تاریخچه - مصالح - معیار های پایداری - چاه های جمع آوری
1-تاریخچه زهکشی
تاريخچه اوليه استفاده از روشهاي زهكشي مشخص نيسـت ولـي هـردوت مـورخ يونـاني بـه شـبكه هـاي زهكشي كه در دو هزار سال پيش در دره نيل وجود داشته اشاره كرده است .بديهي است كه زهكشي در ابتـداي امر فقط زهكشي سطحي بوده ولي بعدا در اثر احداث جاده ها و معابري كه اهميت نظـامي داشـته زهكشـي زيرزميني نيز متداول شده است. زهكشي به منظور اصلاح اراضي نيز احتمالا از دوران تمدن يونـاني آغـاز شـده است. از قرن دهم ميلای به بعد زهكشي مناطق باتلاقی و مردابي در اروپا توسعه يافت و در اكثر موارد زهكشي از طريق آنها صورت گرفته است و پمپ هايي كه با استفاده از انرژي باد كار مي كردند آب منطقـه پسـت را بـه مناطق مرتفع تر تخليه مي نموده اند .
استفاده از لوله هاي سفالي از سال ١٨٨٠ آغاز شده است .امروزه در امر مهندسي در بسـياري مـوارد كـه ساختمانهاي بزرگ در مناطق مرطوب و زه دار اجرا مي گردند، براي خشك نگه داشتن زمين و پايين بودن سـطح آب زيرزميني به منظور اجراي آسان شالوده اين ساختمان ها از عمليات خاص زهكشي استفاده مي‌شود.
- سیستم زهکش منتخب و فلسفه اجزای آن
در این پروژه برای زهکشی از سیستم زهکشی کانالی و یک لایه پتوی زهکش افقی استفاده شده است. در این پروژه بمنظور حفظ پایداری دیواره گود ها به فاصله حدود 10 سانتی متری از بر دیوار گود یک کانال زهکش در نظر گرفته شده است که آبهای وارده از دیواره گود و کف را جمع آوری نموده و توسط 7 عدد کانال زهکش اتصال به سمت چاههاي در نظر گرفته شده مطابق با مختصات اعلام شده در نقشه‌ها انتقال داده می‌شود. سپس توسط پمپهاي کف کش از داخل چاهها به بیرون پمپاژ می شود. لایه زهکش افقی در این پروژه 2 کار اصلی را به شرح ذیل انجام می دهد:
الف) آب های تراوش یافته از دیواره گود را به کانال زهکش انتقال می دهد.
ب) چنانچه پس از اجرای بتن مگر و قبل از نصب سیستم آب بند در روی بتن آب جمع شود با ایجاد چند حفره می توان آب را به زهکش افقی و سپس به کانال زهکش و نهایتا چاه انتقال و خارج نمود.
لازم بذکراست که هر کانال زهکش توانایی انتقال دبی معادل با 1 لیتر در ثانیه را دارا می باشد. با توجه به آنکه 7 زهکش اتصال به چاهها وصل می شوند به عبارتی 7 لیتر در ثانیه آب می تواند به چاهها وارد شود که پمپهاي کف کش می بایست توانایی پمپ این دبی را داشته باشد.
2- مصالح زهکش
کيفيت مصالح مصرفي در زهکشي زيرزميني، نقش اساسي در بهره دهي دراز مدت تأسيسات زهکشی ايفاد مي کند و به طور کلي بايد داراي ويژگيهاي زير باشند :
الف- از نظر شيميايي و فيزيکي، در شرايط محيطي پروژه مقاوم و با دوام باشند .
ب- مقاومت کافي سازه اي در برابر بارهاي وارده و تغيير شکلهاي ناشي از آن را داشته باشند .
پ- در ابعاد و اندازه هايي طراحي شوند تا بتوانند حجم آب مورد نظر و محاسبه شده در طرح را جمع آوري و تخليه کند .
2-1- مصالح دانه ای
عملکرد مصالح دانه اي در سيستم زهکشي زيرزميني شامل موارد زير است :
الف- جمع آوري آبي که از سيستم عبور مي کند
ب- جلوگيري از فرار و انتقال مواد ريزدانه خاک پايه (خاکي که بايد زهکشي شود) به داخل مصالح زهکش
پ- تخليه و خارج کردن آب به عنوان يکي از عملکردهاي اصلي فرايند زهکشي
براي اينکه الزامات فوق قابل اجرا باشد مصالح دانه اي بايد تابع معيارهاي معيني از نظر دانه بندي، تراوايي، مقاومت در برابر دوره هاي متناوب ذوب و يخبندا ن و واکنشهاي شيميايي مضر بوده و از سنگدانه هاي سخت، بادوام و مستحکم تشکيل شده باشند .در صورت مصرف ماسه از نوع ماسه بتني به عنوان مصالح زهکشي نبايد از ماسه حاصل از سنگ شکسته کربناتي که به تدريج در آب حل مي شود استفاده نمود .
3- معیارهای پایداری سیستم زهکشی
برای مصالح زهکش دو گزینه در ذیل پیشنهاد شده است که عبارتست از:
گزینه الف) زهکش با مصالح دانه ای با مشخصات معین
براي آنكه سيستم زهكشي بتواند در دراز مدت با بهره دهي موثر و مفيد عمل كند بايد به گونه اي طراحي شود كه جريان جمع آوري و تخليه آب بدون انتقال و فرار و جابه جايي ذرات ريزدانه از خاك پايه و يا مصالح سنگدانه اي به داخل هر يك از مواد و مصالح زهکشي و بدون افت مجاز بار آبي ادامه يابد. براي تأمين اين هدف معيارهاي زير بايد در طراحي رعايت شود. در کلیه روابطی که در ادامه ارائه می گردد F معرف مصالح فیلتر، B خاک پایه و نشان دهنده قطر ذراتی است که a درصد ذرات ریزتر از آن باشد.
گزینه ب) زهکشي با استفاده از بلوكهاي سفالي
با توجه به تجربيات به دست آمده از طرح و اجراي زهكش ناحيه شمالي و با توجه به عدم ايجاد شستگي در مصالح رسي كف گود و در نظر گيري سهولت اجرا، استفاده از بلوكهاي سفالي كه در داخل كانالهاي زهكش به ترتيب پشت سر هم ( با فاصله 1 سانتي متري از هم ) چيده مي‌شوند تا به محل چاه زهكش برسند و پرنمودن اطراف و روي آنها با مصالح درشت دانه قلوه تميز ، براي ناحيه جنوبي ارائه شده است. براي مصالح زهكش كف گود نيز مصالح شن نخودي مورد استفاده در تهيه بتن پيشنهاد شده است.
1) كشيدن نايلون روي كانال و اجراي بتن 2)پرنمودن كنار و روي آن با مصالح قلوه 3)چيدن بلوكهاي سفالي 4) کندن کانال زهکش
4- چاههاي جمع آوري آب شستشوي طبقه زيرين ساختمان
دو عدد چاه جهت جمع آوري آب حاصل از شستشوي طبقه زيرين ساختمان در زمان بهره برداري و تعيين محل آنها توسط كارفرما، جزئيات كامل اجرايي آنها در نقشه‌هاي پيوست ذكر گرديده است. لازم است كه عمليات مربوط به احداث اين چاهها بايستي قبل از عمليات اجراي بتن مگر كف فونداسيون صورت گيرد.
5- نتیجه گیری و توصیه های فنی
1-. لازم است قبل از شروع، گزارش به همراه نقشه ها کاملا مطالعه شود و چنانچه ابهامی وجود داشته باشد سریعا جهت بررسی احتمالی به این مشاور طرح اطلاع داده شود.
2- لازم است دیواره دور چاهها با استفاده از کول بنتی مسلح شده و حد فاصل خاک طبیعی با بر خارجی گود ها از مصالح درشت دانه پر شود.
3- مصالح دانه ای زهکش باید متشکل از دانه های سنگی سخت، مقاوم، با دوام و فاقد مواد آلی، کلوخه های رسی، دانه های نرم و سست، دانه های انحلال پذیر و سایر ناخالصی ها و مواد خارجی باشند. استفاده از سنگ شکسته کربناتي که به تدريج در آب حل مي شود به عنوان مصالح زهکش مجاز نمی باشد.
4- مصالح مورد مصرف باید به هنگام ریختن در محل کاملا شسته و خیس باشند.
5- مصالح زهکش باید در لایه های مسطح ریخته شوند زیرا ریختن آنها بصورت کپه یا در یک ردیف برجسته (بصورت پشته) موجب جدا شدن ذرات از یکدیگر خواهد شد.
6- لازم است حداکثر دقت در حمل، ریختن و متراکم سازی مصالح زهکش به عمل آید تا هیچ یک از این فرآیندها موجب تغییر دانه بندی آن نشود.
7- جهت جلوگیری از ناپایداری در دیواره گود و اجرای صحیح حتما می بایست کندن و پرکردن کانال زهکش در طول حداکثر 3 متر اجرا شود. برای تسریع در کار می توان در چندین جبهه کاری این عمل را انجام داد.
8- برای جلوگیری از تفكيك و جدا شدن سنگدانه هاي زهکش از يكديگر، ابعاد مصالح بايدبهم نزديک باشند.
9- لازم است برای مصالح داخل کانال زهکش و زهکش افقی از مصالح مشخص شده در نقشه‌ها با رعایت اصول و معیارهای ذکر شده در بالا استفاده شود.
11- با توجه به آنکه در نقشه های اجرایی روی لایه زهکش افقی بتن مگر اجرا خواهد شد. برای جلوگیری از نشست در بتن مگر حتما بایست مصالح زهکش حداقل به تراکم 80% پروکتور استاندارد برسد.
12- لازم بذکر است چنانچه عمق چاله آسانسور یا هر نوع باکس یا سازه خاص که از کف فونداسیون پایین‌تر قرار می گیرد لازم است که به مشاور اطلاع داده شود تا نسبت به ارائه جزئیات آب بندی اقدام شود.
13- چاههاي پمپاژ می بایست تا آخر اجرای فونداسیون مورد استفاده قرار گیرد و موقع آرماتور بندی و بتن ریزی می بایست این قسمت مانند یک حفره در نظر گرفته شده و متناسب با نظر طراح پی آرماتور انتظار در این قسمت در نظر گرفته شده و پس از اتمام بتن ریزی پی و آب بندی کامل دیواره ها نسبت به پر نمودن آنها با بتن سازه ای اقدام شود.
