هیچ مسئله‌ای به اندازه وجود آب نمی‌تواند موجب اخلال در یک پروژه گودبرداری شود. این مسئله می‌تواند موجب کاهش ظرفیت باربری سطحی، تخریب پیشانی خاکی گود، عدم تمایل پیمانکاران در انتخاب روش شمع زنی و افزایش زمان و هزینه خواهد شد. حتی در صورتی که این مسئله‌ به طور موثر، مدیریت و کنترل شود. همچنین عامل مهمی در مورد مشکلات دسترسی و رفت و آمد در سایت است. به بیان دیگر مسئله وجود گل و لای می‌تواند مشکلات جدید بسیاری را ایجاد و حتی طرح‌ها و برنامه‌های بسیار دقیق را نیز دچار اخلال نماید. چنانچه با این مسئله به درستی برخورد نشود، عملاً امکان آسیب به پیمانکار در تمام موضوعات وجود خواهد داشت.

در برخورد با مسئله آب باید آمادگی مواجهه با مشکلات آب سطحی‌، آب راکد و آب‌هایی که در حین گودبرداری خارج می‌شوند مشابه مسائل فشار آب و لایه‌های تحت فشار زیر عمق گودبرداری‌، توجه شود. لذا به منظور دستیابی به این موضوع‌، رسیدن به فهم دقیق از انواع شرایط مواجهه با آب ضروری است. این اطلاعات باید با اثرات بالقوه آب و هوایی و تغییرات فصلی ترکیب شود. تنها در صورتی که تصور صحیح و منطقی از این موضوعات وجود داشته باشد، امکان برنامه ریزی صحیح جهت کنترل مسئله آب که امری ضروری در اجرای موفق پروژه گودبرداری است، وجود خواهد داشت.

تاکنون روش‌های مختلفی برای کنترل آب در گودبرداری ارائه شده‌ که هر یک برای شرایط خاصی موثر است. با این حال معیارهایی برای انتخاب بهترین روش وجود دارد که می‌توان گفت نفوذپذیری خاک و جنس آن از مهمترین آنها است.

کنترل آب در گودبرداری

آب کشی گود

آب کشی عنوانی است که به روش‌های حذف آب بعد از ورود آن به محل گود داده می‌شود. در این خصوص ممکن است بین این اصطلاح و عنوان خشک سازی گود اشتباه شود. در حالی که اصطلاح خشک سازی گود، مربوط به روش‌هایی است که از ورود آب به محل گود به وسیله عملیات پمپاژ جلوگیری می‌شود.

آب کشی می‌تواند در مورد سدهای صندوقه‌ای با سپر، بعد از نصب لایه‌ی آب بندی در کف نیز انجام شود.

چنانچه گودبرداری تنقریباً سطحی باشد (کمتر از ۴/۵ متر)، عملیات پمپاژ معمولاً به وسیله پمپ‌های خلاء انجام می‌شود. لکن در صورت عمیق‌تر بودن گود، این کار به وسیله پمپ‌های شناور یا پمپ‌های لجن کش قابل انجام خواهد بود.

اگر آب نسبتاً شفاف باشد، می‌توان آن را مستقیماً یا با هر نوع کانال کشی به مسیر نهرها، رودها یا دریاچه‌ها منتقل کرد. با این حال‌، آبی که از محل گودبرداری جمع آوری می‌شود، دارای رسوبات زیادی است که لازم است قبل از رهاسازی در آب‌های طبیعی زدوده شوند. این فرایند می‌تواند به سادگی پخش آب در یک فضای سبز وسیع جهت نفوذ مجدد آن به درون زمین نیز انجام شود. در غیر این صورت ممکن است نیاز باشد آب جمع آوری شده به یک حوضچه‌ی رسوب که متشکل از مخازن بزرگ یا گودال‌هایی که به این منظور حفر شده‌اند، منتقل شود. در این بخش بعد از ر‌سوب گل و لای‌، آب تسویه شده پشت یک بند جمع آوری می‌شود. در موارد بحرانی ممکن است نیاز باشد از برخی مواد کرکینه ساز با گیاهان خاصی جهت حذف مواد جامد استفاده شود. اگر آب حاوی آلودگی‌های خاصی باشد، ممکن است نیاز به استفاده از مواد شیمیایی جهت ایجاد رسوب یا فیلترهایی جهت مناسب سازی آن برای طبیعت باشد.

آب کشی می‌تواند شامل حذف آب‌هایی که به تدریج در نقاط محدودی از گود تجمع می‌کنند و باید به طور مداوم تخلیه شوند، نیز باشد. منبع این آب‌ها ممکن است بارندگی یا آب چدول‌ها باشد که به داخل گود جریان می‌یابند. حجم این آب‌ها معمولاً آنقدر بالا نیست که بتوان از روش خشک سازی استفاده کرد، لذا با احداث کانال‌هایی در محل پروژه در اطراف اجزای حساس جمع آوری شده و به سمت یک یا چند چاه زهکش می‌شوند تا از آنجا به خارج گود پمپ و تخلیه شوند.

موارد استفاده از روش خشک سازی و آب کشی

چنانچه بتوان با استفاده از روش آب کشی به طور موثر مسئله آب را حذف کرد، تقریباً همیشه از لحاظ اقتصادی ارزان‌تر از روش خشک سازی خواهد بود. با این حال تصمیم انتخاب روش آب کشی به جای خشک سازی اثراتی فراتر از مسئله هزینه بر پروژه‌های شمع زنی و گودبرداری خواهد داشت. لذا در استفاده از این روش ممکن است نیاز به رعایت مواردی باشد که شامل موارد زیر هستند.

  • در روش آب کشی ممکن است نیاز به استفاده از شیب‌های ملایم تری جهت گود برداری باشد.
  • انتخاب روش آب کشی ممکن است گزینه های ممکن برای شمع زنی را محدود نماید. به عنوان مثال ممکن است نیاز باشد از سپرها به جای شمع‌های کششی یا نیلینگ استفاده شود.
  • در پروژه‌هایی که از روش آب کشی استفاده می‌شود تقریباً همیشه کف گود مرطوب‌تر و لجنی‌تر خواهد بود.‌ این مسئله مشکلات بیشتری را در مقایسه با روش خشک سازی ایجاد خواهد کرد.
  • به منظور کاهش هزینه‌های آب کشی،‌ پر واضح است که باید حجم پمپاژ را کاهش داد. برای این کار از روش‌های زیر میتوان استفاده کرد.
  1. به جای استفاده از یک چاه عمیق جهت جمع آوری آب‌، بهتر است از چند چاه در نقاط مختلف گود استفاده شود.
  2. از روش‌های انحراف جریان آب ورودی به محل گود به منظور کاهش حجم آب ورودی استفاده شود.
  3. با استفاده از اجرای cutoff میزان آب ورودی از یک منبع مشخص به داخل گود کاهش داده شود.

کیفیت مصالح مصرفی در زهکشی زیر زمینی، نقش اساسی در بهره‌دهی دراز مدت تاسیسات زهکشی ایفا می‌کند و به طور کلی باید دارای ویژگی‌های زیر باشند.

  • از نظر شیمیایی و فیزیکی در شرایط محیطی پروژه مقاوم و با دوام باشند.
  • مقاومت کافی سازه‌ای در برابر بارهای وارده و تغییر شکل‌های ناشی از آن را داشته باشند.
  • در ابعاد و اندازه‌هایی طراحی شوند تا بتوانند حجم آب مورد نظر و محاسبه شده در طرح را جمع آوری و تخلیه کند.

مصالح دانه‌ای

عملکرد مصالح دانه‌ای در سیستم زهکشی زیرزمینی شامل موارد زیر است.

  • جمع آوری آبی که از سیستم عبور می‌کند
  • جلوگیری از فرار و انتقال مواد ریزدانه خاک پایه (خاکی که باید زهکشی شود) به داخل مصالج زهکش
  • تخلیه و خارج کردن آب به عنوان یکی از عملکردهای اصلی فرایند زهکشی

برای این که الزامات فوق قابل اجرا باشند مصالح دانه‌ای باید تابع معیارهای معینی از نظر دانه بندی، تراوایی، مقاومت در برابر دوره‌های متناوب ذوب و یخبندان و واکنش‌های شیمیایی مضر بوده و از سنگدانه‌های سخت، بادوام و مستحکم تشکیل شده باشند. در صورت مصرف ماسه به عنوان مصالح زهکشی، نباید از ماسه حاصل از سنگ شکسته کربناتی استفاده نمود. این ماسه به تدریج در آب حل می‌شود.

خشک سازی گود

خشک سازی گود شامل اقداماتی اجرایی است که به منظور حذف آب قبل از ورود آن به محل گودبرداری انجام می‌شود. این اقدامات می‌تواند به صورت کاهش سطح آب در خارج از محل پروژه و پایین نگه داشتن سطح آب زیرزمینی باشد. کاهش سطح آب تا پایان یافتن اقداماتی مانند کارهای بتنی و اجرای طبقات که در زیر تراز سطح آب زیرزمینی انجام می‌شوند، ادامه می‌یاید.

این نوع خشک سازی کلی در صورتی قابل انجام است که قبل از آن که یک بررسی کامل از امکان سنجی این روش از نظر آسیب به عوارض هم جوار پروژه کاملاً انجام شده باشد. این روش می‌تواند بر روی چاه‌های مجاور اثر بگذارد، موجب نشست در سازه‌های مجاور شود و جهت جریان آب‌های زیر زمینی را معکوس و در نتیجه گسترش آلودگی‌های موجود در آب‌های زیرزمینی به مناطقی که قبل از آن تحت تاثیر نبوده‌اند، را موجب شود.

چنانچه خشک سازی تنها در محدوده محل اجرای پروژه مدنظر باشد باید با استفاده از دیوارهای آب بند که امکان ثابت ماندن سطح آب در خارج از محدوده‌ی پروژه را فراهم می‌کنند، محدودیت مذکور را اعمال کرد. این دیوارهای آب بند، می‌تواند سپر‌، دیوارهای سکانتی (شمع‌های سکانتی)‌، دیوارهای دیافراگمی یا ترانشه‌های خاکی پر شده از مخلوط خاک بنتونیت یا خاک – سیمان – بنتونیت باشد. به محض اجرای این نوع دیوارها، حجم آبی که باید پمپاژ شود کاملاً کاهش خواهد یافت.

خشک سازی می‌تواند در قالب روش‌های دیگری مانند چاه‌های عمیق، چاهک‌های نقطه‌ای و زهکش‌های افقی نیز انجام شود. تقریباً همیشه اجرای چاه‌های عمیق نسبت به چاهک‌های نقطه‌ای گرانتر تمام می‌شود و معمولاً زمانی از آن استفاده می‌شود که نفوذپذیری خاک به حدی زیاد باشد که امکان افت سطح آب در محدوده وسیعی وجود داشته باشد. چاه‌ها معمولاً در فواصل مرکز به مرکز ۳۰ تا ۴۵ متری حفر شده و پمپاژ آب از آن‌ها به وسیله پمپ‌های مستغرق با ظرفیت بالا انجام می‌شود. قطر این چاه‌ها معمولاً بین ۲۵ تا ۷۵ سانتیمتر بوده و سطح داخلی آن‌ها به وسیله فیلترهایی پوشانده می‌شود تا از ورود ماسه و گل و لای به پمپ جلوگیری شود. اجرای این نوع از چاه‌ها در خاک‌های ماسه‌ای و شنی بهینه است.

گزینه دیگر قابل استفاده، روش چاهک‌های نقطه‌ای است‌. این چاهک‌ها، چاه‌هایی با قطر کم هستند که به استفاده از روش‌هایی مانند حفاری و کوبش یا نیروی جت نصب می‌شوند. چاهک‌ها با فواصل محدود و نزدیک به هم (فاصله مرکز به مرکز ۰/۵ تا ۲/۵ متر) در محیط محدوده‌ای که خشک سازی آن مد نظر است، نصب می‌شوند. تمام چاهک‌های به یک خط انتقال مرکزی متصل می‌شوند. اگر عمق تحت خشک سازی کمتر از ۴/۵ متر باشد، چاهک ها می‌توانند با خلا کار کنند. در این صورت به آن‌ها چاهک‌های نقطه‌ای مکشی گفته می‌شود. مکش در خط مرکزی ایجاد شده و موجب مکیدن آب از درون چاهک‌ها می‌شود. اگر عمق خشک سازی بیش از ‌۴/۵ متر باشد، استفاده از چاهک‌های مکشی مستلزم اجرای یک ردیف دیگر از چاهک‌ها، ۴/۵ متر پایین تر از ردیف اول است تا عملیات افت سطح آب موثر باشد.

زهکشی افقی زمای موثر است که آب از لایه‌های فوقانی وارد گود می‌شود. از این روش غالباً در شرایطی استفاده می‌شود که یک سطح لغزش از خاک، در اثر وجود آب زیرزمینی لغزنده شده باشد، و بتوان با پایین کشیدن سطح آب در سطح لغزش‌، شرایط پایداری آن را بهبود بخشید. این زهکش‌ها به صورت حفاری افقی بر جدار قائم محل گودبرداری و سپس راندن لوله‌های مشبک که منافذ آن با فیلتر محافظت شده در درون سوراخ‌ها نصب می‌شوند. بر این اساس آب در درون این لوله‌ها جک شده و به محل پمپ و هدایت می‌شود. ‌

روش‌های انحراف آب از اطراف گود

به منظور جلوگیری از جریان ناخواسته‌ی آب‌های سطحی به داخل محل اجرای گود و مشکلات ناشی از آن، معمولاً پیمانکاران اقدام به احداث کانال یا بندهای کوچک در اطراف پروژه یا در مسیر محل‌های ممکن برای ورود آب می‌کنند. این کانال‌ها می‌توانند کانال‌های بتنی معمولی یا شکلی شبیه ابرو داشته باشند. این سازه‌های انحرافی آب را به سمت سیستم‌های فاضلابی یا محل‌های انباشت آب هدایت می‌کنند  تا از انباشتگی آن‌ در سایت جلوگیری شود.

برای آب‌هایی که امکان انحراف آن‌ها از محل پروژه وجود ندارد مانند آب باران، ایده‌ی مناسب‌، کاهش اثرات آن‌ بر شیب‌ها یا نفوذ آن‌ به خاک پشت سیستم‌های اجرای شمع است. هنگامی که به آب اجازه داده شود تا روی شیب خاکی جریان یابد، با ایجاد کانال‌هایی موجب سست شدن آن خواهد شد. اگر آب این امکان را داشته باشد که پشت حاشیه‌ی خاکی دیوار نیلینگ یا شمع‌های کششی جریان داشته باشد، می‌تواند با شستن مصالح از پشت دیوار و سست کردن خاک، منجر به ناپایداری کلی سیستم شود.

در بالای هر شیب مجاور گود باید کانال‌هایی جهت انحراف آب و ممانعت از جریان یافتن آن روی شیب احداث شود. بالای شیب باید در نواحی دورتر نیز جدول بندی شود تا در مواقع جریان‌های زیاد‌، آب وارد گود نشود. در مواقعی که شیب‌ها در معرض تخریب ناشی از وزش طوفان و بارش شدید هستند، باید روی آن‌ها با پوشش‌هایی مانند نایلون پوشانده شود. این پوشش‌ها باید به گونه‌ای اجرا شود که از بالای شیب شروع شده و روی شیب تا بالای شمع‌ها ادامه یابد. می‌توان این پوشش‌ها را طوری انتخاب کرد که یک کانال جهت جمع آوری آب تشکیل شود یا به حدی طول آن بزرگ انتخاب شود که آب را دور از پای دیوار به داخل گود هدایت کند سپس می‌توان آب وارد شده به داخل گود را توسط سیستم پمپ و کانال جمع آوری کرد.

زهکشی گود

با وجود اجرای طرح‌ها‌ی مناسب، به ناچار آب وارد ناحیه پشت سیستم‌‌های اجرای شمع خواهد شد. در مورد سیستم‌های که برای مقابله با نیروهای هیدرواستاتیک طراحی نشده باشند، این مسئله می‌تواند نگران کننده باشد. سیستم‌های شمع کششی و نیلینگ از این دست سیستم‌ها هستند. در سیستم شمع‌های کششی معمولاً هر گونه فشار آب از منافذ بین تخته‌هایی که بین شمع‌ها اجرا می‌شود، از بین می‌رود. این در شرایطی قابل قبول خواهد بود که جریان آب به همراه خود ذرات ریز خاک را حمل نکند. در غیر این صورت‌، شسته شدن خاک موجب ایجاد حفره در پشت دیوار می‌شود. برای مقابله با این مشکل معمولاً پیمانکاران پشت تخته‌ها را با کاه یا تراشه چوب پر می‌کنند. تا به عنوان فیلتر مانع شسته شدن خاک شود.

در سیستم‌های شمع کششی‌، روش صحیح اجرای زهکش به این صورت است که پس از نصب تخته‌ها، پارچه‌ی فیلتر روی آن متصل می‌شود. سپس دیوار بتنی اجرا می‌شود. با این کار فیلتر بین دیوار و تخته محصور می‌شود. در این روش، جریان آب عبوری از تخته‌ها وارد فیلتر و از آنجا به پای دیوار منتقل می‌شود. سپس جریان‌های رسیده به پای دیوار به یک سیستم جمع آوری منتقل می‌شود.

در مورد دیوارهای نیلینگ، مسئله این است که آب پشت وجه دیوار که معمولاً شاتکریت و نفوذ ناپذیر است جمع نشود. به منظور مستهلک کردن و ممانعت از تجمع آب پشت وجه دیوار، پیمانکاران اقدام به نصب نوارهای زهکشی پشت لایه‌ی شاتکریت در فواصل حدوداً ۲ متر از هم می‌کنند. با این کار جریان آب ورودی به پشت دیوار توسط زهکش‌ها به پای دیوار منتقل می‌شود. علاوه بر نوارهای زهکشی قائم، نوارهایی به صورت افقی هم اجرا می‌شود. که با نوارهای قائم تشکیل شبکه می‌دهند. فاصله‌ نوارهای افقی از هم به اندازه طول هر گام شاتکریت بستگی دارد. این فاصله معمولاً ۲ متر است. اگر در یک زهکش قائم، انسداد ایجاد شد، این شبکه‌ها نوارها موجب می‌شود جریان آب گزینه‌های دیگری برای ادامه مسیر داشته باشد. هنگامی که جریان آب به پای دیوار رسید، وارد لوله‌هایی که از درون دیوار بیرون آمده‌اند شده و به صورت ثقلی به سیستم هدایت و جمع آوری منتقل می‌شود.

سیستم‌های نوین

یکی از روش‌های نوین در زهکشی گود، استفاده از مصالح ژئودرین است که انواع مختلفی دارند. مراحل ا‌جرای سیستم زهکشی با استفاده از این مصالح شامل موارد زیر است.

‌بریدن یا کاور کردن سر نیلینگ یا آرماتورها

در صورت وجود نیلینگ و آرماتور باید در ابتدا کف و دیواره‌ها برای اجرای لایه‌های PVC و ژئودرین کاملاً صاف و هموار شود. برای این منظور دو راه حل اساسی توصیه می‌شود.

  • ‌کاور کردن سر نیل‌ها با نرمه سیمانی
  • ‌بریدن سر نیل‌ها تا حد امکان و استفاده از چند لایه ژئوتکستایل برای پوشاندن آنها

‌اجرای اولین لایه‌ی ژئوتکستایل

لایه‌ی ژئوتکستایل دو نقس اساسی دارد.

  1. فیلتر: ژئوتکستایل از پر شدن خلل و فرج و شبکه بندی زهکش به وسیله‌ی سنگ ریزه‌ها و گل و لای جلوگیری  می‌کند.
  2. هدایت کننده‌ی آب به سمت زهکش: ژئوتکستایل با جذب رطوبت، آب را به سمت لایه ی بالایی (ژئودرین) هدایت کند.

اجرای لایه زهکش (ژئودرین)

جهت هدایت آب به سمت لوله‌های زهکش و از آنجا انتقال آن به خارج از محیط کار از لایه‌های ژئودرین استفاده می‌شود.

‌اجرای لایه دوم ژئوتکستایل

جهت محافظت از ژئوممبران PVC در برابر لایه‌ی بتن محافظ

‌اجرای لایه‌ی PVC

سطحی که پوشش روی آن نصب می‌شود‌، باید عاری از هر گونه نقاط نوک تیز و برنده و باید تقریباً صاف و هموار باشد. سطح باید از یک زیرسازی مستحکم مانند لایه‌ی شاتکیرت و یا دیوار بتنی یا آجری برخوردار باشد. وجود آب راکد‌، گل، لجن، برف و رطوبت بیش از حد بر روی سطح مجاز نیست و پوشش در حضور این عوامل نباید گسترده و نصب شود.

در بسیاری از موارد جهت تثبیت خاک پس از گودبرداری از روش نیلینگ و شاتکریت استفاده می‌شود. لذا جهت جلوگیری از آسیب فیزیکی به ورق ممبران می‌بایست قسمت اضافه سر نیل‌‌ها (بولت‌ها) بریده شده، سپس با دو لایه ژئوتکستایل روی آنها را پوشاند. پس از پهن کردن‌، ورق‌های می‌بایست در نقاط هم پوشانی به یکدیگر جوش داده شوند. در جوش ورق‌های پلیمری از دستگاه‌های جوش هوای داغ استفاده می‌شود. تمام قسمت‌های همپوشانی باید از هر گونه خاک، گرد و غبار، آب و .. عاری باشد.

برای جوشکاری ورق‌های pvc دستگاه‌های مختلفی وجود دارد که به صورت خودکار‌، نیمه خودکار و دستی عمل می‌کنند. متداول‌ترین روش جوشکاری استفاده از دستگاه جوش هوای داغ دستی و یک غلتک جهت وارد آوردن فشار به قسمت‌های حرارت دیده است.

منبع : عمران سافت

از انتشار مطالب و فایلهای این سایت با ذکر منبع استقبال میکنیم