ساخت سازه بر روی مناطق مستعد فرونشست یا تشکیل فروچاله، موضوعی چالش برانگیز برای مهندسان ژئوتکنیک بوده و می بایست با دقت تحلیل و طراحی شود. تشکیل فروچاله یا سینک هول عموما از زیر زمین و طی چندین سال یا حتی قرن صورت می گیرد( مناطق کارستی). با این حال این عوارض می توانند ناگهانی و بدون هیچ گونه هشداری بروز کنند؛ خصوصا در مواردی که دست کاری های انسانی مانند عملیات معدنی استخراج سطحی در زمین ایجاد شود. روش های مرسوم تثبیت مناطق دارای فروچاله یا مستعد تشکیل آن، تزریق، تثبیت دینامیکی یا شمع کوبی می باشد. اما راهکار مقرون به صرفه تر و سریع تر استفاده از ژئوسنتتیک ها(ژئوگرید یا ژئوتکستایل)است که مستقیما بر روی بستر ضعیف قرار داده می شوند. 

خاکریزها و روسازی ها اصولا ساختارهایی انعطاف پذیر هستند. ازین رو، هدف از طراحی مسلح کننده ژئوسنتتیکی برای فونداسیون های خاکریز در نقاط مستعد فرونشست، کمینه کردن آسیب توسط محدود کردن جابجایی اختلافی عمودی سازه در محدوده تولرانس های تعیین شده می باشد. بنابراین علاوه بر محاسبه مقاومت مورد نیاز ژئوسنتتیک برای تحمل بار استاتیکی، مهم است سطح کرنش مربوط به مقاومت کششی موردنیاز ژئوسنتتیک نیز تعیین شود. میزان قابل قبول تغییرشکل عمودی سطح، عموما بستگی به اهمیت سازه دارد. برای سازه های پرهزینه مانند آزادراه ها، معیار بیشینه تغییرشکل اختلافی سطحی 1% در نظر گرفته شده در حالی که برای راه های فرعی، این معبار می تواند به 2% افزایش یابد( بر اساس BS 8006). معمولا تخمین قطر طراحی حفره بر اساس تجربه های عملی مشابه، بازدیدهای محلی یا روندهای احتمالاتی صورت می گیرد. مورد مهم دیگر در طراحی، تعیین طول باند – طولی از مسلح کننده که پشت منطقه ی تشکیل فروچاله امتداد می یابد- است. این مسئله از این جهت حائز اهمیت است که باید پیوستگی کافی بین خاک و ژئوسنتتیک به وجود آمده و در نتیجه ی آن، نیروی کششی مورد نیاز بسیج گردد. 

ژئوگریدهای شرکت مکافری ایتالیا جهت کنترل تشکیل فروچاله و تثبیت زمین های مستعد فرونشست، با موفقیت در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. مثالی از کاربرد این روش، در شهر تاریخی Union Bridge در مریلند آمریکا می باشد. در این منطقه احداث ساختارهای جدید از دو منظر با دشواری همراه است؛ اول، قرارداشتن این شهر در لیست مکان های تاریخی ملی آمریکا بوده که موجب حساسیت در زمینه حفظ هویت سنتی شهر و سازه های قدیمی شده است. دوم،  زمین کارستی منطقه است که به معنای ناپایداری های سطحی و ریسک فزاینده ی تشکیل فروچاله می باشد. در این خاک ها تشکیل گودال می تواند ناگهانی و یا تدریجی بوده و غالبا در اثر انحلال شیمیایی سنگ های کربناته زیرین رخ دهد. 

در مورد این پروژه، یک مسیر موجود می بایست اصلاح می شد و این بدان معنا بود که مسیر جدید از روی زون مستعد تشکیل فروچاله گذر کند. ازین رو راهکاری جهت کاهش آسیب محتمل مورد نیاز بود که در طراحی خاکریز مسیر جدید،تشکیل فروچاله ای به قطر 4.5 متر را در نظر بگیرد.  در طراحی، سیستم دولایه با استفاده از ژئوگرید Paralink شرکت مکافری با ظرفیت 1000kN و در راستاهای طولی و عرضی انتخاب شد. برای اطمینان از پیوستگی مسلح کننده ها، همپوشانی 1.5 متری بین رول های ژئوگریدی مجاور ضروری بود. ژئوگریدهای پرمقاومت Paralink از سال 1977 و با مقاومت های تا 1600kN/m مورد استفاده قرار گرفته­اند. این محصول از ترکیب فشرده الیاف پلی استری و پلی اتیلن (LLDPE) ساخته می شود.

برای یکنواخت پیچیده شدن ژئوگریدها و همچنین افزایش اصطکاک مابین ژئوگرید و خاک زیرین، از بلوک های بتنی دورتادور کار استفاده شد. شبکه ژئوگریدی با یک لایه 30 سانتی مصالح خردشده پوشانده شد. جهت اطمینان از درستی طراحی، می بایست معیارهایی برای جلوگیری از اختلاط مصالح ریزدانه و لایه درشت دانه اولیه تعیین می شد. بدین منظور، یک لایه ژئوتکستایل بافته شده به عنوان جداکننده روی لایه دانه ای قرار گرفت. این موضوع جهت تامین لایه زهکش در زیر خاکریز یا آسفالت ها، امری متداول است.

By: Marco Isola

جهت دریافت مشاوره و ارائه طرح های پایدارسازی دیوارهای خاک مسلح، می توانید با ما تماس بگیرید. تیم ما آماده است تا شما را در انتخاب مناسب ترین راهکارها و محصولات یاری رساند.