تکنولوژی دیوار دیافراگمی
دیوار دیافراگمی
دیوارهای دیافراگمی، دیوارهای بتنی مسلح یا غیرمسلح ساخته شده در زیر تراز سطح زمین هستند که به منظور نگهداری یا آب بندی دیواره‌ی گودها، آب‌بندی کف سدها و سایر مواردی که اجرای دیوارهای طولی کم‌عرض و عمیق در زیر سطح خاک مورد نیاز باشد، اجرا می‌شوند. برای احداث این دیوارها عموماً از دستگاه کاتر (هیدرومیل) یا دستگاه گراب که از مهمترین دستگاه‌های حفاری در ساخت دیوارهای دیافراگمی هستند، استفاده می‌شود.
نمای شماتیک از اجرای دیوار دیافراگمی – منبع تصویر: BAUER
حفاری با استفاده از دستگاه گراب
يكي از روش‌های احداث ديواره دیافراگمی با استفاده از دستگاه گراب می‌باشد. در این روش آب بندی درزهای اجرايي با شیوه‌های مختلفي مانند كام و زبانه، شمع پلاستيک، تير پيش ساخته بتني، لوله ژوئن و واتراستاپ انجام می‌شود.
تصویر گراب‌آویز مکانیکی
تصویر گراب کلی‌دار
حفاری با استفاده از دستگاه هیدرومیل
این سیستم برای حفاری خاک‌های بدون چسبندگی و سنگ‌های سخت مناسب است. هیدرومیل دستگاهی است که با استفاده از ناخن‌های حفار و با روش دورانی، خاک و سنگ را برش داده و با استفاده از گل حفاری، مصالح حاصل از حفاری را به بیرون منتقل می‌کند.
تصویر دستگاه هیدرومیل
موارد کاربرد دیوار دیافراگمی
- به عنوان دیوار حائل جهت مقابله با نیروهای جانبی و بارهای عمودی
- به منظور ایجاد دیوار یا پرده آب‌بند
مزایای استفاده از دیوار دیافراگمی
- ساخت دیواره اصلی باربر سازه در یک مرحله و حذف سازه نگهبان
- پیشگیری از ریزش سازه جانبی و نفوذ آب و امکان گودبرداری در اعماق بالا
- سرعت بالای عملیات اجرائی
کاربرد دیوار دیافراگمی در اجرای شفت انتقال دستگاه TBM
کاربرد دیوار دیافراگمی در پایدارسازی دیواره ایستگاه مترو اهواز (شرکت کیسون با همکاری کازاگرانده)
کاربرد دیوار دیافراگمی در احداث تونل
استفاده از دیوار دیافراگمی به عنوان دیوار آب‌بند
کاربرد دیوار دیافراگمی در مخازن ذخیره‌ی نفت، آب و ...
کاربرد دیوار دیافراگمی در مخازن ذخیره‌ی نفت، آب و ...
کاربرد دیوار دیافراگمی در احداث پارکینگ
کاربرد دیوار دیافراگمی در احداث سازه‌های زیر زمینی
مراحل اجرای دیوار دیافراگمی
- عمليات حفاري براي شروع عمليات حفاری، پس از تسطيح و رفع معارضين در محدوده طرح، خاک سست و نباتی در محدوده اجرای ديواره راهنما برداشته شده و پس از شناسايي موقعیت تأسيسات و عوارض زيرزمينی، اقدام به اجرای دیوار راهنما در بستر مناسب می‌شود. هدف از ايجاد ديوار راهنما (Guide wall) امكان اجرای دقيق و شاقولی ديوار ديافراگمي در محل مورد نظر و همچنين جلوگيری از ريزش جداره‌ها در حین اجرای عمليات حفاری و بتن‌ريزی می‌باشد.
نمای شماتیک از مراحل ساخت دیوار دیافراگمی
- دیوار راهنما
- دستگاه حفاری
- سبد آرماتور
- دیوار بتنی
اجرای دیوار راهنما جهت اجرای دقیق دیوار دیافراگمی
برای اجرای راحت‌تر ديوار ديافراگمی، اين ديوار به قطعات كوچکتری به نام پانل تقسيم می‌شود. ابعاد و شكل پانل‌ها بسته به شرايط زمين، عمق اجرای ديوار، موقعيت اجرای پانل در سازه، نوع تجهيزات حفاری و ... در اشكال مختلفی از قبيل L، U، T، I و ... طراحي و اجرا می‌شوند.
حفاری در پانل‌های كوچک در يک مرحله و در پانل‌های بلندتر تا سه مرحله انجام می‌شود. بدين ترتيب كه براي حفاری هر پانل، پانل مورد نظر به قطعات كوچکتری كه بارت ناميده می‌شود تقسيم می‌گردد. تعداد بارت‌ها بستگي به طول و ابعاد كلامشل (Clamshell) گراب دارند. طول هر بارت حداكثر برابر با اندازه طول كلامشل حفاری است.
نحوه انجام عمليات حفاری بدين صورت است كه پس از اجرای ديوار راهنما، پانلي كه طول زیادی دارد به سه قسمت تقسيم مي‌شود. ابتدا دستگاه گراب در محل بارت اول مستقر و تراز شده و پس از حفاری این محدوده، عملیات حفاری بارت‌های دوم و سوم انجام می‌گیرد.در ادامه دستگاه به همین ترتیب پانل‌های بعدی را حفاری مي‌كند. در صورت نیاز، هم‌زمان با حفاری هر بارت و جهت جلوگيری از ريزش جداره‌های بارت در حين حفاری، گل بنتونيت به صورت مداوم به درون چال هدايت مي‌شود. نقش اصلي گل حفاری حفظ پايداری ترانشه حفاری شده در برابر فشارهای جانبي ناشي از آب‌های زيرزمينی، خاك و سرباره روی پلاتفرم است كه اين عمل با تشكيل كيک بنتونيتي انجام می‌شود.
به طوركلي حفاری پانل‌های ديوار ديافراگمی به دو روش انجام می‌شود:
- اجرای پانل‌ها به صورت يک در ميان: در اين روش ابتدا پانل‌های اوليه با فواصل مشخصي از يكديگر (بصورت يک در ميان) حفاری و بتن ريزی شده و سپس در فاصله بين آن‌ها پانل‌های ثانويه اجرا می‌شوند.
- اجرای پانل‌ها به صورت متوالی: همانگونه که از عنوان این روش برداشت می‌شود، پنل‌های دیوار دیافراگمی در این شیوه حفاری به صورت متوالی و پشت سر هم برداشت می‌شوند.
استفاده از گل بنتونیت جهت پایدارسازی دیواره پنل در حین اجرا
استفاده از گل بنتونیت جهت پایدارسازی دیواره پنل در حین اجرا
- آرماتوربندي سبدهای آرماتوربندی با توجه به ظرفيت جرثقيل‌ها، ملاحظات اجرايی و عمق پانل‌ها طراحی می‌شوند. بسته به شرایط اجرایی کار، ممكن است دو يا سه سبد مجزا طبق نقشه‌های مربوطه بافته شده و در پانل كار گذاشته شود. همچنين به دليل عدم امكان جای گذاری ميلگرد انتظار با طول مورد نياز بر روي سبد ديوار ديافراگمي، نمي‌توان از روش معمول وصله‌كردن ميلگردها استفاده نمود.
نمای شماتیک از قرار دادن سبدهای آرماتور درون پنل‌های حفاری شده و عملیات بتن‌ریزی
بافت سبدهای آرماتور در محل کارگاه
تصویری از قرار دادن سبد آرماتور درون پنل حفاری‌شده
- آب بند نمودن درز اجرایي در مواقعی که هدف از بکارگیری دیوار دیافراگمی جلوگیری از عبور جریان آب باشد، آب بند نمودن درزهای اجرايي از اهميت بالايی برخوردار خواهد بود. برای آب بند كردن درز بين پانل‌ها روش‌های مختلفی چون استفاده از لوله ژوئن، بتن پلاستيك، تير پيش ساخته (بتنی يا فلزی) یا روش CWS می‌شود. روش CWS یک روش نوین آب‌بندی در دنیاست که در آن پس از حفاری پانل، در دو طرف آن غلاف فلزی (Stop end) که در برگیرنده‌ی واتراستاپ است، به گونه‌ای قرار داده می‌شود که Stop end در انتهای حفاری نصب شده و سپس بتن‌ریزی انجام می‌گیرد.
- بتن‌ريزي پس از نصب Stop endهای دو طرف پانل و جای گذاری سبدهای آرماتور، عمليات بتن ريزی آغاز می‌شود. با توجه به اينكه بتن‌ريزی در عمق مستغرق انجام مي‌شود، می‌بایست از لوله ترمي جهت حفاظت از بتن و جلوگیری از افت كيفيت آن استفاده گردد. در حين انجام عمليات بتن‌ريزی و به منظور جلوگيری از نفوذ دوغاب بنتونيت در بتن ريخته شده در پانل، عمق نفوذ لوله‌های ترمی در بتن بايد به گونه‌ای تنظيم شوند كه حداقل 2 متر از طول آن همواره داخل بتن قرار داشته باشد. عملیات بتن ريزی می‌بایست تا تراز روی ديوار راهنما و يا ارتفاع ديوار ديافراگم ادامه يابد تا بتن كثيف كه دارای آلودگي است در تراز بالاتر قرار گرفته و در مراحل بعدی جهت اتصال آرماتورهای سقف اول برداشته شود .
نمای شماتیک از بتن ریزی دیوار دیافراگمی
عملیات بتن‌ریزی دیوار دیافراگمی