با مفهوم خاک مسلح و اجزای آن آشنا شوید

در این مطلب از خانه معماری قصد داریم شما عزیزان را با مفهوم خاک مسلح و اجزای آن و همچنین کاربردهای آن آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

خاک مسلح چیست؟

خاک مسلح مجموعه ای از خاکریزها است که به وسیله تسمه و میلگرد مسلح شده اند و منجر به تقویت خواص مکانیکی خاک در بخشی که در معرض نیروها قرار گرفته می شود. این خاک از مقاومت بسیار بالایی در برابر برش و فشار برخوردار است، ولی در مقابل کشش، قدرت چندانی ندارد. رفتار خاک مسلح همانند بتن مسلح و به دلیل وجود اجزای مسلح کننده جهت کرنش کششی، بهبود می یابد. همین موضوع باعث شده تا دیوارهای خام مسلح از نوع انعطاف پذیر باشند.

قسمت های مختلف خاک مسلح شامل: خاکریز یا همان خاک های دانه ای، عناصر مسلح کننده از جمله تسمه های پهن و باریک و پوسته هستند. اجزای پوسته که به انتهای عناصر مسلح کننده متصل می شوند، بخش خارجی دیوار را تحت پوشش قرار می دهند. توجه داشته باشید، نسبت عرض به ارتفاع در دیواره های خاک مسلح ، بزرگ است. به همین دلیل در پنجه دیوار تمرکز تنش برخلاف دیوارهای معمولی رخ نمی دهد. از این رو دیوارهای خاک مسلح بسیار مناسب بسترهایی با ظرفیت باربری کم هستند.

نکته

خاکریزی در سازه های خاک مسلح به صورت لایه لایه انجام می شود. تراکم سازی آن دقیقا مشابه خاکریزهای معمولی می باشد. اجزای مسلح کننده در بین این لایه های خاک قرار گرفته و نصب عناصر پوسته به صورت فلزی با مقطع نیم بیضی و بتنی پیش ساخته چلیپایی انجام می شود. برای اجرای و ساخت دیوارهای خاک مسلح باید ابتدا نسبت به قرار دادن یک ردیف عناصر پوسته اقدام کرد و سپس لایه ای از خاکریز و عناصر مسلح کننده روی آن اجرا شود.

نکته جالب توجه این که، رفتار خاک مسلح در طولانی مدت بر اساس رفتار اجزای مسلح کننده آن شکل می گیرد. به همین دلیل از فولاد می توان به عنوان یکی از بهترین عناصر مسلح کننده نام برد. چرا که فولاد استحکام و مقاومت بالایی دارد. البته باید این نکته را نیز در نظر داشت که فولاد ممکن است دچار خوردگی شود و این ویژگی تاثیر بسزایی در رفتار خاک مسلح خواهد داشت. به عبارتی می توان گفت یکی از مهم ترین معایب این خاک، خوردگی عناصر مسلح کننده است. از این رو باید توجه ویژه ای به پایداری این عناصر در خاک در هنگام اجرا شود.

خاک مسلح و اجزای آن: مزایا و کاربردها

اجرای خاک مسلح مزایای فراوانی دارد: از آن جایی که سرعت اجرای دیوارهای خاک مسلح بسیار بالاست، می توان آن ها در کوتاهترین زمان ممکن ساخت. مصالح مورد استفاده این خاک، ارزان قیمت و در دسترس هستند: مانند خاک. مکانیکی بودن عملیات اجرای خاک مسلح یکی از مهم ترین مزایای آن به شمار می رود. همچنین امکان تامین کیفیت بتن در قطعات پوسته وجود دارد. نیازی به پی یا شالوده برای اجرای دیوارهای خاک مسلح وجود ندارد. همچنین سازه خاک مسلح یکی از سازه های زیبا محسوب می شود.

از خاک مسلح در ساخت دیوارهای جاده های شیب دار کوهستانی، ساخت سازه های خطوط راه آهن، ساخت دیوارهای نگهدارنده حاشیه بزرگراه ها و پایه پل ها، دیوارهای ساحلی و سدهای خاکی، ساخت سازه های حفاظتی نظامی و دیوارهای شیب دار استفاده می شود.

خاک مسلح و اجزای آن

خاکریز

خاکریز یکی از اجزای تشکیل دهنده خاک مسلح است که برای افزایش کارایی و مقاومت خاک مسلح باید ویژگی های منحصر بفردی داشته باشد. برای مثال: خاکریز باید دارای مقاومت و پایداری در کوتاه و دراز مدت باشد. همچنین باید از خواص مکانیکی و خواص شیمیایی مناسب نیز برخوردار باشد. اصطکاک داخلی و چسبندگی از جمله خواص مکانیکی و خوردگی عناصر مسلح کننده و دوام و پایداری از جمله خواص شیمیایی یک خاکریز می باشد.

خاک هایی که دارای دانه بندی متراکم هستند، برای خاکریز مناسب ترند. چرا که حجم آن ها در برابر نیروی برشی افزایش می یابد. اگر زهکشی خاک به درستی انجام شود، تنش عمودی موثری بین اجزای مسلح کننده و خاکریز بعد از اجرای هر لایه از آن انتقال یافته و مقاومت برشی با بارگذاری قائم بدون تاخیر فاز انجام می شود. هنگام اعمال بارهای معمول، خاک های دانه ای رفتاری الاستیسیته پیدا می کنند که از ایجاد تغییر شکل در آن ها پس از اجرای خاک مسلح جلوگیری می کند.

از آنجایی که خاک های ریز دانه قابل زهکشی مناسب نیستند، در معرض انتقال سریع و موثر تنش قرار نمی گیرند. بدین ترتیب ضریب ایمنی در هنگام اجرا کاهش می یابد و در نهایت رفتار الاستوپلاستیک خاک ، تغییر شکل پسماند را می تواند به همراه داشته باشد. زمانی خوردگی در خاک مسلح رخ می دهد که پدیده خزش به علت تنش بالای عناصر مسلح کننده رخ دهد.

پوسته

اجزای پوسته مانع از ریزش خاک بین المان های مسلح کننده می شود و عملکرد آن به مثابه یک پوشش برای خاک مسلح می باشد. یکی از ویژگی های منحصر به فرد خاک مسلح، انعطاف پذیری بالای آن است. به همین دلیل بر روی خاک های دارای نشست اجرا می شوند. بنابراین پوسته خاک مسلح نیز باید انعطاف پذیر باشد. پوسته از اجزایی مانند: قطعات فولادی و قطعات بتنی تشکیل می شود.

قطعات فلزی یا فولادی پوسته مقاومت و انعطاف پذیری بالایی دارند و مقطعی از نیم بیضی هستند. وزن این قطعات بسیار کم است و برای مکان هایی که حمل و نقل در آن ها به سختی انجام می شود، بسیار ایده آل و مناسب می باشند. اتصال این قطعات فلزی یا فولادی به یکدیگر توسط پیچ انجام می شود و اجزای مسلح کننده بین این قطعات قرار می گیرند. قطعات بتنی پوسته از بتن و به صورت پیش ساخته و به شکل چلیپایی تولید می شوند. اتصال این قطعات باید طوری باشد قادر به تحمل تغییر شکل بدون ترک خوردگی در بتن باشند.

اجزای مسلح کننده خاک

برای انتقال نیرو از طرف محرک به سمت ناحیه مقاوم از اجزای مسلح کننده در اجرای خاک مسلح استفاده می شود. ویژگی های این اجزا عبارتند از: دوام و پایداری، شکل پذیری بالا در مواقع گسیختگی و پیوستگی با مصالح خاکریز. همچنین باید وادادگی کمی در برابر تنش های کششی از خود نشان دهند. جنس اجزای مسلح کننده به طور معمول از فولاد ضد زنگ‌، آلیاژ آلومینیوم منیزیم، فولاد گالوانیزه و مواد پلیمری می باشد. لازم به ذکر است، اجزای غیر فلزی متشکل از مواد پلیمری عملکردی ضعیف تری نسبت به اجزای فلزی دارند، ولی در عوض دچار خوردگی نمی شوند.