دیوار برلنی یا دیواره سولجر پایل، روشی نیمه موقت در پایدارسازی و مقاومت گود به شمار میرود که اجرای آن بر اساس نصب شمعهای قائم و پر کردن فواصل میان آنها با مصالح مناسب انجام میشود. این سیستم به دلیل سختی پایین و حساسیت نسبت به جابجایی و نشست جانبی بهتنهایی ایمنی کامل فراهم نمیکند و معمولاً همراه با تکنیکهایی نظیر نیلینگ یا انکراژ مورد استفاده قرار میگیرد.
با وجود این محدودیتها، دیوار برلنی همچنان به دلیل سرعت اجرا، هزینه کمتر و انعطافپذیری در شرایط خاکی متنوع جایگاه خود را حفظ کرده است. در این مقاله گروه رویش به بررسی اصول طراحی، مراحل اجرا و ملاحظات فنی این روش خواهد پرداخت.
دیوار برلنی چیست؟
یکی از روشهای رایج در مقاومسازی گودهای عمیق، اجرای دیوار برلنی است. این سیستم معمولاً از ترکیب شمعهای فولادی یا بتنی همراه با رویه بتنی (شاتکریت یا پانل پیشساخته) تشکیل میشود. شمعها با هدف ایجاد گیرداری و مقاومت جانبی اجرا شده و طول آنها معمولاً حدود ۲۵ تا ۳۵ درصد عمق گود پایینتر از تراز نهایی حفاری در نظر گرفته میشود. برای جلوگیری از ریزش خاک میان پروفیلهای فولادی از رویههای بتنی درجا یا پیشساخته استفاده میگردد.
در گودهایی که در خاکهای زهکشپذیر و زیر سطح آب زیرزمینی قرار دارند، فاصلهای حدود ۲.۵ سانتیمتر میان پانلها برای عبور آب تعبیه میشود. با این حال عبور آب میتواند مصالح ریزدانه را خارج کرده و نشست در خاک پشت دیوار ایجاد کند. به همین دلیل در بسیاری از پروژهها، زهکشی به کمک لولههای پلیکا و لایههای ژئوکامپوزیت انجام میشود تا علاوه بر عبور آب از خروج ذرات ریز و ایجاد حفره در خاک جلوگیری شود.
گروه رویش با بیش از ۷۰ پروژه موفق در سراسر کشور، نامی معتبر در حوزه سازههای ساختمانی و صنعتی دارد. خدمات این گروه شامل طراحی، تأمین متریال، ساخت، حمل و نصب انواع سازهها بوده و همواره بر پایه کیفیت، دقت و تعهد اجرا میشوند. گروه رویش با بهرهگیری از تخصص و تجربه، راهکارهایی نوآورانه ارائه میدهد تا اعتماد کارفرمایان را به بهترین شکل پاسخگو باشد.
مراحل اجرای دیوار برلنی
اجرای دیوار برلنی به صورت مرحلهای و همراه با خاکبرداری انجام میشود. این مراحل به صورت پیوسته اجرا میشوند و نیاز به نظارت دقیق و پایش توسط مهندسین پروژه دارند. مراحل کلی به شرح زیر است:
- نشانهگذاری و آمادهسازی محل گود
- حفر گمانه و نصب شمعها
- خاکبرداری مرحلهای
- اجرای رویه بتنی
- نصب مهارها در صورت نیاز
- زهکشی و کنترل آبهای زیرزمینی
اجرای دیوار برلنی فرآیندی مرحلهای و دقیق است که با مطالعات اولیه ژئوتکنیکی و طراحی آغاز میشود. در این مرحله نوع خاک، سطح آب زیرزمینی، ظرفیت باربری و شرایط سازههای مجاور بررسی شده و ابعاد، فاصله و عمق شمعها بر اساس نتایج محاسبات مشخص میگردد. پس از آن محل شمعها جانمایی شده و گمانهها تا عمقی معادل ۲۵ تا ۳۵ درصد بیش از عمق نهایی گود حفاری میشوند.
در ادامه پروفیلهای فولادی H یا I درون گمانهها نصب و یا شمعهای بتنی به صورت درجا یا کوبشی اجرا میگردند تا نقش اصلی نگهداری جداره را بر عهده بگیرند. پس از استقرار شمعها، عملیات خاکبرداری به صورت مرحلهای و لایهلایه انجام میشود تا فشار جانبی خاک کنترل شود. همزمان با پیشروی خاکبرداری، فضای بین شمعها توسط رویههای بتنی که شامل پانلهای پیشساخته یا شاتکریت مسلح است پر میشود تا از ریزش خاک جلوگیری کند.
در خاکهایی که تراز آب زیرزمینی بالا باشد، تدابیر زهکشی نظیر نصب لولههای پلیکا همراه با ژئوکامپوزیت یا فیلتر ژئوسنتتیک در پشت دیوار اجرا میشود تا از شسته شدن ذرات ریز و نشست زمین جلوگیری گردد. در گودهای عمیق یا شرایط خاص خاک، ترکیب دیوار برلنی با روشهایی مانند انکراژ یا نیلینگ ضرورت پیدا میکند تا پایداری بیشتری ایجاد شود. در نهایت کل سیستم به وسیله ابزار دقیق پایش میشود تا هرگونه جابجایی یا نشست احتمالی تحت کنترل قرار گیرد و ایمنی پروژه تضمین شود.
شرایط مناسب برای اجرای دیوار برلنی
برای ایجاد دیوار برلنی یک سری شرایط و اصول مهم وجود دارد که حتماً مهندسین باید به آنها دقت داشته باشند تا در طول پروژه با اطمینان خاطر قدم بردارند. این موارد شامل:
1. رسهای نامستحکم یا نیمهسخت
این نوع خاکها ظرفیت تحمل بار جانبی شمعها را دارند و خطر ریزش جانبی یا نشست ناگهانی را کاهش میدهند، بنابراین دیوار برلنی در چنین بسترهایی پایدار و ایمن اجرا میشود.
2. خاکهای بالاتر از تراز آب زیرزمینی با چسبندگی کم
وقتی سطح خاک بالاتر از سطح آب زیرزمینی قرار دارد و چسبندگی خاک کم است، کنترل فشار جانبی خاک آسانتر شده و خطر فشار هیدرواستاتیکی پشت دیوار کاهش مییابد.
3. خاکهای همگن و زهکشپذیر
خاکهای یکنواخت و زهکشپذیر امکان نصب سیستمهای زهکشی و خشکسازی را فراهم میکنند و از شسته شدن ذرات ریز و ایجاد نشستهای موضعی جلوگیری میشود.
شرایط نامناسب و محدودیتهای دیوار برلنی
شرایط نامناسبی که هنگام ساخت دیوار برلنی ممکن است پروژه را با مشکل و محدودیت روبرو کند شامل:
1. خاکهای غیرهمگن و سست
در خاکهایی با ترکیب ناهمگن، ذرات ریز فراوان یا ماسه شل، پایداری دیوار کاهش یافته و احتمال نشستهای غیرقابل کنترل و ریزش جداره افزایش مییابد.
2. سطح آب زیرزمینی بالا بدون زهکشی مناسب
در این شرایط فشار هیدرواستاتیکی میتواند باعث شسته شدن مصالح پشت دیوار و ایجاد حفره شود که نتیجه آن نشست و کاهش عملکرد دیوار است.
3. بارهای جانبی زیاد یا گودهای بسیار عمیق
دیوار برلنی به تنهایی سختی کافی برای تحمل فشارهای زیاد ندارد و در چنین شرایطی لازم است از سیستمهای تکمیلی مانند نیلینگ یا انکراژ استفاده شود تا پایداری سازه تضمین گردد.
مزایای ساخت دیوار برلنی
یکی از مهمترین مزایای دیوار برلنی، کنترل دقیق تغییر شکل سازه در طول گودبرداری است. این تغییر شکلها معمولاً با کمک نرمافزارهای تحلیلی نظیر Plaxis مورد بررسی قرار گرفته و محاسبات سازهای دیوار بر اساس نتایج آنالیز تنش ـ تغییر شکل انجام میشود. همین ویژگی باعث میشود دیوار برلنی در گودهای عمیق، ضریب اطمینان بالایی ایجاد کند.
از دیگر مزایای این روش میتوان به کاهش جابجاییهای جانبی به دلیل صلبیت بیشتر دیواره و همچنین کنترل کیفی مناسب به واسطه اعمال کشش در انکرها اشاره کرد. به علاوه امکان اجرای مرحلهای و هماهنگ با خاکبرداری نیز مدیریت بهتری بر روند پایدارسازی فراهم میآورد.
معایب دیوار برلنی
با وجود مزایای متعدد، دیوار برلنی محدودیتهایی نیز دارد. از جمله هزینه اجرای بالاتر نسبت به برخی روشهای سادهتر مانند سولجر پایل است. همچنین به دلیل نیاز به مهارسازی و انکراژ در مراحل بعدی، سرعت اجرای آن کمتر بوده و در مقایسه با روشهای مستقیمتر مانند چاهکنی و سولجرگذاری، تأخیر ایجاد میشود.
نکته دیگر، نیاز به فضای بیشتر در هنگام جاگذاری پروفیلهای فولادی (سولجرها) است که در پروژههای شهری با محدودیت فضا میتواند چالش برانگیز باشد. بنابراین انتخاب این روش باید با در نظر گرفتن شرایط پروژه، بودجه و فضای موجود انجام بگیرد.
خلاصه
دیوار برلنی به عنوان یکی از روشهای موثر پایدارسازی گود، ترکیبی از شمعهای فولادی یا بتنی و رویههای بتنی است که با هدف کنترل تغییر شکلها و افزایش ضریب اطمینان در پروژههای عمرانی بهکار میرود. این سیستم در شرایطی مانند خاکهای نیمهسخت، بالاتر از سطح آب زیرزمینی و بسترهای زهکشپذیر عملکرد مطلوبی دارد و در صورت لزوم میتوان آن را با روشهایی همچون انکراژ یا نیلینگ تلفیق کرد. گروه رویش با بهرهگیری از دانش روز و تحلیلهای ژئوتکنیکی، همواره تلاش دارد تا راهکارهایی علمی و مطمئن برای اجرای موفق دیوار برلنی ارائه دهد.
