بهار 87
فرایند تحلیل پایداری شیب (مزایا، معایب و محدودیت ها)
مقدمه
پایدارسازی شیب ها یکی از مهمترین مسائل در فعالیهای عمرانی و معدنی است. هر گونه تحلیل نادرست می تواند به خسارات جبران ناپذیری منجر شود. انتخاب روش صحیح پایدار سازی شیبها، به محیط و پارامترهای ژئومکانیکی شیب، و همچنین انتخاب روش مناسب تحلیل بستگی مستقیم دارد. در این مقاله به کلیات این روش پرداخته می شود، تحلیل پایداری شیب بر حسب دقت روش در سه بخش سینماتیکی، تعادل حدی و عددی مورد بررسی قرار گرفته، مزایا، معایب و محدودیتهای هر روش شرح داده شده و متناسب با نوع شیب، روش مناسب تحلیل برای آن پیشنهاد میشود.
تثبیت دامنه های خاکی - روش های پیشگیری و ترمیم
گسیختگی دامنه ای بطور ساده ، ناشی از عملکرد گرانش زمین بر روی توده‌ای از مصالح است که می‌توانند به آهستگی بخزند (خزش)، بطور آزاد فرو افتند (ریزش)، در امتداد یک سطح گسیختگی بلغزند (لغزش) و یا مانند دوغابی جریان پیدا کند (جریان). نیروی گرانش زمین بطور دائم بر توده‌های سنگ و خاک واقع در دامنه‌ها اثر می‌کند. تا زمانی که مقاومت توده سنگ یا خاک مساوی یا بزرگتر از نیروهای گرانشی باشد، نیروها در حال تعادل بوده و حرکتی رخ نمی‌دهد.
در غیر این صورت دامنه گسیخته شده و به یکی از اشکال خزش ، ریزش ، لغزش و جریان جابجا میشود. حرکات دامنه‌ای ممکن است جزئی و منحصر به ریزش یک قطعه سنگ منفرد بوده یا اینکه بسیار بزرگ و فاصله آفرین باشند. دامنه‌هایی که بر اثر حفاری در خاک بوجود می‌آیند، دامنه‌هایی که آثاری از حرکت و گسیختگی از خود نشان می‌دهند و سرانجام خاکریزهایی که به روی دامنه‌ها ایجاد می‌شوند، هم نیاز به تثبیت و پایداری دارند.
دامنه‌های حاصل از حفاری در خاک
دامنه‌ها و شیب هایی که بر اثر حفاری در خاک ایجاد می‌شوند، معمولا بگونه‌ای طراحی می‌شوند که از پایداری لازم برخوردار باشند. از این رو ، با توجه به مسایل اقتصادی انتخابهای متعددی برای این دامنه‌ها می‌تواند وجود داشته باشد. بطور کلی زاویه شیب مناسب برای دامنه با توجه به نتایج بررسیها انتخاب میشود. علاوه بر آن در حفاریهایی که ارتفاعی بیش از 8 تا 10 متر دارند، در نقاط مناسبی از دامنه پلکانهایی تعبیه میشود.
به منظور زهکشی سطحی و محافظت دامنه‌های حفاری شده در مقابل عمل فرسایشی آبهای سطحی ، معمولا در طول پلکانها ، نهرها و آبروهایی با بستر غیر قابل نفوذ ایجاد میشود. برای زهکشی آب داخل دامنه نیز زهکشهای افقی از بیشترین کارایی برخوردارند. این نوع زهکشی ، مخصوصا در دامنه‌هایی که لایه‌های خاک در جهت شیب دامنه قرار گرفته‌اند یا در خاکهای برجا و واریزه‌هایی که به روی دامنه‌های سنگی قرار گرفته‌اند، مفید واقع میشود.
دامنه های خاکی ناپایدار
تثبیت دامنه‌هایی که شروع به گسیختگی کرده‌اند، معمولا با محدودیتهایی زمانی همراه است. البته باید توجه داشت که وجود ترکهای کششی در سطح دامنه الزاما به معنی قریب الوقوع بودن گسیختگی کلی نیست. گسیختگی کلی بیشتر در فصول پر باران ، که حرکات دامنه نسبتا زیاد و معمولا شتابدار است، صورت می‌گیرد. تجربه نشان داده است که بسیاری از توده‌های لغزنده می‌توانند تا 2 سانتیمتر در روز جابجا شوند، بدون آنکه گسیختگی کلی در آنها اتفاق بیافتد.
در این رابطه حرکتی با شتاب 2 سانتیمتر در روز ، آن هم در فصول بارندگی ، می‌تواند اخطاری جدی در مورد نزدیک بودن گسیختگی کلی باشد. سریعترین و عملی ترین روش مقابله با پیشروی حرکت در دامنه‌هایی که از ابعاد متوسطی برخوردارند، تغییر شکل دامنه است. به این منظور مواد از بالای دامنه برداشته شده و در صورت وجود فضای کافی ، در پاشنه آن قرار داده میشود. در مقابل عملی ترین روش برای تثبیت توده‌های بزرگ لغزنده ، بهبود وضعیت زهکشی داخلی آنها است.
خاکریز به روی دامنه‌ها
مهمترین نکته در طراحی و اجرای خاکریزی که قرار است به روی دامنه‌ای احداث شود، تعبیه زهکشهای مناسب برای آن است تا به این وسیله پایداری سطح تماس دو ماده نسبتا غیر قابل نفوذ ، یعنی خاکریز بالا و خاک طبیعی دامنه در زیر ، تامین گردد. به این منظور معمولا زهکشهای خندقی در بالای خاکریز ایجاد میشود تا با قطع سطح ایستابی ، آب را از ناحیه خاکریز دور کند. علاوه بر آن ، ورقه‌ای از مواد دارای زهکشی خوب در زیر خاکریز قرار داده میشود تا فشار آب در سطح تماس بین خاکریز و دامنه کاهش یابد. آب سطحی موجود در روی دامنه نیز توسط نهرهایی با بستر غیر قابل نفوذ ، جمع آوری میشود. در صورتی که خاک دامنه نامناسب و بطور بالقوده ناپایدار باشد، باید بخشهای رویی آن را برداشته و به جایش مصالح دارای زهکشی خوب قرار داد.
روشهای پیشگیری و ترمیم انواع گسیختگی دامنه‌ای
لغزش صفحه‌ای واریزه‌ها : روشهای پیشگیری در طول ساختمان شامل ایجاد شیب پایدار و کنترل زهکشی سطحی در مقیاسهای کوچک تا متوسط و استفاده از وسایل نگهداری است.
ترمیم و تصحیح پس از وقوع :راههای ترمیم شامل اجازه به وقوع لغزش و بعد تمیزکردن راه و بکارگیری روشهای پیشگیری است.
لغزش چرخشی خاک :راههای پیشگیری در طول ساختمان شامل ایجاد شیب پایدار برای دامنه و استفاده از روشهای نگهداری یا زهکشی سطحی می‌باشد.
ترمیم و تصحیح پس از وقوع : راههای ترمیم شامل اجازه به وقوع لغزش و تمیز کردن مسیر راه ، برداشتن مواد سطحی تا رسیدن به شیب پایدار ، بکارگیری روشهای نگهداری و زهکشی سطحی برای حجمهای زیاد و تعبیه زهکشهای افقی می‌باشد.
بهمن واریزه‌ها : پیش بینی و جلوگیری این حالت مشکل است. باید آن را به روش لغزش واریزه پیشگیری کرد. همچنین باید از نقاط دارای خطر زیاد اجتناب شود.
ترمیم : راههای ترمیم شامل اجازه به گسیختگی و تمیز کردن راه است تا در نهایت خود را تصحیح کند. در غیر این صورت باید برای جابجایی سازه در مقیاسهای کوچک روش ترمیم استفاده از وسایل نگهداری یا برداشتن مواد است.
بهسازی و بازسازی ساختگاه های آلوده
محصور سازی منطقه آلوده برای جلوگیری از انتشار آلودگی امری الزامی است. برای اطمینان از تاثیر بلند مدت سیستم آب بند، مصالح ژئوسینتتیک با کیفیت بالا می باید انتخاب شده و روش های سخت گیرانه ای در اجرا می باید مورد استفاده قرار گیرند. این امر با نصب یک لایه ®Carbofol ساخته شده از پلی اتیلن سنگین با ضخامت 2 میلیمتر که کنترل کیفی کاملی در هنگام ساخت برای آن انجام گرفته است ممکن است. ژئوممبرین های ®Carbofol بر اساس بالاترین استانداردهای کیفی تولید شده اند و دارای مقاومت شیمیایی لازم برای جلوگیری از انتشار آلودگی توسط خاکها یا مایعات آلوده هستند.) ®Secutex پلی پروپیلنی) و سیستم زهکشی ®Secudrain به عنوان لایه محافظ ژئوممبرین ®Carbofol عمل می کنند. ژئوگریدهای ®Secugrid برای جلوگیری از نشست یا تغییر شکل بیش از حد خاک آلوده به کاررفته و در نتیجه از افزایش تنش در ژئوممبرین جلوگیری می کنند. چنانچه طراحی واجرای این محصولات به طرز صحیحی صورت گیرد، هیچگونه آسیبی به لایه آب بند در حین اجرا و در زمان بهره برداری تحت بارهای مورد نظر وارد نخواهد شد.