم تهیه‌کننده و گروه نظارت امید است کارشناسان و صاحب‌نظرانی که فعالیت آنها با این رشته از صنعت آب مرتبط می باشدء با توجهی که مبذول می‌فرمایند این پیش‌نویس را مورد بررسی دقیق قرار داده و با ارائه نظرات و راهنمایی های ارزنده خود به دفتر طرح این دفتر را در تنظیم و تدوین متن نهایی یاری و راهنمایی فرمایند. الف -------- صفحهٔ بعد -------- ترکیب اعضای تهیه کننده, کمیته و ناظران تخصصی تهیه شده است. اسامی افرادی که در تهیه این پیش‌نویس همکاری نموده‌اند به ترتیب حروف الفبا به شرح زیر می‌باشد: مسعود پلاسی دانشکده فنی دانشگاه تهران دکترای عمران حسن حاجیانی کارشناس آزاد کارشناس ارشد مهندسی عمران علی‌اصفر میرقاسمی دانشکده فنی دانشگاه تهران دکترای عمران آقای علی مهدوی شرکت مهاب قدس مهندسی مشاور کارشناس ارشد مهندسی عمران گروه نظارتی که مسئولیت نظارت تخصصی بر تدوین این پیش نویس استاندارد را به عهده داشته‌اندء به ترتیب حروف الفبا عبارتند از: فیروزه امامی طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور ‏ لیسانس زمین‌شناسی علیرضا شریفی سلطانی کارشناس آزاد لیسانس مهندسی عمران بهروز گتمیری شرکت مهندسین مشاور دریاخاک‌پی دکترای ژئوتکنیک مهدی نصیری شرکت مهندسین مشاور- مهندسین سنگ و تونل آزما ‏ فوق‌لیسانس مهندسی مکانیک سنگ اسامی اعضای کمیته تخصصی سد و تونل‌های انتقال آب طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور که بررسی و تایید پیش نویس حاضر را به‌عهده داشته‌اند به ترتیب حروف الفبا عبارتند از: مسعود حدیدی‌مود شرکت مهندسی مشاور مهاب قدس فوق‌لیسانس مکانیک ناصر خیرخواه شرکت مهندسین مشاور بهان سد فوق‌لیسانس مهندسی عمران علیرضا دائمی وزارت نیرو فوق‌لیسانس مهندسی سازه‌های هیدرولیکی رضا راستی اردکانی دانشگاه صنعت آب و برق(شهید عباسپور) دکترای مهندسی زلزله و شریان‌های حیاتی نوشین رواندوست طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی لیسانس مهندسی سازه محمدطاهر طاهری‌بهبهانی ‏ شرکت مهندسین مشاور توان‌آب فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک محمدرضا عسکری شرکت مهندسین مشاور بندآب دکترای سازه سیاوش لیتکوهی شرکت مهندسین مشاور خدمات مهندسی مکانیک خاک دکترای راه و ساختمان زئوتکنیک علی یوسفی شرکت خدمات مهندسی برق ایران (مشانیر) فوق‌لیسانس مهندسی معدن و زمین‌شناسی شایان ذکر است خانم دکتر بندار و آقای دکتر لیتکوهی در تایید متن نهایی این پیش نویس همکاری ویژه داشته‌اند. -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست عنوان مقدمه فصل اول - هدف و دامنه کاربرد ۱-۱- هدف ۲-۱- دامنه کاربرد فصل دوم - لزوم بهسازی پی ۱-۲- شرایط نامطلوب خاک ۱-۱-۲- خاک‌های با تراکم‌پذیری زیاد و مقاومت کم ۲-۱-۲- شیل‌های رسی ۳-۱-۲ خاک‌های فروریزشی ۴-۱-۲- خاک‌های دانه‌ای سست ۲-۲- شرایط نامطلوب سنگ ۱-۲-۲ سنگ هوازده ۲-۲-۲ درزه و شکاف‌های باز ۳-۲-۲- غارها و حفره‌های انحلالی ۴-۲-۲- برآمدگی‌ها و گودی‌های سطح فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نشست و جلوگیری از روان گرایی ۱-۳- بهسازی حفاری‌ها ۱-۱-۳- پیش‌برش ۲-۱-۳ دره‌های با شیب تند ۳-۱-۳ پایدارسازی سطحی ۴-۱-۳- ترمیم گسل‌ها ۵-۱-۳- مسلح ساختن سنگ با فولاد ۶-۱-۳ تزریق تحکیمی ۷-۱-۳- بهسازی برای جلوگیری از فرسایش سطح تماس سد خاکی با پی ۳-۳- متراکم کردن و تزریق پی‌های آبرفتی ۱-۲-۳ تراکم ۲-۲-۳- پیش‌بارگذاری ۳-۳ زهکشی برای تحکیم ۱۰ ۱۰ ۱۰ ۱۱ ۱۱ ۱۱ ۱۱ ۱۲ ۱۳ ۱۷ ۱۷ ۱۷ ۱۹ ۱۹ ۲۳۲ ۲۳۲ ۳۳۴ ۲۶ ۳۸ ۳۸ ۳ ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست عنوان ۴-۲-۳- تراکم دینامیکی ۵-۲-۳ تراکم لرزه‌ای ۶-۲-۳ تراکم انفجاری ۷-۳-۳ جایگزینی ارتعاشی (ستون‌های سنگی) ۸-۲-۳- تزریق شکست هیدرولیکی ۹-۲-۳ تزریق تراکمی ۱۰-۳-۳- تزریق نفوذدی ۱۱-۲-۳- تزریق به کمک جت ۳-۳- کاربردها و استفاده (۹ع۹ 20۵ 200110211015) ۱-۳-۳ متراکم‌سازی ۲-۳-۳- نرخ افزایش یافته‌ی تحکیم ۳-۳-۳- کاهش نشست (5611[61736111 0۵11010ع۲) ۴-۳-۳ افزایش ظرفیت باربری(2۹60ع10۳ ۳۵۵۲18۵ (۵020(1)) ۵-۳-۳- پایداری شیروانی‌ها(ع5100 2۵ ۳۹۳۵۱۵۲ 11۷( 51۵) ۶-۳-۳- کاهش پتانسیل روان گرایی ۴-۳- اطمینان از کیفیت تراکم ([ 06016211102 ۷۵۲۱11۵۵1101 1:1108) فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوش آب ۱-۴- پرده‌های تزریق و زهکشی ۳-۳ تکنیک‌های تزریق ۳-۴- پرده‌های زهکشی ۴-۴- محل پرده‌های تزریق و زهکشی ۵-۴- استفاده از گالری ۶-۴- دیوارهای آب‌بند (0:10115) ۷-۴- پنوی نفودناپذیر بالادست (۷۳۹۲۳۵۵۲۱ 1106۲۷۱۵۹ 01۵6۵1) ۱-۷-۴- ملاحظات طراحی ۲-۷-۴ مصالح و نحوه اجرا ۳-۷-۴ انباشته شدن لای در مخزن سد ۳۱ ۳۹ ۳۱ ۳۳ ۴۳۴ ۳۵ ۳۷ ۳۸ ۳۹ ۸8( ۸۸( ۵۶ ۵۶ ۵۷ ۶۱ ۶۱ ۶۳ ۶۵ ۶۸ ۸۵ ۸۵ ۸۷ ۸۸ ۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست عنوان ۱-۸-۴- ضوابط تزریق ۲-۸-۴۳ موقعیت منطقه تزریق و جهت گمانه‌ها ۳-۸-۴- عمق ناحیه تزرریق ۴-۸-۴- آرایش و تعداد ردیف چال‌ها ۵-۸-۴- مصالح تزریق (۲0۷118ع ‎)11۸10712[٩ ۶-۸-۳- فشار تزریق و نرخ تزریق(۲0118ع 0۳6۹۹۳۵ ۵10 82701178 ۲۵16) ۱-۵- کلیات ۲-۵ سوسپانسیون‌های با اساس سیمانی ۱-۳-۵- سیمان ۲-۲-۵- آب ۳-۲-۵- خصوصیات روان شدن ۴-۲-۵ رسوب‌گذاری ۱-۳-۵- ترکیبات و خصوصیات سیال ۳-۵- مصالح تزریق شیمیایی غیر از ژل سیلیکا ۱-۴-۵- آکریلامید و لیگنوسولفونات ۳-۴-۵- مصالح فومی ( ۳۵۵۲11۱/1۵ ۱۷1۵10712[5) فصل ششم - مثال‌های موردی ۱-۶- مثال‌های موردی ۱ ۲-۶- مثال‌های موردی ۲ ۳-۶- مثال‌موردی ۲ ۴-۶- مثال‌های موردی ۴ ۵-۶- مثال‌های موردی ۵ ۶-۶- مثال‌های موردی ۶ ۷-۶- مثال موردی ۷ ۸-۶- مثال‌موردی ۸ چ ۸۹ ۹۳ ۹۶ ۹۷ ۹۹ ۱:۳۵ ۸( ۸( ۱:۳۵ ۱۰۶ ۱.۸ ۱۱۱ ۱۱۱ ۱۱۲ ۱۱۳ ۱۱۳ ۱۱۳۴ ۱۱۹ ۱۱۹ ۱۳۰ ۱۲۳۳۴ ۱۲۶ ۱۳۹ ۱۳۲ ۱۳۲ ۱۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست عنوان ۱-۸-۶ مقدمه ۳-۸-۶ بافت زمین‌شناسی پی سد کرخه ۳-۸-۶- محل اجرای تزریق شیمیایی و لزوم استفاده از آن در سد کرخه ۴-۸-۶ نوبت اول تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه (مهر و آبان ۱۳۸۲) ۵-۸-۶- نوبت دوم تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه (نیمه دوم آبان لغایت اواخر اسفند ۱۳۸۲) ۶-۸-۶- پیشنهاد طرح نهایی برای انجام تزریق شیمیایی اصلی در گالری ۹۵۰ ۷-۸-۶- بحث در مورد میزان فشار تزریق در مراحل مختلف تزریق شیمیایی ۸-۸-۶- نتیحجه گیری پیوست ۱- شاتکریت و انواع آن پیوست ۲ - استفاده از ابزاربندی برای رفتارنگاری منابع و مراجع ح ۱۳۵ ۱۳۶ ۱۳۷ ۱۳۸ ۱۳۳ ۱۳۸ ۱۳۹ ۱۳۹ ۱۹۳ ۱۳۳ ۱۷۳ -------- صفحهٔ بعد -------- مقدمه ز مقدمه پی سدها به‌ویژه سدهای بلنده نقش بسیار مهمی در پایداری آنها دارد. بهبود خصوصیات پی توسط روش‌های مختلف. «بهسازی پی» نامیده می‌شود. بهسازی پی به‌دلایل مختلف ممکن است صورت پذیرد. در برخی موارد بهسازی برای آب‌بندی پی و جلوگیری از تراوش آب انجام می‌شود و در برخی موارد برای تامین پایداری و بالا بردن ظرفیت باربری پی و یا کاهش تغییرشکل‌پذیری صورت می‌گیرد. همچنین در بعضی شرایط هدف از بهسازی ممکن است افزایش پایداری درازمدت از طریق کاهش فرسایش‌پذیری و یا کاهش میزان انحلال باشد. در شرایطی که زمین پتانسیل روان‌گرایی دارد نیز بهسازی لازم به منظور تامین پایداری در برابر زمین‌لرزه انجام می‌شود. روش‌های متنوعی برای بهسازی پی سدها وجود دارد و اعمال یک روش خاص بهسازی ممکن است چند هدف مختلف را پتانسیل روان گرایی نیز می‌شود و یا آب‌بندی پی سدها با روش‌های مختلف بهسازی» علاوه بر جلوگیری از تراوش آبء باعث کاهش فرسایش‌پذیری و نیز کاهش میزان انحلال در پی‌هایی که مستعد فرسایش‌پذیری و یا انحلال هستند. می‌شود. اصولا در تعیین مشکلات پیء توجه به نوع سد هم مهم است. مثلا یک پی آبرفتی و یا حتی یک پی سنگی ممکن است برای ساخت یک سد بتنی قوسی» پی بسیار مساله‌داری باشد ولی همان پی برای یک سد خاکی پی بدون مشکل و یا با مشکلات کم تلقی شود. بنابراین روش‌های بهسازی برای کلیه ساختگاه‌ها دارای کاربرد یکسان نیستند. سدهایی هستند که روی پی‌های بدون هیچ‌گونه عملیات بهسازی ساخته شده‌اندء در حالی که در برخی سدها روش‌های بهسازی زیادی مورد استفاده واقع شده‌اند. در این محموعه تحت عنوان «راهنمای بهسازی پی سدها»» روش‌های مختلف بهسازی برای انواع گوناگون پی سدها مورد بررسی قرار گرفته و مثال‌های موردی مختلفی از کاربرد این روش‌ها در ایران و سایر کشورها ارائه شده است. این راهنما در شش بخش تنظیم شده و علاوه بر آن شامل دو پیوست است. منابع و مراجع مورد استفاده در انتهای این مجموعه ذکر شده است. بخش اول این مجموعه شامل هدف و دامنه کاربرد این راهنما است. در بخش دوم لزوم بهسازی پی سدها با در نظر گرفتن مشکلات مربوط به انواع پی مورد بررسی قرار گرفته است. راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نشست و جلوگیری از روان گرایی در بخش سوم ارائه شده است. در بخش چهارم» راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوش آب مورد بررسی واقع شده است. بخش پنجم شامل ویژگی‌های مصالح مختلف تزریق است و نهایتا در بخش ششمء. مثال‌های موردی متعددی از بهسازی پی سدها در ایران و سایر کشورهای جهان ذکر شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۱ هذف و دامنه کار برد -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - هدف و دامنه کاربرد ۱-۱ هدف هدف از تهیه این راهنماء شناخت روش‌های بهسازی و بررسی لزوم آن؛ مبانی نظری و کلیات طراحی و اجرای عملیات بهسازی ۲-۱- دامنه کاربرد دامنه کاربرد این استاندارد شامل بهسازی پی و تکیه‌گاه‌های سد است. در دره محل احداث سد.ء معمولا به قسمت نسبتا افقی کف دره «پبی» اطلاق می‌شود. لایه‌های فوقانی این قسمت در اکثر موارد از آبرفت تشکیل می‌شود. کلمه «تکیه‌گاه», اصولا به دیواره‌های جانبی دره که دارای شیب نسبتا زیادی بوده و در اغلب موارد از سنگ تشکیل می‌شود. اطلاق می‌شود؛ با وجود این تعریف روشن و استانداردی در این خصوص وجود ندارد. واژه پی جامع‌تر بوده و اصولا از نظر مهندسی ژئوتکنیک, تکیه‌گاه‌های جانبی را نیز به‌ویژه در مورد دره‌های تنگ می‌توان جزء پی به حساب اورد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ زوم بهسلزی پی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - لزوم بهسازی پی ۹ پی سدها اعم از سدهای خاکی و بتنی به‌دلایل مختلف ممکن است مستلزم انجام بهسازی باشد. در بعضی موارد بهسازی به منظور آب‌بندی پی و جلوگیری از تراوش آب صورت می‌گیرد. در برخی موارد بهسازی برای تامین پایداری و بالا بردن ظرفیت باربری پی و یا کاهش تغییرشکل‌پذیری پی و تکیه‌گاه‌های سد انجام می‌شود و سرانجام در بعضی شرایط هدف از بهسازی ممکن است افزایش پایایی یعنی پایداری درازمدت از طریق کاهش فرسایش‌پذیری و یا کاهش میزان انحلال باشد. در شرایطی که زمین پتانسیل روان گرایی دارد نیز تمهیدات و بهسازی لازم به منظور تامین پایداری در مقابل زمین‌لرزه باید اعمال شود. انجام یک عمل بهسازی ممکن است چند هدف مختلف را برآورده سازد مثلا متراکم کردن پی آبرفتی یک سد. در عین بالا بردن ظرفیت باربری و کاهش تغییر شکل‌پذیری ممکن است منجر به کاهش پتانسیل روان گرایی نیز بشود. و یا آب‌بندی پی سدها با روش‌های مختلف بهسازی» علاوه بر جلوگیری از تراوش آب منجر به کاهش فرسایش‌پذیری و نیز کاهش میزان انحلال در پی‌هایی که مستعد فرسایش‌پذیری و یا انحلال هستند.ء می‌شود. روش‌های بهسازی برای کلیه ساختگاه‌ها دارای کاربرد یکسان نیستند. سدهایی هستند که روی پی‌های بدون هیچ‌گونه عملیات بهسازی بنا شده‌اندء در حالی که که در برخی سدها مانند سد آل آتازار (۸1۵7۵7 [۳۹) در اسپانیاء تقریبا تمام روش‌های بهسازی به کار برده شده‌اند. در برخی مواردء رسیدن به درجه ایمنی مطلوب در پی» علیرغم وجود روش‌های متعدد بهسازی عملا غیرممکن است. این لزوما بدان معنی نیست که ساختگاه مزبور مردود است. بلکه ممکن است بدان معنی باشد که نوع سد در نظر گرفته شده مناسب نیست. و بهتر است که طراحی متفاوتی که سیستم نیروهای دیگری را بر پی وارد می‌کند و یا نوعی را که با الگوی رفتاری پی سازگاری بیش‌تری دارد در نظر گرفت. کاوش و طراحی جداگانه سد و پی آن روش صحیحی نیست. هدف باید رسیدن به بهترین نوع طرح فراگیر باشد و یکی از موثرترین اقدامات چاره‌جویانه (۹ع2۹۳ع111 [۲۵116۵1۵) انتخاب مناسب‌ترین نوع سد برای ساختگاه مورد نظر است (1993 ,10-01]1). به‌طور کلی مشکلات پی با دو مساله مرتبط است: ۱- مقاومت کم و تغییر شکل‌پذیری زیاد و ۲- نفودپذیری بالای پی و نتیجتا آبگذری بیش از حد. پی‌ها ممکن است دچار مشکلات دیگری مانند فرسایش‌پذیری» انحلال و روان گرایی باشند. پی‌های متشکل از آبرفت معمولا مشکلات بیش‌تری نسبت به پی‌های سنگی دارند. زیرا معمولا نسبت به سنگ دارای مقاومت شرایط ویژه ممکن است در معرض روان‌گرایی نیز قرار گیرند. البته پی‌های سنگی نیز ممکن است به دلیل دارا بودن درزه و شکاف زیاد و مواد پرکننده ضعیف وضعیت مطلوبی از نظر تغییرشکل‌پذیری و نفوذپذیری نداشته باشند. برخی سنگ‌ها مانند سنگ‌آهک ممکن است انحلال‌پذیری بالایی داشته باشند. اصولا در تعیین مشکلات پی توجه به نوع سد هم مهم است. مثلا یک پی آبرفتی و یا حتی یک پی سنگی ممکن است برای ساخت یک سد بتنی قوسی» پی بسیار مشکل‌داری باشد ولی همان پی برای یک سد خاکی پی بدون مشکل و یا با مشکلات کم شرایط نامطلوب خاک و نیز شرایط نامساعد سنگ به عنوان پی سدها را گروه مهندسی ارتش آمریکا (1995 .115۸) به شرح زیر ذکر کرده است: -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ راهنمای بهسازی پی سدها ۱-۲- شرایط نامطلوب خاک ۱-۱-۲- خاک‌های با تراکم‌پذیری زیاد و مقاومت کم خاک‌های آلی دارای تراکم‌پذیری زیاد بوده و مقاومت برشی کمی دارند. این خاک‌ها معمولا با رنگ تیره و بوی خاص خود قابل شناسایی هستند. رس‌های غیرآلی با درصد رطوبت بالا نیز تراکم‌پذیری زیاد و مقاومت برشی کمی از خود نشان می‌دهند. در صورت صورتی که مقدار چنین خاکی خیلی زیاد نباشد و از نظر اقتصادی مقرون به‌صرفه باشد باید آن را با خاک مناسب جایگزین کرد. درصورتی که ضخامت این‌گونه خاک‌ها خیلی زیاد باشد باید در طراحی سد تجدید نظر به عمل آورد (از جمله ملایم‌تر کردن شیب شیروانی سد). ۲-۱-۲ شیل‌های رسی شیل‌های رسی از جمله خاک‌های بسیار مساله‌دار و غیر قابل پیش‌بینی هستند. این شیل‌ها درصورتی‌که به علت وزن زیاد لایه‌های فوقانی دچار پیش‌تحکیمی بسیار زیاد شده ولی فاقد سیمانی شدگی (221361۸110۳) قابل ملاحظه باشند عموما به شیل‌های تراکمی (٩ع[۳2٩‏ 1101ع001110۸) یا شیل‌های خاک مانند (5ع[1۵ ‎٩‏ 50[1-1116) موسومند. برخی شیل‌های رسی هنگامی که در معرض دوره‌های تر و خشک شدن قرار می‌گیرند. سریعا دچار وارفتگی (5140) می‌شوند. این شیل‌ها در شرایط خشک مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهند ولی به محض تر شدن دچار تورم شده و مقاومت خود را به سرعت از دست می‌دهند. رنگ این شیل‌ها از قهوه‌ای تا سبز و سیاه متغیر بوده و غالبا دارای سطح شکست‌آیینه‌ای (0ع11010۹14٩)‏ هستند. شیل‌های رسی مساله‌دار از روی سطح شکست‌آیینه‌ای که با شکستن قطعات دست نخورده سنگ قابل رویت است و نیز از روی سرعت زیاد هوا و آب به سرعت مقاومت خود را از دست می‌دهند و لذا لازم است سطح این‌گونه شیل‌ها قبل از انجام خاکریزی بر روی آن در مقابل هوازدگی محافظت شود. پایداری سد روی شیل‌های رسی مساله‌دار درصورتی که دارای درزه و شکاف زیادی بوده و یا دچار گسلش شده باشند دارای پیچیدگی بیش‌تری خواهد بود. ۳-۱-۲- خاک‌های فروریزشی خاک‌های فروریزشی عموما چگالی و پلاستیسیته اندکی دارند و هنگامی‌که در معرض آب قرار می‌گیرند حجم توده خاک به مقدار زیادی کاهش پیدا می‌کند. اسکلت این خاک‌ها متشکل از دانه‌هایی تا اندازه ماسه ریز است که توسط رس کنار هم نگه‌داشته می‌شود. سیمان رسی در اثر جذب آب خاصیت سیمانی خود را از دست می‌دهد و ساختار خاک درهم می‌ریزد. تغییر حجم ناشی از -------- صفحهٔ بعد -------- قصل دوم - لزوم بهسازی پی )۱ در صورت احداث یک سد خاکی روی خاک فروریزشی که قبلا در معرض آب قرار نداشته. ممکن است نشست زیاد و احتمالا ترک‌خوردگی سد اتفاق بیفتد. درصورتی‌که جایگزین کردن چنین خاک‌هایی امکان‌پذیر نباشد.ء باید بهسازی لازم روی آنها صورت 2-۱-۲- خاک‌های دانه‌ای سست ماسه و ای با پلاستیسیته کم به‌صورت سست و در حالت اشباع ممکن است دارای مقاومت برشی کافی تحت شرایط بارگذاری استاتیکی باشند ولی اگر در معرض بارهای ارتعاشی قرار گیرند ممکن است مقاومت خود را از دست داده و حتی مانند سیال به‌صورت روان درآیند. این وضعیت که در آن خاک تحت اثر بارهای ارتعاشی ناپایدار می‌شود روان‌گرایی (110061۵011010) خوانده می‌شود. ارتعاش ممکن است در آثر عملیات انفجار و یا زمین‌لرزه ایجاد شود. در نهشته‌های بسیار سستء پدیده روان‌گرایی ممکن است حتی به سبب ارتعاشات کوچک غیرمحسوس نیز اتقاق بیفند. زهشته‌های سست ای و ماسه را می‌توان با روش‌هایی مانند انفجار (01۵511118) ویبروفلوتاسیون (۷10۳۵110۸1211010) و با کوبیدن شمع‌های تراکمی (01105 00110401100) متراکم کرد ولی موثر بودن این روش‌ها قابل پیش‌بینی نیست. ویبروفلوتاسیون برای بهسازی نواحی محدود به‌طور موفقیت‌آمیزی مورد استفاده قرار گرفته ولی این روش بسیار پرهزینه است. عمل انفجار معمولا برای متراکم کردن نهشته‌های سست دانه‌ای موثر نیست زیرا آنرژی ارتعاشی تولید شده دارای فرکانس بالایی است. (,15۸۳1] 995( ۲-۲ شرایط نامطلوب سنگ ۱-۲-۲ سنگ هوازده سنگ هوازده ممکن است خصوصیات نامطلوبی از قبیل تراکم‌پذیری زیاده مقاومت کم و نفوذپذیری زیاد داشته باشد. معمولا برداشتن سنگ هوازده در محل احداث سد ضروری است. انتقال از بخش هوازده به سنگ سالم تدریحی است و معمولا یک مرز کاملا مشخص بین این دو قسمت وجود ندارد. درجه هوازدگی معمولا با افزایش عمق کاهش می‌یابد. عمق نشان داده شده در نقشه‌ها برای رسیدن به سنگ سالم فقط به عنوان یک راهنمای کلی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. حفاری‌های انجام شده در پی و تکیه‌گاه‌های سد برای برداشتن سنگ هوازده باید توسط افراد دیصلاح مورد بازرسی قرار گیرد تا کفایت حفاری مشخص شود (1995 ,115۸0۳]). ۲-۲-۲ - درزه و شکاف‌های باز برای جلوگیری از فرسایش و آب شستگی مصالح سد در محل تماس با پی» تمام درزه‌ها و ترک‌های باز در سنگ پی باید پر شود. برای این منظور معمولا از ملات ماسه سیمان استفاده می‌شود. نسبت آب به مصالح جامد ملات بسته به شرایط فرق می‌کند. درصورتی که عرض درزه‌ها و ترک‌ها کم باشد درصد آب ملات بیش‌تر بوده و از ماسه ریز استفاده می‌شود تا ملات بتواند به آسانی وارد درزه‌ها شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای بهسازی پی سدها در صورت وجود درزه‌های عریض لازم است ملات سفت‌تر و ماسه درشت‌تر مورد استفاده قرار گیرد تا از ترک‌خوردگی ناشی از انقباض (ع0۳۸۵1 ۵11۳111280) جلوگیری به‌عمل آید. یک نمونه از بهسازی سطح سنگ با ملات در شکل ۱-۲ نشان داده شده شکل ۱-۲ بهسازی سطح سنگ با ملات ۳-۲-۲ غارها و حفره‌های انحلالی حفره‌های به‌وجود آمده در اثر انحلال سنگ بسیار خطرناک بوده و در محل سد برای تشخیص چنین وضعیتی باید دقت لازم به‌عمل آید به‌ویژه در مواردی که سنگ محل احداث سد انحلال‌پذیری بالایی مانند سنگ آهک و ژیپس داشته باشد. حفره‌های موجود در سطح پی معمولا با پهسازی دندانه‌ای (1۳2211110111 [10111۵) ترمیم می‌شوند. در شکل ۲-۲ یک کانال انحلالی ‎)٩0111011 ( 0112111101 که مستقیما زیر محور سد ۸1195195110۷۵ واقع در ایالت 1101202 بود نشان داده شده است که هنگام حفاری برای ترانشه آب‌بند کشف شد. این کانال پس از کاوش‌های گسترده در مورد محدوده آن با بتن پر شد. مشاهده حفره در سطح سنگ پی می‌تواند نشانه‌ای از وجود حفره‌ها و حتی غارهای مدفون در پی سد باشد. تجارب گذشته نشان می‌دهد که حفره‌های بهسازی نشده بسیار خطرناکند. در مواردی فرار آب از داخل حفره‌های زیرزمینی به حدی بوده که آبگیری سد امکان‌ناپذیر و نهایتا سد بلااستفاده به حال خود رها شده است. بنابراین هر نوع نشانه حفره‌های زیرزمینی از قبیل چاله‌های ریزشی ‎)٩1010105(‏ ناپدید شدن آب جاری سطحی و مواردی از این قبیل باید جدی گرفته شده و بررسی‌های تکمیلی در صورت لزوم انجام شود. در صورت وجود شبکه گسترده‌ای از حفره‌های -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - لزوم بهسازی پی ۳ شکل ۲-۲ کانال انحلالی در محل سد ۸115515511102۷2۵ واقع در ایالت 111012112 آمریکا (2004 ,۷۵۳ :۵ 200) موردی از یک پی کارستی زیر یک سد در چین ارائه کرده‌اند که در آن بیش از ۶۰۰ غار کارستی با مورد دیگری از پی کارستی و نحوه بهسازی توسط (2004 ,121861) ارائه شده است که در مورد سد ۸1۵7110 08210.] به ارتفاع ۰ متر در ایالت ۸1۵0۵1۵ آمریکا است. این سد از بدو آبگیری به‌دلیل فرار آب از پی کارستی مشکلات زیادی ایجاد کرده بود که نهایتا با اجرای یک پرده تزریق به عمق حداکثر ۱۸۰ متر مساله حل شد. 2-۲-۲ برآمدگی‌ها و گودی‌های سطح برآمدگی‌ها و سایر سطوح نامنظم در سطح سنگ پی یا تکیه‌گاه‌ها باید اصلاح شود. برآمدگی‌ها باید با چالزنی و انفجار برداشته شود و دقت لازم به‌عمل آید تا سنگ سالم اطراف آسیبی نبیند. با استفاده از انفجار با دیواره صاف (ع۳12۹1 ۷:۵[1 (10011د) یا پیش‌برش (070۹111118) سطوح صافی می‌توان به‌دست آورد. معمولا پیش‌برش در اکثر موارد نتیجه بهتری نسبت به انفجار با دیواره صاف می‌دهد. در برخی موارد از بهسازی دندانه‌ای توسط بتن (1۳6216 [ه401 0010۲۵16) نیز می‌توان برای برخی برآمدگی‌ها استفاده کرد. استفاده از کوبیدن خاک زیر قسمت‌های برآمده» به‌جای حذف برآمدگی و یا بهسازی دندانه‌ای مجاز نیست. گودی‌های سطح پی در سدهای خاکی را می‌توان با مصالح نفودناپذیر و توسط کوبه‌های دستی مکانیکی سنگین مسطح کرد. درصورتی که سطح سنگ خیلی نامنظم باشد.» ممکن است پوشاندن کل سطح پی با یک دال بتنی مقرون به صرفه‌تر باشد. برای رفع شرایط نامطلوب, روش‌های متعدد بهسازی وجود دارد که این روش‌ها بطور خلاصه در جدول ۱-۲ ارائه شده‌اند و در فصل‌های بعد بطور مفصل مورد بررسی قرار می‌گیرند. -------- صفحهٔ بعد -------- جدول ۱-۲ تاثیر روش‌های مختلف بهسازی روش افزایش ظرفیت ‏ کاهش میزان ‏ افزایش سرعت ‏ کاهش پتانسیل ‏ افزایش پایداری باربری نشست نشست روان گرایی شیب ۱ پیش بارگذاری ۰ ۰۰ ۱ نصب مبل مهار ۱ ۱ تزریق شکست هیدرولیکی ۰ ۰.۰ ۰۰ ۰.۰ ۱ ۱ تزریق به روش جت ۰.. ۰.. ۰.. ۱ تزریق تراکمی ۰.۰ ۰.۰ ۰.۰ ٍ * اثر فرعی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۳ راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نشست و حلوگیری از روان گرایی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نشست و جلوگیری از روا نگرایی ۷ ۱-۳- بهسازی حفاری‌ها عملیات حفاری پی برای سد عملیاتی بزرگ مقیاس است و غالبا یکی از اقلام عمده هزینه ساخت سد را به خود اختصاص می‌دهد. یک منثال بارزء سد کلاباغ (10ع۳2ه16۵12) پاکستان است که در آن باید ۸۰ میلیون مترمکعب خفاری برای احداث یک سد خاکی با حجم خاکریزی ۲۵ میلیون مترمکعب صورت می‌گرفت. اگر چه در واقع بیش‌تر این حفاری (در ماسه سنگ نرم) برای کارها و سازه‌های جنبی شامل نیروگاه» سرریز و انحراف موقت رودخانه سند ضروری بوده است (1993 ,۲-011 1). پس از انجام عملیات حفاری» پیش‌بینی‌های زمین‌شناسی صورت گرفته در زمان برنامه‌ریزی و طراحی عملیات اکتشافی» برای اولین‌بار در ساختگاه با واقعیات روبرو می‌شود. پذیرش حفاری تکمیل شده توسط طراحان» مدیران کارهاء زمین‌شناسان و مهندسان» لحظه مهمی در ساخت سد به شمار می‌آید. پس از آن» تغییر عقیده و اظهار عدم رضایت از تصمیم نادرست درباره عمق حفاری یا بهسازی» خیلی دیر خواهد بود. در اغلب مواردء عاقلانه‌تر آن است که پیش از آغاز عملیات ساخت سد کلیه حفاری‌ها تکمیل شده باشد.ء زیرا هرگونه تلاش برای عمیق‌تر کردن حفاری در نزدیکی قسمت‌های ساخته شده ممکن است غیرعملی و یا برای کارآیی کل سامانه زیان‌آور باشد. این بخش به جنبه‌های ویژه‌ای از بهسازی حفاری سد می‌پردازد. ۱-۱-۳- پیش‌برش در اکثر مواقع حفاری در سنگ با آتش‌کاری سنگین صورت می‌گیرد. دلیل آن, این است که خرجگذاری سنگین معمولا به نفع پیمانکار است. ولی باید تاکید کرد که نتیجه نهایی در این روش ممکن است برای کیفیت پی یا پایداری شیروانی جناحین بسیار موجود و یا بالقوه را باز می‌کند که منجر می‌شود به: ج) افزایش نفودپذیری د) افزایش مصرف مواد تزریق ه) کاهش پایداری شیب شیروانی‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای بهسازی پی سدها از نا ی 1 1183 موم وه لها 1 1 ۰۳ 3 *7۹ 111111 نز نی 14 21 ۹ ۵ اف 1 ید 1 نزن 11 اوه دنه ند 99761 19 زونه ۹ ام 1 1 ۱ هه و2 ۱ ذ 4 ۵ 1 دنه 26۵ ار ۹۹13 یو 1 وود : ۰ 0 ود ۰ ۳ . ۰ ۰ 7 ۳ ۰د12 : از هن و ۹ وا هو ۹118 0 1 ۳۵ هه ۰ 1 ۱ شسسد وهی 8 ۳ هه 394 4 : ات 4 : شش 9 : 1 ۹441 0 : 4 و ۱ 7 ۸ ور ۹ 1۵ مد : ۳ 1 و ۵و 0 هِ ۰ نوی مها 4 8 1 1 1 7 14 رین ۹ ومقهه من هه همه هه ۶ ۱ ۱ 19 ۹1 ۹ 4 و و در 1 1 1 1 1110111 !1 ۱0 بو رد دزی 1 1 117 اه 9 ۸1 1 4 هو وی رن 1 ۹ ان زو و پ 111 ا 111 ۱۱1 ۷ نان ی :1 1 !1 ان و 5 1 ۵01 ه 3 * 4 1 9 ۳ 2 ۰ : 1 و 3 رونام ۰ : ۲۱۲۹۹۸ 17 ۰ 2۵ ۳۵ ون شاد ده ایو وو2 ۸۹ 1 1 1 مه : | ۸۸ 1 4 11 ۱ زو 8و وود و و تک 1 91 وتو و وا ۹ چا مدش بخه هش ۸ و م1 2 هه و اه یه ط : ۱ 1 ۶۹ ه و1 ند ۹ 2 ۰4 ۳ ۶ ۰ ا» ف۱ ید2 ی ۸ 8 ۹9" وود وم ود و ! ۹ ۴ مه ۳ ۳ ۹ ۱ بوهن ل را رو و ۱ 1 1۹ 0 ی ۹ ۹ ۵ ۹ [ 2 ۳ 1 7 که نت بو مشوشه ادها َ ( 36 19 ۱ ۹ ۹ 4 : ۳ ۱ ۰ 9 ِ ِ هه ۹ ی 1 1 ظّ ی :۱ 1 1 4 1 ۱ 1 ٩هوووی‏ :9 1 1 ۱ 2 ه چم سا ۱ 111 4 ۹ ۸ ۱ ۲ 1 1 ۹96 ۹11 9 ٍ 1 با موه 4 1 رده 2 1 1 71 3 1 1 9۱ زرا 4و1 1 . ۰ چم 3 8 1 1۹ ۹ و۰ و1322 : 0 1 1 : 0 3 1111 0 333333333333, 11 1:4 شکل ۱-۳ تکیه‌گاه پیش‌برش شده در سد ۳۲۱۵۵۲ ۳۵۲۵۱ .[. واقع در 0111168366 ]" بهترین راه‌حل برای این مساله» محدود کردن خرج ویژه» استفاده از چاشنی‌های تأخیری و مهمتر از همه به‌کارگیری شیوه‌های آتش کاری با دیواره صاف (ع110٩12 ‎)٩11100110‏ و پیش‌برش است. استفاده از پیش‌برش از اثر تخریبی ضربه امواج و نفوذ گاز می‌کاهد. این عوامل بلوک‌های سنگی را جابه‌جا کرده» درزه‌ها را باز می‌کنند و بنابراین با کاهش درهم قفل شدگی بلوک‌هاء باعث کم شدن مقاومت توده‌سنگ می‌شوند. روش پیش‌برش همچنین از افزایش تغییر شکل‌های برگشت‌ناپذیر که در آتش‌کاری معمولی حاصل می‌شود. ممانعت به‌عمل می‌آورد (شکل ۱-۳). نظریه پیش‌برش برای مصالح پیوسته بسط داده شده ولی هنوز کاملا روشن نیست که این روش در یک محیط ناپیوسته نظیر سنگ‌های درزه‌دار چگونه عمل می‌کند. فاصله بین چال‌ها و وزن خرج اگرچه براساس روش‌های کاملا تجربی طراحی می‌شودء ولی نتایج به‌دست آمده معمولا رضایت‌بخش است. به عنوان مثال, استفاده از روش پیش‌برش در معدن‌کاری روباز منجر به افزایش شیب دیواره‌های معدن به اندازه ۵ تا ۱۰ درجه می‌شود. این افزایش, نشانه بارزی از مزیت استفاده از این روش در افزایش مقاومت است. در و یا ایجاد شده‌اند. به این ترتیب هزینه اضافی پیش‌برش با مبلغ صرفه‌جویی در میزان مصرف ملات تزریق قابل مقایسه و جبران خواهد بود. امکان دارد در آینده نزدیک استفاده از پیش‌برش گسترش یافته و به‌طور نظام‌مند در کلیه حفاری‌های سنگی به‌کار رود. روش آتش‌کاری آرام به‌دلیل ارزان‌تر بودن گاهی به جای پیش‌برش به‌کار می‌رود. ولی نباید فراموش کرد که یک پیش‌برش خوب نتایج بهتری به‌دست می‌دهد و کلا باید اولویت به پیش‌برش داده شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایشس پایداری» کنترل نشست و جلوگیری از روا نگرایی ۸ ۳-۱-۳ دره‌های با شیب تند در تنگه‌های با دیواره‌های پرشیب» معمولا در اثر کارهای حفاری شرایط ناپایدار به‌وجود می‌آید. به‌ویژه زمانی که لایه‌بندی طبیعی یا فولیاسیون سازندها به موازات سطح شیبدار قرار می‌گیرد. یکی دیگر از شرایط نامساعد زمانی است که در آثر حفاری پنجه لایه‌های سنگ قطع شود. زمانی که سد کامل شد.ء بخشی از شرایط پایداری حاصل می‌شود. مساله پایداری حفاری در دوران ساخت باید توسط مهندس طراح به خوبی شناخته شودء زیرا چنانچه ناپایداری به‌درستی پیش‌بینی نشود می‌تواند مشکلات و تاخیرهای جدی و هزینه اضافی در پی داشته باشد. این موضوع ممکن است حتی به تغییر کلی طراحی سد منجر شود. در موارد ساده‌تری, بهسازی می‌تواند به مقاوم‌سازی دیواره‌ها با تقویت فولادی محدود شود. در دیواره‌های بسیار پرشیب. عملیات موثرتری مورد نیاز است» که این کار با استفاده از شمع حایل (51۳1) یا گالری‌های متوالی صورت می‌گیرد. دو مثال برای روشن شدن این روش‌ها در انتهای گزارش (بخش مثال‌های موردی) آورده شده است. ۳-۱-۳ پایدارسازی سطحی کاهش نیروهای فشاری پیش‌رونده در سنگ درزه‌دار از سطح آزاد سنگ آغاز می‌شود. این امر به سبب پدیده رهایی تنش در اثر حفاری» هوازدگی به‌علت قرار گرفتن در در معرض هواء به‌ویژه در سنگ‌های دارای رس زیادء یا نرم شدگی مصالح پرکننده درزه‌ها صورت می‌گیرد. بازشدگی مختصر درزه‌ها معمولا با چرخش یا لغزش کوچک ولی بسیار حایز اهمیت در بلوک‌های سنگی همراه می‌شود که می‌تواند به‌طور قابل ملاحظه‌ای مقاومت و صلبیت توده سنگ را به‌صورت کلی» حتی در فاصله‌ای زیاد از سطح آزاد کاهش دهد. راه حل معمولا یک بهسازی سطحی ساده است: - شاتکریت (گاهی همراه با میل مهار) - بلوک‌های تکیه‌گاهی (پشت‌بند) - پوشش سریع با خاک (برای حفاظت سنگ از هوازدگی» در مورد سدهای خاکی) - طراحی مناسب شیب‌ها ۱-۳-۱-۳ شاتکریت پاشیدن شاتکریت روی سنگ بلافاصله پس از حفاری یک سامانه نگهدارنده مکانیکی بسیار خوب را فراهم می‌آورد. به‌علاوه در برابر هوازدگی نیز سنگ را محافظت می‌کند. عملکرد روش براساس مفهوم اثر محصورکنندگی (۵1ع21۲1 ع00111118) صورت می‌گیرد که بلوک‌های سنگی را در نزدیکی از آنجا که مصالح پاشیده شده کلیه ناهمواری‌ها را می‌پوشاند و با نفوذ به درون ترک‌های سطحی آنها را مسدود می‌کند. بهبود چشمگیری در کیفیت و افزایش مقاومت سطح باز شده سنگ ایجاد می‌کند. شاتکریت به علت عدم صلبیت زیاد می‌تواند تغییر شکل‌های موضعی را بدون گسیختگی تحمل کند. -------- صفحهٔ بعد -------- پوشش سطحی شاتکریت در شرایطی که رویه‌کارء مانند تونل‌هاء که این روش اولین‌بار در آنجا به کار رفت» مقعر باشدء موثرتر هم هست. در رویه‌های تخت با محدب, مسلح کردن شاتکریت. حتی با استفاده از توری‌های سیمی سبک وزن» اهمیت زیادی دارد. انواع شاتکریت و جزییات لازم در پیوست این گزارش ارائه شده است. ۲-۳-۱-۳ دیوارهای تکیه‌گاهی دیوارهای صلب تکیه‌گاهی به‌نظر می‌رسد از یک پوشش نازک بتنی که با هوای فشرده پاشیده می‌شود مستحکم‌تر باشند و بعلاوه محاسبه آنها ساده‌تراست. شاید به همین دلیل است که برخی از مهندسان اعتماد بیش‌تری به آنها دارند. ولی سامانه‌های صلب (10108ذ/ا5 10ع۲1) چه در کارهای سطحی و چه زیرزمینی» باید نیروهای بسیار بزرگ‌تری را تحمل کنند. نکته اصلی در نگهداری» جلوگیری از سست شدن سنگ است که همیشه از سطح آزاد سنگ آغاز می‌شود.ء ولی دیوارهای صلب ناپیوسته از سنگ مابین سطح آزاد آن و دیواره به عمل نمی‌آورد. لذا رهایی تنش می‌تواند در این محل‌ها آغاز شود (شکل ۲-۳)» مگر آن که برای جلوگیری از این جابه‌جایی شاتکریت اجرا شود. ( ب) (الف) الف ) بلوک‌های تکیه‌گاهی ب) شاتکریت ۳-۳-۱-۳- پوشاندن با خاک یکی دیگر از روش‌های جلوگیری از هوازدگی سنگ» پس از آن که در اثر حفاری در معرض هوا قرار می‌گیرد. پوشاندن آن با در سد جاتی لوهور (12111[10۳) در آندونزی که یک سد خاکی - سنگریزه‌ای با هسته رسی و به ارتفاع ۱۰۰ متر است» پی سنگ عبارت از یک شیل (رس سنگ) با تعدادی لایه‌های ماسه سنگی است. این شیل به محض قرار گرفتن در معرض هوا به سرعت -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل ننسست و جلوگیری از روا نگرایی )۳ در ۹ زیر ثه سده سنگ شیل بلافاصله با رس مرطوب پوشیده شده و با دست متراکم شد. در زیر پوسته سنگی» پی سنگ شیلی بلافاصله با یک مصالح فیلتر ریزدانه» به ضخامت ۱ مترء پوشانده شد.ء که خود این لایه با لایه دیگری از قطعات خرده سنگ به ضخامت ۱ متر پوشیده شد. این روش از اجرای شاتکریت. که بنابر آزمایش‌های انجام شده کارآیی کم‌تری نیز داشت. ارزان‌تر تمام 2-۳-۱-۳ اصلاح شیب‌ها برای افزایش پایداری یک شیروانی که در آن احتمال لغزش وجود دارد دو روش اصلی پایدارسازی به کار برده می‌شود: الف- خاکبرداری یا خاکریزی در محل‌های مناسب ب- کاهش شیب عمومی با ایجاد سکوی حفاظتی (130717) یا بدون آن روش نخست مستلزم انجام بررسی‌های دقیق ساختار شیروانی و ارزیابی صحیح از درجه پایداری آن است. تعیین محل دقیق نقاطی که باید با عمل حفاری نیروهای عامل (ع10۳0 2011۷0) را حذف کرده یا با عمل خاکریزی نیروهای غیرعامل ‎)0۵8۹٩1۷۵ (1۵0۳2۵ را افزایش دادء بستگی به مکانیزم لغزش دارد. در مواردی که خاکریز در پاشنه یک دیواره یک شیروانی قرار می‌گیرد.ء باید دقت کرد که این کار سبب تغییر در الگوی تراوش آب و در نتیجه افزایش فشار برکننده (ع۹۹۲ع0۳ ۱01111) نشود. به همین ترتیب» برداشتن مصالح قسمت بالای شیروانی یا ایجاد سکوهای حفاظتی باید با پوشش سطح و زهکشی سکوها همراه باشد تا از نفوذ آب به درزه‌های سنگ پس از بارندگی ممانعت به عمل آید. در سد تیساوروس (111952۷۳0۹) واقع در ونان برای پایدارسازی جناح راست روش دومء گاهی تنها راه کارآمد محسوب می‌شود. در مواردی» مثلا هنگامی‌که یک سامانه درزه اصلی شیبی کم‌تر از شیب طبیعی دیواره شیروانی دارد ولی هرگاه سطح شیروانی را قطع کند هنوز آن‌قدر خطرناک هست که بلغزد. این روش تنها چاره کار پایداری یک شیروانی طبیعی غالبا توسط سکوهایی که برای انجام کارهای مختلف احداث می‌شوند به مخاطره می‌افتد. برخی از این سکوهاء نظیر راه‌های دسترسی برای عملیات اجرایی موقتی هستند و برخی دیگر مانند سکوهای دهانه ورودی آبگیرهاء سرریزها یا جاده‌ها دایمی هستند. در کلیه موارد.ء تاثیر این سکوها در پایداری شیروانی باید در نظر گرفته شود. بسیار ضروری است که پایداری شیروانی به‌وسیله ابزار دقیق (نظیر انبساطسنج‌های گمانه عمیق) مورد رفتارنگاری قرار گیرد.ء به‌گونه‌ای که اگر جابه‌جایی‌های نامطلوب صورت گیرد فرصت اقدام مقتضی وجود داشته باشد. ۵-۳-۱-۳ جایگزینی با بتن غلطکی (1۲6) یکی از روش‌های اقتصادی که حاصل پیشرفت‌های اخیر در زمینه بتن غلطکی (-)-)11) است. جایگزینی سنگ ضعیف در محل پی سازه با 1۳۴ است. این روش تاکنون با موفقیت در پی مربوط به سازه‌های جنبی سد شامل ورودی‌های آبگیر و سرریزها مورد -------- صفحهٔ بعد -------- ۶-۱-۳ ترمیم گسل‌ها وجود درزه‌های بزرگ و گسل‌ها در یک ساختگاه» به‌خودی خود دلیل کافی برای رد ساختگاه برای ساخت سد نیست. در واقع؛ تعداد سدهایی که فاقد چنین عوارضی باشند بسیار کم بوده و مواردی که در آنها ترمیم درزه‌های بزرگ و گسل‌ها با موفقیت انجام شده» زیاد است. روش معمول در مورد درزه‌های با مواد پرکننده نرم و خلل و فرج بازء تمیز کردن آنها و پر کردن آنها با بتن یا دوغاب همیشه لازم نیست که این کار در تمصامی سطح درزه‌ها یا گسل‌ها به انجام برسد. بتن‌ریزی یک شبکه مسستطیل شکل از گالری‌ها و شفت‌هایی که در صفحه یک درزه بزرگ قائم در سد قوسی مونتی نارد در فرانسه قرار گرفته‌اند. مسنالی موفقیت‌آمیز از پهسازی موضعی است (برای جزییات به بخش منثال‌های موردی مراجعه شود). ۵-۱-۳- مسلح ساختن سنگ با فولاد مسلح کردن سنگ, مانند بتن» می‌تواند به‌صورت «غیرعامل» (مانند بتن مسلح معمولی) یا «عامل» (مانند بتن پیش تنیده) باشد (شکل ۳-۳ که هه 0 ۳ 2 3 ۳0+ . الف) کابل پیش تنیده ب) میل‌مهارهای غیرعامل شکل ۳-۳ مسلح سازی سنگ با فولاد, اصول کلی ولی بنا به دو دلیلء این مشابهت را نمی‌توان در همه جا تعمیم داد: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل ننسست و جلوگیری از روا نگرایی ۳۳ اعمال هرگونه بارگذاری) اجرا کرد. تفویت فولادی عامل در برابر غیرعامل تاکنون پایه نظری قابل اعتمادی برای انتخاب بین سامانه‌های عامل و غیرعامل ارائه نشده است و به همین دلیل هنوز عقیده طراحان درباره مزایای نسبی هر یک از دو روش بسیار متفاوت است. اگر میله یا کابل‌های فولادی مورد استفاده برای تسلیح سنگ پیش تنیده باشد. پی بردن به نیروهای موثر آسان‌تر است. زیرا هرکدام معرف یک بار وارده هستند که به خوبی تعریف شده و می‌تواند در مدل ریاضی مهندسی طراح در جای خود قرار گیرد. اثرات این نیروهای جدید وارده کاستن از اهمیت سایر نیروهای وارده» به‌ویژه آن دسته از نیروهایی است که برای پایداری خطرناک هستند. این نیروها ممکن است اصطکاک را در برخی درزه‌ها افزایش دهند. نیروهای فشاری حاصل ممکن است آن‌قدر بزرگ باشند که از بروز تنش‌های کششی, یعنی از باز شدن ترک‌ها جلوگیری کنند. این کار حتی می‌تواند موجب حذف بخشی از تغییر شکل‌های برگشت‌ناپذیر از طریق بستن برخی از درزه‌های باز در سنگ شود. یکی از معایب سامانه‌های پیش تنیده این است که اگر چه در عمل بار کلی قابل اعمال در مقایسه با نیروهای درون سنگ بسیار کوچک است. با این وجود سطوح تنش بسیار بالایی در محل نصب میل مهارها به وجود می‌آید که مقدار آنها ممکن است به مقاومت فشاری یا برشی سنگ نزدیک باشد. یکی دیگر از مسائلی که نباید از نظر پنهان بماند, احتمال به‌هم خوردن تعادل برخی از بلوک‌ها در اثر اعمال نیروهای جدید است. گاهی پیش‌تنیدگی را تنها می‌توان پس از تزریق نواحی سست شده مورد استفاده قرار دادء که آن هم قبل از پایدارسازی شیروانی کار مشکلی است. بنابراین سامانه غالبا به‌صورت مرحله‌ای نصب می‌شود. به‌علاوه مساله خزش سنگ نیز وجود دارد که نهایتا ممکن است نیروی پیش‌تنیدگی را زایل کند» همچنین خطر خوردگی در تنش (20۲۳۵۹۱۵1 5د۵ع1۳د) فولاد تحت کشش زیاد وجود دارد»ء به‌ویژه آن که آب در سنگ ممکن است نسبت به آبی که معمولا در بتن بر فولاد تاثیر می‌گذارد. بسیار خورنده‌تر باشد. علیرغم این مشکلات. پیش‌تنیدگی در برخی موارد موثر بوده است. به عنوان مثال در سد وایونت (۷۵[0111) در ایتالیا که در آن جناحین سد به این روش مقاوم‌سازی شده» یا در سد ناگاوادو (ژاپن) که از باز شدن گسل‌های پر شده با بتن در تکیه‌گاه‌هاء جلوگیری به عمل آمد. راه حل دیگر استفاده از میل فولادی غیرعامل است که تمام طول آن در توده سنگ تزریق می‌شود. اگرچه تحلیل آنها از میل مهارهای پیش‌تنیده مشکل‌تر است ولی موثر بودن آنها در عمل ثابت شده است. اساساء این نوع تسلیح مقاومت کششی و برشی اضافی برای توده سنگ در ناپیوستگی‌هایی که میل مهار از آن عبور می‌کند فراهم می‌آورد. حداکثر نیرویی که می‌تواند توسط میل فولادی جذب شودء بستگی به مقطع عرضی آن دارد. در سنگ آغاز شود. ولی برای این که میل فولادی تنیده شود جابه‌جایی بسیار کوچکی لازم است زیرا این وسیله در تمام طول خود تزریق شده و تنها جایی که می‌تواند جابه‌جایی قابل ملاحظه‌ای روی دهد در درزه‌ها است و این نکته بسیار حیاتی است. درزه‌ای که در ابتدا ۰/۲ میلی‌متر پهنا دارد کافی است " ۱۰ میلی‌متر بیش‌تر باز شود تا تنشی برابر ۱۰۰ مگاپاسکال, که معادل تنش مجاز در فولاد نرم استء در میل مهار فولادی ایجاد کند. نمونه تقویت پی سنگ با فولاد در بخش منال‌های موردی آورده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- :۳ راهنمای بهسازی پی سدها 1-۱-۳- تزریق تحکیمی خواص مهندسی سنگ‌های درزه‌دار از رفتار ناپیوستگی‌های آنها تبعیت می‌کند. یک توده سنگ با ماتریس صلبء چنانچه دارای درزه‌های باز حتی پاریکی باشد. دارای مدول تغییر شکل کمی خواهد بود. این موضوع درباره مقاومت نیز صادق است» زیرا گسیختگی سنگ بندرت ممکن است از میان اجزای سنگ صورت گیرد. به این دلیل است که با تزریق ناپیوستگی‌های توده سنگ. مقاومت و مهم‌تر از همه صلبیت آن به‌طور چشمگیری افزایش می‌یاید. مساله اصلی موفقیت در نفوذ ماده تزریق به درون ناپیوستگی‌ها است. در این مورد محدودیت‌های مشخصی وجود دارد. تزریق تحکیمی پی سد بتنیء در ناحیه‌هایی که توده سنگ کمابیش به دلیل آتش‌کاری سست شده» کار متداولی است. در حقیقت تاثیر اصلی این نوع تزریق همگون‌سازی توده سنگ از نظر تغییر شکل‌پذیری است. زیرا حتی اگر ماده تزریق در ترک‌های ریز نفود نکندء ناحیه‌هایی که در آنها ترک‌های عریض وجود دارند به‌طور موثری تزریق شده و بنابراین تغییر شکل‌پذیری آنها کاهش می‌یاید. الف- نفودذ ماده تزریق عرض کوچک‌ترین درزه‌ای که دوغاب سیمان می‌تواند در آن نفوذ کند حدود ۰/۲ میلی‌متر است و درزه‌هایی به عرض ۰/۲ میلی‌متر با فاصله ۱ متر از یکدیگرء نفوذپذیری کلی حدود ۵۰ واحد لوژون» یعنی ۷/۹ ۵۱۰۲ در راستای درزه‌ها برای توده سنگ نفودپذیری را کم‌تر از ۵۰ واحد لوژون نشان می‌دهد. بی‌فایده است. مواد تزریق شیمیایی نظیر سیلیکاژل یا رزین‌های مصنوعی را می‌توان برای سنگ‌هایی با درزه‌های ظریف به‌کار برد اگر چه هزینه بالای این روش اقتضا می‌کند که تنها در موارد استثنایی به کار برده شود. برای بالاا بردن میزان نفود ماده تزریق دو راه وجود دارد: روش اول تمیز کردن ترک‌ها با هوا و آب تحت فشار در شرایطی که درزه‌ها دارای مواد پرکننده باشند. نتیجه این کار اکثرا ناامید کننده است.ء بدین ترتیب که شستشوی مواد پرکننده به‌صورت ناقص انجام می‌گیرد و یا این که حتی با استفاده از مواد شیمیایی نظیر بی کربنات, اصلا انجام نمی‌شود. با این وجود برخی موارد موفقیت‌آمیز هم وجود دارد. برای نمونه» سد وزنی توخالی الکانتارا (۸12۵111۵7۵) (اسپانیا) به ارتفاع ۱۳۰ متر ذکر می‌شود. کار تزریق در دسته چال‌های حداقل ۳۵ تایی (مستطیل‌های ۷۵ تایی) انجام شد. شستشو با تزریق آب و هوا در چال‌های ردیف‌های فرد در حالی انجام شد که چال‌های ردیف‌های زوج باز نگه‌داشته شده بودند. وقتی که جریان آب زلال شد (کم‌تر از ۰/۵ گرم بر لیتر مواد جامد) جریان عمل در ردیف‌ها برعکس شد. عمل شستشو با دوبار تکرار سیکل کار خاتمه یافت. سازند مذبور متشکل از شیست با شیب نزدیک به قائُم بود. روش دوم استفاده از فشار زیاد تزریق است که البته در نزدیکی سطح آزاد زمین قابل انجام نیست. ولی اثر برآمدگی (ع۵۷1) سنگ تحت فشار تزریق محدود به محلی است که این فشار به آن اعمال می‌شود. به همین دلیل است که می‌توان از فشارهای تزریق بسیار زیادتر از فشار قائم زمین استفاده کرد. فشار تزریق زیاد مستلزم کنترل دقیق جذب دوغاب است» به نحوی‌که اطمینان -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایشس پایداری» کننرل نشست و جلوگیری از روا نگرایی ۳۰ ولی روش معمول این است که تزریق تحکیمی مرحله فوقانی» پس از بتن‌ریزی سد به ارتفاع حداقل ۱۰ متر انجام شود در سدهای خاکی نیز گاهی روش مشابهی به کار گرفته می‌شود (ارتفاع کافی خاکریز برای جبران فشار تزریق). ولی» احتمال بروز دو گونه خطر وجود دارد که باید مد نظر قرار گیرد: نخست نفود بیش از حد دوغاب که باعث مسدود شدن فیلترها و زهکش‌ها می‌شود. دوم شکست هیدرولیکی هسته یا فصل مشترک با سنگ. به‌طور استثنایی» لایه فوقانی پس از تزریق تحکیمی و قبل از بتن‌ریزی حفاری می‌شود. در سد آلکانتاراء ۷/۵۰ متر بالایی به این ترتیب برداشته شد. ب- مراحل تزریق تحکیمی چال‌های تزریق تمامی سطح پی یک سد بتنی و سنگ زیرهسته یک سد خاکی را پوشش می‌دهد. چال‌ها معمولاا در شبکه‌های مربعی با فواصل حدود ۲ متر از یکدیگر قرار می‌گیرند. گاهی عوارض خاص زمین‌شناسی ایجاب می‌کند که به‌طور موضعی از فاصله بین چال‌ها کاسته شود. در مواردی که یک دسته از درزه‌ها قائم باشد چال‌های مایل ارجح هستند. کارآمدترین امتداد چال‌ها را می‌توان به آسانی روی یک نمودار قطبی که جهت کلیه درزه‌ها و مشخصات آنها (ضخامت. مواد پرکننده و...) را به‌دست می‌دهد. در موادی که باید تمامی سطح تماس یک سد بتنی یا زیر هسته یک سد خاکی تزریق شود کارهای بتن‌ریزی یا خاکریزی به تعویق می‌افتد. در این حالت ممکن است بهتر باشد گالری‌های تزریق درون یا روی پی مورد نظر قرار گیرد که در آن چال‌های تزریق به شکل بادیزنی حفر و سطح تماس بتن یا هسته رسی بهسازی می‌شود. وزن سدء در این صورت» شرایط تزریق را بهبود می‌بخشد. تزریق مجدد از گالری نیز آمکان‌پذیر است. معمول این است که عمق چال‌های تزریق تحکیمی برای سدهای معمولی به حدود ۱۰ متر و برای سدهای بلند به حدود ۲۰ متر محدود شود. به عنوان مثال می‌توان از سد چیرکی ((ع۳11۲) در شوروی سابق نام برد که در آن تزریق تحکیمی این سد قوسی ۱ متری» تا عمق ۲۰ متری صورت گرفت. پی سد متشکل از سنگ آهک با میان لایه‌های مارل و رس است. حجم سنگ تحکیم یافته با تزریق ۷۵۴۰۰۰ مترمکعب است که با حفر ۸۰۰۰۰ متر چال تزریق انجام شده است. بین مخلوط تزریق و فشار رابطه وجود دارد. یک دوغاب غلیظ برای فشارهای بالاتر مناسب است. کاربرد مخلوط‌های رقیق (تا ۰ قسمت آب به ازای یک قسمت سیمان» به‌طور وزنی) به‌خصوص در کشورهای انگلیسی زبان بسیار رایج بود» ولی روند مورد پذیرش عموم آمروزه به سمت دوغاب با درصد سیمان بالاتر است که با فشارهای زیاد تزریق می‌شوند. مخلوط ۱:۱ را می‌توان به داخل درزه‌های کوچک بدون هیچ خطری تحت فشارهای بالاتر از تنش طبیعی قائم تزریق کرد. در مورد آزمایش‌های کنترلی برای ارزیابی اثر تزریق تحکیمی اطلاعات زیادی منتشر نشده است. به نظر می‌رسد قابل اعتمادترین روش اندازه‌گیری سرعت آمواج لرزه‌ای انکساری است که ضمن ارزان بودن نتایج فراگیری را به‌دست می‌دهد که با آزمایش‌های بارگذاری صفحه‌ای قابل حصول نیستند. از روش‌های لرزه‌ای بین گمانه‌ای نیز استفاده می‌شود که در آن به جز سرعت امواج سایر عوامل نظیر طیف فرکانس که به‌طور چشمگیری در اثر عملیات تزریق تغییر می‌کند. مطالعه می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۷-۱-۳- بهسازی برای جلوگیری از فرسایش سطح تماس سد خاکی با پی در مورد سدهای خاکی مساله ویژه‌ای که مطرح است حساسیت آنها به فرسایش درونی است. ناحیه بحرانی از این نظرء» فصل مشترک بین خاکریز و پی در کف گودبرداری است. پس از تکمیل گودبرداری ولی پیش از خاکریزی,» کلیه ناهمواری‌های سطح گودبرداری را باید صاف کرد این کار به‌ویژه در مورد برجستگی‌های سطح سنگ که مانع تماس کامل سطح هسته سد با پی شده و به این ترتیب موجبات فرسایش را فراهم می‌آورند اهمیت فراوان دارد. گودی‌ها و چاله‌ها نیز باید با بتن پر شود (بهسازی دندانه‌ای). استفاده از روش پیش برش در حفاری سنگ زیر هسته از این نظر توصیه می‌شود. در مواردی که سد خاکی و به‌خصوص هسته آن» بر روی سنگ درزه دار قرار می‌گیرد مساله از ظرافت خاصی برخوردار می‌شود. آب تراوش کرده از میان درزه‌های سنگ» تحت بار ایجاد شده در مخزنء مسیر ساده‌ای را از میان درزه‌های باز نزدیک سطحء درست زیر خاکریز سدء پیدا می‌کند و سرعت آن ممکن است درحدی باشد که مصالح هسته را دچار فرسایش کند. به‌علاوه» احتمال بروز افزایش فشار آب زیر پوسته پایین‌دست باید مورد بررسی قرار گرفته و در صورت لزوم کنترل شود. تزریق برای مسدود کردن ترک‌های بی‌شماری که معمولا در نزدیکی سطح زمین وجود دارد کافی نیست. تزریق در سدهای بتنی درصورتی که تحت وزن مشخصی از بتن صورت گیرد. کفایت می‌کند. لیکن استفاده از همان روش در مورد سدهای خاکی چندان قابل توصیه نیست. فشار ممکن است دوغاب را بین سطح سنگ و خاکریزء در راستای کم‌ترین مقاومت و نه در ترک‌های ایحاد شده در سطح سنگ براند. گاهی یک ترانشه نازک آب‌بند مورد استفاده قرار گرفته است. ولی به‌طور کلی این روش برای سنگ مناسب در نظر گرفته نمی‌شود. گسیختگی سد تتون (10101) (۱976) و وضعیت نزدیک به گسیختگی سد ایست برنچ ([ع۲۵۱ظ8 ۳۵۵۲) (1957) در آمریکاء شواهد آشکاری از این مورد هستند (1977 ,۲2170۲). چنانجه در یک ساختگاه بنا به هر دلیل خاص استفاده از این روش ضروری باشد. باید دقت بسیار در انتخاب مصالح خاکریز» بهسازی سطح سنگ و قرار دادن فیلترها در سطح تماس شود تا بهترین روش برای ایجاد یک سطح تماس آب‌بند بین هسته سد و سنگ پیء مسدود کردن کلیه ترک‌های باز با سیمان یا ملاط در هر حال» حتی چنانچه ترک‌ها به خوبی پوشانده شده باشد, توصیه می‌شود از یک مصالح فرسایش‌ناپذیر برای هسته حداقل در مجاورت تماس با سنگ پی استفاده شود (رس پلاستیک). با این وجودء برای حفظ ایمنی سد خاکی» درصورتی که کم‌ترین احتمال فرسایش از میان نقایص موضعی (ضعف موضعی غیرقابل رویتء» بی‌دقتی در کارهای اجرایی) وجود داشته باشد. اجرای یک حفاظ اساسی توسط فیلتر لازم است. تمامی سطح تماس سد خاکی با سنگ درزه باز باید توسط یک فیلتر در پایین‌دست هسته پوشانده شود. شکل ۴-۲ ترتیباتی را که همواره باید مورد استفاده قرار گیرد.ء نشان می‌دهد. در ساختگاه‌هایی که سنگ‌های دارای درزه‌های باز فرسایش‌پذیر نبوده و پوسته از مصالح با نفودپذیری زیاد ساخته شده باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نسست و جلوگیری از روا نگرایی ۳۷ منحنی دانه‌بندی مصالح فیلتر باید نیازهای متداول را برحسب اندازه درزه‌های باز در سنگ و منحنی دانه‌بندی سد خاکی برآورده سازد. ممکن است نیاز به استفاده از چندین فیلتر وجود داشته باشد. ۳ فیلتر ۴) بهسازی سطح تماس با سیمان برای بررسی جریان نشت آب و فرسایش احتمالی ناشی از آن در زیر یک سد خاکی, توصیه می‌شود در سنگ پی یک گالری در عمق کم در راستای محور هسته و در تمام طول آن احداث شود. این گالری این امکان را فراهم می‌آورد که وضعیت پی به خوبی شناسایی شده و اندازه‌گیری‌های لازم با اطمینان زیاد انجام شود (میزان نشت آب و پیزومترها) و هرگونه اقدام اصلاحی مورد نیاز با حداکثر کارآیی به عمل آید. در برخی موارد یک گالری بتنی در داخل یک ترانشه که در کف گود حفاری جای داده می‌شود (شکل ۵-۳) به‌طور موفقیت‌آمیزی به جای گالری زیرزمینی مورد استفاده قرار گرفته است. برای اجرای ترانشه مزبور استفاده از روش پیش‌برش توصیه می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای بهسازی پی سدها 64 لس ۱ 2 ی ات | 2 پم 9 ری [و مها 25 ( مر سم رس رن سا شکل ۵-۳ سد خاکی گرو- گالری بتنی در زیر هسته ۱) فیلتر ۲ازهکش ۳گالری بتنی زیر هسته ۴) پرده تزریق ۷ سنگ آهک مارنی همه مهندسان طراح» به‌ویژه در آمریکاء با گالری موافق نیستند. ولی در ترمیم نشت‌آب در سد گرو (0۲00)) در فرانسه و نیز هنگام آبگیری سدهای ایت عادل (1ع۸4 ۸1) در مراکش و صدام حسین در عراق» کارآیی آن به اثبات رسیدء درحالی که سدهای فونتنل (ع۳۵۲۳۵۲1۵11) و تتون (10101) در آمریکا که دچار مشکل شدند فاقد گالری هستند. ۲-۳- متراکم کردن و تزریق پی‌های آبرفتی ۱-۲-۳ تراکم فضای موجود برای اجرای عملیات و نوع خاک بستگی دارد. تعدادی از تحهیزانی که بیش‌تر در عملیات تراکم مورد استفاده قرار می‌گیرند در جدول ۱-۳ ذکر شده‌اند (1994 ,۸۵11۵۸105). جدول ۱-۳ انواع تجهیزات متداول برای عملیات تراکم ا تجهیزات ۱ مورد استفاده ۱ ملاحظات ْ | غلتک پاچه بزی | سرعت بالا در خاک‌های ریزدانه | تراکم به فشار واحد و سرعت غلتک بستگی دارد. | غلتک چرخ لاستیک خاک‌های درشت دانه وزن بسیار کم تا ۲۰۰ تن»ء خودکشش یا یدک کشیده شده. کمپاکتورهای لرزشی ۱ خاک‌های درشت دانه خودکشش, یدک کشی یا دستی تراکم به فرکانس و انرژی لرزش بستگی دارد. ضربه زدن به کمک فشارهوا .| بازدهی کم, دسترسی محدود. عمق تاثیر کم .| تراکم به‌وسیله ضربات (رفت و برگشتی) به کمک (1۵1110۶ ۸۱۲) هوای فشرده غلتک‌های چرخ فولادی ٍ سطحی صاف ایجاد می‌کند» عمق تاثیر کم ۱ خودکشش -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایس پایداری» کنترل ننسست و جلوگیری از روا نگرایی ۳۹ تراکم عادی به‌خصوص برای یک خاکریز جدید. معمولا از طریق غلتک چرخ فولادی لرزشی انجام می‌شود. ماسه تمیز را با این غلتک‌ها تا عمق حدود ۶ فوت (۱/۸ متر) می‌توان متراکم کرد و فرکانس لرزه‌ای موثر بین ۲۵ تا ۳۰ هرتز است. برای اغلب پروژه‌ها ضخامت خاکریز بین ۲۰ تا ۳۰ سانتی‌متر درنظر گرفته می‌شود. لایه‌های ضخیم‌تر با به‌کارگیری تجهیزات سنگین‌تر قابل دسترس درجه‌ی تراکم معمولا بر حسب حداقل درصد وزن مخصوص خشک که از آزمایش‌های آزمایشگاهی خاک‌های خاکریز به‌دست می‌آید. معین می‌شود. در شکل ۶-۳ منحنی تراکم برای چند نمونه خاک نشان داده شده است. بافت خاک و اطلاعات مربوط به خمیری بودن آن ٍ ۱ ماسه /(02111.] با دانه‌بندی خوب ۸۸ ۱۰ ۲ ۱۶ ۳ ٍ ۱ ۲ 10۵7 ماسه‌ای با دانه‌بندی خوب ۷۲ ۱۵ ۱۳ ۶ ۳ ۱ ۱ ۳ 0 ماسه‌ای با دانه‌بندی متوسط ۷۳ ۹ ۱۸ ۲۳۲ ۴ ۱ ۱ ۴ رس ماسه‌ای -لایی ضعیف ۳۲ ۳۳ ۳۵ ۳۸ ۹ ۱ ۱ ۵ رس لایی ضعیف ۵ ۴ ۳۱ ۳۶ ۵ ۱ ۱ ۶ لای [12ددهما ۵ ۸۵ ۱۰ ۳۶ ۲ ٍ ٍ ۷ رس سنگین ۶ ۳۲ ۷۲ ۶۷ ۴ ٍ 22 21 9 هد ۳ ت 39 ۱ 5 0096 ,۷۵۱۵۶ ۲اه 20۲6 چ << 3و۸ 2.65 * پم 18 غ زه ۰ 2 7ج 16 5 10۵ 15 20 25 ۷۷3۱۵۲ 0۲۶۵۳1 ۷۶ )96( شکل 1-۳ منحنی تراکم برای چند نمونه خاک -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای بهسازی پی سدها ۳-۲-۳ پیش‌بارگذاری در بعضی از مواردء برای کاهش نشست‌های بعدی و افزایش مقاومت نهشته‌های رسی تراکم‌پذیر که در زیر سازه قرار می‌گیرد» از ۳-۲-۳- زهکشی برای تحکیم برای نهشته‌ای که به طرز مناسبی زهکشی شده‌است. تحکیم لایه‌های رسی زیرین وقت‌گیر نیست. برای تسریع امر زهکشی در نهشته‌هایی که خوب زهکشی نشده‌اند. می‌توان از زهکش‌های ماسه‌ای و یا فتیله‌ای (47۲۵1۹ ۷۷1۵) استفاده کرد. از آن جایی که فرایند تحکیم با نرخ کاهش فشار منفذی مرتبط است» کوتاه کردن مسیر جریان آب منافذ به مقدار قابل توجهی از زمان مورد نیاز برای تحکیم می‌کاهد (شکل ۷-۳). روش تعبیه نوعی سامانه زهکشی عمودی در نهشته‌های متشکل از خاک نرم برای تسریع در عملیات تحکیم در دهه ۱۹۲۰ و با زه‌های ماسه‌ای شروع شد (1۹10ع۷۷ و همکاران, ۱۹۸۷). استفاده از این روش تحکیم تا دهه ۱۹۷۰ زمانی که پیشرفت در فیلترهای پلاستیکی و پارچه‌ای به توسعه زهکشی فتیله‌ای منجر شد.ء ادامه پیدا کرد. ۷ یز ۲ع/۷ هه سح ب10] [۳۵۵[2 سیسستت 90 0 0.004 0.01 0.04 0.0 0.40 1.0 111۳6 120107, 7, 20 7 شکل ۷-۳ نرخ تحکیم برای جریان عمودی و شعاعی زه‌های ماسه‌ای در چاهک‌هایی که از پیش حفر شده‌اند. قرار می‌گیرند. زه‌کش‌های فتیله‌ای را می‌شود حفاری کرد و یا با استفاده از تحهیزات خاصی به محل خود راند. همان‌گونه که ۲100۷0۳۲ (۱۹۸۷) خاطرنشان می‌کند.ء روش کار زه‌های فتیله‌ای واقعا این نیست -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نسست و جلوگیری از روا نگرایی )۳ 8-۲-۳- تراکم دینامیکی تراکم دینامیکی تا حدودی به رویه‌ای که در غلتک لرزشی انجام می‌گیرد. شبیه است. غلتک لرزشی با استفاده از یک وزنه که با فرکانس بالا درون استوانه‌ای فولادی به‌طور خارج از محور دوران می‌کند. انرژی را به خاک منتقل می‌سازد و سبب متراکم شدن آن می‌شود. تراکم دینامیکی نیز از یک وزنه برای انتقال انرژی به خاک و نتیجتا متراکم شدن آن استفاده می‌کند. تفاوت این دو روش این است که برای تراکم دینامیکی از وزنه بسیار بزرگ‌تری استفاده می‌شود. این وزنه که وزنش ممکن است به ۳۰ تن هم برسد. مرتبا از ارتفاع حدود ۳۰ متری به‌وسیله جرثقیل بر روی خاک سقوط می‌کند. مقدار انرژی منتقل شده به خاک و نتیجتا عمق تاثیرء خیلی بزرگ‌تر از مقادیر به‌دست آمده توسط غلتک لرزشی است. نزهشته‌هایی تا عمق حدود ۱۱ متر با این روش بهسازی شده‌اند. کرده‌اند. این شیوه از سال ۱۸۷۱ در آمریکا مورد استفاده قرار گرفته است. گزارش‌هایی مبنی بر استفاده از این روش در آلمان و چین در دهه‌های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰ موجود است (1986 ,۳د|۷۷۵). ۱ ۱۹ 1 8 1 - شکل ۹-۳ وزنه مربعی شکل برای صافکاری (ع1۳0111) -------- صفحهٔ بعد -------- از تراکم دینامیکی می‌توان برای متراکم‌سازی نهشته‌های ماسه‌ای سست استفاده کرد. در مواردی مانند متراکم‌سازی خاک‌های فروریزشی (0011۸0۹10[0) نیز از این روش استفاده شده است. این روش در نهشته‌های خاک دانه‌ای که دارای درجه اشباع پایینی بوده و و زه‌کشی به خوبی آنجام می‌گیرد. بهترین پاسخ را در بر خواهد داشت (1990 ,۸۸5۱11)0) تراکم دینامیکی راه مناسبی برای متراکم‌سازی خاک‌های رس اشباع نیست. خاک‌های متوسط می‌توانند از تراکم دینامیکی بهره‌مند شوندء ولی در این موارد احتیاج به زمان بیش‌تری برای زهکشی بوده و نیاز به تعداد پاس تراکم زیادتری دارند. باید بین پاس‌های تراکم زمان کافی در نظر گرفته شود تا اضافه فشار آب بتواند مستهلک شود. 120 110 0-0۳۲۷ ۵۳۲۴ ۲ 0 ۱ 1 . 1 ۰ ۰ 1 1 3 ۰ ۰ ۰ 8 4 8 12 16 20 24 28 32 00۴۷/۱۵۲۲, ۷۷ )1015( شکل ۱۰-۳ عمق بهسازی با استفاده از تراکم دینامیکی بهسازی زمین به روش تراکم دینامیکی عموما در چند مرحله با طرح‌های جداگانه برای«دور اول»» «دور دوم»» «دور سوم» و «مرحله صافکاری» برنامه‌ریزی می‌شود. هر دور عموما وزنهء ارتفاع سقوط تعداد سقوط و فاصله بین نقاط سقوط مشخصی دارد. بدین ترتیب در یک سایت ممکن است چندین دور تراکم با وزنه‌ها و ارتفاع سقوط‌های متفاوت لازم باشد. بدین ترتیب احتمالا جر ثقیل‌های متفاوتی نیز در سایت مورد استفاده قرار خواهند گرفت. پس از بهسازی باید سطح زمین را مسطح کرد و گودال‌های به وجود آمده را پر کرد. ممکن است که در زمین‌های با خاک نرم به منظور تسهیل حرکت جرثقیل و پخش کردن بار دینامیکی وزنه» لایه‌ای از خاک دانه‌ای روی زمین ریخته شود. همچنین می‌توان روش‌های دیگر بهسازی زمین را به موازات این روش انجام داد. به عنوان مثال, به منظور آزاد کردن فشار اضافی آب حفره‌ای ایجاد شده» از زهکش‌های ماسه‌ای (۲۵1۹ل 520) استفاده کرد و یا برای متراکم کردن لایه‌های عمیق‌تر خاک. از تزریق تراکمی و یا تراکم لرزه‌ای (۷10۳00011۵011010) استفاده کرد. حین اجرای عملیات تراکم دینامیکی, باید راه‌کارهایی برای جلوگیری از صدمه دیدن جرثقیل و اپراتور آن اندیشیده شود. همچنین» گرد و خاک ناشی از اجرای عملیات و لرزش‌های محل نیز مسائل مهمی هستند -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نشست و جل وگیری از روا نگرایی ۳۳ طبق مرجع (1995 ,۲11۷۷۸)» جرم وزنه در تراکم دینامیکی از ۵/۴ تا ۲۷/۲ تن و ارتفاع سقوط از ۱۲/۲ تا ۲۰/۵ متر تغییر می‌کند. انرژی معمولا در چند مرحله و براساس الگوی شبکه‌ای (۲ع۳۵11 8۲10) انجام می‌شود. میزان بهسازی تابعی از انرژی تراکم ارتفاع‌های سقوط کم منجر به بهسازی تا عمق ۳ تا ۴/۶ متر و وزنه‌های سنگین‌تر و ارتفاع‌های سقوط زیاد منحر به بهسازی تا عمق حدود ۶/۱ تا ‎٩/۱‏ متر می‌شود. در شکل ۱۱-۳ محدوده دانه‌بندی که تراکم دینامیکی در آنها کاربرد دارد.ء نشان داده شده است. مطابق این شکل خاک به سه 5و ۵۱۷۳ 31۸0480 .۷.۹ 9 308 1۳53۷108 7۳۸4 ککما ۲۲از ق۲۴۲۶ ۱۱۹/0 ۳۶۹۷۱۵۱۵ 80۱85 ۴۸۲۲1:۲۱۲۷ ۱۳۷۵۴ 0 ۶۳۳۳۵۱۲۲۸ 1۱۸۳۷ ۱۶۱۵۲ 6 ۶ 208 8۴۸.۳۳۹۷۹۵۱۹ که ۵ 8.۹۰۴ اه هون *1:10 ۷۵ 1۱۱۹۴ ۵۲ 9۸۸۷۴ 4۳۴ 6 7۷ شکل ۱۱-۳ گروه‌بندی خاک‌ها برای تراکم دینامیکی تراکم دینامیکی در نهشته‌هایی که درجه اشباع پایین است» نفودپدیری خاک بالاست و زهکشی به سهولت انجام می‌گیرد. بهترین نتیجه را دارد. ناحیه ۲- نهشته‌های نامطلوب تراکم دینامیکی برای خاک‌های رسی اشباع مناسب نیست. خاک‌های رسی معمولا دارای نفوذپذیری بسیار کم بوده و اضافه فشار آب حفره‌ای ایجاد شده در حین تراکم دینامیکی قادر به زهکشی نخواهد شد مگر در طی مدت زمان طولانی. این امر استفاده از تراکم دینامیکی را برای این گونه نهشته‌ها غیر عملی می‌کند. در شکل ۱۱-۳ ناحیه ۲ از نظر قابلیت تراکم دینامیکی» حد واسط بین ناحیه ۱ و ناحیه ۲ محسوب می‌شود. لای» لای‌های رس‌دار و لای‌های ماسه‌دار در این ناحیه قرار می‌گیرند. خاک‌های موجود در ناحیه ۲ دارای نفودذپذیری در حدود .۱ تا * ۱۰ متر بر ثانیه -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ دارند. تراکم دینامیکی در مورد چند مرحله و یا طی چند پاس |: بین برود. برخی مواقع از بین رف پروژه‌ها در این گونه موارد از از ز در شکل‌های ۱۲-۲ و ۱۳-۲ چند نوع خاک نشان داده شده اد راهنمای بهسازی پی سدها این خاک‌ها می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد ولی به دلیل نفوذپذیری کم آن خاک‌هاء انرژی باید در فمال شود. بین مراحل و یا پاس‌های تراکم باید زمان کافی سپری شود تا اضافه فشار آب حفره‌ای از ن فشار آب حفره‌ای اضافی ممکن است مستلزم گذشت چندین روز و یا چندین هفته باشد. در برخی هکش‌های فتیله‌ای برای تسریع در زهکشی استفاده شده است. جابه‌جایی افقی خاک در اثر تراکم دینامیکی خاک در فواصل ۳ و ۶ متری از نقطه سقوط وزنه برای )۳۳( واه وب د 8 اد اه وک 100 ۰150 ۰200 ۰250 350-300- 400 ۱ و و و و و و و هه و وه و مه موف و کس 1 ی 0 ماه هه هی وه و و وه اوه رک نم هه هو وه ها ‎٩ اه اه هی ۸ ۰15 4۳۲۶ 0۶16.3 ۸۷16 81 21 ,3 0:۱ 20651۷6 ۲۱۵ 5۵1 8- ۱2 07008 ۵۲27.2 ۲18 130.5 00 5110۷ 116 40 0 3 81 ع ]۸ ۱5.0 ۵1 2۲005 15 20۰ 40 011060 ۱0056 ۵ شکل ۱۳-۳ جابه‌جایی جانبی در فاصله ۳ متری از محل سقوط وزنه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایس پایداری» کنترل نسست و جلوگیری از روا نگرایی ۳ (س ۲۶۶۳ و۱- 20- 30 4 50 م6۵ 70 80 7 اه و21 0۲16.3 04۲005 ۸۰15 [ا520 11۱۱۴ ۵۱۱5۱۷6 00 8- ۱204۲005 0۶27.2 ۲8 8 5 0۳ 111 16 40 01 ۵ و21 0۶۱5.۵ 00۵ 0۰15 40 20۱۳60 ۱۵۵۶۴ 0۵ شکل ۱۳-۳ جابه‌جایی جانبی در فاصله ‎٩‏ متری از محل سقوط وزنه پیش‌بینی مقدار نشست ناشی از تراکم دینامیکی قبل از اجرای عملیات مشکل است زیرا مقدار بهسازی تا حد زیادی به انرژی وارد شده بستگی دارد. در جدول ۲-۳ مقدار حداکثر بهبود در وضعیت خاک که در اثر تراکم دینامیکی حاصل می‌شود برحسب ]65۳ 1 و ]]/۳۸ ارائه شده است. جدول ۲-۳ مقادیر به‌دست آمده پس از تراکم دینامیکی 1 قاه‌مت مد با7 ۱ فشار حد تعداد ضربه در آزمایش مقاومت مخروط استاتیک ری 7 (0۳1-)) پرسیومتر )۱112۱۷1172( ۱/۹۴ ۱۹-۹ ۴۰-۵۰ ۱/۴۹ ۱۳-۷ ۳۲۴-۵ ۱/۰-۴ ۱۰-۳ ۲۵-۵ میزان متوسط بهبود در شرایط خاک کم‌تر از مقدار حداکثر است. حداکثر بهبود معمولا در عمق ۱/۲ تا ۱/۳ حداکثر عمق بهسازی اتفاق می‌افتد. (شکل ۱۴-۳) -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۷۶۹۵۷۶۲۶۷۲ ۳۶۸۴۸5۱۸۵ و 58 808۳۸۲۴۶۴ اه ۵ ۲۵۵3۴۶۵ ۵۴8 پرچم‌ع و ارو ردان 2 ۹ ۱ ۴ ۵۴۸۳ ۷۸۱۷۷۲۷ ۵2 ا و دا رازه با ۱ ۱ لْ | احهس مرا 1 60۱۵۱۵۸ ۱ - ۱۱۷۵8۸0۵۷۴۱۷۴۸۷۲ ۱۷۸۵۱۸۷۸ ۶ ۷ ا ۱ ۶8 05۸۷ ۱ ۰ 30۵ ۵/3 ۸۹۵۷۵ ۱ ۵ سس چبرع ۱۳8۵۷8 ۱۸۱۵86۸51۸6 : َ 0 ٩۱ 9۷8۳۸6۴58‏ ۱ ۷ ۱0۶۸5۱۴۱۶۵ 5 ۱۱0۸۱۸6 ۹ ٍ در ۱ : ۱ لفا ۱ 5 ۱ ی ا ۱ 2 أ بنت یت ۹ ۳ چ 7 : ٍ ر ۳ 2 / 5 / ۱ ۱ / 8 ۱ 6 08151۴1۳۸7۱0۷ ۱0۳ شکل ۱۶-۳ تغییرات بهبود در شرایط خاک برحسب عمق در تراکم دینامیکی خاک و انرژی وارده نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نشست و جل وگیری از روا نگرایی ۳۷ ۰ : : ۱ مهو 2۵ ۰ او ۷۵ 8۳۷۹ / لم ز ۲ ۱ / ۸۵و ۰ ۱ ور ۰ دیجمت ز نو : ۰ امامت روط ۰ 3 ٩ ۸ ۳‏ 6 به ۱ ر" ووست و ۵ 6 ۱ + 4 ان 3 هه اس گر سد ۸۸ ۱ ی ۰ / ۰ هرف‌وورب ۰ چَ / 5 5۱ 8 ی 7۵ ۱9۸6 ۶ ه. و۷۶ ۱۵ ۳ زا رده [ چ ۳ ی م مه 0 وه ۴و تفه ۰۰ ب ار ۰ رت الا نو ۳ وموه او وا جهمت : و نس / رد سا نی سِ 53.5۵ یمه 4 ۵۵ ۶۱ : 1 05 (۸(/0۶) 6۴۸۵۷ ۰۸0۳۱۴۵ 0 شکل ۱۵-۳ افزایش مقاومت مخروط در خاک‌های دانه‌ای با انرژی وارده در تراکم دینامیکی سیخ ۱۰ شتا۶ #ها08۸/ موی ۵ 9 ۴۸۹ ۷۱۹68۸۴۵۷۶ 21 09 ی > 8 0 ی 9و ف تا (6 . 2 8ه 9 6 09 ۳ را 8 ۵ 9 5 8 ۵ 32 و ۵ 9 َ اس ۹ سل ۳ سا ی ۰ ۰ سا 0۱ ۳ زج 3 2 1 6 (۲/7/22) ۴۲۴۸۵۷ ۷۰۸۶۲۶۷۱۴۵ شکل ۱3-۳ روند مشاهده شده بین فشار حدی و آنرژی وارده در خاک‌های دانه‌ای پس از تراکم دینامیکی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای بهسازی پی سدها 8اع 996۲ ۸ 8 6۸۷6۲ ۷۲۷۲ 10 8۶اا۴۲ ۵۸۱/31۳ ۵ 7اه ۵۹6۸۷۱۴ ۳۷ 1 2 3 ۱۰۸۶۶۴۵ ۴۴۵۷ ۵۵/۵ شکل ۱۷-۳ روند مشاهده شده بین فشار حدی و انرژزی وارده در خاک‌های چسبنده ۴۱ #ه 25۸۷ 35صار؟ 80 ۹8 ۸۴۵۷۵۶ اق۱۹ 0 ۵۸# 6۸۲۹, 6۲۸۷ ۶5 نت رهم چ 9۳ ه ی 8 0 ات 6 0( 0 5 2 1 ۱ ای ۹ / ۷۷ ۸۶۲۴0 > تا ی | ن ْ شکل ۱۸-۳ روند مشاهده شده بین تعداد ضربه ]5۳۳1و انرژی وارده -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نسست و جلوگیری از روا نگرایی ۳۹ 7۳ ۴۹۳۲ ی ۱۸۱۳۱۸۱۱۷ سخی چ 0۷ ۱۹6۹5۴ سم رت چا سه ج + ج سم ما ۷۱8۵80 اه ۱ سس هید یه چهس عراز ره ۱/۸ 7 6 7۵ (مجمه ۴ *۴۵) ۵ م۷ ,۴ ۳لا۲55 شکل ۱۹-۳ تغییر آرایش دانه‌های خاک توسط تراکم لرزه‌ای ۵-۲-۳ تراکم لرزه‌ای تراکم لرزه‌ای» روشی برای متراکم ساختن خاک‌های دانه‌ای با آرایش محدد دانه‌های سست بدون چسبندگی و تبدیل آرایش سست به آرایش متراکم‌تر توسط یک لوله لرزنده است (شکل ۱۹-۳) (1990 ,۸۸51110). لوله لرزنده با کمک افشاننده آب یا هوا برای کندن چاهک در زمین به کار می‌رود. سپس با بالا و پایین بردن لوله لرزنده خاک متراکم می‌شود (شکل ۲۰-۳). این روش در سال ۱۹۳۰ در آلمان ابداع شد و در سال ۱۹۴۱ به آمریکا راه پیدا کرد (1986 ,[ع۷1: 01). معمولا از سطح زمین به داخل گودال ماسه و شن افزوده می‌شود. ۴۱۱۲ ۸ 8 پ ۱۹3 ۳ 0 ۱۹3 ام رح چم رس ا از سح اه ۵8 1 7 1 رنه ۷/۵۱۵۲ ۲ ام ۸ / ی ۲ او ام ده ۷/۵۱۵۲ 6 ل۵۱۵م ۲0۴ 1 تا شکل ۲۰-۳ فرآیند تراکم لرزه‌ای تراکم لرزه‌ای می‌تواند تا عمق ۱۰۰ فوت مورد استفاده قرار گیرد (1987 ,1080501) و بسته به نوع خاک و قدرت لرزاننده تا فاصله حدود ۱۳ فوت نسبت به لرزاننده را تحت تاثیر قرار می‌دهد (1961 ,|61 ۸11101). عمق متداول حدود ۱۰ تا ۵۰ فوت است. -------- صفحهٔ بعد -------- 5۰ راهنمای بهسازی پی سدها ۳ و ماد با سس 5 5 ۳۳ سل 1 ۹ س > سساسی سل ۹ زا 9 1۸ چا مه ۳۳ 1 سا ا زر 110 کح که ها - ۹ پا چ ود : لد ۱ 2 (ه ند ژهن فد ۵ (ف هد ۱۵ ۳ + [مه 3 2028 سل وی ونم‌تووعه - دز موه ۵ زره -- ۶ 2 + لتا لت 600 چا مس ی هه هه ها ک 0 اس سس سس تساه با یا لس لال سل لس سا تنل 0 کنر 30 احتنت سا 5 اساسلل اهر تنل 1 اسلا ال ن چجلن ۳۳ سل سا ال سس سل 20 سا اس بل ]0و8 ت 0 0 لا ]| 8 8 6 صت و 0 0 000 000 با ی 5 ۲ 2 6 شکل ۲۱-۳ توزیع اندازه دانه‌ها برای استفاده در تراکم لرزه‌ای روش کار در تراکم لرزه‌ای به‌صورت زیر است: نخست توسط هوا و یا جت آب یک لوله لرزنده (ع0۳0 ۷10۳۵118)» سوراخی تا عمق مورد نظر حفر می‌شود. هنگامی که سر لوله به انتهای گودال حفاری شده می‌رسد. آب در داخل گودال از پایین به بالا سیر کوله می‌شود تا گودال ریزش نکند و امکان ریختن ماسه یا مواد سنگی وجود داشته باشد و بتوانند به‌وسیله لوله ارتعاشی متراکم شوند. به منظور اینکه مصالح ریخته شده در داخل گودال خوب متراکم شوند لوله به آرامی و در گام‌های کوچک بالا کشیده می‌شود و مجددا برای متراکم کردن مصالح ریخته شده مقداری پایین داده می‌شود. مصالح معمولا از بالا در داخل گودال ریخته می‌شوند تا وقتی که سر لوله دوباره به سطح زمین برسد. روش دیگر تغذیه از پایین است. به این صورت که مصالح از طریق یک لوله مستقیما به سر لرزاننده می‌روند و گودال از پایین به بالا پر می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایس پایداری» کنترل ننسست و جلوگیری از روا نگرایی ) 1 ۷۷۷ ۱20 000 ۱800 4 ۵۳۵۶۹۵6 3 ۵م۵) ۲۱۵۲۱۵ 5 380 7۲ کعای 60 ۳۳ ا#نوده هت 5 2.4 ۷۷۱1 م5 ۳۱۵۲۱ ورهه دما 1 عا ۲ 0ع۲0 695 ۷۷۵۱۵۲ 585 و و مه شکل۲۳-۳ نمونه ویبواتور تراکم لوزه‌ای قسمت‌های اصلی تجهیزات عبارتند از: لرزاننده الکتریکی یا هیدرولیکی» لوله‌های مربوطه و جرئقیل با ظرفیت ۳۰ تا ۱۰۰ تن. تجهیزات جانبی نیز عبارتند از ژنراتور» پمپ‌آب با دبی و فشار بالا و لودر برای ریختن مصالح. شکل ۲۲-۲ یک لوله لرزاننده را نشان می‌دهد. لرزاننده‌ها عموما قطری برابر با ۷۵ سانتی‌متر و طولی برابر با ۲ تا ۵ متر دارند. لرزاننده نشان داده شده, لرزش‌های شعاعی را به نوک لوله منتقل می‌کند. در فرکانس‌های ۱۵۰۰ ۳۰۰۰ دور در دقیقه, نیروهای گریز از مرکزی بیش از ۲۰ تن تولید می‌شود. عوامل دیگر عبارتند از: - سرعت فرو رفتن ۹۰ تا ۱۸۰ سانتی‌متر در دقیقه - سرعت بالا آمدن/ تراکم ۳۰ سانتی‌متر در دقیقه - فشار آب تا ۸ اتمسفر برخی از لوله‌ها (0۳00۵) لرزش را به‌صورت عمودی به پایین لوله‌ها منتقل می‌کنند. این روش سرعت بیش‌تری دارد اما فاصله گمانه‌ها باید نزدیک‌تر باشد. 1-۲-۳ تراکم انفجاری مشابه تراکم دینامیکی» تراکم انفجاری از طریق وارد سازی ناگهانی انرژی به زمین» ساختار خاک را به‌هم می‌ریزد. اولین استفاده موفقیت‌آمیز از این روش در آمریکاء در اواخر دهه ۱۹۳۰ و در محل احداث سد 1۲101۳0۹1۳6 ۸10۷ انجام شد (1942 ,۷1۳۵1]). با وجود این موفقیت زودهنگامء این روش در همین اواخر به عنوان روشی قابل اعتماد برای متراکم‌سازی زمین مورد قبول قرار گرفت. -------- صفحهٔ بعد -------- ۲ راهنمای بهسازی پی سدها اکراهی که در زمینه استفاده از روش فشرده‌سازی انفجاری وجود داشت. عمدتا ناشی از نگرانی‌هایی در زمینه‌ی آسیب رسیدن به سازه‌های نزدیک محل به دلیل لرزش‌های حاصل از انفجار بود. با این‌حال, ثابت شده است که با استفاده از چاشنی‌های تاخیری می‌توان ضمن کنترل ارتعاشات, انرژی کافی برای روان‌گرایی به خاک وارد کرد (1986 ,/11(/01۷). خاک‌های تمیز بدون چسبندگی که تراکم اولیه‌ای کم‌تر از حدود ۵۰ درصد دارند بهترین گزینه برای متراکم‌سازی به شیوه انفجار هستند. خاک‌هایی با تراکم اولیه بیش از ۵۰ درصد ممکن است در اثر انفجار حتی سست‌تر نیز بشوند. بالاترین میزان چگالی نسبی قابل دسترس بعد از انفجار در حدود ۸۰ درصد است (2000 ..[ه2 ۵۲ [000)). یکی از مزایای متراکم‌سازی انفجاری این است که می‌تواند در اعماقی بیش‌تر از اعماقی که تراکم دینامیکی و تراکم لرزه‌ای توانایی اعمال دارندء مورد استفاده قرار گیرد. خاک‌هایی تا عمق ۴۰ متر (1984 ,501۷1۵۲) به این روش مورد تراکم قرار گرفته‌اند. به عنوان یک اصل کلی, باید برای اعماق بیش‌تر مواد منفحره بیش‌تری مورد استفاده قرار گیرد؛ ممکن است مشکلات عملی قرار دادن مواد منفحره سایز بالا به عنوان عامل محدودکننده‌ای برای استفاده از این روش در اعماق بالا محسوب شود (1997 ,۸5)۳). یک عملیات انفجار معمولی شامل جای‌گذاری مواد منفحجره در الگویی شبکه‌ای که دارای فاصله‌ای بین ۳ تا ۸ متر در مناطق توسعه یافته و ۸ تا ۱۵ متر در مناطق دور افتاده هستند و با استفاده از مواد منفجره‌ای با وزنی بین ۲ تا ۱۵ کیلوگرم انجام می‌گیرد (1998 ,۲عع02112) 200 ۵11 ۱۷1110). برای لایه‌هایی از خاک با ضخامت کم‌تر از ۱۰ مترء مواد انفجاری در عمقی بین نصف تا سه چهارم ضخامت لایه‌ای که قرار است مورد بهسازی قرار گیردء قرار داده می‌شود. قرار دادن مواد منفجره در عمقی به اندازه دو سوم ضخامت لایه رایج‌تر است. لایه‌هایی با ضخامت بیش از ۱۰ متر معمولا به چند زیرلایه تقسیم شده و درون هر زیرلایه به‌صورت مستقل مواد انفجاری قرار می‌گیرد (1994۵ ,[[ع۳ع۸/111 200 00۳1 ۷۵ ۸1۵۳1). مواد انفجاری زیرلایه‌ها می‌توانند از بالا به پایین یا از پایین به بالا منفحر شوند؛ هیچ‌گونه دلیل قطعی مبنی بر موثرتر بودن یکی از این حالات نسبت به دیگری موجود نیست ( 21 0۳۲ ۷۵۲۱ ۷۵۳111 5 ,[[ع۱۷1110). در سطح زمین نشستی که معمولاا مقداری بین دو تا ده درصد ضخامت لایه بهسازی شده دارد» تقریبا بلافاصله بعد از انفجار صورت می‌گیرد. هنگامی که از مراحل متعدد انفجار استفاده شده باشدء بیش‌ترین مقدار نشست معمولا در هنگام اولین مرحله صورت می‌گیرد و این مقدار در هر یک از مراحل بعدی کم‌تر می‌شود (1997 ,۸5613). با وجود این که نشست بلافاصله صورت می‌گیرد (برای مثال طی چند ساعت)» افزایش مقاومت در برابر نفوذ معمولا به زمان بستگی دارد و ممکن است رسیدن به مقدار نهایی چندین هفته طول بکشد (1998 ,602112816۲ 200 [[۱۷11101۵). برای کمٌّی‌سازی مقدار مواد انفجاری لازم در تراکم انفجاری» سه نوع اندازه‌گیری رایج است: عدد 100111801 وزن نرمال شده و خرج ویژه (19940 ,[[ع1 ۸1110 20 0۳۲ ۷۵۵ ۱1۵۳1). اندازه گیری با روش عدد ۲10011۹01 (۲111) بیش‌ترین مورد استفاده را دارد و از عبارت زیر به‌دست می‌آید: رابطه ۱-۳ تیف - ]1] که در آن: - عدد 1100100۹0 ( چم / ۲۶یا 4 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نسست و جلوگیری از روا نگرایی 2۳ 3 -وزن مواد منفجره‌ی معادل کیلوگرم تی‌ان‌تی (8) و در عدد 100111901 وزن مواد منفجره و فاصله از آن لحاظ شده است. اما از شکل هندسی مواد منفحره صحبتی به میان نیامده است. در نتیجه این رابطه برای مواردی که بار به‌صورت متمرکز در اعماق کم قرار گرفته است. نسبت به مواردی که مواد منفجره به‌صورت ستونی یا توزیع شده در اعماق بیش‌تر قرار گرفته‌اند» مناسب‌تر است. روش بهتر برای کمی‌سازی مواد منفجره‌ی ستونی روش وزن نرمال شده (۱۷۷) که به‌صورت زیر تعریف می‌شودء است: 1 ۷ -وزن نرمال شده ؛ < وزن مواد منفجره به ازای هر متر طول مواد منفجره (۴8/10) و 4[ < فاصله‌ی شعاعی از مرکز ستون مواد منفجره (3) صورت به‌دست می‌آید: ۷ ۳ < خرج ویژه (*8/10) ۷۷ <* وزن مواد منفجره (8) و ۷۷-۲-۳- جایگزینی ار تعاشی (ستون‌های سنگی) در خاک‌های دانه‌ای که تا حدی خاصیت چسبندگی از خود نشان می‌دهند و مقدار ریزدانه آنها بین ۱۵ تا ۲۵ درصد است. برای افزایش میزان جابه‌جایی و زه‌کشی و نتیحتا کمک به فرآیند متراکم‌سازی» هنگام تراکم لرزه‌ای از مواد پرکننده سنگی استفاده می‌شود (شکل ۲۳-۲). به این فرآیند جایگزینی لرزه‌ای گفته می‌شود. این افزایش زهکشی, در مناطقی که از لحاظ لرزه‌ای فعال هستند. موجب افزایش مقاومت خاک در مقابل روان گرایی می‌شود. در خاک‌های با چسبندگی بیش ترء مواد پرکننده سنگی در ناحیه متراکم شده مانند یک عنصر سازه‌ای ظرفیت تحمل بار را افزایش و به میزان قابل توجهی نشست غیریکنواخت و نشست کلی را کاهش -------- صفحهٔ بعد -------- 55 راهنمای بهسازی پی سدها شکل ۲۳-۳ نمونه دستگاه ستون سنگی روش کار اساسا اعمال روش تراکم لرزه‌ای به خاک ریزدانه محل است. تحهیزات مورد استفاده مانند تراکم لرزه‌ای است. مصالح به جای ماسه از خرده سنگ تشکیل شده‌است. تفاوت اصلی در روش کار آن است که لوله (ع0۳00) آن‌قدر در گمانه بالا و پایین برده می‌شود که خرده‌سنگ‌هاء داخل خاک چسبنده و نرم اطراف گمانه نفوذ کند. بدین صورت مصالحء هم با خاک اطراف مخلوط می‌شود و هم گمانه را پر می‌کند. این عملیات مستلزم زمان بیش‌تری نسبت به تراکم لرزه‌ای بوده و مصالح بیش‌تری نیز مصرف می‌کند (1994 ,22۵111۵105). (1998 .له ۵1 ع1]011۳1) استفاده از ستون‌های سنگی و نیز زهکشی فتیله‌ای برای بهسازی پی 2۸16] 5۵11۵1 را در مقابل روان گرایی ارائه کرده‌اند. در پی این سد که متشکل از ماسه با میان‌لایه‌هایی از جنس لای بود از ستون‌های سنگی به عمق حداکثر ۱ متر استفاده شد. از آزمایش (]5۳1) و (]۳)) برای ارزیابی وضعیت خاک پی قبل و بعد از ایجاد ستون‌های سنگی استفاده شد. (برای جزییات به بخش مثال‌های موردی مراجعه شود). ۸-۳-۳- تزریق شکست هیدرولیکی در این روش؛ با تزریق مواد سیمانی پایدار ولی مایع با فشار بالا ( تا۴ مگاپاسکال) زمین به‌صورت تعمدی شکاف داده می‌شود. لنزها و ورقه‌های متشکل از مواد تزریق» باعث افزایش تنش کل» پرکردن حفره‌ها غیرمرتبط به هم و احتمال" تحکیم موضعی خاک می‌شوند و به‌صورت لایه‌های افقی غیرقابل نفوذ در می‌آیند. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایشس پایداری» کنترل نشست و جلوگیری از روا نگرایی ایک 8اه( ۴۵۲۳۵۵۱۵۱ 8 00۱۱8 ۷۶۶۸۵۲۵۱۲۵۵۵۲۵ 7 ا۱ا۲:۲۱۵) ۵ ب۵۷ا۴) (0101266601) (۱۱۱1۱۹م۱۱۲۹۱۵۵/۹) (ع۴۱2۲ ۱۵ ۸۸۱۷ (۴۵۲۵۶ ۴۸1۶۱۹8 شکل ۲۶-۳ انواع تزریق خاک با این وجودء کنترل اثرات این روش دشوار است و ممکن است به دلیل فشار بسیار بالا باعث آسیب رساندن به سازه‌های اطراف شود. (19658) .اه 2۲ 1ع10712 خاطرنشان کردند که شکست هیدرولیکی به‌طور طبیعی در تزریق مصالح سیمانی معمولی در خاک‌های با نفوذپذیری کم‌تر از ۰/۱ سانتی‌متر بر ثانیه رخ می‌دهد. در کالیفرنیاء این روش تحت عنوان شکاف کنترل شده (ع1۳۵210۳ 0ع[00111۳01) شناخته می‌شود. چنین عنوان می‌شود که فیبرهای پروپیلن موجود در ملات باعث افزایش قابل توجه مقاومت کششی و خمشی لنزهای به وجود آمده می‌شوند و در نتیجه باعث کاربرد بیش‌تری در پایدارسازی شیب‌ها و خاکریزهاء اصلاح خاک‌های منبسط شونده و تونل‌سازی در زمین‌های نرم می‌شوند (1982) ۳1۳۵۳۵ 200 (7006 استفاده از ترک هیدرولیکی در سنگ آهک کارستی که رس فضاهای خالی را پر کرده بود گزارش کرده‌اند. هدف, افزایش مقاومت رس در برابر شسته شدن تحت اثر گرادیان هیدرولیکی بالا بود. ۹-۲-۳ تزریق تراکمی تزریق تراکمی شامل تزریق ملات خاک سیمان با اسلامپ کم (کم‌تر از ۲ اینج) با فشار بالاا (۵۰۰ تا ۱۰۰۰ پوند بر اینچ مربع) تشکیل یک حباب متشکل از ملات درمجاورت لوله تزریق» جابه‌جا کرده و بدین ترتیب خاک را متراکم می‌کند. از این روش برای متراکم کردن خاک‌های روان گرا نیز استفاده می‌شود. تزریق تراکمی در مواردی که یک لایه نازک سست عمیق در زیر یک لایه بسیار متراکم واقع شده و احتیاج به تراکم دارد از لحاظ اقتصادی مزیت بسیاری دارد. تزریق تراکمی در آمریکا ابداع شد و طی ۴۰ سال اخیر مورد استفاده قرار گرفته است (1982 ,۷۷/۵۲1۵۲). استفاده از این روش در تونل [1ز1] 301101 در 8۵11110۳6 (1983 ,.له ۵1۲ 1۵6۲) از اولین پروژه‌هایی بود که سبب مطرح شدن این تکنیک شد. -------- صفحهٔ بعد -------- ا: راهنمای بهسازی پی سدها مثال‌های کاربرد تزریق تراکمی زیاد است. از جمله (19857) .اه ۵1 (ع5۵[1 به موردی که روان گرایی در سد ۷۷۵۵۲ ۳۱۱۵015 کنترل شد و (1988) ا۵|ع/۷۷ به کنترل نشست در سازندهای سنگ آهک کارستی اشاره می‌کنند. ۱-۹-۲-۳ تجهیزات تزریق تراکمی تزریق تراکمی به لوله‌های تزریق» شیلنگ, شیرها و اتصالات» پمپ و مخلوط کن (1110۲) نیاز دارد. به دلیل غلیظ و سفت بودن ملات مورد استفاده و فشار تزریق بسیار بالاء تجهیزات خاصی مورد نیاز است. عموما لوله‌هاء شلنگ‌هاء شیرها و اتصالات قطری بین ۱/۵ تا ۲ اینچ دارند. از آنجایی که دوغاب مورد استفاده بسیار سفت است. افت فشار زیادی در حین عملیات وجود دارد. به همین دلیل قرائت فشار باید در نقطه تزریق صورت بگیرد. براساس یافته‌های (19862) ۷۷۵۲1۵۲ پمپ و مخلوط کن باید شرایط زیر داشته باشند. پمپ معمولا از نوع پیستونی است و باید: - سرعت پمپاژز کاملا قابل تنظیم باشد. کنترل یکنواختی دوغاب بسیار مهم است. همچنین جریان تزریق دوغاب نباید قطع شود. عموما چال‌های تزریق با استفاده از روش‌های حفاری جچرخشی در فواصل ۲/۴ تا ۲/۶ متری ایجاد می‌شوند. نخست در چال‌های اولیه تزریق صورت می‌گیرد و در صورت نیازء چال‌های سری دوم (ثانویه) و سری سوم (ثالثیه) نیز تزریق می‌شوند. حفره‌ها عموما از بالا به پایین در گام‌های ۱/۵ تا ۲/۴ متری تزریق می‌شوند. ۲-۹-۲-۳ ملات برای تزریق تراکمی برای تزریق تراکمی نیاز به ملات با دانه‌بندی خاصی است (شکل ۲۵-۳). همان‌گونه که در این شکل ملاحظه می‌شود درحالی که نیاز به استفاده از مقادیر زیادی مصالح ریزدانه از جمله ذراتی در اندازه لای برای تامین حداقل خاصیت پمپ شوندگی وجود دارد. لازم ملات تزریق تراکمی معمولا شامل ۶ تا ۱۲ درصد سیمان است که با سنگ‌دانه و آب کافی برای تولید مخلوطی با اسلامپ اصولا" صفر مخلوط می‌شود. به دلیل اینکه عمل تزریق تراکمی با سرعت کمی انجام می‌گیرد و مقدار مورد نیاز ملات نیز اغلب غیر قابل پیش‌بینی است. اختلاط ملات تزریق تراکمی اکثرا در محل پروژه انجام می‌شود (2004 ,۷۷/۵۲۵۲ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نشست و جلوگیری از روا نگرایی ۷ ق 2*2 < ۵0 ۵ ۵ ما2 لا ل) 6 لا ۵ ٩ 8 ٩ ٩‏ 8 8 م6 8 ‎٩‏ 5 ال بل : ن [ سس ی ابا 8 5 5 5 5 0 [ ۱ ]/ ال لا با تسم ها که هک که ی کی که که که که که 5 5 ۳ ۹ ۹ ۹ ی ِ 5 2 7 13 ۵ 3 ۵ ی کی کی هک کت کته اه کی اک اک کت کت کت ۳ را ۱ / 8 ,3333333333 الا نبا 1/7 زا | ۵ لگ لاتکتت ‏ نب | ۳ ٍ لا بان نا دل 5 سام هام تاک تم تسلط ‏ تالاس تتس تام تتس اس ته کس اس توپ ق هر هک تا هو( 00 0 33 335 51 0 5 0 5 0 و کی که هه که هه ده سک سک > / ۰ [58 و 5 لصا او بب نبا لبلب له هَ للن لا ال نت تن صللل نناک 2 نه بل لبم نت ات ان ها پچ بدا اب-۶ ها > 5 1 که که که ۲ هک که که اه قصه نکسه محه ی خصی ,چه هه هه هه ی ی ۱۷5 ۷ ات اس سس رت سس رس سس سس مر سس بخ بر ِا ال ال ما٩ ۳ 9 و5 0 ی سا سا اه وگ اک پا وک از 5 5 لبم نک سس وس سس ی س ی اه سس ی هک هه سک ی 060005 ۹ ۱۹۹ ۱۹ 9 که مه مه ات تست سر اس 8 زا با : ف ی ۳ سس ی ی نس ۳ ۹ زر (صه + ساسا لاسناست لد سل سا ربب باب با 0 بل لبنت بل لدب لبنت تنب و سا سانکسا سس سل وی ده و و و و وه ع هک 27 << 00 00 > ۵ ما22 بدا ل0) 2۴ لا ۵ شکل ۲۵-۳ پوش دانه‌بندی مناسب برای سنگ‌دانه‌های ملات تزریق تراکمی روش‌هایی که در تزریق نفوذی کاربرد دارند عموما قدیمی‌ترین و شناخته‌شده‌ترین هستند. هدف از آن» نفوذ دوغاب به داخل -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۱-۲-۳- تزریق به کمک جت تزریق به کمک جت یا جایگزینی (۲201200101) جدیدترین روش بهسازی زمین است. در سال ۰۱۹۸۰ کمیته تزریق ۸۹56 تزریق به کمک جت را بدین صورت تعریف کرد: «روشی که با استفاده از یک سر مته مخصوص و جت‌های افقی و عمودی خاک‌های آبرفتی را حفاری می‌کنند و با پمپ کردن مواد تزریق از طریق شیپوره‌های (5ع۵271) افقی به داخل خاک. مواد تزریق را حین بالا آوردن سرمتهء با خاک موجود مخلوط کرده و ستون‌های سخت و غیرقابل نفوذی ایجاد می‌کنند». ترریق به کمک جت می‌تواند در محدوده وسیعی از خاک‌ها با دانه‌بندی‌ها و نفوذپذیری‌های متفاوت صورت گیرد. در حقیقت. هرگونه محدودیت در کاربرد آن, توسط پارامترهای دیگر خاک مانند مقاومت برشی خاک‌های چسبنده یا چگالی (دانستیه) نسبی خاک‌های دانه‌ای یا عوامل اقتصادی ممکن است ایجاد شود (۱994 ,۸۵111۵105). تزریق به کمک جت اصولا در تمام خاک‌ها می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد ولی میزان کارایی بستگی به نوع خاک دارد. در خاک‌های چسبنده میزان کارایی کم بوده و با افزایش میزان شن و ماسهء کارایی افزایش می‌یاید. سنگ‌های خیلی درشت به علت جلوگیری از مخلوط شدن خوب دوغاب و خاک, باعث ایجاد مشکل می‌شوند (2004 ,۷۷۵۲1۵۲).در سد خاکی 1211007۲ به ارتفاع ۵ متر واقع در کلمبیاء برای آب‌بندی قسمتی از پی با استفاده از تزریق به کمک جت یک دیوار بتنی احداث شد. عمق حداکثر دیوار ایحاد شده ۳۴ متر بود که یکی از عمیق‌ترین دیوارهای احدات شده به کمک جت محسوب می‌شد ..ا۵ ۵1 ۸1۵۳121100) (2001. "۹ : شکل ۲۹-۳ نمونه ای از دستگاه تزریق با جت -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری» کنترل نسست و جلوگیری از روا نگرایی نک اد ی ۱ ۹ ی 9 ا ی او با اس و ‌‌ ّ 4 پل ۰ سا و ۹ 7 ۱ 4ص ین ۵ 9 2 9 8 هس ۰ ۱ ا 1 ۶ یاج شا ۱ ی ۱ و سر : در شاه ریش موی سا جات هت ما با با ره ٩‏ رون اج را ات ی نه ب». و نما اد ۲ ی ی ی که هر ین ۳ ریک م۲ : شکل ۲۷-۳ نتیجه تزریق با جت جدول ۳-۳ کاربرد انواع روش‌های تزریق در زمین‌های مختلف ٍ نفوذی و فشارشی ‏ شکست هیدرولیکی ‏ تزریق به کمک جت تراکمی ٍ ۳-۳- کاربردها و استفاده (211015ع20011 200 ۱۶65) بیش‌تر کاربرد و استفاده از روش‌های تقویت زمین که به آن اشاره شدء به متراکم‌سازی خاک‌های ماسه‌ای و یا تحکیم خاک‌های رسی مربوط می‌شود. خاک‌های دانه‌ای متراکم در مقایسه با توده‌های با تراکم کم از مقاومت بیش‌تر (شکل ۲۸-۳ ظرفیت باربری بالاتر ([شکل ۳- ۹) نفودپذیری کم‌تر (شکل ۳۰-۳) و پتانسیل روان‌گرایی کم‌تر (شکل ۳۱-۳) برخوردار هستند. تحکیم خاک‌های ریزدانهء به افزایش مقاومت خاک (شکل ۳۲-۳ ظرفیت باربری (شکل ۳۳-۳) و پایداری شیروانی (شکل ۳۴-۳) منحر خواهد شد. هم‌چنین» استفاده از -------- صفحهٔ بعد -------- یک روش واحد اغلب نتایج متعددی برای بهسازی زمین در بر خواهد داشت. برای نمونه» بهسازی زمین با کمک ستون سنگی هم ۱-۳-۳ متراکم‌سازی تراکم توده‌های شنی اغلب با استفاده از تعداد ضربه (۲) در آزمایش نفوذ استاندارد (5۳7) اندازه‌گیری می‌شود. با استفاده از تعداد ضربه‌ها همان‌گونه که در جدول ۴-۲ نشان داده شده است. می‌توان خاک را از نظر میزان تراکم نسبی توصیف کرد. پارامترهای دیگر از جمله زاویه اصطکاک داخلی را نیز می‌توان از روی تعداد ضربه در آزمایش نفوذ استاندارد تخمین زد. آزمایش‌های دیگر برجا و نیز آزمایشگاهی برای تایید و یا تخمین دقیق‌تر تراکم و نیز مقاومت خاک وجود دارد. راه‌های افزایش تراکم نهشته‌های دانه‌ای شامل تراکم‌سازی لرزه‌ای معمولی» ویبرافلوتاسیون» تراکم دینامیکی و تراکم با استفاده از عمل تزریق است (شکل ۳۵-۳). ۲-۳-۳ نرخ افزایش یافته‌ی تحکیم نرخ تحکیم تابعی از نفودپذیری خاک و طول مسیر زهکشی است. کاستن از طول مسیر زهکشی بهترین راه برای بالا بردن نرخ تحکیم است. تعبیه‌ی زه‌های ماسه‌ای و یا فتیله‌ای از راه‌های بسیار موثر بالا بردن نرخ تحکیم (شکل ۳۶-۳) است. ستون‌های سنگی نیز می‌توانند نقش مشابهی را ایفا کنند. ۸ ۷۱۵۷۴ 06۲ 41 شکل ۲۸-۳ رابطه‌ی مقاومت با تراکم برای ماسه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایشس پایداری» کنترل نشست و جلوگیری از روا نگرایی ). سا ها 000 6اع 3333333 ۰ ۱ 0 پا للم ۳ ۳ ک 9 ۱ تساه امه 8 / ۱ : رم دمم 1 9 0 ی رب 000 رز :11۱1۱۱۱۱ سس / سر و 9 را : سس و 0030 0111۱۵۱/۶ ری ۳ 0 3 1 ی ی لل نا الا نله 1 0۸ 20 (مل ۵ 8 6 4 2 0 ۱/0 لول ی 0 0 0 شکل ۳۹-۳ رابطه ظرفیت باربری با تراکم برای ماسه ۳-۳-۳ کاهش نشست (۳۵۵۲۸۵۲ 5011166۲۲) با متراکم ساختن خاک‌های دانه‌ای در زیر یک خاکریز یا پی سازه‌هاء از نشست ارتجاعی که بر اثر بارگذاری ایجاد می‌شود. کاسته می‌شود. افزایش نسبی مدول الاستیسیته با افزایش درجه‌ی تراکم در شکل ۳۷-۳ نمایش داده شده است. برای خاک‌های چسبنده, با جایگزینی مواد تراکم‌پذیر با مواد دانه‌ای می‌توان مقدار نشست کل را کاهش داد. پیش‌بارگذاری و زهکشی فتیله‌ای می‌توانند در امر نشست تسریع ایجاد کنند؛ به‌گونه‌ای که نشست پی بعد از اتمام ساخت در محدوده‌ی قابل قبول قرار گیرد. متراکم‌سازی معمولی, متراکم‌سازی لرزه‌ای» متراکم‌سازی دینامیکی و متراکم‌سازی توسط تزریق برای سخت کردن نهشته‌های دانه‌ای می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. از ستون‌های سنگی (تراکم لرزه‌ای)» پیش‌بارگذاری و زهکشی فتیله‌ای برای تسریع و یا کاهش نشست بعد از عملیات ساخت در خاک‌های چسبنده استفاده می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- نا ی ان ی تس -۰- ی سس سر 07 ۸ ۸ 6 10966 )۱۱و 9096 0 سر ۱ 0 3096 ,۱۱و 7066 شا سس ۱ 6 5066 باانه 5046 4۸ 8 ی سس که ها ۸ 90 ۸ 06 0 ۳ 0 0 0 و 3 ۵ 0 ا سس 0 سِ 5 ی وی لیا 7 مر 5 اج سر ! : - 0 04 ۱ ا ز ۱ یرس یر لبرببببرر الا ! 1 03 104 10 1056 107 108 (2۲۳۷/۹) ب)* 20 21 ۳۵۲۲۳۵۵۵۱۱۱۵۷ شکل ۳۰-۳ رابطه‌ی نفوذپذیری با تراکم ۱ 05 واه اج ۸ رک 40 را را ها اه / / اج /د / وچ ۳ از / / / / / / ار ۳ 0 / 03 » جّ 100 زک 0 ۸۳۳۱۱۲۸8۱۴ 002۷65 1 ۷۷۲۴ 600۱۳۱۵۹ 0 40 30 20 0 0 1 ۷۱ ,8۲5157۸۸06 ۶۶۹۱۶۲۸۵۲۱۵0۲ ۷۵۵۱۴۱۵۵ شکل ۲۱-۳ رابطه پتانسیل روان گرایی با تعداد ضربه اصلاح شده -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایش پایداری, کنترل نسست و جلوگیری از روا نگرایی 1 و /1 10 60 40 20 0 +4 06۲ 6۱۵۷۳ ۸ شکل ۳۲-۳ رابطه مقاومت با تراکم برای رس ۹ ی 0 چا 1-۳۳1 ۳ سر یو هه ع 5 3 13 5 سا هی ] سوراری ۱۵۶۹ ۹ ۱۱| 1 1 سا 1 ۵ الما امد 5 5 2 ص ۳ نا با | که 70 6 6۵ 55 5960 4 40 35 3۵ 25 20 و ۵ 6 24 ۵ ۹69۱9۱0۲ ۳۵۵۱۲۵۱۵۵ 5۱۵00 شکل ۳۳-۲ رابطه ظرفیت باربری با تراکم برای رس : 72 هر ۱ در ود 028 2 ل و 5 : 0 را 52 4 6069100 عه ستادا و و 024 : ! 0 ا وس [ ۳ سس ۳ | مسلط اقا 5 ی ده - : هرازه موم8 | یی : ۱ ما هرازه ۲0۵ ۱ و 0 7 3 + رازه؟ ۴۵۵ [///1 ۱ ِ ]1 1 ص ۷ 5 90 80 70 و 50 زر ۲ 8 ۳۳ زا رل 00۵ او ۳,۳ ۰ 7 ۳ ز 1 0 > و95 ورانه) موم8 1 ٍ 004 ۱ ۳ 8 واوده هم‌ول5 شکل ۳۶-۲ پایداری شیروانی بر حسب مقاومت برای رس ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- جدول ۶2-۳ تراکم نسبی براساس تعداد ضربه در ]5۳ ٍ تعداد ضربه 1 تراکم نسبی ا ص سر ۱ ۳۵ ٍ متراکم ۱ بالاتر از ۵۰ ٍ بسیار متراکم ا زره 9 0 زو هه( نزووه ۱۰ ۰*1۷( زا ک > ه ۱ ب کناد 68۲ نو ره ۵ را۶ 6۹۲۹ 05 ۰ نومه (زروار ها ۱ ۹ اون روت ای و رک *: ۱ ۳ ۰ ( 9 > با ۱ :۰ ط ۰۰ ط ۲ ۰ ۳ اپ :۳ ۰ رش . : یا ایا ۳ ع وه ۶« ۰ ۰ ۳۳6 ات اهنا شکل ۳۵-۲ حباب متراکم‌سازی توسط تزریق -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایشس پایداری» کنترل نئسست و جلوگیری از روا نگرایی ی 2.2 ۳۵۲۵۱۳ 59 ۱۵۵۵ , 0 0۷ 1 3.01 )0.9 ۳( : 2.2 ۲۱۳۳۵ 7 ۳۲۵۹9 1.5۳ (و00ه۶0) ۹ ۷۵60 67۲ (7.11۳) 2۳ 18 ۵۲81۳۶ ااه8 09 ور شکل ۳۹-۳ اثر فواصل زه‌های عمودی بر نرخ تحکیم 2-۳-۳ افزایش ظرفیت باربری (20۵010) 1362۲18 1۳2۶۵۵) این مطلب برای هر دو نوع خاک دانه‌ای و چسبنده صدق می‌کند. از همه روش‌های متراکم‌سازی برای افزایش ظرفیت باربری می‌توان استفاده کرد. اُ ۶ * ,۵0 :۸۵۵ ۸/ ۱۵۷۴۵ 06۲ 41 شکل ۳۷-۳ رابطه سختی با تراکم -------- صفحهٔ بعد -------- وه راهنمای بهسازی پی سدها ۵-۳-۳ پایداری شیروانی‌ها (وازازدا2ا5 ۳۵۵۲۲ 200 51006) پایداری شیروانی‌ها با افزایش مقاومت خاک شیروانی و پی افزایش می‌یابد. انواع روش‌های بهسازی زمین برای تقویت پی شیروانی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد (شکل ۳۸-۲۳). مثلا بهسازی با روش ستون سنگی, باعث افزایش مقاومت, کاهش نشست. 1-۳-۳ کاهش پتانسیل روان گرایی پتانسیل روان گرایی نذهشته‌های دانه‌ای عمدتا به مقدار ریزدانه‌هاء موقعیت آبخوان و9 میزان تراکم بر حسب تعداد صربه اصلاح شده (0) بستگی دارد. پتانسیل روان‌گرایی اغلب با افزایش تراکم خاک کاهش می‌یابد. لذا روش‌هایی که قبلا برای افزایش میزان تراکم 3 ااداه0 شکل ۳۸-۲ بهسازی پی خاکریز با ستون‌های سنگی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - راه‌حل‌های مربوط به افزایشس پایداری» کننرل نشست و جلوگیری از روا نگرایی ۷ 2-۳ اطمینان از کیفیت تراکم (1650108 ۷۵۲۱11201 [۲۵0۰1۵۱۵)) بررسی کیفیت تراکم خاک بهسازی شده عموما با انجام آزمایش نفوذ استاندارد (5177) قبل و بعد از عملیات و در فواصل ۱/۵ متری صورت می‌گیرد. در بعضی از نهشته‌هاء به جای 5۳1 از ۳1-) که می‌تواند مقاومت نفود را به‌طور پیوسته ثبت کند. استفاده می‌شود. روش‌های دیگری نیز وجود دارند که عبارتند از: آزمایش‌هایی که فشار آب حفره‌ای» سختی خاک و یا خصوصیات موج برشی را در اعماق کم اندازه‌گیری می‌کنند. به‌ندرت و به‌ویژه در مواردی که از تزرریق استفاده می‌شود. گمانه با قطر بزرگی حفر می‌شود و کارگر می‌تواند به داخل 2۵۸118 برود و از طریق پنجره‌های آن کیفیت عملیات بهسازی را مشاهده کند. هیچ روشی برای آزمایش و بررسی تمام خاک وجود ندارد. بنابراین آزمایش‌ها کم و بیش به‌صورت موضعی موثر بودن عملیات بهسازی را بررسی می‌کنند و فرض می‌شود که اگر این نتایج این آزمایش‌ها قابل قبول باشد. آنگاه کل پروژه نیز موفقیت‌آمیز بوده بنابراین هنگامی که قرارداد بهسازی زمین بسته می‌شود. معیار صحت اجرای عملیات باید به‌طور مشخص در مدارک قرار داد ذکر شود. روش‌های ارزیابی» مقادیر مورد نظر (۵ع۷۵1 1۵۳801) و اهداف آزمایش ها باید مشخص شوند. همجنین اطلاعات کافی از شرایط فعلی زمین همراه با پارامترهای خاک باید وجود داشته باشد تا با مقادیر بعد از عملیات مقایسه شوند. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ٍ فصل ۴ راهحل‌های مربوط به آب‌بندی و قراوش ۲ با وش آب -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب )7 سدها همواره باید چنان طراحی شوند که در آن اثرات جریان نشت آب پس از آبگیری مخزن ملحوظ شود. این اثرات ممکن است جنبه اقتصادی داشته باشد (اتلاف آب)» یا به‌طورکلی جدی‌تر از آن» مسائل ایمنی را شامل شود (ناپایداری, فرسایش درونی). خوشبختانه با در دست داشتن اطلاعات کافی زمین‌شناسی, راه‌کارهایی برای علاج‌بخشی و مقابل با این مخاطرات وجود دارد. این علاج‌بخشی‌ها عبارتند از مهار نشت آب و زهکشی. با آب‌بند کردن برخی نقاط و ایجاد شرایط زهکشی در سایر نقاط می‌توان نشت‌آب را از نظر سرعت جریان و نیروهای مربوطه مهار کرد. مهار نشت‌آب و زهکشی مکمل یکدیگرند. اگرچه گاهی یکی از دو در شکل ۱-۴ انواع سدهای خاکی که در آنها هم از مهار آب و هم از زهکشی استفاده شده استء نشان داده شده است. ۱-2- پرده‌های تزریق و زهکشی در گذشته, اکثر پی‌های سنگی برای کاهش نشت‌آب» به‌ویژه زمانی که در مخزن مشکل فرار آب وجود داشت. مورد تزریق قرار می‌گرفت. تا کنون برای بیش‌تر سدها پرده‌های تزریق عمیق اجرا شده و تنها در مورد سدهای وزنی سامانه‌های زهکشی کم عمق تا زمانی که اثرهای تراوش آب بر پایداری پی سدء پس از شکست تکیه‌گاه سد مال پاسه ‎)۷1۵1025٩01(‏ در فرانسهء کاملا شناخته شدء زهکشی به عنوان موثرترین شیوه مهار آب در بیش‌تر موارد» مورد توجه قرار گرفت. برای سنگ‌های ناتراوا و سنگ‌های دارای درزه‌های ریزء» زهکشی تنها روش مناسب محسوب می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- 71۳ راهنمای بهسازی پی سده ۵98۵۸۱۶۷ ۲۵۳8۳۱۳۸ 0۸ ۱۸۷۲۱۱۳۷۴۵ ری اک (م) هش عی 0۳۷7۵02۷۸ 2 هم رک ر ۹30211 0 22۵ به۶ فتا0ه1 120677 ۵2 مع فد ن2عه 12144607221 ط۷16 سده ده 300022۵ مه ٍ 2 10 هد به۶ کتا0ه 180067۷1 ز2ه دقن و20۳ 60۱781 .طظ از زو ۰ ۹ 3 8 سوص هم ۳ ( و برچ ز* لماح ۹۹ 0 دت نت۶ دنه 1 مدز ده دععل عجدهنه 12611260 .ه 5 ۸۷۱۵ ۱۵۵ - ۶ 5ع 8۸06۵4 2 ۸ 5 نان 88۹۱۷۷۱ 86607ا 88 2۶ ۴ گنود مک ّ ورین :۲۸۷ کی و0 ری / 7 ب 22 2 مسج ۳ بان+ 7۸۸و وراه یچ برع ۲۵ سمل 2 ه2به۶20 کبه‌ژ دمم ده مج 12 دمن 12146721 ۷1۸۳5 دعه ۳۵۵۵22۵099 .۵ مادم 2 57۳ و96۸ 1 بر ۲۵۸6۷ کات ۱ 8 دمک تما 0 200303 قنا0ه1 002 ۵5 23۳9 00۳6 31731ع0 .6 یرس ۳ مربب( : لا 570۵7 8068۵5 را 0 ان ی مب ما 501 6 1 د1دبه2 همم ده 2026 کبات 1ب دصرد1 سین ۷15 0:90 ۶۶ شکل ۱-۶ انواع سدهای خاکی که در آنها هم از مهار آب و هم از زهکشی استفاده شده است برای سنگ‌های درزه‌دار باید موارد زیر مورد توجه قرار گیرد: الف- در سنگ‌های درزه‌دار با نفودپذیری کم (یعنی کم‌تر از حدود ۵ واحد لوژون) زهکشی عموما ضروری و تزریق بی‌فایده است ب- در سنگ‌های درزه‌دار با نفوذپذیری زیاد (یعنی بیش‌تر از حدود ۵۰ واحد لوژون) تزریق برای کاهش نشت‌آب مورد نیاز اس ولی زهکشی لازم نیست. / -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۳ چ- در سنگ‌های درزه‌دار با نفوذپذیری متوسط. زهکشی همواره مفید و نسبتا ارزان است و همیشه می‌توان برای پر کردن به‌طور کلی می‌توان گفت که شیوه درست طراحی پرده‌های تزریق و زهکشی شامل مراحل زیر است: الف- تعیین ویژگی‌های زمین‌شناسی و ژئوتکنیکی محیط مورد بهسازی ب- درک رفتار توده سنگ تحت شرایط پیجیده میدان تنش حاصل از بارهای وارده و نیروهای زهکشی ج- طراحی بهترین تمهیدات برای کنترل این رفتار (لازم نیست که تحلیل دقیقی صورت گیرد.ء بلکه کلیه مواردی که ممکن است به شرایط نامطلوب منجر شود باید مورد بررسی قرار گیرد). د- پایش الگوی تراوش در محل» به منظور بررسی کارایی تمهیدات به کار رفته و اصلاح آن در صورت نیاز گاه مسائل بسیار حاد و حتی فاجعه آمیزی» به دلیل نادیده گرفتن حداقل یکی از چهار گام بالاء روی داده است. گاهی لازم است پیش از ارائه جزییات برنامه بهسازی,» آزمایش‌های برجا انجام شود. درحالی که آزمایش‌های تزریق در بسیاری از ساختگاه‌ها انجام شده» آزمایش‌های زهکشی به‌ندرت انجام گرفته است. نمونه جالبی از آزمایش تزریق در سد چرو-داورو (0۲0 46 ۵۲۲۵)) مکزیک گزارش شده است که در پی سنگ آهک کارستی با نفودذپذیری حدود ۱۰۰ تا ۴۰۰ واحد لوژون صورت گرفته است. با استفاده از دوغاب تثبیت شده (۲01ع ‎»)٩120111700 اطمینان از پایداری آن نقش بسیار مهمی داشته است.(1993 ,1۳01-0) ۲-۶- تکنیک‌های تزریق الف - ضخامت پرده تزریق در یک سنگ درزه‌دار» ضخامت پرده تزریق از طریق نفود دوغاب به داخل درزه‌ها تامین می‌شود. چنانچه درزه‌ها باریک ولی نفود دوغاب در آزها تحت فشارء آسان باشدء. ضخامت لازم به سهولت توسط یک ردیف گمانه تامین می‌شود. در سنگ‌هایی با درزه‌های عریض, اعمال فشارهای زیاد نه امکان پذیر است و نه اقتصادی و «شعاع تاثیر» هر گمانه بسیار محدود است. لذا لازم است که فاصله چال‌ها از هم کم باشد تا از پیوستگی پرده اطمینان حاصل شود. در چنین مواردی اشتباه است که برای جبران خلاءهای تزریق چندین ردیف چال حفر شود. برای متراز معین حفاری» بهتر است همه چال‌ها در یک ردیف حفر شوند. تزریق بسیار نازک به نظر می‌رسد ولی در عمل ضخامتی برابر نفود دوغاب را خواهد داشت. تنها استثنا در این مورد شاید سازندهای کارستی» با مواد پرکننده رسی باشد. که ممکن است به‌طور موضعی به چندین ردیف چال احتیاج داشته باشد. این موضوع درباره بهسازی یک گسل با تزریق نیز صادق است. فشار تزریق در ردیف‌های خارجی کم‌تر و در ردیف‌های داخلی بیش‌تر است. هدف از حفر و تزریق ردیف‌های خارجی جلوگیری از فرار دوغاب به فاصله‌های دورتر است. -------- صفحهٔ بعد -------- 75 راهنمای بهسازی پی سدها ب- عمق پرده برای خیلی از سدهاء پرده تزریق با عمق‌هایی متناسب با ارتفاع سد طراحی شده» بدون آن که به تنها عامل مهم یعنی ساختار زمین‌شناسی توده سنگ توجه شود. قواعدی از قبیل اینکه «عمق پرده تزریق برابر نصف ارتفاع بخش بالاتر از سطح زمین سد است» فاقد هر نوع آرزش مهندسی بوده گمراه کننده و خطرناک هستند. تنها رویکرد منطقی» تعیین عمق برحسب ناهمگونی پی و مسیر تراوش آب از میان سنگ پی است. به عنوان مثالء در بسیاری از مواردء در قسمت‌هایی که سد بلندتر است عمق زیادی برای پرده لازم نیست.ء درحالی که پرده در تکیه‌گاه‌ها باید بسیار عمیق باشد. زمانی که وضعیت پی از نظر زمین‌شناسی کاملا مشخص نیست» همان‌گونه که اغلب در مورد سنگ‌های دگرگونی و آذرین پیش می‌آید. مفید است که عمق پرده براساس نتایج آزمایش جذب آب (آزمایش لوژون) که در طی حفاری به‌دست می‌آید تعیین شود. برای مثال, چال‌های تزریق» تا زمانی که آزمایش آب نشان دهنده میزان جذبی بیش از مثلا ۱۰ لوژون باشد. عمیق‌تر خواهد شد. قاعده مشابهی را می‌توان برحسب میزان جذب دوغاب در طول تزریق عمیق‌ترین مرحله به‌کار برد. اگر این مقدار مثلا از ۵۰ کیلوگرم سیمان به ازای هر متر طول چال بیش‌تر باشد. چال‌های میانی» که هنوز تزریق نشده‌اند» عمیق‌تر می‌شوند. این شیوه تنها راه ایجاد یک پرده تزریق رضایت‌بخش, یعنی ارزان‌ترین روش برای نیل به هدف مورد نظر است. این کار مستلزم تخصص و قضاوت مهندسی ج- فاصله بین چال‌ها در مشخصات فنی هرگز نباید فاصله بین چال‌ها را ثابت فرض کرد مگر آن که آزمایش‌های صحرایی کاملی قبلا انجام شده باشدء روش تقسیم چال (1۵10۵ 1۵10 ‎)٩0111‏ راه درستی برای ایجاد یک پرده موثر است. براساس آزمایش‌های آب و جذب دوغاب, در صورت نیاز فاصله بین دو چال را باید با حفر چال‌های اضافی نصف کرد. هزینه‌های اضافی این کار در مقایسه با هزینه ترمیم پرده‌ای که در آن خلاء تزریق وجود دارد» کم است. برای بررسی نتیجه نهایی عملیات تزریق, حفر چند گمانه زاویه‌دار نسبت به چال‌های اصلی تزریق توصیه می‌شود. در سنگ‌های فرسایش‌پذیر نظیر ماسه‌سنگ. فاصله نهایی بین چال‌ها کم خواهد بود. در مورد سازندهای کارستی تنها راه حل فاصله بسیار کم بین چال‌ها در مراحل اولیه است» به نحوی که احتمال برخورد با مجاری انحلال افزایش یابد. برای این منظور خاص» می‌توان در مرحله نخست چال‌های ضربه‌ای با قطر کوچک حفر کرد. در مواردی که این چال‌ها به یک فضای خالی یا غار برخورد می‌کندء چال‌هایی با قطر زیادتر به منظور تزریق مخلوط‌هایی با ویسکوزیته ((]1د۷1500) بیش‌تر یا حتی ملات حفاری می‌شود. د- مخلوط دوغاب و فشار تزریق برای این که دوغاب تزریق در حالت نهایی» در محل تزریق شده باقی بماند باید دارای مقاومت کافی در برابر فشار هیدروستاتیکی وارد بر آن بوده و همچنین در برابر آب‌های خورنده مقاوم باشد. در عین حال» برای نفوذ در درزه‌هاء دوغاب در طول مدت تزرریق باید خصوصیت یک سیال با سفتی کم را داشته باشد. موادی که دارای هر دو ویژگی ذکر شده باشند.ء نسبتا نادرند. تا میانه قرن بیستم» تنها محلول‌های رقیق سیمان معلق در آب استفاده می‌شد. عیب آنها این بود که پایدار نبودند. به محض این که مخلوط از به هم خوردن باز می‌ایستاد» درات معلق ته‌نشین می‌شدند مگر این که نسبت سیمان بسیار زیاد بود. بنابراین -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوئسآب 1 مخلوط‌های تعلیقی پایدار طراحی شد (سیمان‌های فعال شده, مخلوط آب. سیمان و بنتونیت و غیره). در برخی موارد (مثلا ترک‌های بسیار ریز» شکاف‌های بسیار ریز حاوی جریان آب) باید از سایر فرآورده‌ها (نظیر ژل‌های سیلیکات سدیمء رزین‌های آلی و غیره) که مانند سیالات تک فاز عمل می‌کنند و نه محلول‌های تعلیقی, استفاده کرد. به هر حال هنوز هم دوغاب‌های با پایه سیمان بیش از سایر آنواع برای بهسازی سنگ مورد استفاده قرار می‌گیرد. پارامترهای اصلی تعیین کننده خواص مخلوط عبارتند از: نسبت سیمان به آب (۷۷//۳)» منحنی دانه‌بندی سیمان, سایر مواد مخلوط (بنتونیت وغیره). این عوامل تنها زمانی معنی پیدا می‌کنند که توام با فشار تزریق مد نظر قرار گیرند. ویسکوزیته و زمان گیرش مخلوط به‌ویژه زمانی که آب در درزه‌هاجریان داردء باید متناسب با نوع درزه‌ها تنظیم شود. در واقع دوغاب‌های سیمان پایدار مشابه سیالات بینگهام (110104] 171118۳۵1) رفتار می‌کنند که با ویسکوزیته و چسبندگی مشخص می‌شوند. چسبندگی بدان معنی است که دوغاب برای آغاز جریان در داخل درزه و ترک‌ها باید بر مقاومت در برایر نفوذ غلبه کند. این خاصیتی است که فاصله نفوذ را برای یک فشار خاص محدود می‌کند. ریزی دانه‌های سیمان نیز بر میزان نفوذ آن تاثیر دارد برای درزه‌های ریز سیمان دانه ریز مناسب است (عرض درزه سه برابر بزرگ‌تر از قطر بزرگ‌ترین دانه‌ها). امروزه» مخلوط‌های پرسیمان (1.5 < ۷۷/0) که تقریبا به‌طور کامل پایدار هستند. استفاده می‌شوند. در مورد فشار تزریق» دوغاب‌های غلیظ هم اکنون با فشارهای بیش‌تری تزریق می‌شوند. نظیر تزریق‌های تحکیمی. مدت مدیدی درباره این نکته بین آمریکایی‌ها (فشار تزریق کم‌تر از وزن زمین در نقطه تزریق) و اروپاییان (فشار بیش‌تر) اختلاف نظر وجود داشت. امروزه» به نظر می‌رسد که این توافق وجود دارد که فشار تزریق باید تا آن حد برسد که در سنگ‌های دارای درزه ترک‌های ریزء درزه‌ها در اثر فشار تزریق باز شود. بنابراین ضروری خواهد بود که بین فشار و جذب دوغاب رابطه‌ای برقرار شودء فشارهای بالاتر در چال‌هایی اعمال شود که دیرتر تزریق می‌شوند و در نتیجه دوغاب کم‌تری نسبت به چال‌های قبلی جذب خواهند کرد. ه- بررسی کارآیی تزریق پیش از بهره‌برداری از سد. تنها راه مستقیم برای بررسی کارآیی واقعی تزریق انجام آزمایش آب در حجم تزریق شده سنگ است. ولی نتایج بیش‌تر مواقع پراکنده بوده و به حدکافی قابل اعتماد نیستند تا از آب‌بند بودن پرده تزریق اطمینان حاصل شود. روش بهترء بهره‌گیری از آبگیری نسبی یا کامل مخزن است. بنابراین باید بتوان افزایش تراز آب را کنترل کردء سامانه رفتارنگاری موثری را به کار برد (میزان تراوش» پیزومترهاء تجمع آب» تجزیه شیمیایی نشتاب) و در صورت لزوم توان تزریق مجدد را داشت. گالری بازرسی/ تزریق در این مورد بسیار ارزشمند است. ۳-۶- پرده‌های زهکشی الف- عمق همان نکات عمومی که درباره پرده‌های تزریق ذکر شد در مورد عمق پرده‌های زهکشی نیز صادق است. زمین‌شناسی و تصویر روشنی از مسیرهای ممکن عبور جریان آب تنها راهنمای قابل اعتماد برای مهندس طراح به شمار می‌روند. -------- صفحهٔ بعد -------- 71 راهنمای بهسازی پی سدها ب- فاصله بین چال‌ها و قطر آنها بار دیگرء آزمایش آب برای تصمیم‌گیری در مورد تعداد چال‌های لازم برای زهکشی مفید است, زیرا فاصله بهینه بین چال‌ها بستگی به نفودپذیری سنگ دارد. شایان ذکر است که در اکثر پرده‌های زهکشی احتمالا فاصله بین چال‌ها بیش از اندازه بوده و بنابراین دارای کارایی لازم نیستند. فاصله منطقی میان چال‌ها ۱/۵ تا ۵ متر است. برای مثال در سد سانتاروزا (10۶۵ 5۵1۵) درجه به فاصله‌های ۵ متری حفر شد. در برخی مناطق و به‌طور موضعی حفر چال‌های نزدیک‌تر نیز لازم بود. برخلاف چال‌های تزریق» قطر چال‌های زهکشی نباید خیلی کوچک باشد.ء زیرا در زهکشی پدیده‌ای نظیر باز شدن درزه‌ها برای تسهیل نفوذ جریان دوغاب وجود ندارد. به نظر می‌رسد قطر حداقل ۷۵ میلی‌متر یا حتی ۱۰۰ میلی‌متر مناسب باشد. شایان ذکر است که در سد بایناباستا (۳۵۹۲۵ 3۵[1۵) (یوگسلاوی) زهکشی پی (شیست‌های رسی و ماسه سنگ) زیر سد وزنی توخالی» با دو ردیف چاه فشار شکن به قطر ۳ متر و به فاصله ۱۰ متر از یکدیگر در هر ردیف انجام شد. پایش میزان فشار برکنش (0۳۵۹۶۲۵ 01111ا) توسط ۱۳۰ پیزومتر انجام می‌شود. در سنگ‌های فرسایش‌پذیر مانند ماسه سنگ‌های نرمء بسیار مهم است که لوله‌های شکاف‌دار در چال‌ها نصب شود. حتی در برخی موارد اطراف لوله با فیلترهای قابل تعویض ماسه یا ژزئوتکستایل (ع0016111ع) پر می‌شود. ج- زهکشی مجراهای ترجیحی و گسل‌ها چنانچه نشت آب از مجراهای ترجیحی عبور کند»ه یک ردیف چاه زهکشی هیچ‌گونه حفاظتی برای پایین‌دست ایجاد نمی‌کند و بهتر است که آنها را در یک الگوی منظم در تمام سطح پی توزیع کرد. به این نکته باید توجه زیادی کردء زیرا پی بسیاری از سدها با سامانه‌های زهکشی معمولی ممکن است اصلا زهکشی نشوند. مشاهدات اخیر نشان می‌دهد که نشت‌آب از مسیرهای ترجیحی غالبا روی می‌دهد و در این مورد. عامل غالب در کارایی زهکش نسبت بین حجم آب گذرنده از این مجراها و حجم گذرنده از شکاف‌های (11551116۵) مسطح است. این نسبت در صورت وجود چنین مجراهایی» بسیار زیاد است. زهکش‌ها هیچ اثری بر شبکه جریان یا فشارها ندارند, مگر این که این مجراها را قطع کنند و بنابراین باید قبلا آزمایش‌های زهکشی انجام شود تا اطمینان حاصل شود که محراهای ترجیحی در پی» مهندس‌های طراح را متقاعد کرده است که در سرتاسر پی چال‌های فشارشکن (5ع[0۵1] آع۲۵11) پیش‌بینی کنندء که ناپیوستگی‌ها را در نقاطی قطع کند که فشار برکننده (ع۵۹۱۲ع0۳ 1۳01[1]1) ممکن است. خطرناک باشد. چال‌های فشارشکن در اغلب موارد کفایت می‌کند. ولی طراحی سدی که پایداری آن براساس دریچه اطمینان بنیان نهاده شده ممکن است قابل تردید باشدء درحالی که در این مورد تردید وجود داشته باشدء بهتر است که حفر گالری‌های فشار شکن ۹۹۲۵ع0۳) (411111 ۲۵1101 در راستای ناپیوستگی مورد توجه قرار گیرد. شکل ۲-۴ شمایی از یک گسل در تکیه‌گاه سد در سمت پایین‌دست است که نسبت به فشار برکنش بسیار حساس است. جال‌های فشارشکن که در سمت چپ نشان داده شده‌اند تا زمانی که گسل آغاز به باز شدن نکرده است. موثر نخواهد بود. از سوی دیگر "گالری فشارشکن که گسل را قطع می‌کند.» در سمت راست نشان داده شده‌اند و همواره آب را به دلیل ناهمسانی در نفوذپذیری -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب 1۷ زهکش می‌کند. در راستای عمود بر صفحه گسل, نفوذپذیری سنگ بسیار کم» ولی به موازات آن نفوذپذیری خیلی بیش‌تر است. البته» پوشش دستک‌ها (در صورت وجود) باید به‌صورت تخلیه آزاد باشد (فیلتر در سطح تماس پوشش با سنگ و چال‌های زهکش). شکل ۲-۶ دستک‌های فشار شکن ۱) ناپیوستگی, آب از میان مجاری کوچک تراوش می‌کند. ‏ ۲) تراوش ترجیحی همچنین باید تاکید کرد که با حفر زود هنگام این گالری‌های فشار شکن می‌توان اطلاعات بیش‌تری درباره گسل, وضعیت هندسی و خواص مکانیکی مواد پرکننده آن به‌دست آورد که دراین‌صورت تحلیل پایداری واقع‌بینانه‌تر خواهد بود. گالری‌هاء ابزاربندی در برخی موارد» شرایط هندسی ناپیوستگی‌های زمین‌شناسی چنان بحرانی است که حتی اگر فشار برکننده توسط گالری‌های فشارشکن به‌طور چشمگیری کاهش یافته باشد باز ممکن است مساله پایداری تکیه‌گاه پیش آید. در این‌صورت حفر گالری‌های پایدارساز بتنی در طول گسل که برای افزایش مقاومت برشی آن طراحی می‌شود می‌تواند برای پایدارسازی کمک زیادی کند. گالری‌های دست چپ به سمت بالادست سه کار کرد دارند: - جلوگیری از تراوش» توسط بتن در ناحیه درزه (مشکل‌ترین ناحیه برای آب‌بندی)» سنگ در این یال تزریق می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۳-۶ دستک‌های فشار شکن و برش افزا ۱) درزه مربوط به لایه‌بندی ۲) پرده تزریق ۳ گالری‌های برش افزا که با بتن مسلح پر شده‌اند. ۴) گالری‌های فشار شکن ۵) سوراخ‌های زهکش حفر شده دسته دیگر در سمت راستء به سمت پایین‌دست. افزایش مقاومت و فشارشکنی را انجام می‌دهد. از این دو گالری می‌توان برای حفر چاه‌های زهکشی معمولی استفاده کرد. 2-4 محل پرده‌های تزریق و زهکشی اکنون عموما پذیرفته شده است که در سنگ‌های دارای ریزدرزه هدایت هیدرولیکی با شرایط تنش تغییر می‌کند. بار وارده از سوی یک سد (به‌ویژه در سد قوسی) تنش‌هایی القا می‌کند که عمق تاثیر آنها در سنگ‌های درزه‌دار به مراتب زیادتر از آن است که طبق تئوری الاستیک به‌دست می‌آید. بنابراین روشن است که یک سد می‌تواند شرایط تراوش را در پی سنگ خود به‌طور قابل نخستین اظهار نظر درباره این پدیده به‌گونه‌ای نظری و ذهنی بودء ولی از سال ۱۹۶۶ تعدادی از نتایج اندازه‌گیری‌های صحرایی منتشر شد که شواهدی دال بر اعتبار این عملکرد دارد. به عنوان مثال, در سد سانتاروزا (1۳0۹۵ 5۵111۵) درمکزیک مقدار اندازه گیری شده نشت‌آب برحسب تراز آب مخزن کاملا تایید کننده فرضیات نظری تغییر نفوذپذیری نسبت به تغییر تنش بود (شکل ۴-۴). این واقعیت» توصیه‌هایی را که از سال‌ها پیش در مورد محل پرده‌های تزریق و زهکشی شده بود تایید می‌کند (شکل ۵-۴). ناحیه فشرده شده زیر سد ایجاد یک مانع آب‌بند می‌کند که ممکن است در اغلب موارد نفوذناپذیری آن بسیار بیش‌تر از هر پرده تزریقی باشد که به خوبی اجرا شده است. به این ترتیب چنین پرده‌هایی عملا استفاده‌ای نخواهد داشت. از سوی دیگر به منظور کاهش اثرات نامطلوب این مانع» که عموما به شکل خطرناکی در سمت پایین‌دست قرار می‌گیرد. پرده زهکش باید به سمت بالادست شیب داشته -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب 7۹ باشد. با این وجود باید از ایحاد تماس با ناحیه نزدیک پاشنه بالادست سد. جایی که در آن درزه‌ها تحت اثر میدان تنش کششی ناشی از خود سد در زمان بارگذاری کامل به‌وسیله مخزن, باز شده‌اند جلوگیری شود (1993 ,1-011 10090 990 ی ۰ 6 60900 ی 500 0 تیمها : ۹ 400 م۱ ر 300 / / 200 رری) 7 ۵ رج و ه دی نسم سا و۱۵ 120 0 110 08 شکل 2-2 سد سانتاروزا درمکزیک - جریان تراوش برحسب تراز آب مخزن ۱) دبی نشت 0 (لیتر بر دقیقه) ۲ (متر) ۳) تغییرات اندازه گیری شده نسبت به تراز ۴) رابطه نظری تغییرات 7 تراز آب و 70 تراز کف گالری )(ط) )3( شکل ۵-۶ آرایش پیشنهادی برای زهکشی و تزریق ۳) خط چال‌های تزریق ۴) پرده زهکش ۵) نیروهای جریان -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای بهسازی پی سدها ۵-2 استفاده از گالری برای اجرای پرده‌های تزریق و زهکشی, استفاده از گالری‌ها بسیار قابل توصیه است. زیرا عملیات اجرایی مربوط به تزریق و زهکشی را می‌توان مستقل از ساخت سد انجام داد که منجر به بهبود برنامه زمان‌بندی می‌شود. به‌علاوه از بسته شدن زه‌کش‌ها در اثر بخبندان جلوگیری شده و کاراًیی زهکشی در جاهایی که زهکش‌ها رو به بالا حفر می‌شوند. بالا می‌رود. در سد میکا (۱110۵) کاناداء چال‌های زهکشی به طول ۱۰۰ متر از گالری واقع در جناح راست به سمت بالا حفر شدند. در سد کوپس (۲۳۵۹) اتریش سنگ تکیه‌گاه یک جناح با استفاده از چال‌های زهکشی که از یک گالری و رو به بالا حفر شدند.ء پایدارسازی شد (شکل ۶-۴). در سد قوسی ترکول ([/11۳۷) در کنیا تکیه‌گاه‌ها توسط پرده‌های تزریق و زهکشی از ۵ گالری در هر جناح, به فاصله ۲۲ متر از یکدیگر و از یک گالری واقع در پی سد پایدارسازی شد. 7-۵ 0 ۱ : 2 ۱ سح ِ ۱ 6 هس 50 25 0 ری بح 00 شکل 1-۶ سد قوسی کویس در اتریش - زهکش تکیه‌گاه راست ۱) سد ۲) پرده تزریق ۳) چاه زهکش و گالری بازدید ۴ گمانه پیزومتر ۵) خط فری‌آتیک طبیعی قبل از احداث سد. ع) خط فری‌آتیک بعد از زهکشی یکی دیگر از مزایای گالری‌ها این است که مشاهده درست و پایش سامانه تزریق و زهکشی را امکان‌پذیر می‌سازد. پیزومترها و دبی‌سنج‌ها در آنجا به آسانی قابل نصب و قرائت هستند. امروزه» ابزارهای دقیق الکتریکی به یک سامانه پردازش خودکار مرکزی متصل هستند. در صورت بروز نقایص موضعی» امکان اقدامات چاره‌جویانه لازم از طریق گالری‌ها در اسرع وقت و با کم‌ترین هزینه فراهم می‌آید. 1-۶- دیوارهای آب‌بند (0۱:10115) روش‌های کنترل نشت آب در پی سد شامل موارد زیر است (2004 ,:715۸۳۳]): -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب )۳ - سکوی تراوش پایین‌دست. - چاه‌های زهکش و ترانشه زهکش. جریان یا روش‌های تقریبی ارزیابی کرد. آب‌بند ناقص و آب‌بند کامل درصورتی که پی سد از آبرفت نسبتا ضخیم تشکیل شده باشدء طراح باید در مورد اینکه از یک آب‌بند کامل استفاده کند و یا اینکه سدء برای یک پی هموژن» عمق آب‌بند حداقل باید به اندازه ۹۵ درصد ضخامت ابرفت باشد. این موضوع در شکل ۷-۴ نشان داده شده است. کارایی آب‌بند ناقص (0۲۵11 [ه02711۵) در کم‌شدن مقدار تراوش, با افزایش نسبت عرض سد به عمق نفوذ آب‌بند کاهش ۱ ۳0210 ۱۹00 0 20 10 50 850 00 ۴۳۵۵۶۵۷۲ ۵۴ ۲۳۵۲۵ 6 ۴ شکل ۷-2 تاثیر عمق نفوذ آب‌بند در کاهش تراوش آب برای یک پی هموژن و ایزوتروپ ترانشه با مصالح متراکم شده (]۳۵] ۵01111 ۵ع۲۵1۵,۵01) موثرترین روش برای کنترل تراوش از زیر پی سدء عبارت است از حفاری یک ترانشه زیر قسمت نفوذپذیر سد و پر کردن آن با مصالح متراکم شده نفوذناپذیر. ترانشه با مصالح متراکم شده تنها روشی است که در آن با حفر ترانشه امکان بررسی کامل شرایط واقعی پی فراهم شده و در نتیجه می‌توان طراحی را با شرایط موجود تطبیق داد. همچنین ترانشه امکان بهسازی سنگ بستر را در صورت نیاز فراهم کرده و دسترسی لازم برای اجرای فیلتر برای کنترل تراوش و جلوگیری از پدیده رگاب (ع01011) در محل‌های تماس را امکان‌پذیر می‌سازد. ضمنا ترانشه امکان اجرای با کیفیت خوب خاکریزی و تراکم را فراهم می‌آورد. -------- صفحهٔ بعد -------- در صورت اجرای یک آب‌بند به‌صورت کامل, ترانشه باید به‌صورت کامل از قسمت نفوذپذیر عبور کرده و مقدار کمی هم در طبق.(2004 ,۸13 18])برای اطمینان از آب‌بندی کامل پیء. عرض قسمت پایه آب‌بند حداقل باید به اندازه یک چهارم اختلاف حداکثر مابین تراز مخزن سد و تراز آب پایین‌دست بوده ولی به هر حال نباید از ۲۰ فوت (۶ متر) کم‌تر باشد. درصورتی که مصالح پی زیر آب‌بند از نظر نفوذناپذیری وضعیت مرزی(1۸۲81۵1) داشته باشدء عرض قسمت پایه آب‌بند باید بیش‌تر در نظر گرفته شود. مطابق (1987 ,18118]) برای حصول ضخامت کافی ماده نفوذناپذیر و تماس مناسب با سنگ و یا لایه دیگر نفوذناپذیر در پی؛ هم‌زمان با افزایش بار آبی مخزن باید عرض ترانشه آب‌بند افزایش یابد. هر چند ممکن است با افزایش عمق ترانشه» عرض قسمت پایین ترانشه آب‌بند به دلیل کاهش نیروی نشت‌آبی مقارن با افزایش عمقء کاهش یابد. عرض کافی برای یک ترانشه آب‌بند سد کوچک از رابطه زیر به‌دست می‌آید (1987 ,75814]) : 0- ۳ - ۷ بار آبی نسبت به سطح زمین همچنین توصیه شده است عرض قسمت پایین ترانشه حداقل به اندازه ۲۰1۲ (۶/۱ متر) باشد تا تجهیزات حفاری و متراکم‌سازی بتوانند در ترانشه‌ها با کارایی لازم کار کنند. تصویر ۸-۴ متراکم کردن خاک در ترانشه‌ی آب‌بند را در سد 10۵ 582۳ در کلرادو نشان می‌دهد. ۰ : اه هم ۶ زد ۵ ۵ 1 : ی ۰ ۳ 8 2 ی هه ۱ ین ت ,4 + ۱ ۳ ۳ یی ۳ او ی ال 9 ۳ / ( ت- : ۰ خی ست "لاد از وم ۳ ۳۳ ی ۹ ۳ ۹ اس ۰ ۳ اس مه صت ی 4 خ : مزم یس اه / ۸ ی 0 1 و مس سا ! ام و 1 ا ۲ و ۴ 5 ی ُ وا ۹ 0 47 اه" ۹ ۳ چ" ۳ ۹ ی ۳ 7 ریت بر رد0۹۷۷ ری ل از ی ۵ ۰ نی ٍا مها اه ۹۶ سس چرارظ 2 چیه ی 1 ۳" ۳ م۷۷ ید ۶ ۰ یه 1 ۰ و ۱ ری ۰ 7 2 ؟ .۰ ۹ ۱ ۹ ۸ هه با بار ۹ ۹ هر وی 4 : ۰ ۳ ۹ 8 ی ۹ تصویر ۸-۶ حفاری ترانشه‌ی آب‌بند و توده‌ی جای‌گزین در دایک ]۸ 712۸1) در پروژه‌ی 11010765 در ایالت کلرادو -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوشس آب ۳ نداشته باشند.ء باید یک لایه فیلتر بین مصالح مورد استفاده برای پر کردن ترانشهء و پیء در قسمت پایین‌دست ترانشه آب‌بند مورد استفاده قرار داد. ص و 8 ۶ م70 ی شکل ۹-4 نحوه حفاری و پر کردن ترانشه گل ترانشه حفاری شده باید آبکشی شود تا امکان خاکریزی و تراکم مصالح نفوذناپذیر به‌صورت مناسبی فراهم شود. سامانه خشک‌اندازی چاه‌های نقطه‌ای (001115 ۷/۵11) یا چاه‌های عمیق معمولا در حین حفاری و خاکریزی در سطوح پایین‌تر از سطح آب زیرزمینی مورد نیاز خواهند بود. به علت بالا بودن هزینه ترانشه آب‌بند توام با عملیات آبکشی, روند استفاده از ترانشه گل آب‌بند کارایی ترانشه ناقص با مصالح پر شونده در پی متشکا از خاک نفودپذیر با ضخامت متوسط در شکل ۱۴۳-۴ نشان داده شده -------- صفحهٔ بعد -------- :۳ راهنمای بهسازی پی سدها سس ۳ 201060 » ۷/7۲ 13016 ۹ امه ورب۳۸۳۵:۱۵ ی ری (ونا۵۲۷۱۵ 1۳) ۲ع8۵ مخت 31هنغخحمدط 2 7 20060 70 ۴ ِْ 8 ب7۳ یا 1 و ی ی یی 00ج مرو نمی ویو‌زیجع۴۳ (۱۳۵۵۳۷۱۵۵۹) ۳۵۵۴۴ مات عناعل هت ۳ 20 : ۵ ۵۶ ته اس زت 6 8 40 < سا0ع چ : ۹ ‌ : ءِ چ ف‌ ! ا ات ت ۱ ۱ ۳ مود سس اس سس م20 نع ۱ ۱ ( 1 0 00 100 80 6۵ 440 20 0 ۵0 4601۳ ۵۱ ۴۵۲۵۳1 شکل۱۰-2 کارایی ترانشه ناقص با مصالح پر شونده ترانشه گل (۳۵) ‎)٩10۳۳۲ یا غیراقتصادی باشدء روش ترانشه گل معمولا روش مناسبی برای کنترل تراوش از زیر سد خواهد بود. در این روش برای حفر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ام ترانشه در پی نفوذپذیر از گل رس سدیم بنتونیت ((212 061101116 5010170) (یا رس ۸112018116 در آب شور) برای جلوگیری از ریزش دیواره‌های ترانشه استفاده می‌شود. ترانشه پرشده توسط گل, با جایگزین کردن گل با مصالحی که دارای مصالح ریزدانه (مواد رد شده از الک شماره ۲۰۰) به اندازه کافی برای نفوذناپذیر کردن آب‌بند بوده و از طرف دیگر دارای مواد درشت دانه کافی برای به حداقل رساندن میزان نشست هستند.ء پر می‌شود (2004 ,۳ع15۸]). به عنوان یک گزینه دیگرء می‌توان از سیمان به جای خاک استفاده کرد و یک دیوار آب‌بند سیمان- بنتونیت (011 0۳ ۵1:10:10 0011۵11) احداث کرد. استفاده از دیوار ترانشه گل درصورتی‌ که پی متشکل از قلوه‌سنگ و لاشه‌سنگ (0۵۱106۲۹)» بلوک‌های واریزه‌ای(1)۵ع۳10 0۵(ه)) واقع بر شیب‌های مدفون» یا سنگ درزه‌دار باشد توصیه نمی‌شود و دلیل آن مشکل حفاری و نیز اتلاف گل از طریق درزه‌ها است. در صورت استفاده از ترانشه گل برای کنترل تراوش, ابگیری اولیه سد باید به‌صورت کنترل شده انجام گیرد و با استفاده از پیزومترهای نصب شده در قسمت بالادست و پایین‌دست دیوار آب‌بند مشخص شود که یا دیوار آب‌بند مطابق آنجه که در طراحی پیش‌بینی شده است عمل می‌کند یا نه. اگر معلوم شود که دیواره دارای کارآیی کافی نیستء علاج‌بخشی لازم باید قبل از بالا بردن در شکل ۱۱-۴ نفودپذیری یک دیوار ترانشه گل به ضخامت ۸۰ سانتی‌متر نشان داده شده است. تراکم‌پذیری ترانشه گل خاک- بنتونیت عمدتا بستگی به درصد مواد ریزدانه دارد (شکل ۱۲-۴). در مورد دیوار گل سیمان-خاک, هر قدر نسبت سیمان به آب بیش‌تر ۷ ۲2۷۸۱۱۱ ۷ 0۸۴ 2ما 19 ۵۷ 26۸60۴۲۱۱۱۱( 2 7 نس 5 8۸0۴۱۲۱ ۱۵۶ (ع 5 5 ۱۶6۸۴ ۳ ۳ ل 5 > 5۵ نا ره 1 وک هر ال س 6 ی 2 .6و ۱50 سر یا تب 0 9 اضر سر لدا ات سک ی ۳ 80 2 7۷۱۸۴۹5 ۷/۸۱۱ رم نیا 8 ۰ : ۱۵0 از ۱0 05 06 ۵ 0 ۵۱8۵۱۴۸۵۱۱۷ 868۸0۴۴۱۱۲ 6۰ مودک -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای بهسازی پی سدها 80 5 ۲۸۹7۱ 5 0۱۵۸-۶۲۸۹7۱6 7۵ ۰ 60 رم 50 8 ۰ کر ره 40 ۰ ۱-060 حر 3۵ هر 20 7 57855 حر ۵ ۵ 82 و 2.0 76۵ 0.5 0 12 0 08 06 04 02 اه ۵ +607۱ ,8۸7۱۵ 60۱۷۸۵۸۵۹5۱۵۸ 80 ۰ 5 ۳4 5 ۵۱۵۸-۶۱۸۹۲۱6 7 ۰ مر 0 60 ۰ 7 0 50 0 ۰ 0 40 69۱۷۶۹۶55۱9۱۷ ۱۹7۶9۶۱6 7 ی ۰ ۰ 0/0 30 ی ۸ 20 7 578655 ۳ ۳۳ ۶2 و۴ 2.0 76 0.5 عهاه 12 0 08 646 ۵4 02 0 0 +607۱ ,8۸7۱۵ 55۱۵0۸ 60۱۴۵۸۴۶ شکل ۱۳-۶ رابطه بین میزان مواد ریزدانه و تراکم‌پذیری دیوار ترانشه گل خاک -بنتونیت -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۳۷ 100 80۱۵۱۱۲۵ ۳۳ 0 57۷ ه ۹0 40 0 ه 5 5 ات 2 0 لک 0 . 0 0 . 0 0.4۵9 ۵ .۵ 9 ,0 3 ,0 ۵ اس ی ۷ موز 2:۲ ۲00۱۳۷۵۲۵۲ 0 ۰ 3 140 3 ن له و 1۳۳0 ۳ 5 4 13007360 ۲۲۵ دز :م01 رع 5۱ ‎٩‏ 120 2 0 وم ز ۵۳ 3۹00160 51027 6 *گ ان س 100 1 ات اه (ض 5 80 نش ی له 560 40 20 ۵ 6 ع6ه 5۳710 00۶76331۷6 اها ما7 28-08۷ ید دیواره بتنی (۵[1 ۱۱۳۵1۵)) درصورتی که عمق پی نفودپذیر زیاد باشد (بیش‌تر از ۴۵ متر) و یا پی متشکل از قلوه‌سنگ (٩ع20001)‏ لاشه‌سنگ (۲۵ع۲۹۵۱1۵4) و یا آهک حفره‌دار باشد. استفاده از دیواره بتنی احتمالا روش موثری برای کنترل تراوش آب از زیر سد خواهد بود. در این روش» یک دیواره پیوسته بتنی با بتن‌ریزی به طریق 1۳611۵ داخل یک ترانشه‌ای که پایداری آن توسط گل بنتونیت (۹1۲۲۷-ع۵۱101) تامین می‌شود.ء ایجاد می‌شود. دو نوع دیواره آب‌بند بتنی شامل دیوار پانلی (۷:۵[1 0261) و دیوار عنصری (۷:۵[1 010111611) مورد استفاده قرار می‌گیرند (2004 ,6ع15۸]). -------- صفحهٔ بعد -------- به دلیل اینکه دیواره بتنی از نظر سازه‌ای مانند یک دیافراگم صلب عمل می‌کند. زمین‌لرزه ممکن است باعث گسیختگی آن شود. بنابراین دیواره آب‌بند بتنی نباید در محل‌هایی که امکان زمین‌لرزه شدید وجود دارد مورد استفاده قرار گیرد. در جاهایی که توده سنگ دارای نفوذپذیری بسیار زیاد است یا در مواردی که تزریق قابل اعتماد و یا اقتصادی نیست. ممکن است ترجیح داده شود که یک دیوار دیافراگم بتنی درجا ساخته شود که به‌صورت یک آب‌بند عامل عمل می‌کند. این روش عمدتا در سازندهای کارستی یا در سنگ‌های بسیار مختلخل و شکننده به کار برده شده است. استفاده نظام مند از این روش در سازندهایی که احتمال فرسایش زیاد در آنها وجود داردء آغاز شده است. روش کار عبارت است از حفر یکسری گالری متوالی» یکی روی دیگری» که پس از پر شدن با بتن تشکیل یک دیوار پیوسته را می‌دهند. روش دیگر ایجاد ترانشه شمعی (1611100 ]1۳۵12 10۳6 ‎)٩1‏ است.» که به روش بیوز نیز موسوم است و از نام سد بیوز (171026) در فرانسه گرفته شده است. چند مثال موردی از کاربرد دیواره بتنی در بخش مثال‌های موردی ارائه شده است. در سال‌های اخیر» پیشرفت‌های چشمگیری در حفاری مکانیکی حاصل شده است مثل سامانه هیدروفرز (ع1۲1۷07017۵19) که امکان ساخت دیوار آب‌بند در جا ریخته شده در سنگ را فراهم کرده است. حال آن که تا چند سال پیش این روش تنها در خاک قابل کاربرد بودء این روش در مواردی که یک دیواره آب‌بند کاملا پیوسته لازم است. امکانات بسیار جالب توجهی را در اختیار می‌گذارد و نتایج حاصل از چنان کیفیتی برخوردار است که حتی با بهترین شیوه تزریق نیز ممکن است به‌دست نیاید. این روش در سنگ‌های فرسایش‌پذیر نظیر ماسه سنگ نرم یا سازندهای قابل انحلال نظیر ژیپس یا انیدریت, از اهیمت ویژه‌ای برخوردار است. دیوار آب‌بند بتنی ساخته شده با سامانه هیدروفرز در فونتنل (ع۳:۵11۵۲۱۵11) (۱۹۸۹) نمونه‌ای از مزایای این راه حل برای کنترل نشت‌آب در تکیه‌گاه سدی است که به‌گونه‌ای خطرناک به علت فرسایش آسیب دیده بود بی‌تردید این روش کاربردهای بسیار زیادی خواهد داشت (1993 ,1 آ۲-01]). دیوارهای آب‌بند بتن پلاستیک (۸۵1]۹) ۲0۳۵۸۵ ۳12۶10) حداکثر مقاومت نهایی که بتن پلاستیک می‌تواند به آن برسد ۱۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع است» که البته مقاومت نهایی اغلب بتن‌های پلاستیک کم‌تر از این مقدار است. این بتن دارای سختی کم‌تراز بتن معمولی و به مراتب بیش‌تراز خاک است. از این رو دیوار آب‌بند ساخته شده از آن از یک طرف دارای قابلیت تغییرشکل‌پذیری است که با بتن صلب تامین نمی‌شود و از سوی دیگر دارای مقاومتی است که توسط دیوارهای آب‌بند خاکی به‌دست نمی‌آید (1994 ,د22۵11260). به عنوان مثال دیوار آب‌بند ساخته شده از بتن پلاستیک یک گزینه مناسب در ساختگاه‌هایی است که در آنها اضافه بار قابل توجهی نظیر وزن یک سد اعمال می‌شود. برای دستیابی به دیوار آب‌بندی کارآمد. باید مدول الاستیسیته بتن پلاستیک آن بسیار نزدیک به مدول خاک در حالت تعادل مورد نظر انتخاب شود.ء طوریکه نمودار تنش -کرنش برای دو محیط تا حد زیادی مشابه هم باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۳/۹ مدول خاک که مدول یانگ نیز نامیده می‌شود. از رسم نمودار تنش-کرنش یک آزمایش فشاری نامحصور (تک محوری) یا ترجیحا محصور شده (سه محوری) به‌دست می‌آید. همجنین از آزمایش بارگذاری صفحه‌ای نیز قابل استخراج است. مقداری که به‌دست می‌آید تحت تاثیر فشار محصورکننده» سیکل بارگذاری» نسبت تخلخل, دست‌خوردگی نمونه‌هاء تاریخچه تنش و برخی عوامل دیگر است. مدول یانگ یک خاک غیرچسبنده (ماسه خالص) خیلی کم تحت اثر درصد رطوبت و اندازه ذرات است. ولیکن مقدار ۳ تا حد زیادی به تغییرات شده از آزمایش فشار نامحصور ممکن است دارای خطای زیادی باشد (برخی مواقع تا ۴ الی ۵ برابر). باید در نظر داشت که حتی اگر یک اندازه‌گیری قابل اطمینان موجود باشد. انتخاب یک مقدار مدول الاستیسیته خاک در عمل بسیار غیرممکن استء زیرا که عوامل پس از ساخت از مهم‌ترین عوامل تعیین کننده هستند. برای هر دو نوع خاک دانه‌ای و چسبنده از فرض مصالح الاستیک نیمه بی‌نهایت. همگن و ایزوتروپ استفاده می‌شود. بدون این فرضیات» تخمین مدول الاستیسیته خاک غیرممکن (واغلب غیر ضروری) است. در مقابل تمرکز بر آنالیز طرح بتن پلاستیک اولویت بیش‌تری دارد. که در آن اقتصاد طرح. مسائل اجرایی و نزدیکی مدول الاستیسیته بتن پلاستیک و خاک تا حد ممکن باید مورد توجه قرار گیرد. محدوده ممکن مدول الاستیسیته برای انواع خاک در جداول ۱-۴ و ۲-۴ به نقل از (1994 ,.ل۵ ۵1 2۵1۳۵05) ارائه شده است. جدول ۱-۶ مدول الاستیسیته برای بارگذاری تکراری مدول یانگ (*۷8/0) متراکم کوارتز خردشده و غربال شده- ریز زاویه‌دار ماسه غربال شده اتاوا- ریز گرد گوشه ۱ ماسه استاندارد اتاوا- گردگوشه متوسط ۳۵۰ ۳۰ ۱ ۱ ماسه غربال شده- متوسط با زوایای ریز ۱۳۰ ۳۵۰ ۱ ۱ کوارتز خردشده و غربال شده- متوسط زاویه‌دار ۱۳۰ ۹۰ ۱ ٍ ماسه خوب دانه‌بندی شده- درشت با زاویه‌دار ۱۵۰ ۳ ٍ جدول ۲-۶ محدوده مدول الاستیسیته برای برای انواع خاک خاک (*0۳/ع) .۳ رس ایو ۵0 ۱ رس نرم ۱۸-۲ ۱ | رس متوسط ۴۲-۵ ۱ | رس سخت ۷۰-۵ ْ | رس ماسه‌دار ۵- ۲۸۵ ٍ | ماسه لای دار ۷۰-۵ ٍ | ماسه سست ۱۱۰-۵۰ ٍ | ماسه متراکم ۵۰۵۰ ْ ا لس (6۹5م1) ۱۰۰۰-۹۵ ْ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۰ راهنمای بهسازی پی سدها لازم به ذکر است که برای تعیین مدول الاستیسیته خاک روابط مختلفی ارائه شده است از جمله رابطه زیر برای تعیین مدول الاستیسیته رس رابطه زیر ارائه شده است: رابطه ۱-۴ 0 6 < ۲ در رابطه فوق 0 ضریبی است که از ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ تغییر می‌کند و ,5 چسبندگی زهکشی نشده است. همچنین به رابطه زیر برای تخمین مدول الاستیسیته خاک‌های دانه‌ای می‌توان اشاره کرد: رابطه ۲-۴ 5 < ۲ 5۶ عا(6 - )+ 8-40 رابطه ۳-۴ 15 ۶ عا(6 + 0)<ظ در روابط فوق مقدار ۲ از ۳ برای لای ماسه‌دار تا ۱۲ برای شن ماسه‌دار متغیر است. در بتن پلاستیک معمولا شن» ماسه» رس» سیمان و بنتونیت با آب مخلوط می‌شود تا طرح اختلاطی با کارایی مناسب به‌دست آید. نمودار تنش-کرنش در شکل ۱۸-۴ نمایش داده شده است. چنانجه بخش ریزدانه (رس) غالب باشد.ء در تمام محدوده کرنش؛ نمودار به‌صورت منحنی شکل خواهد بود (شکل ۱۳-۴-الف). همچنین اگر درصد شن و ماسه بیش‌تر باشد تغییرات تمودار از الگوی خطی پیروی می‌کند (شکل ۱۴-۴-ب). مدول یانگ از قسمت خطی نمودار به‌دست می‌آید و اگر این قسمت وجود نداشته باشد از مماس بر نمودار در مرکز دستگاه مختصات استفاده می‌شود که به آن مدول مماسی اولیه نیز گفته می‌شود. همچنین» مدول سکانتی به‌صورت شیب خط رسم شده از مرکز به نقطه مورد نظر مانند 3 بر روی منحنی و مدول مماسی به‌صورت شیب خط مماس بر منحنی در نقطه ای نظیر ۸ تعریف می‌شود. مدول وتری (1110۵1۹ 2011010) هم شیب خطی است که دو نقطه مفروض نظیر 3 و ۳۴۱۹۱ ۳۱0۹۳۱ 90 ۳90 70۳ ]1011۱۵| ۳9۳ ۳۲۳۵۵۵۲۴۱۵۵۹۵۱ ۱۱۳ 1009820۶ ۲۳۱۵۵۲۹ 0 ۹.۳1 609 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب )۸ الاستیک است تا زمانی که تنش به حد تناسب که جداکننده دو محدوده رفتار الاستیک و پلاستیک است برسد. افزایش در کرنش درحالی که بار کماکان اعمال می‌شود در نتیجه خزش در بتن است. ولیکن وابستگی کرنش آنی بر سرعت بارگذاری تشخیص طبق این معیار» تغییرشکل‌هایی که در طول دوره بارگذاری اتفاق می افتد را الاستیک و تغییراتی را که پس از آن در کرنش به وجود می‌آید را خزش می‌نامیم. برخلاف بتن معمولی» بتن پلاستیک اغلب می‌تواند در زمین به ناحیه پلاستیک رفتار خود برسد. عوامل موثر بر مقاومت و مدول الاستیسیته عوامل موثر بر مقاومت. مدول الاستیسیته را نیز هر چند به میزان کم‌تر تحت تاثیر قرار می‌دهند. این‌ها عبارتند از: درصد بنتونیت» نسبت آب به سیمان و نوع و دانه‌بندی سنگ‌دانه‌ها. با افزایش سن, مدول بانگ نیز افزایش می‌یاید. در حدود متداول بتن‌های پلاستیک که نسبت آب به سیمان در آنها بین ۱/۵ تا ۲ متغییر بوده و گاهی به مقادیر بالاتر نیز افزایش می‌یابد» افزایش نسبت آب به سیمان باعث کاهش قابل توجه مدول سکانتی می‌شود. سنگ‌دانه‌های آن است. با استفاده از سنگ‌دانه‌های سخت‌تر مدول الاستیسیته بالاتری به‌دست می‌آید. سنگ آهک از ماسه سنگ قرار می‌دهد (افزایش مقاومت به معنی افزایش مدول الاستیسیته است). به خاطر نسبت بالای آب به سیمان» بتن پلاستیک سخت و ناکارا نبوده و خاصیت الاستیک آن در نتیجه خاصیت ارتجاعی ریزدانه‌ها است. با افزایش رطوبت آزاد مدول یانگ بتن تر بیش از بتن خشک خواهد بود. با افزایش مدت عمل‌آوری (0۲18) بتن که در روش ساخت ترانشه گل 1۳۵۵ ‎٩10۳۳۷‏ قابل حصول استء هم مقاومت و هم مدول الاستیسیته بیش‌تری به دست می‌آید. بنتونیت در بتن نسبت‌های آنها در طرح اختلاط ایجاد می‌شود. امکان ثابت نگهداشتن مدول الاستیسیته و تغییر مقاومت تا ۱۰۰ وجود دارد. این کار بیش‌تر با تغییر نسبت آب به سیمان و درصد بنتونیت انجام می‌شود. مخلوط به‌طور چشمگیری کاهش می‌یاید. در سال ۱۹۹۱ داده‌های ارزشمندی توسط ۳۵۹۵1۵0۲ و همکارانش طی یک سری آزمایش‌های انجام شده برای ارزیابی خواص تنش -کرنش و اندازه گیری نفوذپذیری بتن پلاستیک ارایه شد. این مطالعات شامل آزمایش برش مستقیم عادی برای -------- صفحهٔ بعد -------- نتیجه مهمی که به‌دست آمد آنست که تحکیم ۲11۳ بتن پلاستیک ممکن است باعث افزایش مقاومت زهکشی نشده تا ده از مقدار به‌دست آمده در فشار نامحصور است. افزایش میزان بنتونیت (۲۰ تا ۴۰ درصد) باعث می‌شود بتن پلاستیک به‌صورت یک دوام بتن پلاستیک مصالح و اگر سیمان کنترل کننده طرح اختلاط باشد توسط در صد سیمان تعیین می‌شود. اثرات فوق‌الد کر می‌تواند محدوده وسیعی را خرابی بتن سخت شده همراه خواهد بود. در حالت دیگرء آب قلیایی وارد شونده در بتن ممکن است باعث رسوب نمک‌ها در منافذ درشت بتن شود. رشد کریستال‌های نمک در داخل منافذ ممکن میزان فشار را آن‌قدر افزایش دهد که بتن پلاستیک دچار خرابی شود. شدن ناشی از فشار کریستال‌ها مستلزم مخلوطی است که متراکم و غیرقابل نفوذ بوده و نسبت آب به سیمان آن نسبتا پایین باشد. جدول ۳-2 اثر بنتونیت در بتن پلاستیک (تبدیل واحد از سیستم انگلیسی به سیستم متریک انجام شده‌است) ۱ ماسه (8) ۳۴۲ ۶۳ ۸۴ ۱ سنگ (۲۵) ۷۳۳۶ ۷۳۳۶ ۷۳۷ (۵.57 ]۵۵۸۵۹5 ۲۵) ۱ آب (ا) ۳۹۵ ۳ ۶۰ ۱ ۱ بنتونیت ((۷۵1012) (۲۵) ۵۶ ۳۴ ۰ ۱ ا / ار ۲ : ٍ ٍ خواص فیزیکی _ ا ا اسلامپ (0111) ۲۳۰ ۲۳۰ ۲۳۰ ۱ هوا (ع9) ۵ رز ۱/۶ ۱ وزن واحد حجم (*8/18) ۲۱۳۰ نها ۲۱۳۳ ا ا نسبت آب به سیمان ۲ ۲ ۲ ٍ | مقاومت ۷ روزه (*۳۵/0000) ۵ :۳ ۳۲ ٍ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراونس آب ۸۳ آب‌بندی از طریق سیر کوبی (۸۵1]۹ ۳:18 61ع51) سپر فولادی نسبتا پرهزینه است و طبق تجارب به‌دست آمده مقدار نشت آب از مابین صفحات قابل توجه است. با این وجودء سپر فولادی هنوز هم گاهی به‌صورت ترکیب با ترانشه آب‌بند ناقص برای افزایش عمق آب‌بندی به کار می‌رود. در شرایط خاصی ممکن است به تنهایی نیز به عنوان آب‌بند مورد استفاده قرار گیرد. کاربرد سپرهای فولادی عملا به استفاده در پی‌هایی از جنس لای» ماسهء و شن ریز محدود می‌شود. این که سپر کوبی به‌گونه‌ای انجام پذیرد که مسیر آب کاملا مسدود شود از لحاظ عملی ممکن نیست. تحت بهترین شرایط یعنی استفاده از ترکیباتی برای پوشاندن مرز بین صفحات و برقراری تماس مناسب بین انتهای سپر و پی نفوذناپذیرء تنها می‌توان انتظار داشت که سپر ۸۰ تا ۹۰ درصد در ممانعت از نشت‌آب موثر واقع شود. در صورت ضعف کار انسانی و یا درصورتی که سپر نتواند روی یک لایه نقوذناپذیر قرار گیردء کارًیی سیر ممکن است از ۵۰ درصد هم کم‌تر باشد (1987 ,1581۹]). آب‌بندهای متشکل از خاک مخلوط شده با سیمان (8ن ازه؟ ع06) استفاده از پرده‌های آب‌بند متشکل از خاک مخلوط شده با سیمان روش دیگری برای آب‌بندی در پی‌های نفوذیذیر محسوب می‌شود. این روش در ساخت سدهای انحرافی 51216۳۷1110 در نزدیکی 08061 واقع در 0هان]ء سد انحرافی |۳۷۲۵ نزدیک 0 در ایالت ۵111071۵ و سد ۸10010116 1۷:۵ 10۷/۵۲ در ۷1011۵0۵ به کار رفته است (1967 ,6[ظ15]). این پرده توسط شمع‌های منفردی که به‌خوبی هم‌پوشانی کرده‌اند ساخته می‌شود. هر شمع مخلوط شده در محل, از یک ستون یک میله قائم توخالی چرخان که در انتهای آن خاک توسط پره‌ای به‌هم زده شده و با ملات مخلوط می‌شودء ساخته می‌شود. تصویر ۱۵-۴- الف مراحل کار را نشان می‌دهد. در شکل ۱۵-۴-ب نمونه‌ای از دیوار ساخته شده نشان داده شده است. (1967 ,8[6ظ5ن]) به نقل از (1968 ,.ع10 ,1ع0۵ 1111۹101-۳۳۵ 1)گزارش کرده است که با استفاده از یک قسمت اختلاط ۱۵ اینچی (۳۸ سانتی‌متری) در فواصل مرکز به مرکز ۱۴ اینچی (۳۶ سانتی‌متری)» شمع‌هایی با قطر متوسط ۱۸ اینچ (۴۶ سانتی متر) و این روش خاک‌های دانه‌ای مشتمل بر لایء ماسه و شن مناسب است. ولی برای مصالحی که عمدتا از رس تشکیل شده‌اند توصیه نمی‌شود؛ ضمن آن که این روش توانایی اجرا در قلوه‌سنگ‌ها و درشت سنگ‌ها را نیز دارا نیست. روش تزریق با جت (870۷1118 01[) که روش نسبتا جدیدتری است تقریبا مانند روش فوق است ولی در آن از جت‌های با فشار بسیار بالا ( 0/1۶[ ۳۰۰۰-۱۰۰۰۰) (۳۵]/ ۲۰/۷-۶۸/۹) برای تر کیب خاک و ملات استفاده می‌شود (1987 ,15816]). امروزه دستگاه‌هایی وجود دارد که در آن چند پره با هم کار می‌کنند (شکل.۱۵-۴-ج) -------- صفحهٔ بعد -------- ۸5 راهنمای بهسازی پی سدها 6 ۲0۲۱۱110 ۳ آه ۲۳۵۱۵۵ ۳00 ۳۵5 4ن زر ۸۱۱۱۱ 5 0۱۰00 (8۵2۵861 ۴۵۵۵۱۵۶) ات 9 ی تب ی ۱ پا ل : / جسبم 7 // / / / ی ۰ / // // ۱ 1 / ا // هم 5 / 1 / ۱ // ۰ ۰ 3 / ۲5 ترک ۱ ۲ ۲ ۲۲ ۲۲ ۱۳۵ سا ۳ 0 / | ۳ ۳ > ۱۳۵۹ ام 0 240185 0 0 ۱ 000 0 0 ام 010 مر ی 0 50 زررر 6۱۱ شکل ۱۵-۶- الف مراحل احداث پرده آب‌بند متشکل از خاک مخلوط شده با سیمان سر یک و َ وس او روز وی کر سوک ِ ار او و یس ون رس رس در دزد دزیر ون و ما هگ مود ازور هد و رک وف و مه ۴ 1 0 رس وروی جرا ی و ی ی رک ی زوا ور و نید ۶ هر له 783 ۰ ام ی موه رس کر یگمه ارو یک اس موی کی یر رو دصر رو دی زو ود ۰ را 9 0 ورسخ مر کر وچ را از که ۳ شکل ۱۵-۶-ب دیوار کامل شده ۱ زقس ۱ ی پا ۱ ۳ لپ مکی :1( ۹ نا دم می یا ها رحم ا رج + ج ویو ان / ۹ ۰ دح سس یو ی مسج - _ ۹ 1 1 وا سک ۱ : | ۲۱۹۳ 1 ۳۳۳ 1 ییا ۳ ۹ ۰ ‌ِ 1 ۷ ۰ ۰ / ۱ 7 ۹ او چم 0 ۳ ۱ / ۳۳ و ۱ ۰ ض یا تک سح ۳۹ ربیم ۷ ۱۳ امس ۲ *هز ۱ را پم _ ۹ از کش وا رس ری ی وکا هسع ت۳۳ ۱ یس ۳ را . ۱ 7 سس ۳ مه ۹ ۱ وت ی : چم - ۷ ید یا ها مک هه جع شکل ۱۵-۶-ج دستگاه دارای چند پره -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوئسآب ۸ ۷-2- پتوی نفوذناپذ بر بالادست (1ع127 1۱06۲۷1۵۱۶ 1051۳62۵) درصورتی که نیاز به دیوار آب‌بند کامل نبوده و یا هزینه آن زیاد باشدء برای کم کردن میزان تراوش از زیر سدء می‌توان از یک پتوی نفوذناپذیر که به هسته نفوذناپذیر سد متصل شده استء در قسمت بالادست سد استفاده کرد. در مواردی که ارتفاع آب مخزن بیش از ۶۰ متر باشد نباید از پتوی نفوذناپذیر بالادست استفاده کرد زیرا شیب هیدرولیکی به وجود آمده در پتوی نفوذناپذیر ممکن است باعث پدیده رگاب (ع0101718) و نشت‌آب شدید شود (2004 ,115۸ معمولا همراه با استفاده از پتوی نفودناپذیر بالادست. نیاز به استفاده روش‌های کنترل نشت آب در قسمت پایین‌دست (چاه‌های فشار شکن (۷/|1۵ ۲۵1101) یا ترانشه‌های زهکش پاشنه ((4۳۵ 1۳۵۱۵1 100) به منظور کنترل آب نشت کرده و جلوگیری از فشار برکنش (ع0۳۵۵۹۲ ۱۳11]1) زیاد و ممانعت از ایحاد پدیده رگاب در پی سد است. در برخی مواردء از پتوی نفودناپذیر بالادست به منظور تقویت قسمت‌های نازک پتوی طبیعی واقع در بالادست سد استفاده می‌شود. کارآیی پنوی نفوذناپذیر بالادست بستگی به طول» ضخامت و نفوذناپذیری قائم پتو و نیز لایه‌بندی و نفوذناپذیری خاکی که پتو روی آن قرار می‌گیرد. دارد. ۱-۷-2 ملاحظات طراحی در دره‌های آبرفتیء غالبا لایه بالایی خاک متشکل از رس» لای» و ماسه لایی یا رسی است که بر روی لایه نفوذپذیر ماسه یا نفوذْپذیر معمولا از نظر نفوذپذیری غیر ایزوتروپیک بوده به‌طوری‌که جریان آب در آن افقی است. تحت این شرایط که در شکل ۴- ۶ نشان داده شده استء فرضیات اساسی برای طراحی پتوی نفودناپذیر بالادست عبارتند از (1967 ,15۸۳[6]): ۱ جریان در پتو به‌صورت قائم است. ۲ جریان در پی نفودپذیر افقی است. ۳- تمام جریان‌ها به‌صورت لایه‌ای (10111111۵7) و حالت پایدار ‎٩1۵10(‏ (12020د۰) هستند. -------- صفحهٔ بعد -------- را 7 +85۱ 1 ۷۶ ۵ 20126۳ ۱ ۱ ید ی و ناه 1 1006۳۷ ۱ ترع ند هه اعامدلن2 غاد 18 خ مت مد کته ۳۱ ۰2 ۶۵۲ ]20 ار 2 و نان 1 ۴۷ ‎٩۳۱۳۵ 22 231 20321305 عمط بقع اعد کنخ مدمک نم بط شکل ۱۹-۶ پتوی نفوذناپذیر بالادست (1987 ,۸6۳ 75]) رآ < طول موثر پتوی نفودناپذیر بالادست دا < طول پایه خاکریز دس < طول موثر پتوی طبیعی پایین دست وم < طول پتوی غیر ممتد بالادست 7 بار هیدرولیکی خالص که باید مستهلک شود ۵ - ضخامت آکیوفر ۲ > ضریب نفوذپذیری آکیوفر ۳ > ورن واحد حجم غوطه‌ور پئو وزن واحد حجم آب ۶ > میزان تراوش از آکیوفر در عرض واحد عمود بر مقطع ۵ م۳ و از روابط زیر قابل محاسبه هستند: رابطه ۴-۴ ([+ + با)/باط< روط -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۸۷ رابطه ۵-۴ ده 20 06۳ رابطه ۶-۴ رد طراحی سدها معمولا بدون در نظر گرفتن پتوهای پایین‌دست انجام می‌شود زیرا به ممتد بودن پتو و نیز موجود بودن پتو در طول عمر سد نمی‌توان اطمینان کرد. همچنین غالبا اقدامات دیگری برای کنترل نشت‌آب در پایین‌دست سد انجام می‌شود از قبیل چاه‌های فشارشکن و ترانشه‌های زهکش. با این وجود در موارد استئنایی که سد بدون کنترل نشت آب در پایین‌دست ساخته می‌شود. پتوی بالادست باید طوری طراحی شود که ضریب اطمینان در برابر برکنش در پاشنه پایین‌دست حداقل ۳ باشد. میزان تراوش از پی سد از رابطه زیر به‌دست می‌آید: رابطه ۷-۴ ([+ با+ با)/1۲۳۵- 9۲ طراحی پتوی بالادست باید طوری طراحی شود که تحت شرایط مخزن پرء بار فشاری در پاشنه پایین‌دست و نیز میزان تراوش در حد قابل قبول باشد(1987 ,115۸6]) ۰ ۳-۷-42 مصالح و نحوه اجرا در ساختگاه‌هایی که پتوی نفوذناپذیر طبیعی دارندء باید آن را از نظر رخنمون لایه‌های نفوذپذیر» چشمه‌هاء حفره‌ها مربوط به ریشه درختان, گمانه‌هاء و سایر مسیرهای فرار آب به دقت مورد بازرسی قرار داد. در صورت وجود چنین مواردی؛ باید آزها را با مواد نفوذناپذیر پر کرد تا پنو طول ممتدی حداقل به اندازه ما از پاشنه بالادست سد باشد. ضمنا معادن قرضه نیز باید به اندازه ما از پاشنه خاکریز سد قرار می‌گیرد تا به هسته رسی متصل شود باید از همان مصالحی که در هسته به‌کار می‌رود تشکیل شده باشد و همانند عبور ماشین‌آلات حمل و پخش خاک انجام می‌شود. اجرا می‌شود. پتوهای رسی بدون پوشش می‌توانند دچار انقباض شده و دچار سدء نیاز به آب‌پاشی سطح پتو باشد تا از نفوذ ترک‌خوردگی در عمق پتو جلوگیری به عمل آید(1987 ,15۸6]) -------- صفحهٔ بعد -------- 46 دا ۷۷/316۲ و و سل ی جصر اس و 0 پل ی م. 5 کلا0 اب۴۱ : ار رشن را رک صص ال که مد تحص اک کت ای وی ای ۹ رن نید نام بر جوا ۳ ده نج ود سا پسکد سا نحص 111 ی 5۴ 5 7ب 8 ۸ 5 0 سیگ سا ّ <- 1310۲ مهم 5۲۵ اج و 10 12 14 6 18 0.1 > بل تغل معط همع دمن ی اعد م2 بط 8 5 - ات سل با 0 ۲ 20 40 6۵0 دع 100 ۵ 20 4۵ 6۵ 20 100 2/5 7 6 که 1۲۳0112۳ .2 #2و 28223 عان معط مت شکل ۱۷-۶ تاثیر ناپیوستگی موجود در پتوی نفوذناپذیر بالادست بر نشت آب و فشار برکنش در پاشنه سد ۳-۷-2 انباشته شدن لای در مخزن سد در برخی سدها مقدار قابل ملاحظه‌ای ای در مخزن سد جمع می‌شود که باعث افزایش ضخامت و طول پتوی بالادست می‌شود. اگرچه این امر به مرور زمان باعث کاهش میزان تراوش آب از پی سد می‌شود. بااین‌حال این امر را نباید در طراحی پتوی نفوذناپذیر دخالت داد زیرا پتوی نفودذناپذیر باید در اولین آبگیری و در حالتی که هنوز لای در مخزن سد انباشته نشده است بتواند به خوبی عمل کنترل تراوش را انجام دهد (1987 ,115۸75 ۸-۶- طراحی عملیات تزریق نمونه‌های متعددی از عملیات تزریق خاک و سنگ موجود است. روش اجرای عملیات در حالت کلی مستقل از هدف انجام آن است. ید منظور برآورده کردن دو هدف عایق‌بندی و پایدارسازی لازم است که اولا ید منافد زیرسطحی دست‌رسی حاصل شود و ثانیا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۸۹ دست‌رسی به منافذ با حفر گمانه میسر می‌شود. این گمانه‌ها باید به‌گونه‌ای حفر شوند که بعد از تزریق» تشکیل یک منطقه من رسی حفر گمانه میسر می‌شود. این گونه‌ای حفر شو ز تزریق به هم و یکپارچه دهد. ملاحظات اقتصادی ایجاب می‌کند که از حداقل عملیات حفاری استفاده شود. پیش‌شرط چنین امری آگاهی دقیق طراح نسبت به خاصیت جریان‌یابی مواد تزریق و ویژگی‌های منافد است. ۱-۸-4- ضوابط تزریق ضرورت تزریق برای آب‌بندی به‌صورت عمده از نتیجه آزمایش فشار آب (]۷۷/1) نتیجه گرفته می‌شود. معیار اولیه برای این کارء مقدار لآنآً بوده است. به‌طوری که اگر در محدوده قابل قبول باشد. کار آب‌بندی به حالت تعلیق درمی‌آید و یا تمام می‌شود. این ضابطه ابتدایی توسط (50[:ا177[0 (۱۹۸۵-۱۹۷۶) تصحیح شد. او میزان مجاز انآ را به نوع سازه و عرض پرده آب‌بند وابسته دانست. میزان پیشنهاد شده برای لا برای تزریق سیمانی است. خلاصه پیشنهادات او در جدول زیر ذکر شده است (1996 ,۳۴۲7۱۵۲) : جدول 2-۶ میزان لآ مجاز برای موارد مختلف ٍ سدهای بتونی با یک ردیف پرده آب‌بند: مواد قابل سایش در پی: شرایطی که تراوش آب از نظر زیست‌محیطی می‌تواند خطرساز باشد: شود که برای توده‌های سنگی که مقدار ]نآ آنها بین ۱ تا ۲ باشدء نمی‌توان از سیمان معمولی استفاده کرد. سیمان مورد نیاز در این موارد باید به‌طور میانگین دارای سطح مخصوص در حدود ۳۰۰۰ سانتی‌مترمربع بر گرم باشد و ریزی درات طوری باشد که ۹۰ درصد (وزنی) ذرات زیر ۰/۰۵ میلی‌متر باشند. ا(10180] شرایط زمین‌شناسی دشوار را مستثنی کرده است. 1 ی ۹ ۰ ی 7 شکل ۱۸-۶ اثر درزه‌بندی و لایه‌بندی بر روی تراوش آب از زیر سدها. جهت جریان از چپ به راست -------- صفحهٔ بعد -------- ۹ راهنمای بهسازی پی سدها الف) شرایط نامطلوب نفوذ آب» سنگ شبه همسان ب) شرایط مطلوب نفوذ آب. سنگ ناهمسان ۱) لایه‌های با نفوذپذیری زیاد مثل ماسه‌سنگ ۲ لایه‌های با نفوذپذیری کم مثل لای‌سنگ در این که نتایج آزمایش فشار آب برای ارزیابی این که آیا نیاز به تزریق وجود دارد یا خیر کافی باشد.ء تردیدهایی وجود دارد. این تردیدها با در نظر گرفتن این واقعیات که تا کنون هیچ رابطه روشنی میان میزان جذب ماده تزریق و آب و هم‌چنین بین میزان جذب ملات و تاثیر آن یافت نشده است. تقویت می‌شود. در بین متخصصین امرء در زمینه این که آیا میان میزان جذب آب و ملات رابطه‌ای وجود دارد یا خیر بحث‌هایی وجود دارد. برای مثال ۵۳۵1ط01۳] (۱۹۸۵) از تفاوت ویژگی‌های رئولوزیکی (:0۳۵00۲110 [0۵(ع۲۳۵۵10) ماده تزریق و آب نتیجه گرفته است که هیچ رابطه‌ای در این زمینه موجود نیست. با این وجود از آنجایی که هنوز آزمایش فشار آب اصلی‌ترین ابزار طراحی عملیات تزریق است. انتظار می‌رود که برقرارکردن رابطه‌ای در این خصوص امکان‌پذیر باشد. توجه دقیق بر سه جنبه زیر می‌تواند معیار تزریق را مشخص‌تر کند: الف- توجه به جهت جریان در مواردی که ناهمسانی زیادی مشاهده می‌شود. ب- تزریق آزمایشی برای تعیین معیارهاء ج- توجه به شرایط جریان با ملاحظه ویژگی‌های سیستم درزه‌ها و نمودار پایه آزمایش فشار آب. درباره الف)» ناهمسانی: شکل ۱۸-۴ اهمیت این عامل را در مورد نفوذ آب از پی سد نشان می‌دهد. در موارد ساده‌ای که سنگ‌ها حالت شبه همسان دارند (شکل ۱۸-۴ الف)» آب در تمام جهات به گردش درمی‌آید. مقدار جریان آب با هندسه درزه‌ها و مواد پر کننده درزه‌ها کم و زیاد می‌شود. در مورد سنگ ناهمسان (شکل ۱۸-۳۴ ب) لای‌سنگ بدون درزه» مانعی در برابر جهت جریان از بالادست به پایین‌دست ایجاد می‌کند. آزمایش‌های فشار آب در لای‌سنگ و ماسه‌سنگ, تفاوت چشم‌گیری در میزان لآلآ در این لایه‌ها نشان می‌دهد. اصولا چنین وضعیت سنگ به ما اجازه نمی‌دهد که میزان تراوش آب را از آزمایش فشار آب نتیجه‌گیری کنیم. سد ۸۵۳۵۸0۳ در آلمان (شکل۱۹-۴) یک نمونه مناسب برای طراحی کار تزریق در سنگ ناهمسان است. پی این سد.ء مشابه شکل ۱۸-۴ ب است. شیب لایه‌ها تند و به سمت بالادست است. نتیجه آزمایش فشار آب در محدوده ۵ تا ۴۰ لآنآ و مستقل از عمق بود. این محدوده وسیع با توجه به وضعیت سنگ قابل پیش‌بینی بود. تراوش آب از پی سد توسط یک مدل الکتریکی که وضعیت ناهمسان سنگ» پتوی آب‌بندی طراحی شده و عرض هسته سد را شبیه‌سازی کرده بودء مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه این شبیه‌سازی این بود: احتیاجی به استفاده از پرده آب‌بند نیست. در نتیجه فقط تزریق تماسی و تحکیمی در پیرامون گالری بازرسی اجرا شد. نفوذ آب بعد از آبگیری مخزن سد به میزان ۴۰ لیتر بر دقیقه برای قسمت مرکزی سد به طول ۳۰۰ متر اندازه‌گیری شد. این مقدار با فاصله مناسبی کم‌تر از حد مجاز تراوش بود. مثال سد ۸۵۳۸211 ارزش بررسی‌های جامع و اکتفا نکردن به مطالعه آزمایش فشار آب را نشان می‌دهد. در این مثال میزان جذب بیش‌تر از ۳۰ لوژون بدون نیاز به انجام عملیات گران‌قیمت تزریق» قابل قبول قرار گرفت. درباره ب)» تزریق آزمایشی: شکل ۲۰-۴ نمونه‌ای از تفاوت میزان جذب آب و ماده تزریق را نشان می‌دهد. پی سد متشکل از کوارتزیت است. درزه‌های اصلی مربوط به دو سری درزه‌های باریک که به‌صورت اریب دره را و با زاویه قائم یکدیگر را قطع می‌کنند و با زاویه تندی به سمت پایین‌دست شیب دارند است. با توجه به شکل ۲۰-۴ سنگ در تکیه‌گاه‌ها تا عمق ۲۵ متری, با مقدار لآراً -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب )۹ تا عمق ۳۵ متر دارای نفوذپذیری کم تا متوسط است. شکل ۱۹-۶ قسمت‌های اصلی سد 7[ع۸۵02» آلمان. پی سنگی شبیه شکل ۱۸-۵ ب ۱ سنگریز ۲) ناحیه انتقالی ۳) هسته غیرقابل نفود ۴ پتوی غیرقابل نفوذ ۵) تزریق تماسی و تحکیمی در اطراف گالری بازرسی . ۶) فیلتر کف با استقرار پرده تزریق میزان جذب ماده تزریق بر حسب کیلوگرم سیمان بر هر متر گمانه به ما تصویر مشابهی که مانند قبل غیر قانونمند است. ارائه می‌دهد. با توجه به میزان نفوذیذیری کم سنگ عموما میزان جذب ملات تنها ۵ تا ۲۰ کیلوگرم بر متر است. این عدد مطابق است با ۲ تا ۸ برابر مقدار ملات لازم برای پرکردن گمانه. استثناهایی که در آنها میزان جذب ملات بیش‌تر است. متقارن *10 /10 ۱) عمق زیر پی هسته بر حسب متر ۲ تکیه‌گاه جپ ۵) جذب آب قبل از تزریق بر حسب لمآ ع۶) خورند ماده تزریق بر حسب کیلوگرم بر متر -------- صفحهٔ بعد -------- در مناطقی که خورند سیمان کم بوده است. با نفوذپذیری اولیه سنگ تفاوت قابل ملاحظه‌ای نکرده است. نتایج زیر از ترکیب نتایج آزمایش‌های جذب آب و ماده تزریق قابل استخراج است: - تزریق در وضعیت سنگ مورد نظرء تنها در نقاطی لازم و موثر است که مقدار جذب آب با مقادیر (ا.آ بزرگ‌تر از ۵ و میزان جذب ماده تزریق با مقادیر بیش از ۳۰ کیلوگرم بر متر مطابقت می‌کند. - تزریق به‌صورتی که از لحاظ اقتصادی قابل توجیه باشد یعنی نگاه داشتن فاصله گمانه‌ها در حد متوسطء در نقاطی که میزان جذب ملات کم‌تر از حدود ۳۰ کیلوگرم بر متر است. موثر نخواهد بود. این میزان کم جذب ملات حاکی از حجم کم درزه‌ها در سنگ است؛ حتی در شرایطی که مقدار نلآ تا سقف عدد ۱۰ باشد. در این صورت شعاع موثر کم‌تر از نصف فاصله معمول گمانه‌ها خواهد بود. - این نتایج در مورد سنگ‌های شبه همسان صادق است. همان‌گونه که قبلا ذکر شد. مقدار مجاز تالآ برای سنگ‌های ناهمسان به‌صورت جشم‌گیری بالاتر است. - این نتایج قابل تعمیم در مواردی که در آنها فرار آب از مخزن مسبب هزینه اقتصادی سنگین خواهد بود و یا مواردی که فرار آب به معنی ایجاد تاثیرات سوء زیست‌محیطی استء نیست. 30 9 5 10 5 ی ۱ ۱ [ ا 7 .6 4 2 105[ 6 4 ۵) 2 127 شکل ۲۱-۶ هم‌بستگی تقریبی نرخ جذب آب بر حسب لأرا و نفوذپذیری بر حسب /(ع07]. ۱ مقدار لآنآ ( ۲ :۱1۳ در ۱ مگاپاسکال) ۲) مقادیر ۲ (متر بر ثانیه) ۳) مشاهدات در سدهای آلمان ۴) محاسبه از فرمول ۵) محاسبه جریان در درزه‌های سنگ‌های ناهمسان ۶) محاسبه جریان در درزه‌های سنگ‌های همسان ۷ آزمایش‌های نوسانی ۸) (1968) ۸10۷۵۱116۲ بسیار معمول است که عملیات تزریق را مطابق با تحربیات به‌دست آمده در حین عملیات تغییر داد. این امر شامل حذف گمانه‌هایی که در آغاز طراحی شده بودند و یا کوتاه کردن پرده آب‌بند در مقایسه با طرح اولیهء در صورت کم بودن خورند ماده ترریق است. مکررا سعی شده است که رابطه‌ای برای همبستگی لآنا و ا یافت شود. نتایج در شکل ۲۰-۴ نشان داده شده است. منحنی ۲ به‌طور تجربی از مخازن موجود در آلمان به‌دست آمده است. منحنی ۴ از فرمول محاسبه شده است. منحنی‌های ۵ و ۶ از قانون -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۹۳ جریان‌های ورقه‌ای (1]211۵۲) و مغشوش (11701[611) در درزه‌ها نتیجه شده است. منحنی ۷ نیز از آزمایش‌های نوسانی (۵1۵ع] 0۹0(1121101) به‌دست آمده است. می‌توان از شکل ۲۱-۴ نتیجه گرفت که: چنین نفودذپذیری» قابل تزریق بوده و باید برای کاهش نفوذ آب مخزن از طریق پی سد آب‌بند شوند. _ مقادیر نآ بین ۱۰ و ۰ منطبق بر مقدار بین .۱ و .۱ متر بر ثانیه بوده و سنگ‌هایی با این نفوذپذیری قابل تزریق هستند. منتها با توجه به ویژگی‌های ناهمسانی باید از این که آیا تزریق لزومی دارد یا خیر و هم‌چنین این که آیا این کار تاثیری دارد یا خیر اطمینان حاصل کرد. به عنوان یک قاعده سنگ‌های همسان باید آب‌بندی گردند. - مقادیر [آنآً بین ۵ تا ۱۰ نشان‌دهنده سنگ با نفوذپذیری کم ۲۲/۵ ۳-۳۱۰۲ تا 1/۵ 1-۳۱۰۲ است. این سنگ‌ها ممکن است که قابل تزریق باشند. قابلیت تزریق را آزمایش تعیین می‌کند. بعد از چنین آزمایش‌هایی لازم است کنترل تزریق کم‌تر از ۳۰ کیلوگرم بر متر باشدء موثر نیست. - مقادیر لآرآً کوچک‌تر از ۵ نشان‌دهنده نفوذپذیری ۲ تا ۵۱۰۲ متر بر ثانیه بوده و این سنگ‌ها به اندازه کافی کیپ (118111) هستند و نیازی به تزریق ندارند. (1996 ,11216۲) در جدول ۵-۴ نشان داده شده است: جدول ۵-۶ مقادیر مجاز جذب آب در پی سنگی سدها ( ۱ 1۱ در ۱ مگاپاسکال) ْ نوع جریان نفوذی آزاد" آزاد تا حدی هم‌راه با مانع ۲ || سد همگن (مسیر تراوش طولانی) ۰ تا ۱۵ ۱۸ ۰ تا ۱۵ ۱۳۱۸ ۳« ۱ سد ستگربزه‌ای با هسته رسی (مسیر ۱۳۸ ۵تا۸ ۸ ۱۲ ۵تا۸ ۱۵ ۳« تراوش متوسط) سد سنگی با عایق‌بندی غشا سنگی با عایق‌بنای غشابی ام ات۸ ۳ا۵ ۵ا۸ ۵۳ ۲« ۳« تراوش کوتاه) بتونی (کاهش فشار برکنش تو ۵ا۸ ۳ا ۵ ۵ا۸ ۳ا ۵ ۲ ۳۰ زه‌کشی خطر حل شدن ۳ ۵ ۳۱۱ ۳ا ۵ ۳۱۱ ی باه خطر از دست رفتن خطرناک آب حد پایین قابلیت تزریق ماده سیماز پایین کابلیت ترریق ماده سیمانی ۳ ۳ ۳ .۳ ۳ ۳ (کیلوگرم بر متر) ا ۱- آزاد: راستای لایه‌های نفوذپذیر موازی دره ا ۲- تا حدی هم‌راه با مانع: راستای لایه‌های با نفوذپذیری کم عمود بر دره -------- صفحهٔ بعد -------- ۹5 راهنمای بهسازی پی سدها الف) سد خاکی با عایق‌بندی شیروانی بالادست ب) سد خاکی با هسته رسی ج) سد خاکی همگن د) برش طولی سد و پرده تزریق ۱) عایق بالادست ۴) فیلتر / ناحیه انتقالی ۵) سطح پی ۶) گالری تزریق و بازرسی ۷) پرده تزریق ۸) آبخوان قبل از آبگیری )٩‏ آبخوان بعد از آبگیری شکل ۲۲-2۶ موق قعیت پرده تزریق. با توجه به شکل ۲۱-۴ و جدول ۵-۴ دقت لازم برای تعیین مقادیر نآلا متغیر است. در فاصله نآلا ۱ تا لمآ ۱۰ رواداری (016۳۵1106)) باید در حد نآلا ۱+ باشد. در بازه لا ۱۰ تا ناما ۲۰ خطای لا ۳+ هم کافی به نظر می‌رسد. در بازه لأنا ۲۰ تا لآراً ۰ خطای نآلا ۵+ قابل قبول است. برای مقادیر بزرگ‌تر همین که بدانیم مقدار لآماً بزرگ‌تر از ۴۰ است کافی است و به تعیین مقدار دقیق آن احتیاجی نیست. برای طول ۵ متری» مقدار بزرتر از لاس ۴۰ از ظرفیت قابل ارائه توسط بسیاری از پمپ‌های رایج تجاوز می‌کند (بیش از ۲۰۰ لیتر بر دقیقه). ۲-۸-5 موقعیت منطقه تزریق و جهت گمانه‌ها ناحیه تزریق شده باید با سازه فوقانی و یا عضوی که آن را آب‌بندی کرده است. تشکیل جسمی یک‌پارچه دهد. شکل ۲۲-۴الف و ب موقعیت پرده آب‌بند در زیر یک سد سنگریزه‌ای دارای عایق شیروانی بالادست و نیز دارای هسته رسی را نشان می‌دهد. در مواردی که شیب بالادست عایق‌بندی شده باشد.ء گزینه‌های زیادی در مورد محل قرارگیری پرده آب‌بند وجود ندارد. در این مواردء پرده آب‌بند باید به پی کوچک پای شیروانی متصل شده باشد. این قاعده برای سدهایی که دارای غشای عایق در درون سد در سدهایی با هسته رسی عریض, پرده باید در بالادست و یا پایین‌دست ودر محدوده پی هسته باشد. در مورد انتخاب یکی از این گزینه‌ها باید اذعان کرد که هیچ‌یک بر دیگری از لحاظ هیدرولیکی ترجیحی ندارد. معمول این است که پرده را در محور هسته و یا مقدار کمی به‌طرف بالادست قرار می‌دهند. در تکیه‌گاه‌ها (شکل ۲۲-۴ د) پرده تزریق باید تا نقطه‌ای که سطح آب مخزن سد بعد از آب‌گیری با سطح آبخوان تقاطع داردء امتداد یابد. وگرنه انتظار می‌رود مقادیر زیادی از آب تا زمانی که توده سنگ پایین‌دست سد اشباع شده و آبخوان بالا بیاید» از دست -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوئ سآب ۹۰ برود. مدت زمان چنین فرایندی به نفوذپذیری سنگ» درجه اشباع قبل از آب‌گیری سد و توپوگرافی منطقه بستگی دارد. پهن شدن جهت گمانه‌ها در صفحه پرده و شیب پرده به جهت و شیب درزه‌ها و ملزومات حفاری بستگی دارد. مطلوب این است که جمهت گمانه‌ها به‌گونه‌ای باشد که با درزه‌ها با زاویه قائم برخورد کند. این امر به این دلیل است که حداکثر تعداد درزه قطع شده و شرایط مطلوب هیدرولیکی برای ورود ملات به درزه‌ها فراهم آید. در صورت وجود چند سری درزه امکان این که بهترین زاویه برای همه سری‌ها تحقق یابد وجود ندارد. لذا می‌بایست زاویه‌ای بنا بر اهمیت هر سری درزه و نفوذپذیری آنها انتخاب شود. جهت و شیب درزه‌ها ممکن است منجر به حفاری در چندین جهت شود. برای مثال گمانه‌های عمود بر شیب تکیه‌گاه‌های سد و برای پوشش دادن درزه‌هایی که طی رهایی تنش به وجود آمده‌اند» گمانه‌های شیب‌دار در محل دره برای تحت پوشش قرار دادن درزه‌هایی که امتدادشان موازی دره است. و گمانه‌های عمودی برای تحت پوشش قرار دادن درزه‌هایی که تقریبا افقی هستند. در سدهای خاکی جهت‌های مختلف حفاری معمولا با وظایف سازه تعارضی ایجاد نمی‌کند. در سدهای بتونی» به‌ویژه در سدهای قوسی» بین سازه و موقعیت مکانی پرده تزریق آندرکنش وجود دارد. شکل ۲۳-۴ الف اثر نامطلوب موقعیت پرده تزریق را نشان می‌دهد: مناطق فشاری و کششی به وجود آمده در پی و و تکیه‌گاه‌ها می‌تواند سبب ایجاد ترک در پرده تزریق شود. در مقابل, شکل ۳۰-۴ ب تاثیر موقعیت مناسب پرده تزریق را نشان می‌دهد: مناطق فشاری و کششی باعث ایجاد ترک در پرده تزریق نمی‌شوند. الف) محل نامطلوب پرده تزریق . ب) محل مطلوب پرده تزریق ۱) برش عمودی دره ۲) برش افقی تکیه‌گاه ۷)پرده تزریق معیوب ۸) زهکشی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۸-4- عمق ناحیه تزریق قانون مشخصی برای تعیین عمق پرده تزریق وجود ندارد ترجیحا بهتر است پرده تزریق تا لایه نفودناپذیر ادامه داده شود مانند سد 16110۵ (شکل ۲۰-۴). اگر نتوان پرده تزریق راتا لایه نفوذناپذیر ادامه داد طبق تجارب به‌دست آمده عمق پرده تزریق را می‌توان بین یک سوم تا صددرصد ارتفاع آب روی پی سد درنظر گرفت کاهش تراوش آب با همچو پرده آویزان ‏ 0۸08108) (00۳1۵10 بستگی به طول مسیر تراوش دارد. کارایی پرده آویزان به‌صورت زیر تعریف می‌شود: ۳۲ <[|- 40 > کارایی < مقدار تراوش با پرده تزریق 40 > مقدار تراوش بدون پرده تزریق در شکل ۲۴-۴ کارایی برای حالت ساده جریان لامینار (21112۵7]آ) در محیط همسان (1501۳0010) نشان داده شده است. به عنوان مثال شکل ۲۴-۴ را در نظر می گیریم که در آن عرض قاعده هسته سد 11/2 هست با فرض اینکه ضخامت لایه نفوذیذیر در پی ]1.1۳ باشد.ء مقدار تراوش برای عمق‌های مختلف پرده از 1/3 تا 17 در شکل ۲۵-۴ ب نشان داده شده است.برای ۲71/3- 4 مقدار << ۳0 0 0.2 ۵4 ۵.6 8 1 شکل ۲۶-۶ نفوذ از زیر پرده تزریقی معلق ۱- ۳- کارایی ۲- 0/0۰ ۳- ]1/1 ۴- ]/ظ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۹۷ الف) موقعیت ۲) لایه نفودپذیر (2) ۱ سر ۳ .0/0 با توجه به شکل ۷-۵ برای ۰/۵-1/1 ا ۱ ۱ ۱ ۴) عمق پرده ] 0 ۲/3 3 ۲ شکل ۲۵-۶ نمونه‌ای از پرده تزریق معلق (شکل ۲۰-۶) برای عمق پرده از17/3 تا 1[ ارزیابی مقدار واقعی تراوش کار پیچیده‌ای است. به دلیل اینکه جریان در زیر و اطراف پرده تزریق به‌صورت سه بعدی بوده و از طرف دیگر تعیین مقدار نفوذپذیری به‌راحتی امکان پذیر نیست. در عمل, عمق اولیه پرده تزریق با توجه به اطلاعات موجود تخمین زده می‌شود و عمق نهایی با توجه به نتایج آزمایش‌های آب چند ردیف به موازات هم حفر می‌شوند. فاصله چال‌ها در یک ردیف و فاصله ردیف‌ها از همدیگر بستگی به شعاع موثر تزریق (ع 2۲0۲1 01 ۲۵0۵5 011۷6ع211) دارد. نمونه تیپ فاصله چال‌ها از هم ۱ تا ۲ متر و فاصله ردیف ها از هم ۱,۵ تا ۲,۵ متر و ۲ تا ۴ از همدیگر در مورد پرده تزریق عمیق به ابعاد و اندازه گالری تزریق نیز بستگی دارد. آرایش تیپ چال‌ها برای حالت بدون گالری در شکل ۲۶-۴ و برای حالت دارای گالری در شکل ۲۷-۴ نشان داده شده است. چال‌های ردیف های مجاور ممکن است نسبت به هم -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۸ راهنمای بهسازی پی سدها مطلوبی است. توصیه می‌شود که در قسمت بالای پرده تزریق حداقل از ۲ تا ۳ ردیف چال استفاده شود. در عمق زیادتر یک ردیف گمانه ممکن است کافی باشد چنین آرایشی به دلایل زیر پیشنهاد می‌شود: که در جدول ۵-۴ ذکر شده, است. 00 از لام از لقع رز شکل ۲۷-۶ آرایش چال‌های تزریق در اطراف گالری -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ۹۹ ۱- گالری ۲- سطح پی سنگی ۳- بتن پرکننده ۴ پرده تزریق ۵- تزریق تماسی ۶- تزریق تحکیمی ۷- پیزومتر ۵-۸-2 مصالح تزریق (26۲۵15 ۳۱۵۳8ع) قاعده کلی سنتی این است که برای ترریق از درشت‌ترین مصالحی که می‌توانند در درزه‌هاً و حفره‌ها نفود کنند استفاده شود. این قاعده هم از نظر فنی و هم از نظر اقتصادی قاعده معتبری است. یک ماده رقیق با ویسکوزیته کم برای حفره‌های بزرگ نامناسب است. زیرا تا فواصل زیادی طی مسیر می‌کنند. چگالی و مقاومت ماده تزریق سخت‌شده با افزایش مقدار مصالح درشت دانه زیادتر می‌شود. برای غارهای بزرگ بتن مقاوم‌تر و مناسب‌تر از ملات بوده زیرا دچار انقباض کم‌تری می‌شود. به همین ترتیب ملات بهتر از سوسپانسیون سیمان ‎٩۱۹۳01۱۹1011(‏ 001110101) است و این‌ها بهتر از مواد شیمیایی هستند. شیلنگ ها محدود است. بثن فقط برای پر کردن حفره‌هاً خیلی بزرگ مناسب بوده و روش‌های مورد استفاده برای این کار مشابه ملات شامل سوسیانسیون سیمان و ماسه است. حداکثر اندازه ماسه معمولا به ۱ تا ۲ میلی‌متر محدود می‌شود. درصد وزنی ماسه باید طوری باشد که نسبت سیمان به ماسه از ۱ به ۱ زیادتر نشود. ملات ته‌نشینی زیادی از خود نشان می‌دهد. از این‌رو فاصله پمپاز به حدود ۱۰۰ متر محدود می‌شود. این محدودیت باعث نیاز به تحهیزات اضافی مازاد بر تحهیزات مرکزی اصلی موجود در نزدیکی گمانه‌های موجود در داخل یا خارج گالری می‌شود. ماسه باید به این محل منتقل شده و در آنجا به سوسپانسیون اضافه شود. به این دلایل توصیه می‌شود که تا حد ممکن از ملات استفاده نشود. اکثر کارهای تزریق برای آب‌بندی کردن سنگ بر استفاده از سوسپانسیون سیمان استوار است. سوسپانسیون سیمان با نسبت آب به سیمان بیش از حدود ۲ به‌قدر کافی پایدار نیست مگر اینکه میزان بنتونیت از حدود ۸۴ بیش‌تر باشد. نه تئوری و نه تجارب عملی» کارایی فرآیندی را که در آن کار تزریق با مخلوط رقیق (ناپایدار) شروع شده و به مخلوط غلیظ ختم می‌شود.ء تایید نمی‌کند. بهتر آن است که نسبت آب به سیمان را به مقادیری در حدود ۰/۸ تا ۲ محدود کرد و فقط با مخلوط‌های پایدار کار کرد. خصوصیات سیمان به علت نقش آن در میزان نفوذ باید مشخص شود. یک مخلوط استاندارد به نقل از ,161716۲) نسبت آب به سیمان: ۱ سطح مخصوص سیمان: بزرگ‌تر یا مساوی ۳۰۰۰ سانتی‌مترمربع بر گرم ابعاد دانه‌های سیمان: ۹۰/ زیر ۰/۰۵ میلی‌متر بنتونیت به عنوان افزودنی: ۸۲/ با توجه به وزن سیمان خصوصیات جریانی همجو مخلوط استانداردی حدود مقادیر زیر خواهد بود: حد جریان( ]111711 110۷۷): ۴ تا ۶ پاسکال زمان جریان ۸1۸125]1: مساوی یا کم‌تر از ۵۰ ثانیه -------- صفحهٔ بعد -------- 1*۰ راهنمای بهسازی پی سدها به ۱۰ لیتر آب پیش فعال (۸011۷2104-ع0۳) شود. پیش فعال شدن به معنی خیس شدن کامل و هموژن شدن گل است. برخلاف استفاده گسترده از دوغاب سیمانی» از دوغاب شیمیایی به‌ندرت برای آب‌بندی سنگ استفاده شده است. طبق تجارب حاضرء هزینه بالای دوغاب‌های شیمیایی, استفاده از آنها را حتی در مواردی که سیمان قابل کاربرد نیستء مثلا در مواردی که عرض درزه‌ها کم‌تر از ۰/۱ میلی‌متر است توجیه‌پذیر نمی‌کند این گونه سنگ‌ها اصولا به قدر کافی آب‌بند تلقی می‌شوند. موارد استثنایی وجود دارد که در آزها مواد شیمیایی علاوه بر سیمان و به‌عنوان اقدام تعمیری مورد استفاده قرار گرفته است. یک مثال در این زمینه استفاده از تزریق شیمیایی در تکیه‌گاه سمت چپ سد وزنی ۴۳۵۹ واقع در آتریش است. به دلیل وضعیت لایه‌بندی موجود در این سد (شکل ۲۸-۴) و به علت فشار تزریق بالاء صفحات لایه‌بندی باز شده و باعث فرار مواد تزریقی به سطح زمین شده بود. مواد شیمیایی در این مورد برای بهسازی پرده تزریق مورد استفاده واقع شد. به نظر نگارنده, عدم موفقیت در ایجاد پرده تزریق مناسب با دوغاب سیمانی عمدتا به دلیل استفاده از دوغاب بسیار رقیق با نسبت آب به سیمان تا ۶ و بدون استفاده از مواد افزودنی پایدار کننده بوده است (1996 ,۳۷۲7۵۲). شکل ۲۸-۶ تزریق ترک و فرار سوسپانسیون سیمان و ترمیم آن با تزریق شیمیایی 1-۸-2 فشار تزریق و نرخ تزریق(۲۵۲ 8۳0۳8۵ 200 0۳۵۶۶۳۵ 2۳08) فشار تزریق طبق تعریف معمول عبارت است از حداکثر فشار مجاز که نباید در کل فرآیند تزریق از آن فراتر رفت و این فشار در آخرین مرحله عملیات تزریق اعمال می‌شود. این فشار باید تا حد امکان بالا باشد تا شعاع موثر بیش‌تری حاصل شود و بتوان فاصله چال‌ها از همدیگر را بیش‌تر در نظر گرفت. با این‌حال» فشار تزریق باید زیر فشار ترک‌خوردگی (۵۹۲۵ع0۳ 0۳۵2118) در نظر گرفته شود. فشار ترک‌خوردگی باید طی آزمایش‌های آب تعیین شود. فشار ترک‌خوردگی و فشار تزریق بستگی به وضعیت سنگ دارد. در مواردی که شیب صفحات لایه‌بندی و درزه‌ها نردیک به افقی یا موازی سطوح شیبدار باشدء غالبا با افزایش عمق, فشار بیش‌تری اعمال می‌شود. برای این گونه لایه‌بندی‌هاء فشار برابر وزن روبار بعلاوه فشار اضافی به دلیل تاثیر نیروهای جانبی است. رابطه ۸-۴ مل + 0 - ۲ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - راه‌حل‌های مربوط به آب‌بندی و تراوس آب ).۱ ل< وزن واحد حجم روبار 1 عمق چال در ستون ۲۳ جدول ۶-۴ فشار تزریق براساس رابطه فوق داده شده است. برای سنگ با سیستم درزه‌بندی معمول (غیر از نزدیک یک ناحیه محدودء توسط مخروط ناقصی از سنگ که راس آن در پایین است.» جبران می‌شود. در این موردء فشار تزریق پیشنهادی در ستون ۴ جدول ۶-۴ داده شده است. این مقادیر در مقایسه با حداکثر فشار ممکن (ستون ۵) که معادل وزن یک مخروط ناقص با این کاهش همچنین به دلیل امکان فرار دوغاب در امتداد درزه‌های مایل بدون عمل کردن به عنوان فشار بالابر (عع10۳ ع111111) در نظر گرفته شده است. عملیات تزریق با فشار کم شروع شده و به‌صورت پیوسته و ملایم افزایش داده می‌شود. هم‌زمان با افزایش ۱ ا سکس ۱ ۳ 8 9 . یک از ۱ ص سر 1 ا 1 ۱ ی شکل ۲۹-۶ نمودار یک تزریق مناسب ۳) حجم تزریق ۴) شعاع موثر ۵) مدت تزریق ‏ ع) فاز پر شدن -------- صفحهٔ بعد -------- م۱ راهنمای بهسازی پی سدها نرخ تزریق مانند آنجه در شکل ۲۹-۴ نشان داده شده است. خواهد بود. تحت شرایط نفودپذیری کم» فشار به‌صورت ناگهانی افزایش می‌یابد که باید در این خصوص توجه کرد که فشار بیش از اندازه بالا نرود (1996 ,1۴۲7116۲). در انتهای فرایند تزریق, باید فشار را برای مدت خاصی ( فاز انتهایی شکل ۲۹-۴) ثابت نگه داشت. متوسط طول این مدت حدود جدول 1-۶ فشار تزریق پیشنهادی (برحسب مگاپاسکال) برای شرایط مختلف سنگ دا ۲ ۳ ۴ ها ۱ تا۵ ۰ تا ۰/۱۳ ۷۱ ۰/۲ ۲ تا ۰/۳ ۴ ۱ ۱ ۵ا ۱ ۳ تا ۰/۲۵ ۲ تا ۰/۵ ۳ تا ۰۱۶ ۴ تا ۲ ۱ ۱ ۲۰۰ ۵ تا ۰/۵ ۱۱۵ ۶ تا ۱/۲ ره ۱ ۱ ۰ ۳۰۱ ۵ تا ۰/۷۵ ۱ا۳۱ ۲ تا ۲/۵ ۹ ۲۵ ۱ ۰ ۳۵ ۳/۵ ۲ << ۳. ْ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۵ وی زگی‌های مصالح مختقف قزریق -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - ویژگی‌های مصالح مختلف تزریق ۱*۰ ۱-۵- کلیات دوغاب‌های سیمانی بیش‌ترین کاربرد را برای آب‌بندی سنگ دارند. اولین تزریق شیمیایی موفق» یک ژل قوی ترکیبی از سیلیکات سدیم و کلرید کلسیم مطابق با روش 100۹100 بود که در آن دو بخش مصالح تزریق باید یکی پس از دیگری تزریق مخلوط می‌شوند. این ژل‌های یک مرحله‌ای» پراستفاده‌ترین و قدیمی‌ترین مصالح تزریق شیمیایی بوده و به‌صورت عمده قابلیت ترریق در ماسه و شن ماسه‌دار را دارا هستند. ژل‌های دیگری با اساس 207۷1210146 و 11810۹1101216 درست شده‌اند. ویژگی آنها ویسکوزیته بسیار کم است که که آنها را برای کاربرد در خاک‌های سیلتی مناسب می‌سازد. اما کاربرد آنها به خاطر هزینه بالا و اثرات نامعلوم زیست محیطی بسیار محدود تمام ژل‌ها در مقایسه با مصالح با اساس سیمانی, مقاومت کم‌تری دارند. اما ژل‌ها قادرند به خاکی که تزریق می‌شوند, مقاومت بالا و نفوذپذیری کم بدهند. اینها مزایای فنی استفاده از ژل‌ها است. مصالح دیگری شامل رزین و فوم نیز برای تزریق مورد استفاده قرار می‌گیرند اما کاربرد آنها نیز به دلیل هزینه بالا و اثرات نامعلوم زیست محیطی, محدود است. در نهایت. قیر وامولسیون‌های آن نیز به کارگرفته می‌شوند ولی کاربرد آنها به دلیل مسایل اجرایی بسیار محدود است. ۳-۵- سوسپانسیون‌های با اساس سیمانی ۱-۲-۵- سیمان مصالح تزریق ممکن است از سیمان پرتلند» سیمان کوره» سیمان ریزدانه و سیمان فوق‌ریزدانه ساخته شوند. خصوصیات اصلی شامل ریزی دانه‌ها و توزیع دانه‌بندی در حد بالا است. ریزی دانه‌ها بیش‌ترین نقش را در روانی و میزان رسوبگذاری دارد. توزیع دانه‌بندی در حد بالا عامل اصلی نفوذ ماده تزریق به درون درزها و منافذ و عبور از کانال‌های بین آنهاست. ریزی دانه‌ها روی مقاومت بعد از سخت شدن نیز تاثیر می‌گذارد. تمام سیمان‌ها باسطح مخصوص حداقل ۳۰۰۰ سانتی‌مترمربع بر گرم نیاز مناطق مورد تزریق را از نظر نفوذپذیری و مقاومت برآورده می‌کنند. درجه پرکنندگی منفذ و مقدار آب دوغاب در ابتدای سخت شدن» کیفیت ناحیه تزریق برای سیمان مورد استفاده در تزریق خصوصیات زیر توصیه می‌شود: - ع/*30000< سطح مخصوص - حداکثر اندازه دانه‌ها 117 0.1 - 0.05۳0 > حداقل 90 ۸ دانه‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۰ راهنمای بهسازی پی سدها اصولا ماسه درشت دانه و سنگ با نفوذپذیری بیش‌تر از انآ[ با استفاده از چنین سیمانی قابل تزریق است. (1982 ) 51110026-011 کاربرد سیمان فوق ریزدانه را برای تزریق در ماسه ریز و سنگ با نفوذپذیری کم‌تر از نآلا را گزارش کرده‌اند. خصوصیات چنین سیمانی به شرح زیر است: - ع/*80000< سطح مخصوص - حداکثر اندازه دانه‌ها 1:۱ 0.02 - 2107 0.015۳۳ > حداقل 90 ۸ دانه‌ها در صورت وجود عوامل مضر در منطقهٌ مورد تزریق یا آب» باید از سیمان مقاوم استفاده کرد (1991 ,2121001010 ۸11۵1118011) روشی را توصیف کردند که در آن دوغاب با نسبت آب به سیمان ۲/۸ توسط آسیاب تر در سایت ریزتر می‌شد. آسیاب تر»ء یک محفظه با دانه‌های از جنس استیل با قطر 11 ۱/۲ است. نتایج ریز شدن با استفاده از آسیاب تر به‌صورت زیر بوده است. -سیمان معمولی: 05111170). < وول ,0.03511 < ول -سیمان پس از آسیاب تر: 0( -< وول ,0.00450 < ول 0 << ول ملاحظه می‌شود که این سیمان ریزتر از سیمان فوق ریز دانه است. استفاده از سیمان فوق ریز دانه برای تزریق در ذرات رسوبی با نفوذپذیری در حدود * 210 تا 2107 متر بر ثانیه میزان نفوذپذیری را به حدود متر بر ثانیه کاهش داد. مصرف مصالح, خیلی زیادء یعنی به ترتیب ۳۵۰ و ۲۰۰ کیلوگرم بر متر برای دو خاک بود. تزریق دوغاب یک مکمل برای دیواره دیافراگمی بود. به‌طور کلی مشکلی در رابطه با تراوش پیش نیامد. ۲-۲-۵ آب آب مورد استفاده در ترریق باید فاقد املاحی باشد که ممکن است تاثیر نامطلوبی روی سخت شدن و خواص درازمدت مصالح شرایط خاص پروژه» آب زیرزمینی و آب سطحی باید برای بررسی عوامل نامطلوب مورد آزمایش قرار گیرند. مخلوط‌های ساخته شده از سیمان و آب. سیالاتی از نوع بینگهام (1111811۵100) هستند. این نوع سیالات با ویسکوزیته و حد جریان (]111111 /110۱) مشخص می‌شوند. در تمام طول مدت تزریق» خواص مصالح نباید تغییر کند. در عمل, باید افزایش ویسکوزیته و حد جریان را در طول عمل تزریق به حساب آورد. چرخش مداوم مصالح پیش از شروع عمل تزریق برای غلبه به مسائل مرتبط کمک می‌کند. گاهی از افزودنی‌ها نیز برای این هدف استفاده می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - ویزگی‌های مصالح مختلف تزریق ۱*۷ شکل ۱-۵ ویسکوزیته و سرعت رسوب‌گذاری مخلوط‌های معلق با اساس سیمانی ۱- ویسکوزیته (۵.۳۳۵) ۲- سرعت رسوب‌گذاری (۵۲/۹* 10) ۳- نسبت ۷۷/۲ ویسکوزیته متوسط دوغاب‌های سیمانی درشکل ۱-۵ نشان داده شده است.مقدار ویسکوزیته با افزایش مقدار آب به سرعت افت می‌کند. حد جریان دوغاب در نسبت آب به سیمان برابر ۱ در بازه ۰/۵ تا ۳ (۳۵) است. حد جریان خمیرها خیلی بیش‌تر است ولی هنوز در محدوده قابل پمپ شدن یعنی کم‌تر از ۵۰۳۵ بافی می‌ماند. شکل ۱-۵ خواص رسوب‌گذاری و حد جریان مطلوب را برای دوغاب با نسبت آب به سیمان بین ۱ و ۱/۵ نشان می‌دهد. ویزژگی سیالیت غالبا با استفاده از مخروط مارش (ع00۱ ۱1۸1۹517) کنترل می‌شود. ویسکوزیته و حد جریان به‌صورت جداگانه نمی‌توانند تعیین شوند. بنابراین همبستگی واضحی بین دو مقدار با زمان ]۷1۸15 وجود ندارد. میانگینی از مقادیر مربوط به نقل از (1996 ,16۱۱21۵۲) در جدول ۱-۵ ارائه شده است جدول ۱-۵ مثال‌هایی از خواص رئولوزیکی و مقاومت مخلوط‌های معلق دارای اساس سیمانی ٍ مخلوط‌های معلق سیمانی مخلوط‌های معلق سیمانی پایدار .| ا آب )1( ۱.۰ ۱.۰ ۱.۰ ۱۰ ۱۰ ۱۰ ۱.۰ ۱.۰ ۱۰ ۱.۰ | سیمان (یا) مت یت مه هط ۱ نسبت آب به جامد ‎۷۷/٩‏ من ۱ ۱ بنتونیت (ع) ۲/۰۲ ۳۰ م۳ ۱ | روان‌کننده (ع۴) ۱ وزن مخصوص 1/3 چا ۴ معا ۳ ۵ ۱۶ ۱۵ ۱۹5۷ ٍ ویسکوزیته (5.11۳۵) ۳ ۶ ۱۰ ۱۵ .۳ ۴ ۸ ۱۰ ۳ ۴ ٍ حد جریان (۳۵) ۰ : : ۳۵ زمان مارش (69 ۰ ۰ >.۶ رسوب‌گذاری 1/11[ (9۵) . . : . ۵ مقاومت فشاری پس از ۲۸ روز (۱/1۳۵) ۰ ۰ ۰ ۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱*۸ راهنمای بهسازی پی سدها ادامه جدول ۱-۵ مثال‌هایی از خواص رئولوژیکی و مقاومت مخلوط‌های معلق دارای اساس سیمانی ٍ مخلوط‌های معلق سیمانی دارای فیلر دوغاب پوسته‌ای (8۳0۱:1 ‎)٩100۷6‏ ا | سیمان (یا) :۵ لا ۷ ۵۰ ۵۵ .۷ ۷ ۹ ۱۰ تک نسبت آب به ۱ - ی ی ۸ ۰ ۰ ۸ ۱/۵ ۱/۵ ۱/۸ جامد ۱۷۷/5 ۱ بنتونیت (۵ا) .۱ ۷/۱ ۱/۴ ۱ ۷/۱ ۱/۴ ۳۵ ۵ ۱ ۱ فیلر سنگ‌آهک (۶۵) ۵۰ ۴۵ ۵۵ ۱ ۱ سرباره کوره‌بلند (عیا) ی ۵۰ ۴۵ ۵۸۵ 8 ‌ ۱ اْ رس (ع) : 5 : ۰ ۰ اه امه ۵ 8 ۱ . نسبت سیمان به ۱ - ۰ ۱۲ ۳ ۰ ۱۲ ۱۳ 7 ۴ ْ وزن مخصوص ‏ 77/1 ۱۵ ۱۵ ۱۵ ۱۵ ۱۵ ۱۶ ۱۳ ۱۳ ۳ ْ 3 ویسکوزیته 0 اج ۱۵2 تحت ۵ تک من من ات خن اک مخ تم )2 || حد جریان (۳۵) همانند مخلوط‌های معلق پایدار ۱ زمان مارش (69 ۲ غیرقابل ۴۱ ۴۵ ۵۶ ۴ ۳۵ ۶ اندازه‌گیری و + 0 رسوب‌گذاری (10) همانند مخلوط‌های معلق پایدار 011/۲ مقاومت فشاری ‏ (۸1۳۵) . ۸ ۸ ۱۲ ۱۰ ۹ ۱۳ ۴ ۵ ۱۵ :۳ ۸ روزه 30( 1 ۲۳۰ ۳۱ ۱۸ ۱۸ ۱۳/۵ ۱۹/۵ ِ گیرش اولیه 0۳ ِ (3) 1 ۳۵ ۲۶ ۳۳ ۳۲ ۳۱/۵ ۱۷/۵ رش یی ۹ (0) میزان آب در تطابق با زمان مارش مطلوب حدود ۷۰۰ لیتر مخلوط معلق سیمانی (۱ * ۷۷/0 )» گیرش اولیه ([۸ گیرش نهایی ۸/۵1 حد روانی 4۵۰ شاخص خمیری ۳۰ ۸۳۰ وزنی <[11111 ۰/۰۰۲ 5-۳-۵- رسوب‌گذاری درات جامد یک مخلوط معلق (سوسپانسیون) درصورتی‌که مخلوط به‌هم زده نشود ته‌نشین می‌شود.چنین رسوب‌گذاری ممکن است در یک ظرف استوانه‌ای مشاهده و آزموده شود. نرخ رسوب‌گذاری کم کارایی مخلوط معلق را بیش‌تر می‌کند و رفتار آن را از نظر روش‌های تزریق بهتر می‌سازد. -------- صفحهٔ بعد -------- 7 5000 0و رش وهوود 70 ۰ 1 اد 50 ۲ ص 1 س شم رل رم 60۳ شکل ۲-۵ نرخ رسوب‌گذاری متوسط مخلوط‌های معلق سیمانی در یک سیلندر ۴- فاصله زمانی تا رسوب‌گذاری نهایی(دقیقه) نرخ‌های متوسط رسوب‌گذاری مخلوط‌های معلق سیمانی در شکل ۲-۵ نشان داده شده‌اند. نرخ‌های رسوب‌گذاری زیاد. مخلوط‌های معلق ناپایدار را از پایدار که دارای مقدار کم رسوب‌گذاری در بازه ۵ تا ۱۰/ هستند. جدا می‌سازد. این شکل, رابطه نرخ رسوب‌گذاری با ریزی دانه‌های سیمان و نسبت آب به سیمان نشان می‌دهد. نرخ رسوب‌گذاری با کاهش نسبت آب به سیمان کم می‌شود. زمان رسوب‌گذاری با کاهش نسبت آب به سیمان افزایش می‌یاید. طبق شکل ۲-۵ فقط مخلوط‌های معلق با نسبت آب به سیمان کم‌تر از ۰/۸ و مخلوط‌های معلق ساخته شده از سیمان خیلی اصولا تثبیت با بنتونیت در بازه ۱ تا ۴./ وزن سیمان انجام می‌شود. نرخ‌های رسوب‌گذاری متوسط مخلوط‌های معلق تثبیت‌شده در شکل ۳-۵ نشان داده شده‌اند. این نرخ برای سیمان باریزدانه متوسط و با ۸۲ بنتونیت از ۸۲۰/ به حدود ۸۱۰ و با ۸۴ بنتونیت از ۰ به حدود 4۵ کاهش می‌یابد. دلایل اصلی این موضوع, پتانسیل جذب آب بالای بنتونیت وافزایش ریزدانه‌ها در مخلوط است. کاهش مقاومت مصالح سخت شده در بیش‌تر کارهای تزریق تا حدود ۸۶ بنتونیت قابل اغماض است. اضافه کردن بنتونیت. ویسکوزیته و حد جاری شدن مخلوط‌های معلق را افزایش می‌دهد (جدول ۱-۵). این موضوع, اگر مخلوط در محدوده قابل اجرا بودن شکل ۴-۵ نگه داشته شودء مهم نیست. در ضمن این عمل برای خمیرهای باویسکوزیته کم‌تر از ‎٩.11۳۵ ۰ و حد جریان کم‌تر از ۳۵ ۵۰ به کار می‌رود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ راهنمای بهسازی پی سدها شکل ۳-۵ نرخ رسوب‌گذاری متوسط مخلوط‌های معلق سیمان تثبیت‌شده (سطح ویژه سیمان ۳۵۰۰۵۱۰/8۲ ) ۱ نرخ رسوب‌گذاری (ع1/11)9]ل ۲- افزودن بنتونیت (۸ با توجه به وزن سیمان) ۳- نسبت ۷۷/۲ 20 40 850 شکل ۶2-۵ محدوده کارایی(۷۷0۵۳1۵0111]۷) مواد تزریقی ۱- ویسکوزیته ‎)٩.1۳۵(‏ ۲- زمان تزریق ۸- محدوده ایده‌آل 3- محدوده قابل‌قبول -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۵- زل سیلیکا ۱-۳-۵ ترکیبات و خصوصیات سیال شود. آلومینات سدیم (غیرآلی) و استرهای (2۹10۲۹) گوناگون از جمله سخت‌کننده‌هایی هستند که اغلب مورد استفاده قرار می‌گیرند. روش دیگر روش ‎[00٩167‏ است که سیلیکات‌سدیم غلیظ و کلرید کلسیم هر کدام جداگانه و پشت سرهم تزریق می‌شوند. اجزای سازنده بلافاصله پس از تماس با هم» حالت ژل به خود می‌گیرند. برعکس این» واکنش شیمیایی سیلیکات‌سدیم و سخت‌کننده‌ها تابعی از زمان است. فرآیند تشکیل ژل در روش 0051070[ توسط افراد مختلف از جمله (1982) 1۵۳01 تشریح شده است: [ع2012۳.د510 + د(02)011) + 0ر1] + را0626 + «0.510د۵ زل سیلیکا و نمک معمولی+ هیدرو کسید کلسیم +-کلرید کلسیم+ سیلیکات‌سدیم فرایند تشکیل رل برای ژل‌های رایج دیگر را (1۳007011)1977 شرح داده‌است. سیلیکات‌سدیم مناسب با مقدار بالای اسید سیلیسیک شناخته می‌شود که مقاومت ژل و نیز نفودناپذیری و مقاومت مناطق تزریق شده را بالاا می‌برد. در روش 1005100 مقاومت بالایی حاصل می‌شود چون از سیلیکات‌سدیم با غلظت بالا با چگالی ۳80 "37/407 و ویسکوزیته بیش‌تر از ۵۰۹.1۳۵ استفاده می‌شود. 0 86 یک نامگذاری رایج برای چگالی سیلیکات‌سدیم است. 38767 متناظر با چگالی :1307/10 در دمای * است. محلول‌های با ویسکوزیته پایین با حل کردن سیلیکات‌سدیم در آب به‌دست می‌آیند. خاطر نشان می‌شود که مواد تزریق نوع و مقدار سخت‌کننده با درجه خننی‌سازی قلیایی اندازه‌گیری می‌شود. مقاومت ژل با افزایش خننی‌سازی افزایش می‌یاید. در طول مرحله سخت شدن, مایع از زُل جدا می‌شود که حجم ژل کاهش می‌یابد. این مرحله «هم‌گرفت» (15د5(11676) نام دارد. شکل ۵-۵ اثر خننی‌سازی را نشان می‌دهد. برای تولید یک ژل قوی خننی‌سازی حداقل ۶۶ درصد لازم است. بررسی‌های همجنین نشان می‌دهد که غلیظ‌سازی سیلیکات‌سدیم باید ۶۰ درصد یا حتی بهتر ۸۰ درصد باشد تا اثر «هم‌گرفت» محدود شده و نتیجتا یک ژل محکم حاصل شود. 0,8 .0 ل 0.2 ر 0.1 0 4 8 12 16 20 شکل ۵-۵ تغییرات مقاومت سیلیکاژل با خننی‌سازی و زمان -------- صفحهٔ بعد -------- او از ۱ راهنمای بهسازی پی سدها ۱- مقاومت فشاری(۸1۳۸). آزمایش کنترل‌شده بر طبق 136 18 1218 ۲- میزان نگهداری نمونه‌ها در زیر آب (روز) ۳- میزان خنثی‌سازی قلیایی ترکیبات انواع ژل‌های محکم آلی در زیر آمده اند: (درصدها حجمی هستند) -۶۴/ سیلیکات‌سدیم ویسکوزیته اولیه 55.۱۳۵ | ۰ آب زمان ژله‌ای شدن ۳۰ دقیقه ۶ سخت‌کننده خننی‌سازی ۷۷/ -۵۰/ سیلیکات‌سدیم ویسکوزیته اولیه 7۹.1۳۵ ۰ آب زمان ژله‌ای شدن ۴۰ دقیقه ۰ سخت‌کننده خننی‌سازی ۸۴/ ترکیبات انواع ژل‌های ضعیف نیز در زیر آمده اند: (درصدها حجمی هستند) - آلی: ۲۰ الی ۳۰ سیلیکات‌سدیم, ۷۷ الی ۶۶/ آب, ۳ الی ۴/ سخت‌کننده - معدنی:۱۵/ سیلیکات‌سدیم» ۸۲/ آب» ۸۳ سخت‌کننده. ویسکوزیته اولیه حدود ۲ تا ۹.1۳۵۸ و زمان ژله‌ای شدن ۳۰ آلی ‎٩۰‏ دقیقه است. 2-۵- مصالح تزریق شیمیایی غیر از زل سیلیکا مه هه مهو مصالح تزریق شیمیایی غیر از زل سیلیکا را به سه دسته می‌توان تقسیم کرد: - ژل‌ها با اساس لیگنوسولفونات (ع1187105۱1101121) و آکریلامید (ع0207۷12170) - رزین‌ها با اساس فنوپلاست ‎)010001۵٩15(‏ و آمینوپلاست (:0101110012۹1) - مصالح فوم بااساس پلی‌یورتان (ع00[27۳۵111۵۲) کیفیت مصالح براساس موارد زیر آرزیابی می‌شود: - توانایی ایجاد خواص مورد نظر در زمین بهسازی شده - کارایی (۷/۵۲۵,۱[1]۷) هزینه مقیاس تقریبی زیر را برای هزینه مصالح مختلف می‌توان مورد استفاده قرار داد (1996 ,1۱1716۲): - ژل سیلیکای ضعیف غیرآلی ۰ ۰/۲ - زل 1005160 ۱ - ژل سیلیکای قوی آلی ‏ ۱/۲ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - ویزگی‌های مصالح مختلف تزریق ۱۳ - ژل آکریلامید و لیگنوسولفونات ۱ تا ۸ - رزین‌ها ۱۰تا ۸۰ به دلیل هزینه کم و برخی دلایل دیگرء کاربرد ژل سیلیکا نسبت به سایر مصالح شیمیایی بسیار زیادتر است. استفاده از دیگر مصالح تنها در مواردی که رسیدن به هدف خاصی مورد نظر است که با ژل سیلیکا قابل حصول نیست. انجام می‌گیرد. تأثیر زیست محیطی استفاده از مصالح شیمیایی باید پیش ازء در طول و بعد از کاربرد ارزیابی شود: تمام مصالح شیمیایی تا حدی سمی هستند. ملاحظات ایمنی برای افرادی که با این مصالح سر و کار دارند باید لحاظ شود. - در طول زمان سخت شدن» تمام مصالح تزریق باعث برخی تغییرات در شرایط آب زیرزمینی و خاک می‌شوند. میزان و تطابق چنین تغییراتی با محیط زیست باید برای هر مصالحی و هر شرایط زیست محیطی به‌طور ویژه بررسی شود. است. کامل شدن تمام وکمال واکنشهای شیمیایی در عمل به سختی قابل حصول است. ۱-5-۵- آکریلامید و لیگنوسولفونات مصالح دوغابی با چنین اساسی در حالت مایع دارای ویسکوزیته فوق‌العاده کم در حدود ۲ تا ۸ (5.1۳۵) هستند ویسکوزیته کم ممکن است پیش از افزایش سریعء به مدت۲۰ تا ۳۰ دقیقه تقریبا ثابت نگه داشته شود. این خصوصیت باعث نفوذ در سیلت غیرچسبنده با اندازه ذرات حدود ۰/۰۱ تا ۰/۰۶ میلی متر می‌شود. کاربرد آن در جایی که آب جریان دارد نیز به خوبی امکان پذیر مقاومت این‌گونه مصالح, به‌سرعت و در حدود ۴۸ ساعت به‌دست می‌آید. در ماسه ریزدانهء این مقاومت حدود ۰/۳ تا ۰/۸ مگاپاسکال و به‌طور قابل ملاحظه‌ای از میزان به‌دست آمده توسط ژل سیلیکا که دارای هزینه کم‌تری نیز است. کم‌تر است. یک عیب دیگر این مصالحء انقباض (ع۳188د) قابل ملاحظه آنها بعد از خشک شدن است. به خاطر سمی بودن» بسیاری از این نوع مصالح (منل 9-/۸۸ و |0228 او [[5۱11۵0) حدود ۱۵ سال است که مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. در برخی از کشورهاء استفاده از این مصالح ممنوع است. مصالح جدید و پیشرفته‌تر ساخته شده با اساس 20791410 و 6 سمیت کم‌تری دارند (1982 ۱۵۳۲۴۵ و 1982 00۲۷). خزشی آنها تحت بارگذاری درازمدت» خیلی مطلوب تر از ژل‌های سیلیکای معمولی است. خواص روان شدن» ویسکوزیته اولیه کم و زمان رل معین را مشخص می‌سازد.استفاده از رزین برای تزریق در خاک بخاطر این خصوصیات مطلوب است. اماء مصالح نیازمند محیط اسیدی برای کامل شدن واکنش هستند مثلا ]۳ کاملا زیر ۷ که معمولا بندرت چنین شرایطی فراهم می‌شود. اکثر خاک‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- ۳2 راهنمای بهسازی پی سدها ۳-2-۵- مصالح فومی (۷1240۳۵15 ۳۵۵۳۵) برخی مصالح فومی همانند دیگر مصالح شیمیایی فرایندسازی می‌شوند. برخی دیگر به‌گونه‌ای ترکیب می‌شوند که به محض رسیدن اجزا به یکدیگر واکنش ناگهانی انجام شود. زمان واکنش می‌تواند به چند ثانیه محدود شود. در طول واکنش گاز آزاد می‌شود(د0» , 00170۳011126). واکنش همراه با افزایش حجم قابل توجهی همراه است. این موضوع به خوبی باعث نوعی تزریق ثانویه در منافد و شکاف‌ها می‌شود. یک کاربرد قدیمی توسط 171۲ استفاده از فوم با اساس استن (ع2001011) است که در منطقه کوهستانی 1201۵10110 در اتریش به کاربرده شد.ء جایی که یک ایستگاه در مسیر کابل باید به فونداسیون صخره‌ای متصل می‌شد (شکل ۶-۵). توده سنگ توسط درزهای تا ۲۰ سانتیمتر عرض و ۸۰۰ متر عمق از هم جدا شده بود. در اینجا لازم بود که توده سنگ با پرکردن درزه‌ها تا حدود عمق ۲۰ تا ۳۰ متر پایدار شود و این کار به خاطر حداقل کردن تغییر شکل سازه موقع انکراژ آن بود. نوعی ماده فوم شامل شکل 1-۵ تزریق ترکیبی عامل تولیدکننده فوم و سیمان ۳ درزه‌های موجود در سنگ با حداکثر ۲۰۵۲۲۱ عرض و ۸۰۰1۱ عمق ۴) پلاگ فومی ۵) پرشدگی با سیمان ۶) درزه‌های تزریق نشده اجزای مربوط از طریق دو لوله به درون درزه‌ها در عمق مناسب تزریق شده و پس از برخورد این مواد به هم واکنش مواد منجر به تشکیل توده‌های فوم در محل‌های مربوط شد. پلاگ‌های فومی به وجود آمده امکان پرکردن درزه‌ها با مخلوط سیمانی را امکان‌پذیر کرد. در سال ۱۹۶۸روش مشابهی برای آب‌بندی کردن توده سنگ کارستیک سد ۲۵1011045 واقع در اسپانیا مورد استفاده واقع شد. (1982 ..له ۵۲ [7120۵) کاربرد تزریق پلی‌یورتان و انتشار ثانویه (ع,۳۳۵۵ه ‎)٩00۵۵۲(«‏ آن را برای آب‌بندی و نیز پایدارسازی پی سدهایی که دارای گسل‌های رس‌دار در ماسه‌سنگ بودء را شرح داده‌اند. توسط انتشار ثانویه درزهای کوچک ۰/۰۱ تا ۰/۰۳ میلی‌متری می‌تواند پر شود. مقاومت قابل ملاحظه‌ای برای ماسه تا حدود ۱۴ مگاپاسکال توام با پایداری مناسب در مقابل فرسایش -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - ویژگی‌های مصالح مختلف تزریق ۱ در جدول ۲-۵ مشخصات انواع مصالح تزریق شیمیایی ارائه شده است (2002 ,11۸)) موه مه مه )٩11102165( ترکیبات لیگنین کم تا متو کم ۵-۰ زیاد )۲,۵-۲۰11821 ۲01۳0۱۵ ۵۶۱,۵-۱۰01610116 ۲۵۹۱۶( رزین‌های آکریلیک کم تا متوسط کم ۱۰ زیاد )۱۱۳-۱۰01 610116 ۳۵۹۱۳۶( رزین‌های آمینو متوسط تا زیاد زیاد ۴ متوسط )۶-۳۰3710 1۵5115( اکریلات زیاد کم کم )3012165( (5ع001۷۳۵11۵) فورا با آب واکنش نشان می‌دهد -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۶ مثال‌های موردی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی اج ۱-۹- مثال‌های موردی ۱ در برخی موارد.ء بهسازی می‌تواند به مقاوم‌سازی دیواره‌ها با تقویت فولادی محدود شود. در دیواره‌های بسیار پرشیب» عملیات موثرتری مورد نیاز است. که این کار با استفاده از شمع حایل (5171) یا گالری‌های متوالی صورت می‌گیرد. سد کارون یک سد قوسی به ارتفاع ۲۰۰ متر است که روی سنگ آهک با لایه‌بندی خوب قرار دارد (شکل ۱-۶). دیواره‌های تنگه بسیار پرشیب هستند. پایداری حفاری جناح راست. قبل از بتن‌ریزی سد.ء توسط هفت شمع به طول‌های متفاوت از ۱۰ تا ۲۶ متر تامین می‌شد. هر شمع ساخته شده از بتن مسلح» می‌توانست بار ۱۵۰۰۰ کیلونیوتن را تحمل کندء این بار توسط دو جک مسطح از نوع فری سینه(]۳:۳۵۷۹۹[۵) کنترل می‌شد. علاوه بر آن» خود سنگ در هر دو سمت خفاری‌ها توسط کابل‌های پیش تنیده ۳۰ متری هر یک با ظرفیت ۱۳۰۰ کیلونیوتن تقویت شده بود. ولی در سمت پایین‌دست» سنگ دارای شیب منفی بوده و نیاز به پهسازی مقدماتی با آنکر (میل مهار) داشت. جمعا ۱۶۰۰ متر میل مهار با تزریق پیش‌از حفاری‌ها نصب شد. که ظرفیت هرکدام ۴۸۵ کیلونیوتن بود. 20 10 0 زا ۱) شمع ۲) جک مسطح ۳) محدوده سد بتنی ۴) میل مهار (0۵[15ع۲۵) سد کوکوان (1۱۵) در تایوان اگرچه قبل از سال ۱۹۶۰ طراحی شده ولی یک روش بی‌سابقه حفاری در آن به کار گرفته شده که می‌تواند در ساختگاه‌های مشابه مورد استفاده قرار گیرد (شکل ۲-۶). -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰( راهنمای بهسازی پی سدها شکل ۲-۹ حفاری سد قوسی کوکوان (تایوان) ۱ تا ۸ < مراحل حفاری‌های زیرزمینی این سد یک قوس استوانه‌ای به ارتفاع ۸۵ متر است و شعاع قوس قسمت بالادست آن ‎٩۲‏ متر است. تنگه در سازندهای متناوب لایه‌های کوارتزیتی و اسلیت شیست. با شیب ۶۵ درجهء موازی با شیب جناح راست. ایحاد شده است. ضخامت لایه‌ها ۱/۵ تا ۳ متر است که توسط لایه‌های نازک سیلتی یا با درزه‌های باز» حتی در عمق, جدا شده‌اند. در جناح چپ» که در آن لایه‌بندی وضعیت مطلوبی داردء شرایط ناپایداری به سبب وجود یک دسته درزه عمود بر لایه‌بندی» با شیب ۳۰ درجه به سمت رودخانه, به وجود آمده بود. حفاری‌ها توسط یک تعداد گالری صورت گرفت» که در هر جناح از تراز پایین شروع شده و یکی پس از دیگری با بتن پر می‌شدند. هر گالری دارای ۱۰ متر پهنا (ضخامت سد قوسی)» ۱۱ تا ۱۵ متر ارتفاع و ۲۰ تا ۳۰ متر طول بود. در جچنین ساختگاه مشکلی مشخص شد که این روش از قابلیت انعطاف و ایمنی زیادی برخوردار است. وجود درزه‌های بزرگ و گسل‌ها در یک ساختگاه» بخودی خود دلیل کافی برای رد ساختگاه برای ساخت سد نیست. در واقع» شده زیاد است. روش معمول در مورد درزه‌های با مواد پرکننده نرم و خلل و فرج بازء تمیز کردن آنها و پر کردن آنها با بتن یا دوغاب -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی )۱۳ ۸.۸۵ شکل ۲-۹ سد قوسی مونتی نارد در فرانسه - بمهسازی گسل ساحل راست گسل ۲)گالری‌ها ۳شفت‌ها ۰ ۴)گالری دسترسی شکل از گالری‌ها و شفت‌هایی که در صفحه یک درزه بزرگ قائم در سد قوسی مونتی نارد در فرانسه قرار گرفته‌اند. منالی موفقیت‌آمیز از بهسازی موضعی است. شکل ۳-۶ این شبکه را نشان می‌دهد. شفت‌ها و محفظه‌ها پس از بتن‌ریزی برای نصب پاندول و انبساطسنج‌ها باز گذاشته شدند. این سامانه رفتارنگاری از زمان نخستین آبگیری مخزن در ۳۰ سال پیش تاکنون جابه‌جایی قابل ملاحظه‌ای نشان نداده است. در این کار ۳۰۰۰ مترمکعب بتن مورد استفاده قرار گرفت. این روش بهسازی بعدا در بسیاری از محل‌هاء از قبیل سد قوسی لونگ یانگ زیا (01182۸1831۸]) به ارتفاع ۱۸۰ متر در چین مورد استفاده قرار گرفت. مقدار بتن مصرفی در سد ناگاوادو (۳۸82۷۸00) ژاین بیش از آن بود (شکل ۴-۶) که در آن ۲۰۰۰۰ مترمکعب بتن درون مگاپاسکال) انجام شد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۳ راهنمای بهسازی پی سدها ۸۵ ای ۸ و | : ۰ ح‌ ۳ که خ 2 ی ۸ 0 - ۹ ۸ سس ! ی وه مهو از شکل 2-1 سد قوسی ناگاوادا (ژاین) بتن‌ریزی گسل‌ها ۱) گسل‌ها ‏ ۲) حفاری و بتن‌ریزی در گسل‌ها . ۳) گالری‌ها در سد گوکچجه کایا (۵(۵ع0010)) ترکیه (۳۵۵۵,۱977 200 دل07)» قوس بتنی ۱۱۶ متری بر سازندی متشکل از تکیه‌گاه راستء در امتداد بالادست به پایین‌دست قرار دارد و دیگری از کف رودخانه در امتداد محور سد تا قسمت بالایی تکیه‌گاه چپ هر شفت یا گالری قبل از حفر شفت یا گالری بعدی با بتن پر شد. در هر دو گسل حداکثر عمق افقی بهسازی حدود ۵۰ متر بود. کلا ۱ 1 ]| و بم هه ۱ج بح ۰ 3 1 یز هم ۱ ا ۱ سس[ ٩) 8‏ جمو مه سر مسر ! وی هی 7 تک پر ۱ ۸ 5207۱0۳ 58 9۴0710۱ سا ۹ هه شکل ۵-۹ سد قوسی گوکچه کایا (ترکیه) - بهسازی گسل -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی ۱۳۳ احداث سد منصور الدهبی (۳۵0۵۳1 ۸12۹0۲) روی رودخانه دراع (1722) در مراکش در سال ۱۹۷۳ خاتمه یافت. یکی از مشکلات. ناپایداری ناشی از یک گسل با شیب ملایم (۲۰ تا ۵۰ درجه) بود که در یک باریکه سنگی که به عنوان تکیه‌گاه چپ برای سد قوسی کار می‌کرد.ء قرار داشت. در آزمایشگاه مشخص شد که برش (13۳6001۵) موجود در گسل دارای زاویه اصطکاک ۲۲ درجه این است که. برخلاف مثال‌های قبلیء بهسازی از درون توده سنگ با استفاده از شفت و گالری انجام شد.ء به‌گونه‌ای که هیچ‌گونه عرض حفاری ۱/۵ تا ۲ متر بود و پر کردن آن نیاز به ۷۰۰ مترمکعب بتن داشت. برای تزریق تحکیمی پیرامون ناحیه بهسازی شده گسترده‌ترین کار بهسازی گسل تاکنون» احتمالا بتن‌ریزی گسل بزرگ ساحل راست سد ۲۷۰ متری اینگوری (111811) در ۲ و 3 ۱ ۹ ۱ رات ا بش ۱ 9 0 6 .۳ ۱۵8۵۵ سل أ 070 هی [ 060 1030 شکل 1-1 سد قوسی منصور الدهبی در مراکش - بهسازی گسل ساحل چپ ۳) شفت دسترسی ‏ ۴) تونل دسترسی ۵) گسل ۶) بتن‌ریزی -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳5 راهنمای بهسازی پی سدها بتن‌ریزی گسل‌ها مسائل و مشکلاتی را در طراحی و تحلیل به وجود می‌آورد. مدول تغییرشکل بتن از مدول توده سنگ هم در فشار و هم در برش بیش‌تر است. بنابراین» بتن‌ریزی یک ناحیه محدود به‌طور اجتناب ناپذیری ایجاد تمرکز تنش خواهد کرد. خطر گسل‌ها (قفل‌کنندگی) (1۵(11۱8) از طریق حفر تونلی با پوشش بتنی در طول گسل, به‌صورت فزاینده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. ۳-۹- مثال‌موردی ۳ ساختگاه سد کاستی یون واقع در فرانسه در دره باریکی در سازند سنگ آهک (ژوراسیک) قرار دارد. نخستین مطالعات در ۱۹۲۹ آغاز شد. ساحل راست توسط یک گسل بزرگ قطع شده و بسیاری از شکستگی‌های ثانویه به دلیل انحلال کارستی باز شده و غارها و گالری‌هایی را تشکیل داده بودند که برخی از آنها خالی و بقیه با بلوک‌های سنگ و خاک رس پر شده بودند. این سد قوسی با ارتفاع ۱۰۰ مترء در سال‌های ۱۹۴۹- ۱۹۴۵ یعنی» زمانی امکان ساخت پیدا کرد که یک طرح کامل برای تقویت این تکیه‌گاه ارائه در حدود ۲۰۰,۰۰۰ مترمکعب سنگ به روش‌های گوناگون بهسازی شد. که سد کاستی یون را از این نظر به یک ساختگاه تاریخی تبدیل کرده است: بتن‌ریزی گسل, بتن‌ریزی غارهاء تزریق تحکیمی با دوغاب سیمان» بنتونیت و سیلیکات (۱۸۰۰۰ متر چال تزریق)» استفاده از میل مهار پیش تنیده و بلوک‌های تکیه‌گاهی. این بلوک‌ها برای نگهداری دیواره پرشیب تنگه بلافاصله پایین‌دست قوس در ناحیه‌ای که تزریق کامل به دلیل عدم امکان اعمال فشار زیاد امکان‌پذیر نبود و در آن خطر لغزش سنگ روی رگه‌های مارنی درون سنگ آهک وجود داشتء ساخته شد. سه بلوک بتنی (0۱11۳6۹۹)» هر یک به ارتفاع ۲۵ مترء در پای صخره بتن‌ریزی شد که دو تا از آزها توسط ۵ کابل پیش‌تنیده هر یک به ظرفیت ۹۰۰۰ کیلونیوتن به سنگ دوخته شدند. دیوار سوم در عرض دره کشیده شده به‌گونه‌ای که به مثابه یک شمع حایل ‎)٩1711(‏ بین دو جناح عمل می‌کند. کابل‌های پیش تنیده دارای طول ۳۰ تا ۴۰ متر بوده و با شیب ۴۵ درجه به سمت پایین در سوراخ‌هایی به قطر ۳۰۰ میلی‌متر نصب شدند. به‌علاوه, کابل‌های افقی پیش تنیده ۹۰۰۰ کیلو نیوتنی در بتن بدنه سد.ء نزدیک تکیه‌گاه» نصب شد تا در برابر نیروهای کششی ناشی از وجود یک گسل عمده در تکیه‌گاه مقاومت کند (شکل ۸-۶). رفتار تکیه‌گاه به مدت ۴۰ سال رضایت‌بخش بوده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی ۱۳ در رو ۹5 19 ری : ی را ول ی ۴ ابید رو رل در ی و : از ماد 0 کی ور که ره 90 0 نی و ون و شکل ‎۷-1٩‏ سد قوسی کاستی یون (فرانسه) شکل ‎۸-٩‏ سد قوسی کاستی بون (فرانسه) - تقویت جناح راست ۱) سد قوسی ۲) کابل‌های پیش تنیده ۳) بلوک‌های تکیه‌گاهی ۴) گسل در تکیه‌گاه -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای بهسازی پی سدها ۶ ‏مثال‌های موردی‎ 2-۹٩ (1998 .له ۵1 ع1]011۳1) استفاده از ستون‌های سنگی و نیز زهکشی فتیله‌ای برای بهسازی پی 2۸16] 5۵11۵1 را در مقابل روان گرایی ارائه کرده‌اند. در پی این سد که متشکل از ماسه با میان‌لایه‌هایی از جنس لای بود از ستون‌های سنگی به عمق حداکثر ۱ متر استفاده شد. از آزمایش (5۳1) و (۳1)) برای ارزیابی وضعیت خاک پی قبل و بعد از ایحاد ستون‌های سنگی استفاده شد. پتانسیل روان گرایی با مقایسه مقادیر اندازه‌گیری شده مقاومت در مقابل نفوذ با مقادیر لازم برای جلوگیری از روان‌گرایی تحت متر) برای بررسی بهترین گزینه استفاده شد. شکل ۹-۶ و ۱۰-۶ ترکیبات مختلف را در دو سایت ل) و (آ نشان می‌دهد. در شکل‌های ۱۱-۶ و ۱۲-۶ نتایج آزمایش 5۳1 قبل و بعد از بهسازی برای سایت‌های ۴ و 1 نشان داده شده است. مطابق این شکل‌هاء اکثر مقادیر اندازه‌گیری شده برای ]5۳ قبل از بهسازی پایین‌تر و یا حول و حوش ]5۳1 مورد نیاز برای عدم ایجاد روان گرایی هستند ولی پس از بهسازی مقادیر اندازه‌گیری شده به‌طور قابل ملاحظه‌ای از ]5۳ مورد نیاز برای عدم ایجاد روان گرایی شکل ۱۳-۶ نتایج آزمایش 2۳۳ قبل از بهسازی و شکل ۱۴-۶ نتایج همین آزمایش را بعد از بهسازی برای سایت ۴ نشان می‌دهد. ملاحظه می‌شود بهبود زیادی در مقادیر [۳1-) حاصل شده و اکثر مقادیر اندازه‌گیری شده پس از بهسازی به مقدار قابل ملاحظه‌ای از ]۲-۲ لازم برای عدم ایجاد روان‌گرایی بیش‌تر هستند. 517۴۳ 2 ۱۴۵۴۲۵ ۳۲۵-۲ ۸ ۴6و6۵ 8 ۳۲۵-7 )0 ۳۵-7 ۱۲ 0 ۷۷۱۷ 0/5 و6 6.0 8 .015 3.۵ ۱۷۳۲۴: ۱۷۱۵۳۵۵۲۵ ۳ ۱۲۱۵۵۰ ۱۱۵۱00۱6 6 ۵1 99006 60۱6 ۰ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سشم - مال‌های مورد ی ۵ 5171۳ ۱۳۵۴۲۵ بش , 7 ارت کم (9) 7 (2) 70 الا وک 00 مومت راد ۱ یوم 5 ری)مری ری 7 رد232 وطاعموه 6۵ ۵ .۵6 35۵ وداموچ 6.۵ ۵ ,8و0 3,75 وه شکل ۱۰-۹ آرایش ستون‌های سنگی در سایت (] ع 5۱1۳ 58 6۵ 0۴ 8۸818 7۳۷8 011 001/۳۸8001 3۳۲0۸۲۵ را 0 و8 ۵ ۱ ی 0 ی 2299 23 2270 2 230 220 ید ۴۱۳۷۸۲10۷ 0 13 ۰۰۹۰۰8۳۳۴ عم :1 ۰3۳۳0۴ ۰0 دسا ۱ شکل ۱۱-۹ نتایج آزمایش ]5۳۳1 در سایت ل) ۱۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۸ راهنمای بهسازی پی سدها ۵ 5۱۴ 5 لاهغات0 0۴ 5۸۹515 1۳۷۴ لا0 00۱۳۸۳۱5۵ ۵0۸۲۸ 85۳۲ ۴۱۴۷۸1۱۵۷۷ 022 15 ۰۰۵۰۰۵۳۵۶ رمعهبن :1 ۰۰۳۰۰۳۶۳۵۶ رمومبی 15 ۰۰۵۰۰:۳06۶ را ۵ با گت ۵۳۳۳۲50۲ 8 رو و برد ۸۳۹ ه (قما ۲۹ ۸۳۳۲۳۳ 6 شکل ۱۳-۹ نتایج آزمایش ]5۳ در سایت (] 5۱1۴-20 5 20۲۳۱۵۲۷۱۶۵ 0۳۲ و۷5۱۳ کااباوع۳ 0۳۲ "15 ۵۵۲۵۲۵" 2200 2290 ۴9۲6 ۳۹ (0۳-97-5) 15 8006 ۸ (0۳1-97-4) 15 800۲۵ م۷ (001-97-3) 15 8006 هی (08۳1-97-2) 15 8:۵۵ ‎٩‏ 6۵۲۱۵۱۱۵ ۴*0 جهکت شکل ۱۳-۹ نتایج آزمایش ]۲۳ در سایت ۲ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی ۱۳۹ 0- 5۱71۴ 5 20۲۳۱۵۷۱۵ 0۳۲ و 5۱لا 0۲101۵ از |۸۱ 2200 ۳۴۲ 0 ٩ ۸۶۵۲ 15 )0۳7-97-36( ٩ ۸۵۵۲ 15 )0۳1-97-37( ۹ ۸8۵۲ 15 )0۳7-97-38(‏ ۵ ۲۵ ۵۲ ۴0*0 جک (0۳-97-42) 15 ۸8۵۲ _ 8 _(0۳7-9740) 15 ۸8۸۵۲ _ ۱ _ (0۳1-97-39) 15 ۸8۵۲ 0 شکل ۱۶-۹ نتایج آزمایش ]۲۳ در سایت ۲ پرده زهکش باید به سمت بالادست شیب داشته باشد. با این وجود باید از ایحاد تماس با ناحیه نزدیک پاشنه بالادست سد.ء جایی که در آن درزه‌ها تحت اثر میدان تنش کششی ناشی از خود سد در زمان بارگذاری کامل به‌وسیله مخزن, باز شده‌اند» جلوگیری شود (1993 ,10-011). شکل ۱۵-۶ کاربرد نمونه‌ای از چنین رفتاری را با یک سد قوسی نشان می‌دهد. نمونه مورد نظر سد قوسی کوکوان (1۱۵۲) در تایوان به ارتفاع ۸۵ متر است که طی سال‌های ۱۹۵۹ و ۱۹۶۲ ساخته شده است. درزه‌هاء ترک‌ها و یک گسل بالادست- پایین‌دست سطوح لایه‌بندی را قطع می‌کند. بنابراین اقدامات ضروری برای جلوگیری از جریان شدید آب (توسط تزریق) و فشارهای انتخاب محل نامناسب برای پرده‌های تزریق و زهکشی ممکن است منجر به رفتار غیرعادی پی سد. به‌ویژه در سدهای قوسی و قوسی- وزنی شود زیرا به علت تمایل سد به خم شدن به طرف پایین‌دست» تنش فشاری در سنگ پاشنه سمت بالادست کم می‌شود. یک مثال قابل ارائه سد قوسی وزنی بر (130171) (فرانسه)» به ارتفاع ۱۲۰ متر است که بر روی گنایس درزه‌دار و میکا شیست. با غالب درزه‌ها با مواد پر کننده میلونیتی قرار گرفته است. از میان وسایل متعدد ابزاربندی (نقشه‌برداری» پاندول‌هاء انبساطسنج‌هاء پیزومترهاء نرخ تراوش)» تنها قرائت پیزومترها نگران کننده بود (شکل ۱۶-۶). به‌علاوه» سیم‌های نصب شده در گمانه‌هایی که از گالری بازرسی در پایه سد به سمت بالادست حفر شده‌اند. نشانه‌هایی از حرکت‌های نسبی بین پی بتنی و سنگ مجاورء در حدود ۲-۳ میلی‌متر به ازای حدود ۳۰ متر تغییر در سطح آب مخزن به‌دست -------- صفحهٔ بعد -------- ,۱۳ راهنمای بهسازی پی سدها می‌دهند. آب وارده به این گمانه‌ها در خلال حفاری شاهدی بر تراوش منشاء گرفته از سطح تماس سنگ به بتن و درون خود سنگ تا مسافتی حدود ۵۰ متر از سد است. یک پرده تزریق به تنهایی» به‌گونه‌ای که در زمان ساخت سد اجرا شده بود (۱۹۵۱ - ۱۹۴۶) توانایی مهار تراوش و فشار بر کننده را نداشت و لذا تصمیم گرفته شد کارهای اضافی زیر در آن انجام شود (شکل ۱۷-۶): - یک پوشش (1۵01) افقی بتنی مسلحء که انتهای سمت بالادست آن به سنگ دوخته شده و در محل تلاقی آن با دیواره سد یک درزه قابل انعطاف که امکان حرکت‌های نسبی بین این پوشش و سد فراهم آید. - یک سامانه زهکشی که از گالری‌های بازرسی حفر می‌شود. نتیجه بسیار خوب بود. فشارهای برکنش در تراز گالری بازرسی» که در محل‌هایی تقریبا با بار هیدروستاتیکی (شکل ۱۶-۶) برابر بودء تا حدود صفر به پایین افتاد. 3 و و اه ا: ۱ ۱ ( ۹ بای ا ۹ 8 ۱یم ان لت ۱ ۷ هی و اواد۹ ۰ ۸ ویو توا وکوک ی > ۱ ۱ ی 3 ۸ و و و 0 991 ۹ 5 ۹ اس 1 اما 1۹ ات ۱ با( | 0 را صا سر *صع / ۰ ظ ی 1 ۱۲۷ قشع ۱ ۸۷ سر ات ۷ ۱ ٍ ۹ ا م ۱ ۱ یم ی ۱ ۳ چم اد ۱ 1 لد ۱ ا/ ۱ ۱ شکل ۱۵-1 سد قوسی کوکوان در تایوان - پرده تزریق و زهکشی 2) پرده تزریق- پلان ۳) مقطع ) زهکشی- پلان ۱) حد پایینی پرده تزریق ۲) حد بالایی پرده تزریق ۳) صفحه چال‌های تزریق ۴) صفحه چال‌های زهکشی ۵) گالری‌های افقی ۶) چال‌های زهکشی پرده ۷) چال‌های زهکشی محافظ کرانه ۸) تونل انحراف ‎)٩‏ گالری دسترسی و حفاظت -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسشسم - مثال‌های موردی )۱۳ (۳۱ 550 ا - 0 ۱ ۱ 4۹90 ۲0 أ ۱ شکل ۱1-1 سد قوسی - وزنی بور در فرانسه- اندازه‌گیری‌های پیزومتریک در پی ۱) سطح پیزومتریک قبل از عملیات اصلاحی ۳) پیزومترهای نقطه‌ای هس شکل ۱۷-۹ سد قوسی- وزنی بور (فرانسه)- پوشش افقی بتنی بالادست ۱) سد قوسی- وزنی ۲ گالری بازرسی ۳) سامانه زهکشی ۴) پرده تزریق سابق (معیوب) ۷) مهاری‌های دوخت پوشش به سنگ ۸)پرده تزریق جدید -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای بهسازی بی سدها 1-۹ مثال‌های موردی ‎٩ در سد کبان (۳۳۵۳۵۲)» ترکیه (50۵۷],1970 ۵۵ ۲۳۵۵۲)» در خلال کارهای حفاری و تزریق مشخص شد که غارهای کارستیک خیلی بیش‌تر از آنچه در مرحله طراحی پیش‌بینی شده بودء است. کلا حجمی بیش از ۸۰۰۰۰ مترمکعب بتن برای پر کردن غارهای زیر سد به کار رفت. در پی ساحل چپ با حفر یک سری چاه مایل ۴۵ درجه متوالی یک دیوار دیافراگم بتنی احداث شد. مساحت این دیوار آب‌بند ۸۲۰۰ مترمربع و حداقل ضخامت آن ۱/۵ متر است. در سد بتنی کارون در ایران به ارتفاع ۲۰۰ متر» پی سنگ یک سنگ آهک دولومیتی کارستی با لایه‌های مارنی است. به‌ویژه در جناح راست گسل‌هایی وجود دارد که برخی از آنها باز و بعضی با رس پلاستیک پر شده‌اند. حفاری در تکیه‌گاه ساحل راست منجر به پیوسته در تمام طول گسل به شکل یک دیوار بتنی به ضخامت ۲ متر و ارتفاع ۱۳۷ متر اجرا شود. زیر قاعده سدء یک شفت به عمق ۵ متر و یک پرده تزریق وجود دارد. از هر انتهای دیوار یک چاه حفر شدء در اکثر قسمت‌های بلندای آن» دیواره ابتدا حفاری و سپس در قطعات ۲ متری بتن‌ریزی شد. سد خاکی خائولائم (26111] 1۵0) در تایلند به ارتفاع ۱۳۰ مترء با رویه بتنی در بالادست. بر روی یک مجموعه پیجیده از سنگ‌های آهکی و غیرآهکی گسل خورده قرار دارد که به درجات گوناگون کارستی شده‌اند (۵,1985ع۲01) ۵0 ۷۷/۵12001001). عملیات اصلی برای مهار تراوش‌آب شامل مجموعه‌ای از پرده‌های تزریق و دیواره‌های آب‌بند بتنی است که به روش‌های گوناگون شمع‌های همپوشان (0ع[[0 520011) به قطر ۰/۷۶۰ متر با فاصله مرکز تا مرکز ۰/۶۱۵ متر از یکدیگر» شمع‌های همپوشان به قطر ۰/۳۰۰ متر با فاصله ۰/۲۲۵ متر از یکدیگر» ترانشه‌ای به ضخامت ۲ متر که با بتن پر شده» دیوار بتنی به پهنای ۰/۹۰۰ مترء با ترانشه‌هایی که بین تونل‌های افقی حفر شده بودند. سطح آب‌بند دارای مساحتی معادل ۱۸۷۰۰ متر بوده و ۲۱۸۰۰ مترمکعب بتن در آن به کار رفته است. ۷-٩‏ مثال موردی ۷ اولین استفاده گزارش شده از بتن پلاستیک. مربوط به کاربرد آن در دیوار آب‌بند سد 106 5۵110 در ایتالیا در سال ۱۹۵۹ است. طول این دیوار آب‌بند ۳۵۴ مترء ضخامت آن ۱,۵ متر و حداکثر عمق آن ۲۰ متر بود. در بتن پلاستیک شنء رس و سیمان با تسبت های زیر با یکدیگر مخلوط شدند (1969 ,۲1۵10 20 6[ 1206): - شن و ماسه ۸۰/ - رس ۸۲۰ - سیمان ۱۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب - نسبت آب به سیمان حدود ۲ این مخلوط دارای مقاومت هفت روزه حداقل برابر 8/01۳۶ 1» حد اکثر ۴8/0۶ 4.45 و میانگین ۴8/0۳۶ 2.5 بود. نفوذپذیری از اندازه‌گیری محلی نخمین زده شد: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نُسنسم - منال‌های موردی ۱۳۳ الف) در وسط پانل: 0 1106۴ باعل 310 عموما بمعد/ ۱ 10 14- 212 ۴ 111117 1111 ب‌( در گوشه ها: ۹۲۳/۹۵۵ 10۲ 1. 6- ی ‎٩۵۵‏ / ۹۱۵۳ ۱.910 - یسک / ‎٩۱!‏ 10 1. 1- وک مشابهی را نشان دهد.ء سازگاری بیش‌تری با این‌گونه شرایط زمین دارد. اگر مخلوط بتن پلاستیک درصد بالایی ماسه داشته باشد.ء این سازگاری تا حدود زیادی تأمین می‌شود. در جدول ۱-۶ اطلاعات مربوط به دیوار آب‌بند بتن پلاستیک به‌کار رفته در دو سد ارائه شده است (۱974 بع(11ا). جدول ۱-۹ مصالح و خواص دیوارهای آب‌بند بتن پلاستیک ۱ مصالح سد 138106۳۱۵0 سد 111651 ِ ۳/0 1 ۸8/07 / ٍ وزن واحد حجم ۱ ۳۱-۳۹ ۱۹۵۶ 0 ٍ بنتونیت ۳۴ ۲ ۳۴ ۱۳۲ ٍ ٍ آب .۴ ۱۹/۶ ۴۰۵ .۳ ْ ٍ سیمان ۱۹۵ ۹/۶ ۲۲۷ ۱۱/۶ ٍ ۱ سنگ‌دانه ۱۳۴۰ ۶۸/۶ ۱۳۰ ۶۶/۵ ۱ ۱ ۱ ۱ نسبت آب به سیمان ۳۵ ۱/۷۸ ۱ ۱ نسبت آب به مواد جامد 7۴ 7۶ ۱ جدول ۲-۶ نسبتهای مواد تشکیل دهنده را برای مخلوط‌های پلاستیکی که در آنها ماسه تنها سنگ‌دانه مورد استفاده است را جدول ۲-۹ مصالح و نسبت‌های مخلوط‌های پلاستیک -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای بهسازی پی سدها الاستیک -پلاستیک داشته و دارای یک حد تناسب که از تقاطع دو مماس به‌دست می‌آید (نقطه ‎[٩‏ در شکل)» است. مصالح می‌توانند تا کرنش ۶ الی ۷/ بدون خرابی ایستادگی کنند.ء هر چند در این ناحیه تنش» یک تغییرشکل دایمی ممکن است به‌وقوع بپیوندد. همان‌طور که در شکل مشاهده می‌شود مدول مماسی اولیه ۷ روزه ۴8/010 ۲۵۰ است. 6۵ ۸۷۱۵۱ شکل ۱۸-۹ نمودار تنش -کرنش به‌دست آمده از آزمایش سه محوری مخلوط شماره ۱ جدول ۲-۹ شکا ۱۹-۶ تنش انحرافی در نقطه ؟ گسیختگ برای تنش‌های محصور کننده صفر یا 6/1 ۵ برای بتن‌های ۷ و ۳۸ روزه به‌صورت تابعی از درصد رس- بنتونیت برای مخلوط‌های جدول ۲-۶ را نشان می‌دهد. نسبت مشابه بین مدول الاستیسیته و درصد مدول الاستیسیته را تحت تاثیر قرار می‌دهند. ولیکن اثر آزها بر مدول یانگ کم‌تر است. به‌طور کمی, می‌توان گفت که وقتی در صد رس- بنتونیت به ۲۰)[ می‌رسد اثر آن نامحسوس می‌شود. 0 5 10 15 20 25 30 2۱۵۶-6601006 ۵ شکل ۱۹-1 رابطه مقاومت و درصد رس -بنتونیت برای مخلوط‌های جدول 4-۶ ۵ روزه- تنش محصور کننده *18/1 ۵ --- 0: ۷ روزه- تنش محصور کننده *8/1 ۵ روزه- تنش محصور کننده "8/10 ۰ --- [: ۷ روزه- تنش محصور کننده *18/1 ۰ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نُسنسم - منال‌های موردی ۱۳( 600 ح 1 352 4 8 0 هچ 3 60 ]2000 5 6 9 پ 6 زگ سسسک تست 30 25 20 15 10 5 0 4۵ 2۱۵۷-۵۵۱۵۱۱۶ شکل ۲۰-۹ رابطه مدول الاستیسیته و درصد رس بنتونیت به‌دست امده بعد از اولین سیکل بارگذاری برای مخلوط‌های جدول ۲-۹ ۵ روزه -تنش محصور کننده *8/1۳ ۵ --- «: ۷ روزه - تنش محصور کننده *8/7۲۳ ۵ روزه - تنش محصور کننده "8/1۳ ۰ --- ل: ۷ روزه - تنش محصور کننده "8/۲۳ ۰ ۸-٩‏ مثال‌موردی ۸ ۱-۸-۹٩‏ مقدمه سد مخزنی کرخه به عنوان بزرگ‌ترین سد ایران در شمال غربی استان خوزستان و در ۲۱ کیلومتری شهرستان اندیمشک. اولین سدی است که بر روی رود خانه کرخه احداث شده است. این سد دارای ارتفاع ۱۲۳۷ متر از بستر رودخانه» طول تاج ۳۰۳۰ مر عرض تاج ۱۲ متر و عرض کف ۱۱۰۰ متر است. حجم مفید مخزن سد در تراز عادی بهره‌برداری ۵/۶ مبلیارد مترمکعب است. اهداف طرح مشتمل بر تامین و تنظیم آب برای آبیاری بیش از ۳۲۰ هزار هکتار اراضی کشاورزی و تولید انرژی برقابی به میزان ‎٩۳۴‏ گیگا وات ی 7 ۹ : ّ ۰ 9 کم س رده اس ۱ ل ٍ 5 ی : شکل ۳۱-1- نمایی از سد مخزنی کرخه علیرغم کاربرد وسیع دوغاب‌های شیمیایی در پنج دهه آخیر در سطح جهان» سد خاکی کرخه اولین تجربه عملی تزریق شیمیایی در کشورمان است. سامانه آب‌بندی پی سد کرخه از نوع دیوار آب‌بند است که در سر تا سر محور سد با استفاده از بتن پلاستیک اجرا -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳( راهنمای بهسازی پی سدها شده است. در قسمتی از پی کنگلومرایی سد کرخه., در ناحیه ای موسوم به گالری 4۵۰ با توجه به عدم امکان احداث دیوار آب‌بند» احداث یک پرده آب‌بند تزریقی مورد توجه قرار گرفت. از طرفی دیگرء تزریق سیمان انجام شده» از نظر فنی و اقتصادی کاملا موفقیت‌آمیز نبوده است و از نظر فنی» این تزریق آب‌بندی کامل ارائه نمی‌دهد. لذا با توجه به تجربه موفقیت‌آمیز استفاده از تزریق شیمیایی در کنترل زه در ۵۰ سال اخیرء سرانجام پس از بررسی‌ها و مطالعات گوناگون» یک پرده آب‌بند تزریقی با استفاده از دوغاب‌های شیمیایی» علیرغم آنواع مشکلات پیش رو از قبیل عدم وجود تکنولوزی و تخصص بومی وتجربه عملی درکشورء برای مرتفع کردن مشکلات ناشی از نشت در این بخش خاص از پی سد.ء طراحی شد. به منظور دست‌یابی به بعضی از اهداف اولیه تزریق شیمیایی» در دو نوبت تزریق شیمیایی آزمایشی انجام گرفت. نوبت اول تزریق شیمیایی آزمایشی که در نیمه اول آبان ۱۳۸۲ به اتمام رسید. شامل گمانه‌های مثلنی به فواصل ۱/۵ متر و عمق تقریبی ۵ متر بود و در ترانشه ای در نزدیکی گالری ۹۵۰ حفاری شده بودند. در نوبت دوم تزریق شیمیایی آزمایشی که تا اواخر اسفند ۱۳۸۲ به طول انجامید. از گمانه‌های خطی به فواصل تقریبی ۱/۸ متر و عمق ۶۰ متر استفاده شد که شرایط موجود در این سری تزریق آزمایشی تا حد زیادی مشابه تزریق اصلی شیمیایی است. تزریق‌های شیمیایی آزمایشی انجام شده در سد کرخه, ضمن به اثبات رساندن کاراًیی روش اتخاذ شده در کنترل زه» نتایج و تجربیات گرانیها و منحصر به فردی را به همراه داشت که از مهم‌ترین آنها می‌توان به نتایج به‌دست آمده در زمینه‌های سازمان و روش اجراء انتخاب مصالح و مواد مورد نیاز» نمودار شدن مشکلات اجرایی, طرح‌های اختلاط مناسب و هم چنین سامانه‌های تهیه. تحویل و تزریق مواد شیمیایی اشاره کرد. به عبارت دیگرء با تجریه تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه. گام بلندی برای بومی ۲-۸-۹ بافت زمین‌شناسی پی سد کرخه رودخانه کرخه در محل محور سد کرخه در دره‌ای نامتقارن در سازند بختیاری قرار دارد. سازند بختیاری مرکب از لایه‌های گل سنگی و کنگلومرایی است (شکل ۲۲-۶). سد مخزنی کرخه بر روی توده سنگ کنگلومرایی جوآن بنا شده است. کنگلومرای بختیاری در ساختگاه سد کرخه, به دو واحد بختیاری پایینی و بختیاری بالایی تقسیم شده است. کنگلومرای پایینی از تراز ۱۶۵ متر به پایین قرار داشته و سیمان شدگی ضعیف‌تری دارد. کنگلومرای بالایی از تراز فوق به بالا و در تکیه‌گاه‌ها قرار دارد و از نظر سیمان شدگی وضعیت بهتری را داراست. پی سد در بخش میانی و قسمت کوچکی از تکیه‌گاه راست و چپ سد بر روی کنگلومرای بختیاری پایینی و تراس‌های آبرفتی که آن‌را پوشش داده است. واقع شده است[4]. این کنگلومرا دارای سیمان شدگی ضعیفی است و از قلوه های آهکی و سیلیسی به نسبت مساوی با زمینه ای از ماسه. سیلت و رس و سیمانی آهکی تا آهکی رسی تشکیل شده است. توده سنگ کنگلومرای پایینی از نظر سیمان شدگی به سه بخش تقسیم می‌شود: ۱- کنگلومرا با زمینه رس و سیلتی ۲ کنگلومرا با زمینه ماسه ای ۳- کنگلومرا فاقد زمینه ریز دانه از سه نوع کنگلومرای ذکر شده» کنگلومرای نوع ۱ گستردگی بسیار زیادی دارد و بیش از ۶۰ کنگلومرای موجود پی سد از این نوع است. کنگلومرای نوع ۲ پراکندگی بیش‌تری نسبت به نوع ۱ دارد و بیش‌تر در مرز بالایی لایه‌های گل سنگ مشاهده می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی ۱۳۷ نزدیک به ۳۵/ کنگلومرای تشکیل دهنده پی سد کرخه از این نوع است. کنگلومرای نوع ۳ نیز پراکندگی بسیار زیادی دارد و تزریق پذیری آن بسیار خوب است. از دیگر نکات مهم در سازند بختیاری در محل پی سد کرخه. وجود عدسی های بسیار سست با مجاری باز موسوم به 00000 01 است. این لایه‌ها فاقد سیمان شدگی بوده و دانه‌های شن آزادانه روی هم قرار گرفته‌اند. سامانه آب‌بندی پی سد مخزنی کرخه, از نوع دیواره آب‌بند با بتن پلاستیک است. قبل از انتخاب دیوار آب‌بند. به عنوان سامانه آب‌بندی پی سد. گزینه پرده آب‌بند. از طریق تزریق دوغاب سیمان مد نظر قرار گرفته بود. بدین منظور چند سری عملیات تزریق سیمان به‌طور آزمایشی انجام شد که نتایج غیر قابل قبول به‌دست آمده از آزمایش‌هاء منجر به تغییر گزینه پرده تزریق آب‌بند به دیوار آب‌بند شد. بنا براین یک دیوار آب‌بند در سرتاسر محور سد با استفاده از بتن پلاستیک احداث شد. هم چنین برای آب‌بند کردن منطقه ۹6۱ 11 ا- نالا ‎٩‏ ما یی اس ۹6 ۹ : ۹ : 2 و 0 سفره سر از ما شکل ۲۲-۹ وضعیت زمین‌شناسی پی سد کرخه که تناوبی از لایه‌های گل سنگی و کنگلومرا است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۸ راهنمای بهسازی پی سدها ادامه دیوار آب بند اصلی ‏ ال مر برده تزربق شیمیایی | ۱ ۹ ری دستر. ۹۰ ۳ اب 1 3 2 !۱ 1 « از [چ 0 1 نیروگاه برق آبی ی ار هر شکل ۲۳-۹ پلان موقعیت سد کرخه. نیروگاه و دیوارهای آب‌بند در فاصله بین این دو دیواره آب‌بند» در منطقه‌ای که با خط چین ۸13 در شکل ۲۳-۶ مشخص شده است. یکی از گالری‌های دسترسی سد که به گالری ۹۵۰ موسوم است(در کیلومتراز ۰+۹۵۰ از تکیه‌گاه چپ سد قرار گرفته است)» واقع شده است. در این قسمت از پی سد به علت خلا ناشی از عدم وجود دیوار آب‌بند تمرکز زه ایجاد شده و اجرای یک سامانه آب‌بند را ضروری می‌سازد تا بدین وسیله دیوار آب‌بند جدید به دیوار قدیم متصل شود. از طرفی با توجه به قرار گرفتن گالری ۹۵۰ در زیر خاکریزی بدنه سدء و هم چنین با توجه به فضای کم موجود در گالری, امکان احداث دیوار آب‌بند وجود نخواهد داشت. امروزه حتی مدرن‌ترین دستگاه‌های حفاری برای احداث دیوار آب‌بندء حداقل به ۴ تا ۵ متر ارتفاع برای کار نیاز دارند. لذا استفاده از یک پرده تزریقی برای اتصال این دو دیوار آب‌بند به یکدیگر مورد توجه قرار گرفت. از طرفی دیگرء همان‌طوری که در بخش قبل اشاره شد. شرایط خاص حاکم بر زمین‌شناسی پیء احداث پرده تزریق آب‌بند سیمانی کاملا موفقیت‌آمیز نبوده و آب‌بندی کامل ارائه نمی‌دهد. 2-۸-۹- نوبت اول تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه (مهر و آبان ۱۳۸۲) بختیاری» شعاع نفوذ و تاثیر آن بر میزان نفوذپذیری سنگ در مقیاس کوچک‌ترء در نوبت اول تزریق شیمیایی آزمایشی» که در مهر و آبان ۱۳۸۲ به انجام رسیدء دو سری گمانه با برنامه‌های تزریقی متفاوت مورد آزمایش قرار گرفتند. این گمانه‌ها در نزدیکی ترانشه کنگلومرایی واقع در مجاورت گالری ۹۵۰ حفاری شدند. علت انتخاب این محل برای تزریق آزمایشی» نزدیکی گمانه‌ها از سر ترانشه بود که امکان حفاری دستی ترانشه و مشاهده و ارزیابی آثار حر کت دوغاب ر در کنگلومرای پیرامون گمانه‌هاء می‌داد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی ۱۳۹ ۱-2-4۸-1- دوغاب شسیمیایی مور داستفاده دوغاب شیمیایی مورد استفاده» متشکل از سیلیکات سدیم به عنوان ماده اصلیء اتیل‌استات به عنوان ماده واکنش‌زا و آب است. ابتدا مواد واکنش‌زای مختلفی مانند فرمامید. کلرید کلسیم» اتیل‌استات و آلومینات سدیم مورد توجه قرار گرفته بودند (جدول ۲-۶). پس از ساخت نمونه‌های مختلف دوغاب شیمیایی با این مواد واکنش‌زاء بررسی خواص آنهاء انجام آزمایش‌های مختلف و توجه به مسائل اقتصادی» سرانجام اتیل‌استات به عنوان ماده واکنش‌زا در این پروژه به کار گرفته شد. نسبت اختلاط و خواص دوغاب ۲-2-۸-۹ بحث در مورد نتایج به‌دست آمده از آزمایش‌های انجام شده برای انتخاب ماده تزریقی و ماده واکنش‌زا همان‌طوری که در بخش قبل اشاره شد.ء آزمایش‌ها متعددی برای انتخات ماده تزریقی و ماده واکنش‌زا انجام شد که سرانجام منجر به انتخاب سیلیکات سدیم به عنوان ماده تزریقی اصلی و اتیل‌استات به عنوان ماده واکنش‌زا شد. اهم نتایج به‌دست آمده از این آزمایش‌ها که نقش به‌سزایی در تصمیم‌گیری‌های فنی پروژه داشتند عبارتند از: ۲- مقاومت نسبت به تغییرات دما. ژل سیلیکات در محیط اشباع آب» درصد قابل توجهی آب را در شبکه ژل درگیر کرده است. انقباض و انبساط پی‌درپی آب در اثر انجماد و ذوب باعث ایجاد تنش در ساختار شبکه‌ای ژل شده و در نهایت باعث تخریب ژل می‌شود. بنابراین استفاده از زل سیلیکات فقط در شرایط محیطی بالای صفر درجه سانتی‌گراد توصیه می‌شود. ۳- مقاومت مکانیکی. سیلیکات وقتی با استفاده از اتیل‌استات ساخته شده و در محیط اشباع باشد.ء به‌صورت رل بوده و از جدول ۳-۹ مختصری از انواع دوغاب‌های مورد آزمایش قرار گرفته برای تعیین بهترین طرح اختلاط مقدار مصالح ‏ آغاز ژزل شدگی ژل دی توضیحات ۱1111 0 ۱۵۰ ۸۶ : ژُل حاصل در محلول دوغاب غوطه ور و ۲ آنُ ۸ کم‌تر از ۱ دقیقه در دقائق اولیه قابل پمپاژ و تزریق نبود کلرید کلسیم ۵۰ آلومینات سدیم ۳/۵ ۴ کلرید کلسیم ۱.۰ کم‌تر از ۱ دقیقه در دقائق اولیه اب ۲۳/۵ برخوردار بود. سیلیکات سدیم ۸۳۷ ۳/۵ بعد از ۲۴ ساعت لخته های جدا از هم ۰ الومینات سدیم ۱ 9 5 بسیار ظریف تشکیل شد که در مقابل آب ۲۴/۵ جریان آب قابل فرسایش بود. -------- صفحهٔ بعد -------- ره۱2 راهنمای بهسازی پی سدها هم مه م۵ مشخصات ماده تزریقی شیمیایی مه هه و زمان ژل شدگی(دقیقه) بنابراین سیلیکات در محیط‌های دارای تخلخل بالا و بسیار درشت حایز مقاومت مکانیکی مناسب نبوده و توصیه نمی‌شود استفاده از سیلیکات فقط در محیط‌های با تخلخل پایین و ریز و یا در محیطهایی که قبلا در آن تزریق سیمان انجام شده است توصیه می‌شود. ۴- مقاومت به شرایط اشباع. استفاده از ژل سیلیکات فقط در محیط اشباع نسبتا ثابت و ترجیحا اشباع ۸۱۰۰ آن» توصیه می‌شود. ۳-۶-۸-۹ سامانه تهیه تحویل و تزریق مورد استفاده برای تزریق شیمیایی با توجه به اینکه زمان ژل شدگی دوغاب شیمیایی مورد استفاده حدود ۴۰ دقیقه بود. ابتدا از سامانه بجینگ برای تزریق شیمیایی استفاده شد. بدین ترتیب که هنگامی که بچ اول در شرف اتمام بودء بچ بعدی تهیه می‌شد. با توجه به زمان ژزل شدگی کافی ماده تزریقی» به نظر می‌رسید سامانه اتخاد شده بدون هیچ مشکلی به کار خود ادامه دهد. اما بعد از چند بچ مشاهده شد که زمان ژزل شدگی مخلوط به شدت کاهش یافته است. لذا با توجه به خطر امکان انسداد لوله‌ها و پمپ, تزریق شیمیایی متوقف شد. در ادامه از سامانه متشکل از دو تانک اختلاط و یک پمپ., که یکی از روش‌های توصیه شده در استانداردهای بین‌المللی برای تزریق شیمیایی است. در این روش یکی از تانک‌ها همه مولفه‌های ماده تزریقی به جز ماده واکنش‌زا را در بر دارد و دیگری تنها شامل ماده واکنش‌زا است. واکنش شیمیایی این دو ماده در پمپ اتفاق می افتد و ماده حاصله از طریق یک لوله کوتاه به خط تزریق هدایت می‌شود. 2-2-۸-۹ بحث در مورد نتایج به‌دست آمده ازسامانه‌های تهیه وتزریق به کار رفته برای تزریق شیمیایی در سد کرخه تا کنون تصور می‌شد که در دوغاب‌هایی که زمان ژل شدگی آنها به اندازه کافی زیاد باشد.ء می‌توان از سامانه بجینگ که راحت‌ترین و ارزان‌ترین سامانه ممکن است. برای تزریق شیمیایی استفاده کرد. اما تجربه کرخه نشان داد که مقدار بسیار کم باقی‌مانده از بچ قبلیء به عنوان یک عامل شتاب دهنده برای بچ بعدی عمل کرده و زمان ژل شدگی آن را به شدت کاهش می‌دهد. تجربه کرخه نشان می‌دهد که سامانه‌های بجینگ برای تزریق مواد شیمیایی کارا نیستند. مگر در موارد کارهای کوچک که مواد تزریقی فقط به مقدار یک تانک اختلاط باشند. ۵-2-۸-3 گمانه‌های آزمایشی سری اول در گمانه‌های آزمایشی سری اول» ابتدا تزریق شیمیایی و سپس تزریق دوغاب سیمانی صورت گرفت. ضمنا در هر مرحله قبل و بعد از هر نوع تزریق» آزمایش نفوذپذیری به عمل آمد تا با مقایسه نفوذپذیری های قبل و بعد از تزریق» کارآیی عملیات مشخص -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تُسسم - مثال‌های موردی )۱ شود. آرایش گمانه‌های تزریق آزمایشی سری اول» به‌صورت مثلنی است (شکل ۲۶-۶). بدین صورت که ابتدا گمانه‌های اولیه تزریق(83.82. 81) در رئوس مثلث به فواصل ۱/۵ متر از یکدیگر حفاری و تزریق می‌شوند و سپس گمانه‌های ثانویه (57.56. 85) که در حد فواصل گمانه‌های اولیه, به عنوان گمانه‌های کنترل خطی حفاری شده, نمونه‌های باز یافتی بررسی و تاثیر تزریق گمانه‌های اولیه, ثبت می‌شوند و پس از آن تزریق خواهند شد. در پایان» گمانه شاهد (11)) در مرکز گمانه‌های ثانویه حفاری شده و مقدار نفوذپذیری آن به‌دست می‌آید. عمق گمانه‌ها ۴ تا ۵ متر است. نتایج کامل حاصل از تزریق در گمانه‌های آزمایشی سری اول در جدول ۶-۶ به‌طور خلاصه آمده است. همان‌طوری که در جدول ۶-۶ مشاهده می‌شود. بعد از تزریق شیمیایی و سپس تزریق سیمان در تمام گمانه‌هاء میزان نفودپذیری تشکیلات خاکی به ۱۶ لوژان رسید که چندان رضایت‌بخش نیست. چراکه هدف از برنامه‌های تزریقی معمولا رسانیدن نفودپذیری سیستم به زیر ۵ تا ۱۰ لوژان است. لذا در گمانه‌های آزمایشی سری دوم تغییراتی در برنامه تزریقی داده شد که در ادامه مورد بحث قرار می‌گیرد. 1-2-۸-3 - گمانه‌های آزمایشی سری دوم در گمانه‌های آزمایشی دوم برخلاف سری اول, ابتدا تزریق سیمان و بنتونیت (۸./ وزن سیمان مصرفی) و سپس تزریق شیمیایی انجام شد. گمانه‌های آزمایشی سری دوم شامل یک گمانه به نام 54 و به عمق ۴ متر بود که موقعیت آنرا نسبت به گمانه‌های سری اول» در شکل ۲۶-۶ می‌توان دید. در هر مرحله, قبل و بعد از هر تزریق» آزمایش نفوذپذیری انجام شد. نتایج تزریق گمانه آزمایشی 4 در جدول شماره ۷-۶ آمده است. همان‌طور که از اعداد و ارقام جدول ۷-۶ بر می‌آید. در این حالت نفودپذیری سامانه از حدود ۷۰ لوژان به ۱/۲ لوژان می‌رسد که بیانگر بازدهی مناسبی است. ۷-2-۸-3- حفاری دستی ترانشه و مشاهده و ارزیابی آثار حرکت دوغاب در کنگلومرا برای ارزیابی آثار حرکت دوغاب کلوئیدی در کنگلومرای پیرامون گمانه‌هاء در یک متری سر ترانشه محل آزمایش‌ها گمانه‌های کم» یک گمانه ۳ متری حفاری شده و در ترکیب دوغاب کلوئیدی از ماده رنگی حلال به‌نام ( پودر رنگ صنعتی زرد ) که به رنگ زرد فسفری بوده و هیچ‌گونه تغییری در زمان ژل‌شدگی و دیگر خصوصیات ژل» را باعث نمی‌شد بهره گرفته و پس از تزریق دوغاب کلوئیدی» دیواره ترانشه توسط حفاری دستی با آهستگی تراشیده شد. در رخنمون به‌دست آمده از دیواره ترانشه نفوذ دوغاب کلوئیدی در منافذ ریز و بزرگ و ژل‌شدن آن با رنگ زرد فسفری مشخص بود. مهمترین نتایج این امر نفوذ ژل در منافذ ریز و انجام واکنش زل‌شدگی دوغاب در منافذ سنگ در پیرامون گمانه بود که به نوبه خود. با توجه به اینکه اولین تجربه تزریق شیمیایی پیمانکار و مشاور محسوب می‌شد.ء برای دست اندر کاران تزریق جالب توجه بود. ۸-2-۸-1- بررسی نمودار فشار آزمایش و مقدار جذب آب» فشار تزریق و میزان خورند در54 یکی از پارامترهای مهم در پروژه‌های تزریقی» میزان خورند مواد تزریقی» چگونگی رفتار تشکیلات در آزمایش لوژان و فشار مورد نیاز برای تزریق مواد است که با توجه به این اعداد و ارقام می‌توان تا حد زیادی به درک رفتار تشکیلات نایل شد. در این راستا در این قسمت آمار و ارقام به‌دست آمده از تزریق در گمانه 54 ارائه می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱52۲ راهنمای بهسازی پی سدها ۱۱96۹۲ 1۵۹۱۱۵ 54 ۱۵1۵۲۵ 3۳99 4 ۵ 0 25 30 35 40 45 50 ۵ )1:۲۳۱۳( شکل ۲۶-۹ نمودار فشار آزمایش و مقدار جذب آب در گمانه 54 قبل از تزربق جدول ۵-۹ آمار حاصل از تزریق شیمیایی در گمانه 54 هم هه مه ۱۳/۵۴ 0 ۴ ۲۳ ۲۳۲۱ ۱ ۳۳/۵ 0 ۴ ۳ ۳ ۱ ۱ ۲/۵-۳ 0 ۴ ۳. ۳۳ ۱ ۱ ۲-۵ 0 ۴ ۳ ۳ ۱ ۱۱۵-۲ 0 ۴ ۳. ۲۲۰۰| ۱-۵ 1 0 ۴ ۱ ۲. 1 ۲۳۳. 9600 1۵51 3116۲ 0۵۲۱۵۲۱2۲0 6۱۱۵۲۱۱۲3۱۹۵ 13 08 0.3 0.2 (9انا) ۵ رمی م۳ ۹-2-۸-3- بحث در مورد نتایج به‌دست آمده از نوبت اول تزریق شیمیایی آزمایشی با مقایسه و تحلیل نتایج به‌دست آمده از نوبت اول تزریق شیمیایی آزمایشی در دو سری گمانهء به نکات زیر می‌توان دست یافت: ۱ تزریق شیمیایی به تنهایی قادر به کنترل زه درپی کنگلومرایی سد کرخه نیست. با توجه به زمین‌شناسی پی سد که شامل مجاری باز (0۳۵۷41 000۳) استء ژل تشکیل یافته, در منافذ بزرگ ودر برابر جریان زه آبء دوام خود را از دست داده در متوسط ۲۱۹ لوژان در حالت بکر به ۷۳ لوژان می‌رسد. درحالی که معمولا هدف از برنامه‌های تزریق» رساندن نفوذپذیری سامانه به زیر ۵ تا ۱۰ لوژان است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسشسم - مثال‌های موردی ۱۳ ۲ تلفیقی از تزریق سیمان و بنتونیت و سپس تزریق مواد شیمیایی» بهترین گزینه برای طراحی برنامه تزریق در پی کنگلومرایی سد کرخه است. در این حالت ابتدا منافذ بزرگ با تزریق سیمان بسته شده و سپس با استفاده از تزریق شیمیایی» محاری ریز باقی‌مانده بسته خواهد شد. هنگامی که از این برنامه تزریقی استفاده شودء نفوذپذیری سامانه به ۱/۲ لوژان رسید که بیانگر بازدهی خوبی است. در حالتی که ابتدا از تزریق شیمیایی و سپس از تزریق سیمان استفاده شد. نفوذپذیری تشکیلات خاکی ۱۶ لوژان اندازه‌گیری شد که نسبت به حالت قبل کارآیی کم‌تری داشته است. ۳- علاوه بر مسائل ذکر شده» استفاده توامان از ترریق سیمان و ترریق شیمیایی؛ باعث کاهش قابل توجه هزینه عملیات تزریق می‌شود. در این حالت خلل و فرج درشت که قسمت عمده خورند مواد تزریقی را تشکیل می‌دهند. توسط مواد تزریقی سیمانی که نسبت به دوغاب‌های شیمیایی ارزان‌تر و در هر کارگاهی به آسانی در دسترس هستندء پر می‌شوند و ۵-۸-۹ نوبت دوم تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه (نیمه دوم آبان لغایت اواخر اسفند ۱۳۸۲) در نوبت دوم تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه.» برای نزدیکی هر چه بیش‌تر تزریق شیمیایی ازمایشی با تزریق اصلی» از ۵ گمانه خطی با عمق حدود ۶۰ متر که در داخل گالری دسترسی ۹۵۰ (محل انجام تزریق شیمیایی اصلی) واقع شده بودندء استفاده شد (شکا ۲۷-۶). ۱ 1.5 55 7 شکل ۲۹-۹ موقعیت گمانه‌های آزمایشی نفوذپذیری مربوط به قبل از هرگونه تزریق ۱ 52 ۵ ۳۳۱۰ ۲۳۳۹ نفوذپذیری مربوط به قبل از هرگونه تزریق ۱ 55 ۴ ۳۳۰ ۵ نفوذپذیری مربوط به قبل از هرگونه تزریق ۱ ْ 55 ۴ ۱۳۳۹۰ ۱۰۳/۵ بعداز تزریق شیمیایی۳ گمانه اول ْ ٍ ۹56 ۵ ۱۳۱۹۰ ۸۹ بعداز تزریق شیمیایی۳ گمانه اول ْ ٍ 57 ۵ ۹*۰ ۷۰ بعداز تزریق شیمیایی۳ گمانه اول ْ ۹ ۷۳ بعد از تزریق شیمیایی همه گمانه‌ها ْ ٍ و ۱۶ بعد از تزریق سیمان همه گمانه‌ها ْ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳2 راهنمای بهسازی پی سدها رهم هرهم جدول ۷-1 خلاصه نتایج حاصل از تزریق شیمیایی آزمایشی در گمانه 54 ْ رای نفوذپذیری در حالت بکر 0/5 براساس نتایج به‌دست آمده از تزریق شیمیایی آزمایشی نوبت اول که در خارج از گالری ۹۵۰ و در گمانه‌های کم عمق انجام شده بود» در مورد روش اجرای تزریق شیمیایی در گمانه‌های آزمایشی عمیق در داخل گالری ۹۵۰ تصمیم‌گیری شد. بنابراین روش تزریق دو مرحله‌ای که شامل تزریق سیمان و بنتونیت و سپس تزریق شیمیایی است.» برای تزریق در این گمانه‌ها مورد توجه قرار گرفت. قبل از انجام هرگونه تزریق سیمانی یا شیمیایی» با انجام آزمایش لوژان در گمانه‌های 21 , 23 , 5 ضریب نفوذْپذیری محدوده آزمایشی به‌دست آمد که خلاصه نتایج آن در جدول ۸-۶ آمده است. جدول ‎۸-٩‏ خلاصه نتایج آزمایش نفوذپذیری در سه گمانه |۲۱ .23 .۲25 ۱/۲ ۶۳/۵ ٍ ۵/۴ ۶/۷ ٍ ۶۳ 0 4 1.770 0850 ی 0:90 3 40 1( 2( ۲ 3( 8 4ن) 5( شکل ۲۷-۹ موقعیت گمانه‌های آزمایشی خطی در داخل گالری ۹۵۰ مورد استفاده در نوبت دوم تزریق شیمیایی آزمایشی پس از پایان یافتن آزمایش‌ها لوژان در ۳ گمانه 1 , 23 , 5 عملیات تزریق سیمان از داخل تیوب مانشت با طرح اختلاط شامل نسبت آب به سیمان ۲ به ۱ و بنتونیت به میزان ۸ درصد سیمان مصرفی, در این گمانه‌ها انجام شد. با انجام آزمایش‌های نفوذپذیری در گمانه‌های ۲-2 , ۲4 میزان تاثیر تزریق سیمان انجام شده بر نفوذپذیری سنگ به‌دست آمد (جدول ۹-۶) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - منال‌های موردی :۱ جدول ‎۹-٩‏ خلاصه نتایج آزمایش نفوذیذیری در گمانه‌های ۲2 ,۲4 پس از تزریق سیمان در گمانه‌های ۴5 ,3 ,۲۱ نفوذپذیری (۳/۹) ها ۶۱ ۵/۸ در مرحله بعدی طبق برنامه از پیش تعیین شده (تزریق دو مرحله‌ای- ابتدا تزریق سیمان و سپس تزریق شیمیایی) باید در گمانه‌های 5 ,3-ح ,1ل) تزریق شیمیایی انجام می‌شد که با توجه به فاصله زمانی بین تزریق مرحله اول (تزریق سیمان) و تزریق مرحله دوم (تزریق شیمیایی)» عملیات با مشکل شکست هیدرولیکی دوغاب مرحله اول مواجه شد. به نحوی که فشار مورد نیاز برای شکست دوغاب سیمانی از قبل اجرا شده» به حدود ۶۰ اتمسفر می‌رسید. استفاده از چنین فشاری برای تزریق با مشکلات زیادی از قبیل از بین رفتن پکرهاء پارگی لوله‌های تزریقی و شیلنگ‌هاء ایجاد وقفه های پی‌درپی در کار و نیز صدمات جانی برای عوامل اجرایی همراه است. در نتیجه مقرر شد تا باقی‌مانده عملیات تزریقی تنها بر روی گمانه‌های ۲3 .24 و در نهایت گمانه کنترلی بل تزریق شیمیایی قرار گرفت. گمانه 24 نیز که قبلا هیچ‌گونه تزریقی در آن انجام نشده بودء تحت تزریق شیمیایی قرار گرفت. پس از پایان گرفتن مجموعه تزریق‌های سیمانی و شیمیایی» در گمانه ]۲ آزمایش لوژان صورت گرفت که نتایج آن در جدول ۱۰-۶ آمده جدول ۱۰-۹ خلاصه نتایج آزمایش نفوذپذیری در گمانه کنترلی ۲11 نفوذپذیری ا لوزان (0/9) ۴ ۱ ۱۶ ٍ ۶۶ ۶۱ عمق (متر) ْ با توجه به جدول ۱۰-۶ مشاهده می‌شود که نفوذپذیری تشکیلات خاکی پس از تزریق سیمان و سپس تزریق شیمیایی به ۶/۶ گمانه 4,3 برابر ۱/۷۵ متر است که از حد استاندارد برای فواصل گمانه‌های تزریق شیمیایی بیش‌تر است. در صورت استفاده از گمانه‌هایی با فواصل کم‌تر از ۱ متر و نیز استفاده از تزریق دو مرحله‌ای در تمام گمانه‌هاء یقینا شاهد نتایج مناسب‌تری خواهیم بود. خورند مواد سیمانی و شیمیایی از گستردگی زیادی برخوردار است که در اینجا تنها به تعدادی از آنها که مربوط به گمانه کنترلی ۲17 و نیز گمانه 3ن) هستند.ء اشاره می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- :۱ راهنمای بهسازی پی سدها (60.70-62.70 ۱۵۷۵۱) 9۲۹۱۱۵9 30۷ ۵۱۵۲۵ 03 1۵۹۱۱ 96۹0۲ 12 : : : : : 0 ع‌ِ سس 6 زا 0 35 30 25 20 15 10 5 (۱:۱/۱۱۳) 0۵ شکل ۲۸-۹ نمودار فشار آزمایش و مقدار جذب آب در گمانه3-) قبل از تزریق[۱۱] (14-14.5 ۱۵۷۵۱) 6۲ 7160511۱۳ ۱۵۷9۵۹۵۲ 6 5 : 4 5 سس 3 1 0 12 08 04 00 (۱۱1/۲۱۳) 0۵ جدول ۱۱-۹ بخشی از آمار خورند مواد شیمیایی در گمانه ۲-3 از گمانه‌های مرحله دوم 33ج ا ۱۴ ۵ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۳-۵ ۱ ۱ ۳۱ ۷ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۳/۵-۴ ۱ ۱ ۳۸ ۶ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۴-۵ ۱ ۱ ۳۱ ۳ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۴/۵-۵ ۱ ۱ ۱۴ ۳ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۵-4۵ ۱ ا ۳۴ ۵ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۶/۵ ۱ ا ۳۱ ۵ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۶/۵-۷ ٍ ٍ ۷ ۵ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۷-۵ ٍ ٍ ۷ ۵ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۷/۵۸ ٍ ٍ ۱۴ ۵ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۸۸/۵ ٍ ٍ ۱۴ ۵ ٍ ۳۵ ٍ 0 ۸/۵-۹ ٍ ۳ دب مه ۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سشسم - مثال‌های موردی ۱4۷ -۲-۵-۸-۹٩‏ بحث در مورد نتایج به‌دست آمده از نوبت دوم تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه با تحلیل نتایج به‌دست آمده از نوبت دوم تزریق شیمیایی آزمایشی به نکات زیر می‌توان دست یافت. ۱ نتایج به‌دست آمده از نوبت دوم تزریق شیمیایی در سد کرخه» مجددا کارأیی روش تزریق دو مرحله‌ای (ابتدا تزریق سیمان و سپس تزریق شیمیایی) را به اثبات رساند. در این نوبت از تزریق شیمیایی آزمایشی با توجه به مسائلی از قبیل تمرکز زه در محل, فاصله نسبتا زیاد گمانه‌ها از یکدیگر و نیز عدم انجام تزریق دو مرحله‌ای در همه گمانه‌هاء مقدار نفودپذیری تشکیلات خاکی به ۶/۶ لوژان رسید که با توجه به مسائل یاد شده» بیانگر بازدهی خوبی است. ۲- نکته مهم دیگری که در این سری از آزمایش‌هاء با توجه به عمق زیاد گمانه‌هاء عملیات با آن مواجه شدء مشکلات شکست دوغاب سیمانی مرحله اول است. همان‌طوری که اشاره شد.ء در اثر تثبیت دوغاب سیمانی مرحله اول» تزریق شیمیایی مرحله دوم مستلزم استفاده از فشار زیادی حدود ۶۰ اتمسفر است که کار کردن با چنین فشاری در خیلی از موارد عملی نیست. برای رفع این مشکل می‌توان از تزریق دو مرحله‌ای در هر مقطع استفاده کرد. یعنی بعد از تزریق سیمان در هر مقطعء در همان مقطع تزریق شیمیایی انجام شود. این روش مستلزم تغییر پی‌درپی روش تزریق از سیمانی به شیمیایی و بالعکس است که نیازمند صرف هزینه و به‌خصوص وقت زیادی است. از دیگر معایب این سامانه می‌توان به احتمال خطای فراموشی در تزریق شیمیایی بعضی مقاطع و در نتیجه ایجاد سوراخ در پرده تزریقی آشاره کرد. بنابراین این روش عملی نخواهد بود. برای حل این مشکل دو روش می‌تواند مورد استفاده قرار گیرده روش اول موسوم به تزریق ساندویچی است و دیگری عبارت است از احداث یک پرده تزریق شیمیایی در بالادست پرده تزریق سیمانی موجود در گالری ۹۵۰. که در بخش بعد هر یک به تفصیل مورد بررسی قرار خواهند گرفت. ۳-۵-۸-۹ استفاده از روش تزریق ساندویچی برای حل مشکلات شسکست تزریق سیمانی مرحله اول روش تزریق ساندویچی» بهترین سیستمی است که می‌تواند برای حل مشکلات شکست تزریق سیمانی مرحله اول مورد استفاده قرار گیرد. این روش مستلزم حداقل سه ردیف گمانه است. ابتدا ردیف‌های کناری مورد تزریق سیمان قرار می‌گیرند که با کمک آنها خلل و فرج درشت موجود در تشکیلات خاکی مسدود می‌شود. سپس در ردیف میانی برای بستن سوراخ‌های ریز باقی‌مانده» تزریق شیمیایی صورت می‌گیرد. ماهیت این روش دقیقا مشابه تزریق توامان مواد سیمانی و شیمیایی در یک گمانه است. یعنی ابتدا با استفاده از تزریق سیمان» خلل و فرج درشت‌تر بسته می‌شود و سپس از تزریق شیمیایی برای پرکردن خلل و فرج ریزتر که با سیمان قابل آب‌بندی نیستند. استفاده می‌شود. تنها تفاوت موجود این است که در روش تزریق ساندویچی, تزریق سیمان و تزریق شیمیایی در یک گمانه واحد صورت نمی گیرد.ء بلکه ا زگمانه‌های مجزا استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که نتایج به‌دست آمده در زمینه استفاده از روش تزریق ساندویجی را نمی‌توان تعمیم داد. به عبارتی دیگرء نمی‌توان گفت که همواره باید از روش تزریق ساندویچی استفاده کرد. بلکه این امر کاملا تابع مشخصات تشکیلات خاکی و دیگر وضعیت‌های خاص موجود در محل است. اگر چنانچه شرایط خاص حاکم بر زمین‌شناسی و دیگر مشخصات گالری ۹۵۰ استفاده از روش تزریق ساندویچی را دیکته نمی‌کرد مسلما این روش که نسبت به تزریق توامان مواد سیمانی و شیمیایی در یک گمانه. مستلزم وقت و هزینه بیش‌تری است پیشنهاد نمی‌شد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱5۸ راهنمای بهسازی پی سدها بنابراین در ادامه باید یک پرده تزریق سیمانی دیگر در بالادست پرده سیمانی موجود اجرا شده و سپس بین آنها تزریق شیمیایی صورت گیرد (شکل ۳۰-۶ کر وروی ۸ 2 2 گا ۹۵ 7 یم ویس سس 7 م را / 7 پرده تزریق سیمانی 2 7 پرده تزریق سیمانی 7 موجود شکل ۳۰-۹ مقطع گالری ۹۵۰ با تزریق ساندویچی 2-0-۸-٩‏ احداث یک پرده تزریق شیمیایی در بالادست پرده تزریق سیمانی موجود روش دوم برای مقابله با مشکل شکست تزریق سیمان اولیه» احداث یک پرده تزریق شیمیایی در بالادست پرده ترریق سیمانی شیمیایی, خلل و فرج ریز بسته می‌شود. بدین ترتیب با توجه به نتایج تزریق‌های آزمایشیء پیش بینی می‌شود که نفوذپذیری سامانه به مقدار مطلوب کاهش یابد. بدیهی است در این حالت هزینه‌ها کاهش می‌یابد ولی نسبت به تزریق ساندویچی» این روش بازدهی کم‌تری در کنترل نشت دارد. اما در تزریق شیمیایی گالری 4۵۰ در نقاط اتصال گل‌سنگ‌هاء با توجه به خورند بالای مواد شیمیایی» به نظر می‌رسد هنوز مجاری باز با خلل و فرج درشت زیادی باقی‌مانده است. لذا در این حالت استفاده از یک پرده تزرریق شیمیایی در بالادست پرده تزریق سیمانی اجرا شده» از لحاظ فنی و اقتصادی توجیه نخواهد داشت. از لحاظ فنی به این دلیل این روش توصیه نمی‌شود که ژل تشکیل شده در محجاری باز فرسایش یافته و به راحتی دوام خود را از دست می‌دهد. ۹۵۰ ‏پیشنهاد طرح نهایی برای انجام تزریق شیمیایی اصلی در گالری‎ 1-۸-٩ با انجام دو نوبت تزریق شیمیایی آزمایشی در سد کرخه و تحلیل نتایج و تجربیات به‌دست آمده در این زمینه طرح زیر برای از مواد تزرریفی دو مولفه‌ای؛ شامل سیلیکات سدیم به عنوان ماده اصلی و اتیل‌استات به عنوان ماده واکنش زا استفاده می‌شود. ۲-سامانه تهیه» تحویل و تزریق مورد استفاده برای تهیه» تحویل و تزریق ماده شیمیایی از سیستمی متشکل از دو مخزن و یک پمپ استفاده می‌شود. یکی از مخزن‌ها شامل -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تُسسم - مثال‌های موردی نکم برای تزریق,» از لوله‌های حفاظتی مشبک» موسوم به لوله مانشت استفاده می‌شود. ۴- ترتیب گمانه‌ها ترتیب گمانه‌ها به‌صورت ساندویجی است. این روش شامل ۲ ردیف گمانه است که در ردیف‌های کناری تزریق سیمان و در ردیف میانی تزریق شیمیایی انجام می‌شود. مقطع گالری ۹۵۰ با تزریق ساندویچی در شکل ۲۷-۶ آمده است. -۷-۸-۹٩‏ بحث در مورد میزان فشار تزریق در مراحل مختلف تزریق شیمیایی همان‌طور که در ابتدای این مقاله, در قسمت معرفی تزریق شیمیایی آشاره شد.ء یکی از مهم‌ترین مزایای تزریق شیمیایی» فشار کم‌تر مورد نیاز برای انجام تزریق است که انجام عملی تزریق شیمیایی در سد کرخه نیز بر این مطلب صحه گذاشت. الف- فشار تزریق سیمان در سنگ از فشارهای معمول در چنین تزریق‌هایی که معمولا به ازای هر متر عمق ۰/۲۵ اتمسفر فشار در نظر گرفته و اعمال می‌شود. برای مثال برای تزریق در عمق ۱۰ متری فشار حداکثر 2111 ۳ می‌شود. ب - در تزریق کلوئیدی پس از اعمال فشار اولیه که برای شکست هیدرولیکی دوغاب دور مانشت است و حدود ۱۲ تا ۱۵ اتمسفر بوده و سپس افت داشته بنا بر توصیه مراجع بین‌المللی حداکثر ۳ بار در هر عمق بوده است. اصولا نقش تخلخل سنگ و میزان خورند دوغاب در هر مقطع در تزریق از اولویت اول برخوردار بوده و فشار به دلیل ویسکوزیته پایین دوغاب تنها برای رانش اولیه دوغاب در منافذ است و باید محدود و حداکثر 21110 ۲ باشد. -۸-۸-٩‏ نتیجه گیری برای اولین‌بار در کشورء از تزریق شیمیایی برای حل مشکلات ناشی از نشت در قسمتی از پی کنگلومرایی سد کرخه استفاده شد. با توجه به عدم وجود تجربه قبلی و تکنولوژی تزریق شیمیایی در کشورء تزریق شیمیایی آزمایشی در حال انجام در سد کرخه همواره در حال سیر تکاملی بوده و ضمن به اثبات رساندن کارآیی روش تزریق شیمیایی در کنترل و کاهش نشت. نتایج و تجربیات ارزشمند و منحصر به فردی را به همراه داشته است که اهم آزها عبارتند از: ۱ سامانه‌های بچینگ برای تهیه و تزریق مواد شیمیایی» کارایی ندارند. تجربه کرخه نشان داد مقدار بسیار کم باقی‌مانده از بچ قبلی» به عنوان یک عامل شتاب دهنده برای بچ بعدی عمل کرده و زمان ژل شدگی آن را به شدت کاهش می‌دهد. در نتیجه خطر انسداد لوله‌ها و پمپ وجود خواهد داشت. ۲- عدم توانایی تزریق شیمیایی به تنهایی» در کنترل زه. ۳ تلفیقی از تزریق سیمان و بنتونیت و سپس تزریق مواد شیمیایی» بهترین گزینه برای طراحی برنامه تزریق است. ۴- استفاده از تزریق توامان مواد سیمانی و شیمیایی به دو روش می‌تواند صورت گیرد. در روش اول هر دو ماده در یک گمانه واحد تزریق می‌شوند ولی در روش دوم که روش ساندویچی نامیده می‌شود. مواد سیمانی و شیمیایی در دو گمانه مجزا ۵- انتخاب روش گمانه واحد و یا روش ساندویچی کاملا تابع شرایط خاص حاکم بر هر پروژه است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱.۰ راهنمای بهسازی بی سدها ۶ طرح نهایی پیشنهادی برای تزریق شیمیایی اصلی در گالری ۹۵۰ سد کرخه که حاصل دو نوبت تزریق شیمیایی آزمایشی بوده» شامل موارد زیر است: - ماده تزریقی شامل سیلیکات سدیم به عنوان ماده اصلی و اتیل‌استات به عنوان ماده واکنش‌زا. طرح اختلاط شامل ۶۰ - در گمانه‌های تزریقی از لوله‌های حفاظتی مشبک, موسوم به لوله مانشت استفاده می‌شود. - ترتیب گمانه‌ها به‌صورت ساندویجی است. این روش شامل ۲ ردیف گمانه است که در ردیف‌های کناری تزریق سیمان و در ردیف میانی تزریق شیمیایی انجام می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- شانکریت و انواع آن -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست الف - تساتکریت و انوا ع آن ۱.۳ ۱- انواع ساتکریت اساسا دو نوع شاتکریت وجود دارد: - شاتکریت خشک (ع1ع0107[٩‏ 04۳۷-111) - شاتکریت تر (ع1010۳61 ‎٩1‏ ۷/۵1-1111۳) ان اضافه می‌شود. شاتکریت تر به‌صورت بتنی با اسلامپ پایین تهیه می‌شود و سیس به شیپوره یمپ شده و ن بحت می‌شود. استفاده شود ماده زودگیر کننده باید هنگام پاشیدن بتن در محل شیپوره اضافه شود. در جدول الف-۱-۱ مزایا و معایب این دو روش جدول الف-۱ مقایسه شاتکریت خشک و تر مخلوط تر مخلوط خشک - هنگام پخش ریخت و پاش کم‌تر است. - انطباق بیش‌تر با شرایط متغیر زمین دارد. به‌ویژه وقتی که با آب مواجه می‌شود. - گرد و غبار کم‌تر تولید می‌کند. - وسایل و دستگاه‌های مورد نیاز در مخلوط خشک معمولا ارزان‌تر بوده و مجموعه -کنترل نسبت آب به سیمان عملی است. بیش‌تری از وسایل در اختیار است. - نحوه اجرای شاتکریت تر چندان به مهارت اپراتور حساسیت ندارد زیرا | - ماشین های مخلوط خشک کوچک‌تر هستند و به ان ترتیب قابلیت انطباق بیش‌تر - اپراتور دستگاه مستقیما سرعت برخورد ذرات و دانه‌ها را کنترل می‌کند و به این ترتیب تراکم مخلوط با تنظیم جریان هوا در دهانه پخش عملی می‌شود. - دستگاه به آسانی تمیز می‌شود. - هزینه‌های نگهداری کم‌تر است. ۱-۱ طرح اختلاط روش کلی در طرح اختلاط برای هر دو نوع خشک و تر یکسان است. لیکن تفاوت‌های مهمی در جزییات با هم دارند که بستگی به روش مورد استفاده دارد. هر دو روش طرح اختلاط باید معیارهای زیر را تأمین کند: ۱- قابلیت پاشش خوب ‎-)٩11001201111۷(‏ طرح اختلاط باید به‌گونه‌ای باشد که با حداقل ریخت و پاش همراه باشد. ۲- مقاومت اولیه و کوتاه مدت (1۳6811ه 22۳[۷)- باید به اندازه کافی مقاوم باشد تا نگهداری و حایل در مقابل زمین در طول کم‌تر از ۴ تا ۸ ساعت ایجاد کند. ۳- مقاومت درازمدت ‎٩1۳61181[1(‏ 10118-107۲10)- با در نظر گرفتن مقدار ماده تند گیر لازم برای حصول قابلیت پاشش خوب و مقاومت اولیه باید مقاومت ۲۸ روزه مشخصی به‌دست آید. ۴- دوام (۳201[11۷ل0)- مقاومت درازمدت نسبت به شرایط محیطی باید حاصل شود. ۵- اقتصاد ((0001017)- کاهش هزینه مصالح و به حداقل رساندن ریخت و پاش -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ راهنمای بهسازی پبی سدها مخلوط شاتکریت به‌طور معمول شامل نسبت‌های زیر از مصالح به‌صورت خشک است (1994 ,۲0۵۷ ۶ ع۲10): - سیمان ‏ ۸۲۰-۱۵ - سنگ‌دانه‌های درشت ‏ ۴۰-۳۰ / - سنگ‌دانه‌های ریز یا ماسه ‏ ۵۰-۴۰ / نسبت آب به سیمان در شاتکریت به روش خشک بین ۰/۳ تا ۰/۵ در صد قراردارد که با توجه به شرایط محلی, توسط ایراتور شاتکریت تنظیم می‌شود. در شاتکریت تر نسبت آب به سیمان بین ۰/۴ تا ۰/۶ در صد است. ۲-۱ انتخاب مصالح سیمان سیمان پرتلند تیپ آ - به‌طور گسترده در شاتکریت مورد استفاده قرار می‌گیرد که این به علت فراوانی آن بوده و عمده مشخصات مورد نیاز شاتکریت معمولی را تامین می‌کند. سیمان تیپ]1 (نسبتا ضد سولفات) و تیپ ۷ (شدیدا ضد سولفات)- وقتی‌که سنگ» آب زیرزمینی یا آب مورد استفاده برای اختلاط سولفاته باشدء مورد نیاز است. سرعت گیرش و حصول مقاومت این دو نوع سیمان نسبتا ملایم است. سیمان تیپ آ11- به علت ترکیبات این سیمان و ریز دانه بودن آن مقاومت فوری و اولیه زیاد ایجاد می‌کند. معمولا سیمان تیپ [ همراه با مواد تند گیر استفاده می‌شود که این به علت فراوانی این سیمان و انعطاف‌پذیری آن نسبت به تغییرات کوچک در طرح اختلاط است. باید توجه کرد که بین سیمان و ماده زودگیر کننده سازگاری وجودداشته باشد.ء زیرارفتار اولیه و نهایی شاتکریت توسط سنگ‌دانه‌ها شن و ماسه طبیعی به سنگ‌دانه‌های شکسته ارجح است. زیرا این مصالح به علت گردگوشه بودن خصوصیات پمپ‌پذیری بهتری دارند. از جهات دیگرء کیفیت سنگ‌دانه‌های مورد نیاز برای شاتکریت مشابه بتن معمولی با کیفیت مرغوب است. سنگ‌دانه‌ها باید تمیز (0[2۸7)» سخت (۵۲۵)» سفت ([ع10)» محکم (ع51۳01) و بادوام (ع40۲۵]1) باشد. نباید بیش از ۲ از مصالح سنگی از الک شماره ۲۰۰ (۰/۰۷۵11۱۲) عبور کند. سنگ‌دانه‌ها باید عاری از مواد سیلتی و دانه‌های نرم یا پوشیده شده از مواد بوده و نیز میکا و مواد مضر قلیایی و آلی نباید درآن یافت شود. از مصرف سنگ‌دانه‌های با واکنش‌های قلیایی باید اجتناب کرد. اصولا بزرگ‌ترین اندازه دانه‌ها نباید از یک سوم قطر لوله انتقال در باریک‌ترین قسمت‌ها تجاوز کند. دستگاه‌های شاتکریت که دانه‌های تا قطر ۲۲ میلی‌متر را می‌تواند بپاشد در بازار وجود دارندء لیکن روال معمول این است که اندازه بزرگ‌ترین دانه‌های مورد -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست الف - ساتکریت و انوا ع آن ۱۵ دانه‌بندی مصالح شاتکریت در طرح اختلاط قابلیت پمپ شدن,ء جریان یافتن در داخل لوله‌های انتقال, اختلاط با آب در دهانه پخش, چسبیدن بتن به سطح مورد نظرء وزن مخصوص و اقتصادی بودن محصول نهایی» نقش اساسی دارد. شکل الف-۴حدود دانه‌بندی پیشنهادی برای تر کیب مصالح ریز و درشت برای استفاده در شاتکریت ر نشان می‌دهد. چنانچه درصد مصالح درشت دانه افزایش داده شود تراکم بهتر» وزن مخصوص بیش‌ترء نیاز به آب و سیمان کم‌تر» افت کم‌تر و مقاومت چسبندگی و مقاومت خمشی بیش‌تر حاصل خواهد شد. در عین حال افزایش نسبت مصالح درشت دانه» پمپ کردن شاتکریت را مشکل تر کرده و ریخت و پاش را هنگام پخش افزایش می‌دهد. بنابراین باید راه حل بینابینی را برگزید و پیشنهاد می‌شود از شکل الف-۴ به‌عنوان نقطه شروع در یافتن دانه‌بندی مناسب استفاده شود. ۵۹۵ ۱۱۱۱۱۵ ۳۹۹۹۱۱۱۱۱۵۵۹۹۹ ۵ 8۱۹۳۵۱۱۱۱۱۱۵ ۱۱۱۱۱۵ مه را از 1۱۱۱ ۱۱۱ لا مو ّ | || از الا[ اااااالا(ز | | ]از 5 رورا ۱۱۱11 الا الا 1۷ لام ن | | اما ]| |۱۱ نب ل لا 2 هد اااا1 اااااا ا ا ‎٩۵۷‏ الا ورد اا ااا 1 ا ۱ ۲ا ببببلللا ۰ مرا زا ا لااا ‎[٩‏ لب لام هه از لاخ ا|الا از | الللل 0و ۱۱ ۷ هللا ی" 8 انا ها | ال 8 «( ]1۱۱ ۱۱۱ ۱۱لا اه از لام ۶ لا ]1 اج ها[ | ۱۱۱زا ۳ ور | || ]لالز ۷۱۱۱۱ 1۳11۱۱۹۷ الا موه ]ا]ا را ]|| | | الا ْ 8 ۱۷۱۱۱۱۱۹۵۸ 11۱۱۱۱ 20 ا 3۱۳۷ ۱۱۱۱ الا 9 را( لام اج | ا 1۱۱1[ 100 انا اس نلنلننننلش ‎٩۰ 0001 5 01 15 105 0 ۱۵۵ ۱۱۱۱۳۲۵۵۹5 ۱۱ ۹126 6۳۵۱۵ شکل الف. ۱-حدود دانه‌بندی پیشنهادی برای سنگ‌دانه‌های شاتکریت - آب آب مورد استفاده در شاتکریت باید معیارها و استانداردهای بتن معمولی را دار باشد. آب باید تمیز و عاری از مواد غیر مجاز و - مواد زودگیر کننده (0016۳210۳۹5ع2) وقتی دستیابی سریع به مقاومت اولیه شاتکریت برای ایجاد حایل فوری در مقابل سنگ مورد نیاز است. مواد تند گیر به مخلوط اضافه می‌شوند. از مود زودگیرکننده به منظور بهبود شرایط پخش شاتکریت. جلوگیری از ریخت و پاش و خصوصا وقتی شاتکریت در قسمت‌های فوقانی و در سقف اجرا می‌شود نیز استفاده می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱.7 راهنمای بهسازی پی سدها کلرور کلسیم که مواد زودگیرکننده معمول در بتن است. گاهی در شاتکریت هم مصرف می‌شود. لیکن به اندازه کافی بیش‌تر مواقع در شرایط سازه‌های زیرزمینی سریع عمل نمی‌کند. اضافه کردن آن با نسبت ۵:/ سرعت گیرش زیادی ایجاد می‌کند. لیکن این عمل به قیمت کاهش مقاومت نهایی و دوام بتن تمام می‌شود. بنابراین استفاده از کلرور کلسیم توصیه نمی‌شود. تعدادی مواد زودگیرکننده مخصوص برای استفاده در شاتکریت به بازار عرضه شده‌است و این مواد به مراتب سریع‌تر از مواد معمول زودگیر کننده مورد استفاده در بتن عمل می‌کنند. این مواد زودگیرکننده معمولا حاوی نمک‌های قابل انحلال در آب شامل. کربنات سدیم» آلومینات سدیم و هیدروکسیدکلسیم هستند. نسبت اختلاط این مواد و سایر مواد زودگیر کننده از یک تولید کننده به تولید کننده دیگر متفاوت است و برای ساختن مخلوط آزمایشی به‌عنوان شروع کار باید از مقررات و دستورالعملی که سازنده ارائه می‌دهد. استفاده کرد. مواد زودگیر کننده هم به‌صورت مایع و هم به‌صورت پودر به بازار عرضه می‌شوند. و به‌خاطر خطر اشتعال آنهاء باید دقت کافی در جابه‌جایی و استفاده از آنها به عمل آورد. موارد که مقاومت درازمدت شاتکریت در محیطی نامساعد مطرح بوده و از اهمیت برخوردار است. ممکن است لازم باشد که لایه‌های نهایی شاتکریت بدون استفاده از مواد زودگیر کننده اجرا شوند. برخی از مشخصات فنی ومهندسی بر رفتار شاتکریت تاثیر می‌گذارند. این مشخصات عبارتند از مقاومت فشاری» مقاومت چسبندگی,» مقاومت خمشی, مقاومت کششی و مدول الاستیسیته. نمونه‌ای از تغییرات مقاومت فشاری شاتکریت با زمان در جدول الف-۲ آمده است. جدول الف. ۲ - نمونه‌ای از تغییرات مقاومت فشاری شاتکریت با زمان ٍ ز ۸ روزه ۰ شاتکریت بدون مواد زودگیر کننده ٍ : ۳ ۰ ۳۱۳۳۵ ٍ شاتکریت با ۳ مواد زودگیر کننده ٍ ۵ ۰۶۸ ۱ ۳۳۵ ۶-۱ شاتکریت مسلح شده با الیاف (ع1ع1010۳؟ ۲۵1:]0۲۲۵۵ 110۳۵) توده سنگ پس از گرفتن شاتکریت غیر معمول و دور از انتظار نیست. قرار دادن تور سیمی جوش شده می‌تواند براین مساله غلبه مخلوط شده و اجرا شود توجه زیادی را به خود جلب کرده و طی سال‌های گذشته تحقیقات زیادی در این زمینه انجام شده‌است. -------- صفحهٔ بعد -------- در بیش‌تر تحقیقات و کارهای آزمایشگاهی اخیرء الیاف فولادی به‌طول ۲۵ میلی‌متر و قطر ۰/۲۵ میلی‌متر و با نسبت ۳ تا ۶ درصد وزنی به سیمان و سنگ‌دانه‌ها اضافه شده است. بررسی‌ها نشان می‌دهد که استفاده از الیاف بیش از این درصد. آمیختن آن با شاتکریت و پاشیدن شاتکریت را با مشکل روبرو می‌سازد. اشکالات ناشی از در هم پیچیده شدن الیاف و ریخت و پاش بتن تا ۶۰ ./ گزارش شده‌است. تحقیقات نشان می‌دهد که مخلوط کردن الیاف با بتن در دهانه شیپوره» اتلاف آنها را تا حدود ۱۵ کاهش داده و مشکلات مربوط به در هم پیجیده شدن الیاف را نیز کم می‌کند. در یک تحقبق مقاومت ۲۸ روزه شاتکریت مسلح با الیاف فولادی ۸۱10۵ به‌دست آمد که در مقایسه با شاتکریت غیر مسلح با مقاومت ۲-۵1۳۵ قابل ملاحظه است (1978 ,[[5۵1106). برای افزایش چسبندگی بین الیاف و ملات می‌توان الیاف را با زبر کردن سطح آن یا با ایجاد تغییر شکل‌های مکانیکی اصلاح کرد. بنابراین الیاف می‌تواند به فرم‌های صاف, آج‌دارء مارپیچ» موج‌دار و تاییده شده باشد همراه با انتهای قلاب شکل, پره‌ای» دکمه‌ای یا دیگر شکل‌های مهاری به عنوان مثال نمونه‌های متداول آلیاف فولادی در شکل الف-۵ نشان داده شده است که شامل موارد زیر است: - سطح صاف (گردء تخت یا اشکال دیگر) - سطح زیر آج‌دار و کنده شده -‏ گرد با انتهای پره‌ای -‏ گرد با آنتهای دکمه‌ای - گرد با انتهای قلاب‌دار - موج‌دار (گرد تخت یا اشکال دیگر) - چندضلعی تابیده شده (جدید) در برخی انواع الیلف. به منظور افزایش چسبندگی در مقیاس بسیار کوچک» سطح کنده‌کاری شده و یا با پلاسما اندود می‌شود. همچنین انواع دیگری از الیاف فولادی با اشکال بسته نظیر حلقه و گیره مورد استفاده قرار گرفته است (شکل الف-ع) که منجر به افزایش قابل توجه طاقت (8۵ع108[111) بتن در فشار شده است اگر چه کاربرد الیاف اخیر از مرحله تحقیق جلوتر نرفته است (2003 ,۸۵۵1۵1). (5۱206 31۷ آ۵ ۵7 ]13 ۲۵۹۵۰) 5۳0۲266 5۳۵۵۱۳ ۱۵۵۲1۵۵, ۵12۱۵۵, ۲۵۵9۱۱۵۹۵۵۲ 68 ۳۲۲۵ ۷۱۱۲ ۵۲۱۵ 05 ۲۵۷۳۵ ۷۷۱۸۲ ۵۵۹۵ ۹۶ ۹ ۲۵۵۵ ۷/۱۲ ۱۵۵۴۵۵ 5 2 0۱۱۳۳۵۵ ۲۵۹۵۰ 8۹۵1 ۵۲ ۵۲ 300 502100 ۴۵۱۶9۵۲۵۱ ۵۷۱۹)۵۵ )۱۵۷( شکل الف. ۲- انواع الیاف فولادی متداول در بتن و شساتکریت -------- صفحهٔ بعد -------- شکل الف. ۳- الیاف با شکل حلقه بسته در جدول الف-۳ نمونه طرح اختلاط شاتکریت مسلح شده با الیاف آورده شده‌است. در شکل الف-۷ ظرفیت انتقال بار شاتکریت ساده (غیر مسلح)» شاتکریت مسلح شده با توری فلزی و شاتکریت مسلح شده با الیاف فولادی با هم مقایسه شده‌اند. جدول الف. ۳- نمونه طرح اختلاط شاتکریت مسلح شده با الیاف ٍ ۱ مخلوط خشک ۱ مخلوط تر ٍ ٍ ٍ ۵/0 ٍ درصد وزنی ٍ 8/0 ٍ درصد وزنی ٍ دوده سیلیس ْ ۸ ۳ ْ ۷ سنگ‌دانه 9 ۷۵,۵ ۱۳۰ ٍ ۶۸,۹ الیاف فولادی ٍ ۶ ی ۶ ۳۶ روان کننده ْ 1 ٍ : لش ۲ ْ ۱ کاهنده آب ٍ 5 ۲ لیتر ٍ اه ٍ مواد هوازا ْ 8 در صورت لزوم ٍ ۱ آب ٍ در شیپوره کنترل می‌شود ۱/۸۰ ٍ ۷۷ ٍ ۱ مجموع ٍ ۳۳۳ ۱۰ ۳۳۱ ٍ ۱۰ ٍ -------- صفحهٔ بعد -------- 5۲0710۴۴ لااشا۲۳ 0.75 ۹۵ 0۳۹۸۱۱۹ 2۳ 0 1.25 ۹۵ 05۸۱/۱۲ 2۳ 0 ۷۷۱۳۴ ۱۱۴۹۲ 8۴۱۸۱۴۳۵۳۹۵۴۲۴۲۲ ۵ 10 20 30 40 50 00610۲۲۵110۳ ۱۲۱ شکل الف. ۶- مقایسه ظرفیت انتقال بار بین شاتکریت ساده, شاتکریت مسلح شده با توری فلزی و شاتکریت مسلح شده با الیاف فولادی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- استفاده از ابزاربندی برای رفتلرنگلری -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ب - استفاده از ابزاربندی برای رفتارنگاری ۱1۳ ۱-تاریخچه ابزاربندی ابزاربندی‌های ژئوتکنیکی طی سال‌های ۱۹۴۰-۱۹۳۰ برای کمک به مشاهدات صحرایی و محلی به‌وجود آمد. در۵۰ سال اول؛ فقط تعدادی روش مشخص برای ابزاربندی و اندازه‌گیری به‌کار می‌رفت در سال‌های اخیر با پیشرفت تکنولوژی و افزایش نقش و حساسیت اندازه‌گیری‌های ژئوتکنیکی, وسایل پیچیده الکتریکی و پنوماتیکی پا به عرصه گذاشته و رایج گشته‌اند. در عین حال این تکنولوژی پیشرفته نیاز فزاینده‌ای به مهارت‌های ژئوتکنیکی دارد که متاسفانه امروزه تعداد زیادی از برنامه‌های ابزاربندی در دست افرادی است که آشنایی کافی با هدف و منظورهای این اندازه‌گیری‌ها ندارند و در نتیجه, این ابزاربندی‌ها و اندازه‌گیری‌ها در مقایسه با سال‌های آغازین, گاهی مفید نیستند. ۱-۱- هدف از ابزاربندی به‌طور کلی اهداف اصلی ابزاربندی و رفتارنگاری عبارتند از: الف-کنترل در حین عملیات اجرایی در خلال دوره ساختمان, کلیه عوامل مهم طرح مورد بررسی قرار گرفته و در صورت لزوم بازنگری‌های لازم در طرح و نحوه عملیات اجرایی اعمال می‌شود. تایید طراحی: ابزارها برای تایید فرضیات طراحی و کنترل عملکرد پروژه با آنچه که برای آن پیش‌بینی شده استء به کار می‌روند. داده‌های به‌دست آمده از ابزارهای اندازه‌گیری که از مراحل اولیه یک پروژه حاصل شده باشند» ممکن است احتیاج (و یا مجال) تغییر در طراحی برای مراحل بعدی پروژه را آشکار سازند. کنترل نحوه عملیات اجرایی: ابزارها برای بازبینی تاثیرات روش‌های مختلف اجرا نیز به کار می‌روند. داده‌های حاصل از ابزار به مهندس اجرایی» کمک می‌کند کرده تا تشخیص دهد که آیا نحوه و یا سرعت اجرا برای تامین پایداری صحیح است یا نه. حمایت قانونی: داده‌های ابزار دقیق به عنوان شاهدی برای دفاع قانونی از طراحان و پیمانکاران در مقابل ادعای مالکان زمین و مستحدئات مجاور پروژه» مبنی بر سیب رسیدن به آنها در اثر اجرای پروژه کاربرد قانونی دارند. ب-کنترل بعد از اتمام عملیات اجرایی: در این مرحله» میزان دستیابی به اهداف طراحی مورد بررسی قرار گرفته و اطلاعات مبنا قبل از بهره‌برداری تهیه می‌شوند. ج-کنترل در حین بهره‌برداری: در این مرحله» تغییراتی که در عوامل مختلف به علت شروع عملیات بهره‌برداری رخ می‌دهد. مورد اندازه‌گیری و بررسی قرار می‌گیرند. این مرحله در واقع کنترل رفتار سازه تحت بارهای وارده و مقایسه آن با مفروضات طراحی است. در صورت افزایش مقدار یک عامل از مقدار پیش‌فرض آگاهی‌های لازم برای شروع یک حادئهٌ ناخواسته به وجود آمده و راه‌های پیشگیری و کاهش زیانها به مرحله اجرا درمی‌آید. د- اهداف تحقیقاتی و بهبود روش‌های طراحی: از جمله اهداف مهم ابزاربندی» اجرای پروژه‌های تحقیقاتی به منظور مقایسه نتایج عملی و در صورت لزوم بهبود و اصلاح روش‌های طراحی است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱71 راهنمای بهسازی پی سدها ۲-۱ -لزوم ابزاربتدی رفتارسنجی در مرحله مطالعه» ساخت و بهره‌برداری» یکی از مفیدترین ابزارها برای کنترل طرح یا بهینه کردن و تصحیح آن و نیز فراهم آوردن تمهیدات لازم در حین ساخت بوده و پس از تکمیل پروژه» به منظور جلوگیری از صدمات و خرابی‌های احتمالی و یا بیشینه کردن سود اقتصادی طرح به کار می‌روند. بدین منظور با نصب ابزار دقیق مناسبء عوامل موثر در پایداری و عملکرد طرح در قسمت‌های مختلف آن و نیز رفتار آن نسبت به زمان» مورد تحلیل قرار می‌گیرند. با توجه به پیشرفت های زیادی که در زمینه تکنولوزی و ساخت وسایل اندازه‌گیری و ابزار دفیق صورت گرفته است. بهترین و مطمئن‌ترین راه به منظور کنترل ایمنی طرح در زمان ساخت و بهره‌برداری» استفاده از سامانه رفتارسنجی است به‌طوری که امروزه بهره گیری از سامانه‌های ابزار دقیقء یکی از ضروریات اصلی طرح‌های عمرانی مهم از بهسازی پی سدها قلمداد می‌شود. طراحی یک روش بهسازی خاص براساس بررسی‌ها و آزمایش‌های اولیه و قضاوت مهندسی در تعیین محتمل‌ترین مقادیر خصوصیات مهندسی در دامنه مقادیر ممکن انجام می‌شود. هم‌زمان با پیشرفت اجرا و مشاهده شرایط ژئوتکنیکی» میزان اعتبار قضاوت‌های طراحی ارزیابی شده و در صورت لزوم اصلاح می‌گردند. بنابراین مشاهدات مهندسی در حین اجرای روش‌های بهسازی یک جزء مکمل روند طراحی بوده و ابزارگذاری ژئوتکنیکی» وسیله‌ای برای کمک به این مشاهدات است. ۳-۱ -توانایی‌های فردی لازم در ابزاربندی تکنسین و پرسئل اندازه‌گیر و ابزاربند باید قابل اعتماده صبورء با پشتکار» دقیق, فعال, با انگیزه و آشنا با مقدمات مهندسی زئوتکنیک, مکانیک و برق باشد. 2-۱ -خطا و عدم اطمینان در اندازه گیری ابزاربندی برای آندازه‌گیری کمیت‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و هر اندازه‌گیری دارای خطاها و عدم اطمینان‌های مخصوص خود است. در این قسمت به بررسی عوامل ایجاد خطاء تاثیر آزها بر اندازه‌گیری‌ها و روش‌های کاهش خطا پرداخته می‌شود. تطابق(ع001110۳1322): وجود وسیله اندازه‌گیر نباید عامل مورد بررسی را تحت تاثیر قرار دهد و ابزاری که پارامتر مورد سنجش را تغییر دهد. تطابق کم‌تری خواهد داشت. به‌عنوان مثال, کشیدگی‌سنج گمانه و هرگونه تزریق اطراف آن باید به اندازه کافی شکل‌پذیر باشد تا کم‌تر بر تغییرشکل‌های سنگ اطراف خود تاثیرگذار باشد و یا ویژگی‌های شکل‌پدیری سلول فشارسنج زمین باید با شکل‌پذیری زمین اطراف خود متناسب باشد. همچنین حفر گمانه برای نصب یک وسیله نباید تغییر زیادی در شرایط زمین اطراف آن ایجاد کند. به‌همین ترتیب پیزومترها نباید با ایجاد مسیرهای زهکشی باعث افت فشار آب‌حفره‌ای در مکان‌های دیگر شوند. به‌دلایل فوق» تطابق یکی از عوامل موثر در دستیابی به دقت‌های زیاد خواهد بود. صحت(0۳۵۱۷ع22): صحت. فاصلهٌ مقدار اندازه‌گیری شده یک عامل را با مقدار واقعی آن بیان می‌کند. صحت یک وسیله طی واسنجی آن» که مقدار واقعی عامل مورد بررسی توسط یک وسیله دیگری که صحت آن مشخص و تعیین شده است» مشخص می‌شود. معمولا صحت به‌صورت یک مقدار + دار بیان می‌شود. صحت ۱+ میلی‌متر یعنی اینکه مقدار اندازه‌گیری شده در محدوده -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ب -استفاده از ابزاربندی برای رفنارنگاری ۱7 یک میلی‌متری مقدار واقعی است و صحت ۱+ به‌معنی این است که مقدار اندازه‌گیری شده در محدوده یک‌درصدی مقدار واقعی است. هنگام انتخاب هر وسیله اندازه گیر با صحت مشخص, صحت کل سامانه و صحت تک‌تک اجزای آن باید مورد توجه قرار گیرد. دقت(0۳00(9(01): دقت» فاصلهٌ هر یک از مقادیر اندازه‌گیری شده به میانگین آنها است و همان تکرارپذیری(2۵1۵0(111۷ع۲) است. معمولا دقت به‌صورت یک مقدار + دار بیان می‌شود. تعداد ارقام معنی‌دار در هر اندازه‌گیری» دقت آن‌را نشان می‌دهد؛ به‌عنوان مثال دقت ۱/۰۰ بیش‌تر از دقت ۱/۰+ است و بالعکس مقدار هر اندازه‌گیری» دقت دستگاه و وسیله استفاده شده را نشان می‌دهد. همچنین تعداد ارقام معنی‌دار نمی‌تواند صحت اندازه‌گیری را مشخص کند. تفاوت دقت و صحت در شکل ب-۱ نشان داده شده است. مرکز دوایر مقدار واقعی پارامتر مورد بررسی را نشان می‌دهد. در حالت اول اندازه‌گیری دقیق بوده ولی صحیح نیست مثل اندازه‌گیری با متر تاب خورده یا فشارسنج صفر نشده؛ چنین خطاهایی, خطاهای نظام‌مند (سیستماتیک) هستند. در حالت دوم اندازه‌گیری دقیق نبوده ولی در صورت کافی بودن تعداد اندازه‌گیری‌هاء میانگین آنها صحیح خواهد بود. چنین خطاهایی» خطاهای تصادفی هستند. در نهایت. اندازه‌گیری حالت سوم دقیق و صحبح است. )8‏ (8) دقیق ولی نادرست غیردقیق ولی به‌طور متوسط صحیح دقیق و صحیح شکل ب-۱- تفاوت دقت و صحت در اندازه گیری‌ها ریزی(۳69010011010): کوچک‌ترین تقسیم‌بندی مقیاس قرائت هر وسیله, ریزی آن نامیده می‌شود. باید توجه کرد که با اینکه برخی اوقات می‌توان بین دو تقسیم‌بندی مقیاس قرائت. درون‌یابی کرد ولی این درون‌یابی باعث افزایش ریزی وسیله نمی‌شود. ریزی دستگاه‌های دیحیتالی, به اندازه افزایش آخرین رقم آنهاست. حساسیت( 901511۷117): حساسیت در حقیقت میزان واکنش یک وسیله یا ورارسان در برابر مقدار ورودی به آن می‌باشد. به‌عنوان مثال حساسیت یک ورارسان اختلافی خطی (1.۷177) که برای تغییرشکل سنگ ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. حدود ۱۰۰۰ میلی ولت به ازای هر اینچ(.111۷/10) است. حساسیت بالا نمی‌تواند دلیلی بر دقت و یا صحت بیش‌تر باشد و وسیله حساس‌تر فقط بیش‌تر واکنش داده و خروجی بیش‌تری دارد. خطا(0۲۳۵۴): خطا اختلاف بین مقدار اندازه‌گیری شده و مقدار واقعی است. که در نتیجه از نظر عددی مساوی دقت خواهد بود. انواع خطاها را می‌توان به‌صورت زیر خلاصه کرد: - خطاهای بزرگ: این خطاها ناشی از بی دقتی» خستگی و تجربه کم هستند و شامل قرائت غلط. ثبت غلطء خطاهای اپراتوره مقایسه قرائت فعلی با قرائت‌های قبلی و آشنایی و آموزش کافی قابل کاهش هستند. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱77 راهنمای بهسازی پی سدها - خطاهای نظام‌مند: این خطاها ناشی از واسنجی نادرست» تغییر کالیبراسیون با زمان» هیسترزیس و خطی بودن هستند. این خطاها را می‌توان با واسنحی‌های دوره‌ای و مقایسه نتایج با استانداردها کم کرد. - خطاهای محیطی: این خطاها ناشی از گرماء رطوبت» لرزش,» ضربه, فشار» خوردگی و غیره هستندء که می‌توان آثار ناشی از عوامل فوق‌الذ کر را اندازه‌گیری کرده و ضرایب اصلاحی اعمال کرد و یا از وسایلی که کم‌تر تحت تاثیر عوامل محیطی قرار می‌گیرندء استفاده کرد. به‌طور کلی توصیه می‌شود شرایط محیطی به‌همراه داده‌های دیگر اندازه‌گیری و ثبت شوند. - خطاهای مشاهده‌ای(6۳۳۵۲۹ [00۹6۲۷۵110۵): تکنسین‌های مختلفء به‌روش‌های مختلفی قرائت می‌کنند. این خطاها را می‌توان با برگزاری کلاس‌ها و دوره‌های آموزش مخصوص کاهش داد. همچنین در صورت امکان با استفاده از روش‌های قرائت خودکار می‌توان این خطاها را از بین برد. ۵-۱- مشخصات عمومی دستگاه‌های اندازه گیری دستگاه‌های اندازه‌گیری» لازم است تا در سخت‌ترین شرایط محیطی, قادر به کار بوده و به‌طور عادی عمری در حدود حداقل چندین دهه داشته باشند. مشخصات فیزیکی مطلوب برای یک ابزار به‌قرار زیر است: - از لحاظ مفهومی ساده و سازگار با نوع اندازه‌گیری باشد. - پایایی لازم در مقابل شرایط محیطی و بهره‌برداری سخت را دارا باشد. - از نظر قیمت اولیه و مخارج نگهداری و بهره‌برداری کم‌هزینه باشد. - دقت و حساسیت لازم را داشته باشد. 1-۱- طراحی سامانه‌های ابزار دقیق منظور از طراحی سامانه‌های ابزار دقیق, ارائه برنامه کار» مشخصات فنی دستگاه‌ها و جزییات نصب آنها به همراه توضیحات لازم در خصوص چگونگی بهره‌برداری از آنهاست. طراحی سامانه ابزار دقیق, مانند هر مسئله مهندسی دیگری, نیازمند تعریف دقیق از مسئله مورد نظر است و پس از آن با برداشتن گام‌های مشخص, پاسخ مسئله مذکور مشخص می‌شود که شامل ارائه دقیق جزییات. نقشه‌های اجرایی» تعیین دقیق کیفیت اجرا و حتی روش اجرا و تعیین مشخصات فنی دستگاه‌ها است. طراحی یک سامانه ابزار دقیتی باید به گونه‌ای باشد تا این اطمینان حاصل شود که اطلاعات مورد نیاز هم درحین دوره ساختمان و هم در دوره طولانی‌تر بهره‌برداری» به‌دست خواهند آمد. نیازهای یک سامانه و روش‌های مورد استفاده در تحلیل مشاهدات باید به‌طور دقیق معین شده و انتخاب نهایی ابزار اندازه‌گیری و همچنین آرایش هماهنگ آنهاء منطبق بر این نیازها باشد. به‌طور کلی» گام‌های مختلف لازم برای طراحی سامانه ابزار دقیق به ترتیب زیر است: - شناسایی پروژه - تعریف هدف ابزارگذاری - گزینش پارامترهایی که باید اندازه‌گیری شوند. -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ب - استفاده از ابزاربندی برای رفتارنگاری ۱1۷ - انتخاب ابزار یا تجهیزات - انتخاب محل نصب ابزار - تعیین مسئولیت‌های طراحی, ساخت» تهیه و بهره‌برداری از ابزار و پرسنل ماهر - تعیین عوامل موثر بر اندازه‌گیری‌ها - تهیه برنامه کاری در زمینه نصب ابزار و قرائت آنها ۷-۱- چند نمونه از وسایل اندازه‌گیری اندازه‌گیری‌هایی که در حین اجرا انجام می‌شود باید به‌گونه‌ای باشند که از اطلاعات به‌دست آمده برای ارزیابی اعتبار و صحت طراحی استفاده کرد یا توسط آزها مطالعات طراحی را تکمیل کرد. به‌علاوه این اندازه‌گیری‌ها باید مسائل و مشکلات بالقوه در پروژه را هشدار دهند تا اقدامات ترمیمی قبل از اینکه مشکلات به مرحله‌ای برسند که مستلزم هزینه زیادی باشند یا از نظر اجرایی غیرممکن باشند انجام شود. در بحث و بررسی پیرامون استفاده از ابزاربندی طی مراحل اجرایی بهسازی باید توجه کرد که ابزار مورد استفاده ساده و محکم باشند و به طریقی نصب شوند که تداخل با فعالیت‌های اجرایی به حداقل برسد. ۱-۷-۱- نقشه‌برداری کنترل جابه‌جایی و تغییر مکان یکی از موارد مهم در عملیات بهسازی پی سدها است. روش‌های متعددی برای کنترل و نظارت بر تغییر مکان‌ها و جابه‌جایی موجود است که مهم‌ترین آنها شامل نقشه‌برداری» استفاده از انحراف‌سنج و نشست‌سنج و به‌کارگیری انبساطسنج‌ها است. درصورتی که دسترسی مناسب فراهم باشد و وقتی که اندازه گیری‌ها را بتوان نسبت به نقاط نشانه ثابت و محکمی سنجید روش‌های نقشه‌برداری معمولی و با کیفیت بالا از قبیل تراز یابی و مثلث بندی را می‌توان برای تعیین مقدار مطلق تغییر مکان‌های نقاط مختلف به کار برد. مزیت این روش آن است که وسایل نقشه‌برداری درحد کیفیت موردنظر معمولا در محل موجوداست و اکثر نقشه‌برداران خوب قادر به انجام اندازه‌گیری‌های مورد نیاز هستند. با ورود دستگاه‌های الکترونیکی- نوری برای اندازه‌گیری فاصلهء کار نقشه برداران ساده‌تر شده است و می‌توان از محل ثابت دستگاه فواصل آن تا تعدادی نشانه‌ها و علایم بازتابنده را که به نقاط مختلف وصل شده‌اندازه‌گیری کرد و از این طریق اطلاعات مفیدی به‌دست آورد. ۲-۷-۱ انبساطسنج میله‌ای (۲ع ۵۷۵۲۹01۱۵ ۲۵۵) این ابزار برای اندازه‌گیری جابه‌جایی‌ها استفاده می‌شود. این انبساطسنج ها مرکب از میله‌هایی استء که به نقاطی انتخابی در داخل چالی که به همین منظور حفر شده است متصل می‌شود. میله‌ها معمولا در پوششی از لوله پلاستیکی قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شودکه اصطکاک در حداقل ممکن باقی می‌ماند. شکل ب-۲ یک انبساطسنج ساده با دو محل مهار (4110101) را نشان -------- صفحهٔ بعد -------- ۱71۸ راهنمای بهسازی پی سدها ۵ ۲ م0عع046 ۲۳ 51 1۱4۱3۲۱0۳۲ ۱د|د۵ شکل ب-۲- نمونه‌ای از انبساط سنج میل‌های برای اندازه‌گیری جابه‌جایی ۳-۷-۱- پیزومتر (016201610۲) چاه‌های مشاهده‌ای و پیزومترهای لوله ایستا جز سامانه باز به شمار می‌روند. از جمله پیزومترهای سامانه بسته می‌توان به پیزومترهای پنوماتیکی؛ هیدرولیکی؛ تار مرتعش و مقاومت الکتریکی اشاره کرد. نمونه یک پیرومتر در شکل ب-۳ نشان داده شده‌است. با نصب پیزرومتر در نقاط مختلف می‌توان فشار آب در آن نقاط را حساب کرده و با مقادیری که در مرحله طراحی در نظر گرفته شده‌بود مقایسه کرد و در صورت تفاوت زیاد تمهیدات لازم را به عمل آورد. در جدول ب-۱ پیزومترهای لوله ایستاء پنوماتیکی و تار مرتعش با هم مقایسه شده‌اند. شکل ب-۳- نمونه یک پیزومتر (بروشور شرکت 1151۳۷۲1۳۲۱1۹ [[50) -------- صفحهٔ بعد -------- جدول ب-۱ مقایسه پیزومترهای مختلف ٍ لوله ایستا پنوماتیکی تار مرتعش ِ تا فشار (0:۴/ع1) ۱۳ تا فشار (*00/ع)۳۵ زمان عکس العمل کند سریع ری ٍ مخزن داخلی کوچک نه, فقط از بالای لول امکان ‏ بله, توسط لوله ایستگاه قرائت بله, توسط کابل به کنترل مرکزی قرائتگر اندازه آن به نوع کار بستگی دارد دسترسی وجود دارد وصل می‌شود وصل می‌شود ار وی اه : ۰ ْ دسترسی از دور در اثر اختلالات دسترسی از دور قرائت آسان.؛ مزایا سهولت کار با آن و کم خطا بودن کابلهای بلند باید در مقابل شود هر سر کم هزینه‌ترین کم‌هزینه‌تر از تار مرتعش 2-۷-۱ سلول فشار کل (1اعع 0۳۶۹۱۲۵ [012)) با استفاده از سلول فشار کل, می‌توان میزان فشار کل وارده در نقطه مورد نظر را اندازه گرفت. سلول فشار کل از دو صفحه که سلول فشار کل نشان داده شده است. این سلول‌ها فشار وارد بر صفحات را در جهت عمود بر آزها اندازه‌گیری می‌کنند. اه پرهزینه‌ترین هم یه شکل ب -۶- نمونه سلول فشار کل (بروشور شرکت 111010210۳ ع5۱0) اگر در محلی که سلول فشارکل نصب شده» پیزومتر نیز نصب شده باشد. اختلاف فشار قرائت شده توسط سلول فشار کل و -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۰ راهنمای بهسازی پی سدها ۵-۷-۱ سلول بار (11ع» 1020) از سلول بار برای اندازه‌گیری میزان بار در راکبولت‌ها استفاده می‌شود. سلول‌های بار انواع مختلفی دارند. در برخی سلول‌های بار میزان بار وارده به‌طور مستقیم روی آن قابل قرائت است. در شکل ب-۵ یک سلول بار دیگر که نیاز به‌دستگاه جداگانه‌ای برای قرائت میزآن بار داردء نشان داده شده است. در شکل ب-۶ نحوه نصب سلول بار نشان داده شده و در جدول ب-۲, ظرفیت و مشخصات هندسی سلول‌های بار ساخت یکی از شرکت‌های سازنده ابزار دفیق ارائه شده است. 2 شکل ب-۵- نمونه چند سلول بار با ظرفیت‌های مختلف 803۲: 5 ۲ ۵۲-ما اا۲۰۸ ۵0| سس 7100 110-83۷ 37 شکل ب-1- نحوه نصب سلول بار -------- صفحهٔ بعد -------- پیوست ب -استفاده از ابزاربندی برای رفنارنگاری )۱۲۳ جدول ب-۲- مشخصات سلول‌های بار شرکت 11۹1۳۲۷1۳۵۲15 [[50 اممم و که مهن مق 0 5.55 ۴۹ ۲۵۱۵ | 012.۲۲۱ ۱۹۵۹۵ 3 ]|24 ۵۵ ا 3۵0 | و88 | 100 دا 39 ا ۵۵ | 4۹۵0 | 102 | 230 دا دا 8۵۵ ا 30 | 121 | 3۵0 3یا و89 ۵۵ ا 880 | 182 | 85۵0 دا 835 ۵۵ | 80 | 146 | 10۵۵ درا 82 | ۵۵ | 90 | 165 | 1000 5 | 110 | 8۵0 | 180 | 220 | 15300 .6 ا 15 | 8۵۵ | 190 | 275 | 2000 6 ]| 270 | 8۵0 | 190 | 292 | 3000 6 285 | 8۵0 | 190 | 292 ]| 40۵۵ 6 ]300 | 8۵0 ]| 190 ]| 305 | 5000 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- منابع و مراجع ۱۷۳ منابع و مراجع 0۱ م5106 ان ۸۹00101100 00ع ۸ ما10 1۳۵۷۵۲ آزوگ بازگ 1990.10 10 7ک۸۸ ۱۰ 0 س-(۸)00) ۸0 اه 00۳0۹ اون لمعادامو‌دش 1۳۵ داه 011 مر وناها 1۵۵00 ۵0 0۵0 00/1166 ناگ 00۳166 001[ (8۸ 1 کاه) 0امش علاط 1۳۵۹00۲۵1100 ک دما ۰ ,6((071)] 27 700۶۵۷۵ بدل ۹/۵0۵ ۲۲۱۵۳۵۵۶ 18 :1۳۳۵11 000 ۹۵۱1۵۳۵۵ 00۵۵ 1۵۳۵۷۵۵۶ 00۳۵ بر997ل) ما۸ .2 1 500101۷ ۸۳۳۵۲1۵۵ ,09 .۸0 ۳۳/100110۶1 امک 6000 ول ناشاک ۹ ۷) ۱987-1997 ۰ ۲0۷۷ ,۷۵۳۰ ۸0۷۷ ,۳۵۱۵۵۰ ااس0 60 |01۳۵ ۵ 600118 00۵01100 1983 ,۲1.۳ ۱۷1۵0۳۹0 300 .لا مع 0۵۵ .۷۷ لفط .3 ۹9 205-۰ .00 ,۳۳۵۵ ۳۵۳۵۵10۵ 7 ۷۵۱۰ بع نگ 000۶10 ما10 عحسما ۱۵۷۵۵۵۲۹۵ ]00109۱1 ۱۱ 60/۱۵ مالا0 0 ۳۵۱۷۵۶1۵1۵ 1-80 0011زا 1982۰ ۵۰ مجسط 4 ب۸[0۷ )۸5 ,00394-402 041 0۱6 ۸ .2002 ,(100 ۸۹00121 1310۳۵100 ۵00 ۵۵۳۵ اد ]1 100 اعدم)) ۸ .5 ۰ ,573 ۳۵11۵100 ,77۵01710711 1 ۶ ]007۵/1 .)ما00 ۳۵۱۷۲۵۲ ۵6| و۸ ان کنادا ۵ ۳۵۳۵۳۵۵۵۵ 1982 ۷۷ معاقان0 6۰ ۴ ب۲]0۷۷ )۸۹ ,004۱۹-432 بو رز دمم )عمط ام نملماممن0 10 0۲ ۱۹ ۳۵ ۱:۱۵ 1۵ ایک ۷:۳۵ عطا ان ک۳6 مد ۱987 با م10۹0 7 ۳0 ادزم رک ها 00010 مان)ک۸ لت ما۷۷ ۳۰ .ل[ بع‌او من +700 70۶ شا 100۵07710 امک 167-۰ .00 ,۷۵۳۴ ۸0۷۷ م۸ ,12 ۸0۰ ۰ ]501 00۱ 7 ]7 ۳۲۵۵ لوا 0006 منادداط ۸ 19609 ,0اط۲۵ ۳۰ ۵00 ۳ معام 1 .6 71-۰ .00 ملااز) ۷1000 ۱5 ب4ا بخخعگ 5000 و ما۲۳ ,۳۵۳/0710106 ]۲10 ۶ ]۸1۵ ۳۲۵۳ 131۳۷۱۱۵۷۱1۵110۱ 6000101 ,(993ل0 بل مااالاحسادا 9۰ ۰ ,5008 ۶ ۷۷:۱۷ ,ا[۷۵ اسان ع۳) ۵200 هل ۲۳۵۵ جوز کصعاطامم ما۳۵ ۱970 یگ مگ ۲ ,۱0۳۹۵۵ .[ ۷10۵1۳۵ با[ .|۷۵ ,43 ۸ ,7 ۷. 3) ,دزن( وان دوه 0۲ ]۸ ]7۵۳۵۸۱ ۰ 00 00 1۵05 ۵۵۱ تمد ۵۳۲۵ تن صواطا۳۳ ععدم 5 ,۱97/7 هش ۸۵ ,۱۱.۳۵ ۰ ,6 .310 ,290 .|۹۷۷۵ ,0(13] 0071917 ما0۶ م۵ ۷/0۷0۷ 6 0۱ ۲0۱۱8۲۵۹۱ ]01]0(0 110 100 ب0آ1۳0 بقل 13۳۵2200 ۵1 ۳۵1۵۳ ۳۵۵۱۲ ۱97/0 با ۱2.۳۵۱ 0۵۰ با] ۷۵۱۰ ,59 کل ,37 . 0) بخ(0(/ :0۵01100 عادواموط .(2000) ملع 10 ۵00 110 شل مزال ۱۷.0 ,۷۷.۵ ۱3.00 00657-65۰ ,(30)0 ,000100110 11011۷6۹ 200 101001۵110 .۹/101۵ ۱1۵ با1۳۹ با۸0 ۸۱ اب11 رم و0 ۱994 مایا بط ۵00 با 14.۲0 52 1 ۱۱۱ ۳۷۵۱1۵۱۱۹ 02080۱ 07 )0 اک ,۱995 ۷۷.۳ ,ص800 ۵00 ۳.۵ هلگ با باع0] ۱5.۲ .۸.۸ ,1۳0 7 70111 0010/۷ اک 1 ۷۷۵۱۵۲ 18000 1۳۵ ۵۲ 1۳۳۵110۵ ۵۱۵۵ ۱976 بش ۱6۵۰۲۵ 303-3 .00 ,9 (ع000]0) ]۳۱۵۲1۵۵ :۲0۳۸۵9 1۳0/0 15*۳ کطنهاس۲ ما0 اصعصس۲ ام دصمنا‌ساحدم) هد صعن0 .1985 ۸ موطفانا۵ 17.1 ۰ 999-1 .00 70901216 آن 1102110(د100 احداظ ان دامممنش ماش امد |۹۵ط۲۳ ۳۵ ان بولک ۸ .(1986) ۵ ,۱۵۰۲۷۵۳ با ,۳۷۵۲۹10 +۹[1 ۷6 7101] 0۳1۷/۵160[ ,ب(101 ۸00 10108 ۲7)) دزوع/7 ۲/1 50 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۷5 راهنمای بهسازی پی سدها 0 ,خوون(7 0۲/ ۳۵/۵/۵۲۲۹ 800 1993 ,(خ9 ععها ۵۵ جمزککنصم) همهم ال ۱9.100 5 00 2۷10۵00[ ,709 .۸/0 80071 ]مرک ۳:6۵ ع1۵0 1-۳ ۱/110 1968 10 ما۵0 20۰131۵1013-۳ 21130۵0, ۴۴۰ 2004. ۷۷۵۵۵ 1۳۵ ۷۷۵۷۵ ۵ ۳۷ ۵ 1200 ۶۳۵۱۱ 61 [ 00001061171104 1۱ 8 0۵1](1 ۳۵1601۵۰ ۲1۵۵۵۱1۵ 1۵ انا 0 ۳۵۱۵۳۵۳۵۵۵ ۱982 ماه اع با 22.1۱ ۴ ب۲[0۷۷ ,)۸5 ,7 |[00403-4 ,8۰ (](۵0 ]۱8۶ م3 بعا000 ام۳ج/3 بصونانله 2۳ مومس امنوی 990 ملگ ماه 23 0 ۳۵۵۷۱۵۴۲ ۵1 ۹1۳۵-۹1۳۵1۹1 ۱991 بظ ,۳۵۲۳۹۷ ۵00 1.۷ بلاق سابل 24.۳۵۵ 0 2-6 6 ال روک ۸717 ,۷۷۵ جاگ با عزاددا۳ ۵۵ کاصعم که ما۲۳ ۰[ +011 آن |0۵[ انعک۸ .520 عا 101-۲0 زک ان ۵10۲ نوا ک اک 10001 11۵ ۳[ ۴۵۵70۵ .25 903-9۰ جم ,(6018) 103 ما0 زا۳۳۵۱ یامن 40 ,1۵110۳۵1 010۵ ۸.۸۵۰ با امک زره ۸00 07 8 1و0 1996 ۲ 20 ۷۵/۵ 018771 م۳۳ ,1۵۹۰ ۳۳۵۵۵۲ 1۵۳۲ کال ۷۷ صع م۵ ارگ ۲۵ ۱974 بسا۸ معااانا.27 ,.ع ۳۳ .۷( .]1۵ دبا م۸ ۲۵۰ 1۳0۵ *۱5 ملومطظ اه و6۳ اصصه) دز وکام اه عامط 71۳۵۵ .۱985 0 له طاهما .28 235-61۰ :1]] ۹۵6تش] 2 آ0 31111801100 10011201100 ,۱998 مل ب7ع۵ظ ۵00 ۵ ,51۱۷0 ما ۷۵1۵ ب.ظ با بط ‏ وا حطعسا].29 معد) نع ا 1 ۸ - :۷۷ 26 م۳۵ تمه حصصصسا) ۱۵۵۵ ۷:۳۵ عصکن] ممناملس۳ دا - 001 ,1998 1000006 ,1/80 .۸/0 ,8411011 ۵۱۱۱1۵۱۵۲۵ 0۷۱ 00۵/10۷۱ ۷۵۵۶ 0۵0۰ لها ما5 اه ۱1 ۷ ۳۷۵[0۹1 بط دازوگ ۳۵۵۵0۵ ححعاص ون 0 ان مناد م0 .(0942) مطاگا .۸ 30.1۵ .330-۰ 001 ,۷۵/707 ملک ۸ 07 1۵۵۲۰۲ اع اه 00118 اعل .2001 ۰ ۱۵0۰( 200 بش ۷1۵۳1۵00۵ ۳۰ ب۵۵ ۸۳ بیش 31۰۷1۵1۵0۵ + ,0001666 باالداممم5 ۵ آ۵ ۵5 ۳۳۵۵ زرم رم 1010 م0۷ 0 ‎۲۳۵۵/۵۷۹٩ 595-۰ .00 ,)۸5 ,۱3| .۸0 ۳۵۳۱1۵۵00 آهنممک منامام ۷۲۵۱۵۱۵۰ آ]ه د٩8‏ ]۳۲۳۵001 بل ۷۵۱۳۳۵ ا00۲عا 0-۸ 5101-01-1 - 1۵۷۵۵۵۲ آزوک .(1981) کل بالع 32.311 -00509 51000110 ,0071018 ]۱8 ((0] ۳0۱/۵01 00 ۷۳0 امک رن مر م0۱ آم 00 (10 505 0 ۷/۵۳۵ ۷1( ۵۲ 10۳۵۷۵۳۵۳ 0۳۵۵۵ 1۵۳ دعمااعلسن .(1998) معطاعدالدن0 ۳.۵۰ 300 کال ,33.۱01 00۳0٩ 0۲] ۰‏ و۸ کل] ,1-165 -10 ۲7/11 ۸/0 ۳۵۱۵۵۵ |۳۵ 200 ما5 ۱1:۱۵ ۰ مبل6ا ,۷۷/۵۵۳۱۵210 10۲7۵ 1۷۵1۵۲ 1۵ ,۵۳۵۷۵۲ ازوگ مدز میگ ۵۵۵ کصا۳۵۵ انا ۳ 1986 کل بالع 34.211 255-۰ .00 ب3 0۵ 112 ۷۵ لعک۸ وا 000 ۱۵۵ 50 0 0 101 1010 ۳۳۵۵ 100 امش 10۵۷۵-51۵01 زک ۱۹9۵۱ کال ا[۵ 35.۱1۳ 509-5۰ .00 ام الاک بعصل ,۳۵۱۳8 ۳۵۵۵۵۱۵۵ تمه حعنححط ۱۷ ۵۲1 ۲۵۱۲۵۳۵۵۲۵۲ 1۵۳ ک6 0۲00 |۵۵ ۷۲۵ ۳۳۹ اععاد ۳۵۱00 .2003 ماش 30.22۵ 00.33۰ .3 .310 با |۷۵ ]700010 م0۳۵۲ م۸000 آ0 ال مخعاند 0۳ 7 ]70070 81۵۹11۳8 ۷ 10۳۵۷۵۲ آزوگ .(19940) العطا:۱ کال ۵00 ۷۷۸۵ ماب ۷۵0 37.31۵ [0034-4 ,(۱2)3 ,]007 ]۱۶ م ماما 06۰ 0۲ 10۹111021100 :00۸0100 عزدهایها .(ط1994) الط کال 200 ۷۷.۸۵۰ ماما ۷۵۵ 36.3۵0 ۰- 008/0794 .20 |800۲ ۵ ۱۵۵۲ا اس 000 معماحداظ بط دانوک حخعلو وک ام 52102160 ,0۳10۷ 110۳1۵۰[ ان 11۵1۷۵۹ ۳۵۱۳۵۳۵۵۰ آزسض) نان امصاد 1 -------- صفحهٔ بعد -------- منابع و مراجعق ۳ 0 .10((ک 1 ۳۳۵۵ 10۵۲۵6 ععدم مک ۳۳۹۵ زامن موازانم۵ ۳۳ 1968 با ,]39.310 360-۰ .00 ,۱۷1301 ۸10070110 1 ۱۵ ۳۵۵۲ ۷۵/6۲ ب۷اعا 1 1۵ 10000 امش ۳۹۲ 1۳6 ,1977 امش ۲ ما۵۵ ۷ ۹40.028 ۰ ,4 .310 ,29 .]۷۷۵ 0(1]/ ۲031۳ 0 165 60۵۱۵ ۱987۰۰۵۲۵۵۱۵۵ ال ,۲10 300 ۷۷.۲1۰ هط بط ,۲۵۲۵۲۳۵۲ بطل.ل معا ‎٩4۱.۹۵( -245 .00 ,28 از۲م۸ 12 ((۵0/0:/ظ۶۲ اما منک ۲00 ۸۱0 ملسم فعک۸ ۶ب ۵0 ۷۷/۹۲ کلا۵ ۳:۵۵ 29 ,10 .]۷۷۵ رع((]]70((10 00 7۵/۰ ۲۵۱۵۳۵۳۵۵۲۰ ۷۱۳۵ ۷۱1۵ امن م1۷ مک ۱9/۵ بط ,اعل 42.50 - 29 .00 ,3 100۲۰ 0۱۱ ۵۶ (]//]7۱۱۱۵ 1۱ (700/010]08 000۸18 ,1999 مسا.0ا1 ما5 ۵00 ۸.۷۰ 43.5۵۱ ۳۵۵ ۵۱1۳۵۵۰ فص الط بش۸ [ 011 00۱۵۱۵۱ م08 افداظ م10 روط کلودک آداسازش۸ نو ددم 0 (19854 2۷۰ 44.5 00305-۰ ,۷۵/۰27 ,]4010710 85 10۷10060 رامع او ۰۸۵1021100 ۱98۵۵۰ ببظ زا100۳ تمد .ظ و80۹ بط 10۵20 .45 1-00 ,5۵" 7۱1۵/1 روک ا۶] ماک م۵۲ بش۸ 0۳۵۵] ۵0ا دز ۵ 1۵۳۵ 1۵۳ معسل۲۳۵ ۰ 11 ,[18-2 |۸۲ [00) ععدم0ع5 ,9 معامد 0 71907 -۱/0-2/ ۱۱۵7۶ ب( معط آه دوم م۸ کنال 46.5۸۳ ۹ ۲۳۵۲۲۳ 40 ۳0۵۷۳۵۵11۵۱ ب3 م0۵ /7 1۱۱0-2-97 ۲ ۱995 ,(۳۵۵۵۳۹ نو دمم و۸ کنال لاشکنا./47٩ 1 ۸1۲۳۵۱۲۲ |0۵ 5000286 6 م۵ 0 1710-2-2300/ ۶277 2004 بر معط او و0 و۸ کلنل ۸0۳ 5ا .4۹ |000۵ ب2 6۳ا۵0) (7110-2-2300 ۶ 2004 ,(۳۳۵۱۳۵۲۵ ۵ دمم هریش کلنل 0۳ع 49.15۸ یک 5 ]5۱01 [0ن و7201 .۱987 ,(۵110 ۵۱۵۳۳ ان فعسط کلا 50.115 51۰۷۵۵0۵۱۱۵ 1.۰ 1996. 1۲0۱۱ ۰ 7 00۵۷1118 ۲۵0 م۵۳ ۷۵۳۵۹ 1۲۷ ۳۳۵۹۲ 81۳۵ 60011 00 م0 ۱982 بل 52۷۷/۵۵ 694-۰ .00 ,۷۵۳ 310۷ )۸5 لا ,3060 .۷۷۰11 ,جع ]1811007 ]100 م00 40 ۷۷116۷ 010[ ,17۸/۲۵۵ 0۱ 800 بااصگ بخ ]0۵41 آن نام لو اس امه 2004 بل 53۷۷/۳ ۸ ,50۵۵ بل شا ۳۴۳۵۵ 11۹106 ۵۳۹۱۵ 1۵ 1۵۵ ۳۳۵11 مسا ,1965 بل بش۸ باه یک ,54۰۷/۵1۵0 6۰ ما ]1 |۷۵ ,2 ها ,58 ۷) ,ق1200 108۶6 زبن مغ 00 ]۳10۱1۸ 1537۳ 3 خاحع] بااز5 ۵ ان عدلا ,ونم 1 ۷1۵۵۲1۵110۵ و0 ۵۲ عصااک 1 ارگ 1۵ ۱98۵6۰ ۳ بل بدا 55.۷۷ 322-۰ .00 م006ل ۷۵۳۵ 0۳ بخال)ک۸ ,۵0 ناک 1۶ م۲۶ معط نمی ۲ ۸۲ م۲۲ ۲0۲008 ۲۵0۳۵۵۵0۵ ۷ص ۲۹۱1۵100 عام الم ,۱9۵۵ بل فا 56.۷۷ ۱]5-۰| .00 ,14 .10 ۳۷۵۰ 512 عمط امن نکم مز معطادزاطام 200 ,9-13 وم معا اعد ۰ ,|۷۷۵۳ 200 1.1۰ ,1۳۵۷ بکا 501003190 ۳ بعادلکا هط 110 ۸010۹0 بل اذل 57.۷۷ 0001011۵ ما۸5 ,۳۵ بدا ۷۷ ۳۰ .ل[ بع001] 7007 707 7010۵۱10711-۸ 5011 ۱9۵/۰۰۹۱۱۵10 67-۰ .00 ,۷۵۳ 10۷ ,م۸ ,12 210 ۳۵۳۱1۵10 اهنم 5 ,1((1[770۷6(((0(11 0۱۱۵ ]۲۵0۱۱۱۳۲۵ 001 1994 شا معط 200 ,۱۷۷سا ,۸۲۵۳۹۵۵ ۳۳۰ ,۸۵100 .56 ۰ عک ۷۷:۵۷ 0 ۳۳۵[01 600۵ 1۳۵ 1۵ 1۳۵1۵۱ ۳۵01001۵ 300 هام0 ا۵۹ 2004 ۳ ب۵۵ ۷ 200 بل ,59.2 ۰ ,155-164 .00 76 00010 و 100 معصلط) ۹۱۷۵۳۰ ماع 0 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۷ راهنمای بهسازی پی سدها 5 ۳۳۵۵ ,۳۵111۳65 بدا ۳1۵ کب ما۵۹ ۵ط) ان ع ها 1982 ۲۳ ,۳۱۵۹۵۵ 200 27 60.706 92-4 .00 ,0۳16205 ۱ ,25-28 ۳۰ 060911211 001 /(۵ 11006۱1 ]امک 0۵۱۵۶ ملس