در اغلب پروژه های ساختمانی، فعالیت های اجرایی مرتبط با عملیات گودبرداری و خاکبرداری در زمین محل پروژه آغاز می گردد. این بخش از عملیات اجرایی که اغلب سهم کمی از پیشرفت فیزیکی پروژه را به خود اختصاص می دهد، بی شک یکی از مهم ترین مراحل اجرایی پروژه محسوب می گردد.
اهمیت مرحله گودبرداری پروژه صرفاً به لحاظ وجود پیچیدگی های فنی نیست. معمولاً با شروع عملیات گودبرداری، مالکین عوارض مجاور به ویژه ساختمان های همجوار از وقوع رخدادهای احتمالی ناشی از گودبرداری ابراز نگرانی می کنند. این نگرانی بالقوه در صورتی که در این دسته از ذینفعان پروژه، به صورت منطقی و از مناظر فنی و مدیریتی به نحو مناسب مدیریت نگردد، باعث می گردد حس نگرانی به نارضایتی شدید تبدیل گردد. این نارضایتی باعث می گردد فضای اجرایی معمول پروژه را از وضعیت عادی خارج نموده و سبب گردد میزان ریسک متصور برای پروژه، به شدت افزایش یابد.
از این رو، در مدیریت پروژه های عمرانی همواره مهندس پروژه بایستی علاوه بر مدیریت مهندسی پروژه به مدیریت حوزه های مختلف پروژه به ویژه مدیریت ذینفعان نیز توجه جدی داشته باشد.
بی تردید اجرای صحیح سازه های نگهبان صرف نظر از اهمیتی که از حیث فنی برای آن متصور است، همواره در تأمین رضایت ذینفعان نیز به طور غیر مستقیم تأثیرگذار است.
روش پایدارسازی نیلینگ و انکراژ از جمله روش هایی است که به طور روزافزون به جهت تأمین پایداری در اجرای گودبرداری های شهری مورد استفاده قرار می گیرد. در دسترس بودن مصالح موردنیاز، ایجاد دیواره قائم و پایدار و جلوگیری از ایجاد محدودیت عملکردی در فضای پروژه باعث شده به کارگیری این نوع روش پایدارسازی در میان مهندسان و مجریان از اقبال خوبی برخوردار باشد.
پایدارسازی به روش نیلینگ و انکراژ علی رغم نکات مثبتی که برخوردار است، دارای برخی ضعف های جدی است. عمده مشکلات رایج را می توان در موارد زیر خلاصه نمود:
- مهندسان محاسب اغلب به دلیل عدم آشنایی با طراحی این روش، رغبت و اشتیاق کمتری به بازدید میدانی و ارائه طرحی منطبق با نیاز پروژه دارند.
- اغلب مالکین و کارفرمایان متقاضی این روش، به دلیل امکان گودبرداری با عمق زیادتر، این روش را مناسب دانسته اند. این دسته از افراد به واسطه عدم آگاهی کافی نسبت به قوانین و مقررات رایج، اغلب نسبت به مسئولیت خود در قبال وقوع خطرهای پیش رو و تبعات قانونی آن کمتر مطلع هستند.
- اغلب مهندسان ناظر نیز با توجه به جمیع مشکلات اعلام شده، گاهاً نقش و عملکرد مؤثری در جهت رفع مشکلات مطرح شده از خود نشان نمی دهند و متأسفانه با پذیرش ریسک خطر در شرایط معمول، خود را در بروز مخاطرات احتمالی با سایر ارکان پروژه سهیم می کنند.
مجموعه نکات زیر مشمول بحث آزمایش های کنترلی می باشند:
- انجام آزمایش های عملکرد (Performance Test)، تأییدی (Proof Test)، خزش (Creep Test) و کنترل بار (Lift-off Test) بر اساس مبانی راهنمای طراحی FHWA ضروری می باشد. سه آزمایش نخست قابل استفاده برای المان های نیل و انکر بوده و آزمایش چهارم مختص انکر می باشد.
- آزمایش عملکرد (Performance Test)، جهت شناخت صحت مقادیر اختیار شده برای مقاومت دوغاب و ظرفیت بیرون کشیدگی در طراحی های صورت گرفته می باشد که این مقادیر در روش اجرایی پیمانکار تأثیرگذار می باشند. آزمایش بارگذاری کنترلی می بایست تا گسیختگی کامل و یا حداقل تا بار متناسب با مقاومت طراحی دوغاب ضریب اطمینان بیرون کشیدگی انجام شود. نتایج آزمایش های شناسایی می تواند منجر به تغییرات جزئی یا کلی در طرح پایدارسازی گردد.
- آزمایش تأییدی (Proof Test)، در حین عملیات اجرایی میخ کوبی و بر روی درصد مشخصی از تعداد کل نیل ها (معمولاً پنج درصد) انجام می پذیرد. این آزمایش ها جهت کنترل کیفیت اجرایی پیمانکار و اطمینان از ثابت ماندن روش حفاری و تزریق می باشد.
- آزمایش خزش (Creep Test) عملاً آزمایش مستقلی نبوده و خود آن بخشی از آزمایش های کنترلی (یا نهایی) و تأییدی می باشد. یک آزمایش خزش در حقیقت شامل اندازه گیری حرکت یک میخ اجرا شده تحت بار ثابت در یک مدت زمان مشخص می باشند. این آزمایش جهت کسب اطمینان از قابلیت تحمل بار طراحی توسط نیل به صورت ایمن در طول مدت زمان عمر سرویس خود می باشد.
- انجام آزمایش کنترل بار (Lift-off Test) در طول عملیات اجرایی با توجه به روند پیشرفت عملیات (جهت اطمینان از حفظ تناژ پس تنیدگی در المان های تسلیح) پیشنهاد می گردد. درصد انجام آزمایش مذکور به میزان 5 درصد تعداد کل انکرها پیشنهاد می شود و افزایش درصد آزمایش های مذکور به میزان بیش از 5 درصد، منوط به اخذ نظر مشاورین پروژه و بررسی روند تغییرشکل های پروژه و مقایسه آن با مقادیر پیش بینی شده در مدل های عددی تنش – کرنش (مورد استفاده در طراحی) می باشد.
- در زمان انجام کشش در هر یک از انواع آزمایش های کشش، رعایت تمامی نکات ایمنی (همانند عدم استقرار نیروی انسانی در مقابل جک، نصب مناسب جک و اجزای هد انکر یا هد نیل و …) الزامی است.
- انجام آزمایش های کنترل بار (Lift-off Test) در پروژه های گودبرداری عمیق جهت اطمینان از سلامت انکرها مهم بوده و انجام آن در بازه های زمانی مشخص اکیداً توصیه می گردد.
- در صورتی که جک کشش قادر به حفظ تناژ (پس از ثابت شدن بار به دلیل رفتار خزشی آنی خاک) نباشد، ضروری است جک مورد نظر مجدداً از لحاظ مکانیکی بررسی و تعمیر شده و پس از آن کالیبراسیون گردد. گواهی کالیبراسیون ارائه شده می بایست از مراکز رتبه بندی شده تحت نظر سازمان استاندارد ایران اخذ گردد.
در ادامه، چهار آزمایش کنترلی سیستم انکراژ به ترتیب شرح داده می شود:
- آزمایش عملکرد (Performance Test): آزمایش عملکرد انکر شامل اعمال سیکل های بارگذاری و باربرداری به استرندها و ثبت جابجایی مهار و استرند و تغییر مکان پسماند در هر گام بارگذاری و باربرداری می باشد. مطابق مراجع بین المللی توصیه می گردد حداقل ۵ درصد تعداد کل انکرها و یا حداقل 3 انکر (هر کدام که بزرگتر باشد) باید مطابق دستورالعمل زیر تحت آزمایش عملکرد انکراژ قرار گیرند. بقیه انکرها می بایستی به طور مجزا طبق روند کلی آزمون تأییدی (Proof Test) آزمایش، بارگذاری و سپس قفل شوند. در آزمون عملکرد انکر، بلافاصله پس از ثبت کردن جابجایی مهار و استرند بایستی گام بعدی بارگذاری اعمال گردد. جابجایی مهار را باید با دقت 02/0 میلی متر نسبت به یک نقطه مستقل مرجع بر روی بار تطبیق و نیز در هر گام بارگذاری اندازه و قرائت نمود. نیروی اعمالی توسط گیج فشار کنترل شده و در مدت آزمایش گیج مرجع فشار نیز به صورت سیستم سری با گیج فشار قرار بگیرد. اگر میان قرائت گیج اولیه و مرجع بیش از 10 درصد اختلاف وجود داشته باشد، می بایستی جک و گیج فشار و گیج مرجع به طور مجدد کالیبره گردند. در گام های بارگذاری (به جز نیروی حداکثر آزمایش) تنها باید بار وارده را به اندازه مدت زمان لازم برای قرائت جابجایی ثابت نگه داشت. حداکثر بار آزمایش در آزمایش عملکرد (Performance Test) باید برای 10 دقیقه روی انکر و استرندها باقی بماند.
جک باید به گونه ای تنظیم شود که بتواند نیروی وارده را به طور یکنواخت و ثابت نگه دارد. بلافاصله پس از اعمال حداکثر بار آزمایش، زمان ثابت نگه داشتن بار آغاز می شود و باید جابجایی مهار نسبت به مرجع ثابت در زمان های 1، 2، 3، 4، 5، 6 و 10 دقیقه قرائت شود. اگر جابجایی مهار بین دو قرائت 1 دقیقه و 10 دقیقه، بیش از یک میلی متر باشد، حداکثر بار آزمایش باید برای 50 دقیقه دیگر یعنی تا دقیقه ۶۰ نیز اعمال شود. در صورت ادامه بارگذاری جابجایی مهار بایستی در زمان های 15، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه اندازه گیری می شود. پیش از آغاز آزمایش نباید باری بیش از 10 درصد ظرفیت استرند به مجموعه وارد شود. حداکثر بار آزمایش نباید از 80 درصد مقاومت کشش نهایی مشخص شده برای استرند پیش تنیده استرند تجاوز کند. بار آزمایش باید به صورت همزمان به همه رشته های استرند وارد شود.
- آزمایش تأییدی (Proof Test): آزمایش تأییدی (Proof Test) انکر بر روی تمامی استرندها و انکرها در یک پروژه گودبرداری و پایدارسازی که سیستم سازه نگهبان آن از نوع انکراژ مولتی استرند باشد، انجام می گردد و مهمترین معیار در پذیرش یک انکر باربر و قابل بارگذاری می باشد. در واقع این آزمون مشخص می کند که آیا می توان بار طراحی مورد نظر در نقشه های اجرایی را به انکر و استرند چند رشته ای اعمال کرد و یا خیر. در صورت عدم تأیید و عدم پذیرش انکر، می بایستی درصدی از بار طراحی مورد نظر در نقشه های اجرایی به انکر مورد نظر اعمال گردد و طراحی و نقشه های اجرایی به طور مجدد بازنگری گردد.
در آزمایش تأییدی (Proof Test) انکرها به صورت افزایشی بارگذاری شده و تغییر مکان انکرها و استرندها ثبت می گردد. با رسیدن بارگذاری به بار حداکثر مشخص شده که برابر با ۱۲۰ درصد بار طراحی می باشد و انجام تست خزش برای آن انکر، سپس بار وارده در صورت تأیید پذیرش انکر تا مقدار مشخص شده برای پیش تنیدگی کاهش می یابد و انکر در بار طراحی قفل می گردد. در انجام این آزمون توجه به نکات زیر ضروی است:
- بلافاصله پس از قرائت جابجایی مهار و انکر، باید گام بعدی بارگذاری اعمال شود.
- جابجایی مهارها باید با دقت 02/0 میلی متر نسبت به یک مرجع مستقل ثابت روی بار تطبیق (Alignment Load) در هر گام بارگذاری به جز حداکثر بار آزمایش، بار اعمال شده را فقط باید به اندازه زمان لازم برای قرائت جابجایی ثابت نگه داشت.
- جک باید به گونه ای تنظیم شود که بتواند بار را به طور یکنواخت و ثابت نگه دارد.
- بلافاصله پس از اعمال حداکثر بار آزمایش که معادل ۱۲۰ درصد بار طراحی می باشد، زمان ثابت نگه داشتن بار و انجام تست خزش آغاز می شود و باید جابجایی مهار نسبت به مرجع ثابت در زمان های 1، 2، 3، 4، 5، 6 و 10 دقیقه قرائت شود. اگر جابجایی مهار بین دو قرائت 1 دقیقه و 10 دقیقه، بیش از ۱ میلی متر شد، حداکثر بار آزمایش باید برای 50 دقیقه دیگر نیز اعمال شود. در صورت ادامه بارگذاری جابجایی مهار بایستی در زمان های 15، 20، 30، 40، 50 و 60 دقیقه اندازه گیری شود.
- آزمایش خزش (Creep Test): آزمایش خزش (Creep Test) می بایستی حداقل برای 10 انکر و مهار انجام شود. تجهیزات اعمال تنیدگی و کشش انکر باید ظرفیت اندازه گیری و ثابت نگه داشتن فشار را در محدوده 35/0 مگاپاسکال داشته باشد. آزمایش خزش بایستی با استفاده از مراحل بارگذاری و باربرداری، گام به گام مطابق با آزمایش تأییدی (Proof Test) انجام گیرد. در انتهای هر دور (سیکل) بارگذاری، باید بار را برای بازه مشاهده، طبق برنامه ثابت نگه داشت. جابجایی مهار، در طول هر بازه مشاهده، باید در زمان های 1، 2، 3، 4، 5، 6، 10، 15، 20، 25، 30، 45، 60، 75، 90، 100، 120، 150، 180، 210، 240، 270 و 300 دقیقه متناسب با گام بارگذاری، قرائت و ضبط شود. بازه ثابت نگه داشتن بار در هر مرحله، بلافاصله پس از اعمال بار آزمایش شروع می شود. در آزمایش خزش از گیج فشار و گیج مرجع فشار برای اندازه گیری بار اعمال شده و نیز از یک نیروسنج (Load Cell) برای کنترل تغییرات کوچک بار در بازه ثابت نگه داشتن بارگذاری استفاده می شود. جک باید به گونه ای تنظیم شود که بتواند بار را ثابت نگه دارد. شرکت مجری و پیمانکار پایدارسازی گود و انکراژ باید نمودار جابجایی مهار و نیز تغییر مکان های باقیمانده اندازه گیری شده در آزمایش خزش را رسم کند. همچنین باید نمودار جابجایی خزشی برای هر بازه ثابت نگه داشتن بار در برابر لگاریتم زمان را رسم کند. انکرهایی تحت آزمایش خزش پذیرفته می شوند که:
- انکر بتواند حداکثر بار آزمون را با نرخ خزشی کمتر از ۲ میلی متر در آخرین سیکل لگاریتمی زمان تحمل کند.
- تغییر مکان الاستیک کل تحت حداکثر بار آزمون، از 80 درصد افزایش طول الاستیک تئوریک طول آزاد انکر تجاوز کند.
- آزمایش کنترل بار (Lift-off Test): پس از کامل شدن آزمایش های فوق الذکر، باید بر اساس نتایج آزمایش های فوق به انکر اعمال بار صورت گیرد و به اصطلاح انکر قفل گردد که در این حالت ممکن است تمام مقدار بار طراحی و یا کسری از آن به انکرها و استرندها اعمال گردد. اندازه تئوریک بار قفل شدگی در نقشه های اجرائی تعیین شده است و نباید مقدار آن از 70 درصد ظرفیت استرند تجاوز نماید. معیار پذیرش یک انکر بر اساس جدول آزمایش تأییدی (Proof Test) می باشد. انکرهای تحت آزمایش عملکرد و یا آزمایش تأییدی با زمان ثابت نگه داری بار 10 (60) دقیقه در صورتی پذیرفته می شوند که:
- انکر بتواند حداکثر بار آزمایش که معادل 120 درصد بار طراحی می باشد را با تغییر مکان کمتر از ۱ میلی متر در بین دو قرائت 1 دقیقه و 10 دقیقه (و یا نرخ خزشی کمتر از ۲ میلی متر در آخرین سیکل لگاریتمی زمان)، تحمل کند.
- تغییر مکان الاستیک کل تحت حداکثر بار کشش که معادل 120 درصد بار طراحی می باشد؛ از 80 درصد افزایش طول الاستیک تئوریک طول آزاد تجاوز کند.