علل تخریب در سد های خاکی

علل تخریب در سد های خاکی

 
در ادبیات مهندسی ، سدها را گاه به موجودات زنده تشبیه می‌کنند، زیرا به دلیل تغییر در وضعیت محیط زمین شناختی در طول زمان شرایط حکمفرما در سد و مخزن نیز دائما در حال تغییر است. از این رو سدها باید بگونه‌ای طراحی و اجرا شوند که در تمام طول بهره برداری پایداری قابل قبولی از خود نشان دهند. آگاهی از هر گونه تغییر در شرایط سد و محیط اطراف آن محتاج نصب دستگاههای متنوع رفتار سنجی دایمی است.

آب جمع شده در مخزن ممکن است از محل پی سد یا تکیه گاههای جانبی آن یا از جسم سد تراوش نماید. فرار آب از جسم سد ، بویژه در سدهای خاکی اهمیت خاصی در پایداری سددارد.روشهای متنوعی برای کاستن از میزان آب نشتی و تحت کنترل در آوردن آن وجود دارد. ویژگیهای سنگ و خاک سازنده پی سد و تکیه گاهای آن ، مصالح در دسترس برای ساختمان سد ، نحوه طراحی و شکل انتخاب شده برای سد و سرانجام محدودیتهای اجرایی هر یک به نحوی می‌توانند در انتخاب روشهای مناسب برای آب بندی سد موثر واقع شوند.

 

مهمترین علل رایج تخریب سدهای خاکی

سر ریز شدن سد

·  نحوه ایجاد و خسارات :

این امر موجب شسته شدن تاج و نهایتا تخریب سد می‌شود. حدود 30 درصد از خرابیهای سد خاکی ناشی از سر ریز شدن آنها بوده است.  مقالات مهندسی عمران

· روشهای مقابله :

برآورد دقیق بزرگترین سیلاب محتمل و طراحی سرریزهایی با ظرفیت مناسب تخلیه آنها ، علاوه بر آن باید فاصله سطح آزاد آب مخزن تا تاج سد (ارتفاع آزاد ) بگونه‌ای در نظر گرفته شود تا بر اثر نشست سد یا امواج حاصل از زمین لرزه ، آب از روی سد سر ریز نکند.

 

برخورد خط تراوش با دامنه پایاب:

·  نحوه ایجاد و خسارات:

اگر سطح ایستایی درون سر دامنه پایاب را قطع نماید، شسته شدن ذرات ریز و ناپایداری سد را به همراه خواهد داشت.

· روشهای مقابله :

با بقیه زهکشهای مناسب در پاشنه سد ، خط تراوش آب به داخل جسم سد منتقل می‌شود.

 

رگاب

· نحوه ایجاد و خسارات :

شسته شدن ذرات ریز از میان ذرات درشت تر به تدریج به ایجاد مسیر های آزاد گذر آب منجر می‌شود.

· روشهای مقابله :

این کار از طریق به حداقل رساندن مقدار و سرعت آب نشتی توسط انتخاب مصالح مناسب و تعبیه هسته نفوذ ناپذیر و صافیهای مناسب صورت می‌گیرد.

 

مسیر آزاد گذر آب

· نحوه ایجاد و خسارات :

در امتداد ترکهای ناشی از شست سد یا ترکهای ایجاد شده در مراحل آغازین گسیختگی ایجاد می‌شود. به موازات سطح خارجی لوله‌ها و مسیر آب بر ، در امتداد سطح تماس بخشهای بتنیبا خاک ، در سطح لایه‌های خاکی که به دقت کوبیده یا متراکم نشده‌اند و از طریق سوراخهای ایجاد شده توسط حیوانات حفار و ریشه گیاهان بوجود می‌آید.

· راههای مقابله :

چون در سدهای خاکی پس از تشکیل مسیر گذر آب ، مقابله با آن دیگر امکانپذیر نیست. لذا باید در مراحل طراحی و اجرای سد دقت کافی جهت جلوگیری ار این شکل به عمل آید.

 

ناپایداری دامنه‌ها

·نحوه ایجاد و خسارات :

نشست بدنه سد ، ایجاد ترکهایی در طول تاج سد یا دامنه پایاب و افزایش دبی زهکشها در پاشنه سد می‌توانند نشانه‌هایی از آغاز توسعه یک گسیختگی باشند.

·روشهای مقابله :

طراحی مناسب شیب دامنه‌های سراب و پایاب سد با در نظر گرفتن جنس و مشخصات مصالح مصرفی ، جلوگیری از افزایش ناخواسته فشار آب در جسم سد و در نظر گرفتن زمین لرزه‌های محتمل مهمترین عوامل برای مرتفع کردن این مساله است.

 

گسیختگی پی

·نحوه ایجاد و خسارات :

اگر بر اثر بار گذاری ناشی از ایجاد سد ، آبگیری آن با نیروهای ناشی از زمین لرزه ، تنشهای برشی ایجاد شده در پی سد از مقاومت برشی مصالح بیشتر شود، پی گسیخته می‌شود. این شرایط در رسهای تحکیم نیافته اغلب بلافاصله بعد از اولین آبگیری و در رسوبات ماسه‌ای بیشتر بر اثر بار گذاری چرخه‌ای زمین لرزه ایجاد می‌شود.

·روشهای مقابله :

تحکیم کافی خاکهای چسبنده و متراکم نمودن خاکهای بدون چسبندگی به روش تحکیم دینامیکی یا لرزش و ایجاد امکان زهکشی آب در زمان وقوع زمین لرزه به توسط ایجاد ستونهای سنگی یا چاههای زهکش.

 فرسایش پذیری

·نحوه ایجاد و خسارات :

فرسایش سطح خارجی سد ، گر چه در کوتاه مدت همانند مشکلات دیگری که ذکر شد نمی‌تواند خطر آفرین باشد. ولی در دراز مدت ممکن است از کارآیی سد بکاهد.

·روشهای مقابله :

انتخاب سنگریز مناسب در دامنه سراب برای محافظت آن از اثر امواج و در دامنه پایاب برای مقابله با اثرات زیانبار نزولات جوی و هوازدگی.

فاضلاب های صنعتی

فاضلاب های صنعتی

 

مقدمه
فاضلاب و پس آبهای مراکز صنعتی ، کشاورزی و همینطور محلهای مسکونی از آلوده کننده‌های عمده آبهای زیرزمینی و آبهای سطحی بویژه آبهای رودخانه‌ها ، دریاها و دریاچه‌ها هستند. با این فاضلابها و همینطور عوامل مؤثر در آلودگی فاضلاب و پس آبها آشنا می‌شویم.

پتانسیل و ظرفیت اکسیداسیون ، معیاری برای تعیین آلودگی فاضلابها

پتانسیل و ظرفیت اکسیداسیون آبها ، یکی از معیارهای مهم آلودگی آنهاست. بطوری که می‌دانیم اکسیژن محلول در آب ، عامل اساسی زندگی و رشد حیوانات و گیاهان است. زندگی این موجودات بستگی به حداقل اکسیژن محلول در آب دارد. ماهی بیش از سایر جانداران و بی مهره‌گان در درجه دوم و باکتریها کمتر از تمام موجودات آبزی به اکسیژن محلول در آب نیاز دارند. در یک آب معمولی که ماهی در آن پرورش می‌یابد، غلظت اکسیژن محلول نباید کمتر از 5 میلیگرم در لیتر باشد و این مقدار در آبهای سرد به 6 میلیگرم در لیتر افزایش می‌یابد.

بطوری که قابل پیش بینی است فاضلابها و پس آبها حاوی مقدار بسیار زیادی مواد آلی است. تقریبا آثار کلیه مواد مصرف در زندگی اجتماعی و همینطور صنایع ، در فاضلابها وجود دارد. تخلیه فاضلابها و پس آبها در آبهای معمولی آنها را به سرعت آلوده می‌کند و این در واقع زاییده وجود مقادیر بسیار زیاد مواد آلی در فاضلابها و پس آبها .

اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون یک فاضلاب

اکسیژن مورد نیاز جهت اکسیداسیون یک فاضلاب ، پس آب و یا آب آلوده معیار مناسبی برای آگاهی از حدود مقدار مواد آلوده کننده موجود در آنهاست. دو روش تعیین میزان آلودگی که بر اساس یاده شده در بالا متکی هستند، تحت عناوین COD و BOD شناخته شده‌اند.

(BOD (Biochemical Oxygen Demand:

BOD یک فاضلاب ، پس آب و یا آب عبارت است از میزان اکسیژن مور نیاز میکرو ارگانیسمها در اکسیداسیون بیوشیمیایی مواد آلی موجود در آن. در حقیقت BOD تعیین کننده مقدار اکسیژن مورد لزوم برای ثبوت بیولوژیکی مواد آلی نمونه مورد نظر خواهد بود. اگر BOD آبی در حدود 1 میلیگرم در لیتر باشد، آب خوب و اگر به حدود 3 برسد مشکوک و بیشتر از 5 ، آلوده است.

(COD (Chemical Oxygen Demand:

COD یک فاضلاب ، پس آب و یا آب آلوده ، عبارت است از میزان اکسیژن مورد نیاز برای اکسیداسیون مواد قابل اکسیداسیون موجود در آن. مقدار COD معمولا با استفاده از یک عامل اکسید کننده قوی در محیط اسیدی قابل اندازه گیر است. تعیین BOD با وجود ارزش فراوان به همراه دو نکته ضعف اساسی است. اولی طولانی بودن مدت آزمایش و دومی امکان مسموم شدن میکرو ارگانیسمهای مورد نظر در تماس با مواد آلوده در این مدت طولانی ، از اینرو CODارزش فراوانی پیدا می‌کند.

درجه بندی فاضلابها

فاضلاب آبها بر حسب مقدار BOD درجه بندی می‌شود. فاضلابهایی که BOD آنها به ترتیب در حدود 210 ، 350 و 600 میلیگرم در لیتر هستند، فاضلابهای ضعیف ، متوسط و قوی هستند. برای جلوگیری از آلودگی آبها در بیشتر نقاط جهان ، هیچ فاضلابی حتی بعد از تصفیه در صورتیکه BOD آن بیش از 20 میلیگرم در لیتر باشد، مجاز به ورود به جریانهای سطحی و یا زیر زمینی نیست.

فاضلابهای غیر انسانی

باید دانست که در طبیعت تنها انسان نیست که با تولید فاضلاب یا پس آب باعث آلودگی آبها می‌شود. بلکه فعالیت حیوانات نیز در این آلوده سازی بسیار مؤثر است. در صورتیکه به عنوان مبنای مقایسه ، میزان آلودگی انسان را معادل یک BOD فرض کنیم، حیوانات دیگر نظیر اسب ، گاو ، گوسفند ، خوک و مرغ خانگی به ترتیب 11.3 ، 16.4 ، 2.5 ، 1.9 و 0.91 خواهند بود.

تخلیه بی رویه فاضلابهای صنعتی در آبهای سطحی

تخلیه بی رویه و پس آبهای صنعتی (و همینطور غیر صنعتی و کشاورزی) در آبهای سطحی ، موجب مرگ و میر حیوانات آبزی بخصوص ماهیها می‌گردد. جالب توجه است که تلاشی اجساد همین حیوانات خود مزید بر علت موجب آلودگی هر چه بیشتر می‌گردد. از دیگر اثرات مهم این فاجعه تبدیل فعالیت باکتریهای آب از حالت هوازی (Aerobic) یعنی توأم با مصرف اکسیژن به حالت بی هوازی (Anaerobic) و بدون نیاز به اکسیژن می‌باشد.

فعالیت باکتریهای بی هوازی ، توام با پیدایش نامطبوع و مواد قابل اعتراض است، بطوری که بوی زننده‌ای دارد و قابل اشتعال است. بدبو و بویی نظیر تخم مرغ گندیده دارد و ، سمی خطرناک بوده و بوی تند سیر می‌دهد. بطور کلی غالب محصولات از فعالیت باکتریهای بی هوازی برای زندگی دیگر موجودات بخصوص موجودات آبزی ، مضر است.

مواد شیمیایی ، ایجاد کننده اصلی فاضلاب صنعتی

از مهمترین و شناخته شده ترین مواد شیمیایی که در ابعاد وسیعی مصرف عمومی دارد و به علل مختلف ایجاد آلودگی می‌کند، عبارت از شوینده‌ها (Detergents) است. از حدود سالهای 1940 ، شوینده‌های مصنوعی وارد بازار مصرف شدند که مهمترین آنها عبارت بود از الکیل بنزن سولفانات. این نوع شوینده‌ها دارا یک نکته ضعف مهمی هستند که عبارت از عدم تجزیه آنها توسط مکرو ارگانیسمها است. وجود این مواد در آب باعث ایجاد کف می‌گردد و این کف باعث مشکلات فراوانی برای عمل تصفیه است و در ضمن باعث کندی عمل فتوسنتز می‌گردد.

استفاده از این شوینده‌ها بعدها در آمریکا و اروپا ممنوع شد تا سرانجام در سال 1965 شوینده جدیدی با نام LAS به بازار آمد که نکته ضعف مذکور را ندارد و توسط میکرو ارگانیسمها تجزیه می‌گردد. ترکیبات ازت دار نیز از طرق مختلف بویژه کودهای شیمیایی وارد فاضلابها می‌گردد. فسفر و ازت که از طریق فاضلاب وارد آب دریاچه‌ها می‌گردد و به علت تغذیه خوب گیاهان آبی پدیده‌ای به نام مسن شدن ایجاد می‌کند و ا ایجاد و ته نشین شدن لجن و گل و لای از عمق این دریاچه‌ها کاسته می‌شود و یکی از مهمترین اثرات نامطلوب این پدیده ، کاهش شدید اکسیژن آبهاست که منجر به تبدیل باکتریهای هوازی به بی هوازی می‌گردد.

مهمترین عوامل ضرورت عدم تخلیه فاضلابهای صنعتی به آبهای جاری و زیر زمینی

اسیدیته آزاد

مواد قلیایی قوی

غلظت زیاد مواد محلول

چربی و روغن

فلزات سنگن و مواد سمی

گازهای بدبو و سمی

مواد رادیو اکتیو

مواد معلق ، رنگ ، بو

ازدیاد دما

وجود میکرو ارگانیسمهای بیماری زا

ایمنی سازی در سد های قوسی

ایمنی سازی در سد های قوسی

 

سدهای قوسی از انواع سدهای با اضافه ظرفیت باربری بالا و خصیصه ی خود انطباقی و برتری نسبت ایمنی به قیمت بهره می برند. هر چه سد قوسی مرتفع تر و بزرگتر باشد، به همان نسبت شرایط زمین شناسی محل سد پیچیده تر بوده و ظرفیت مخزن نیز بزرگ تر خواهد بود. بنابراین، در صورت وقوع هر گونه خرابی در این سدها، اقتصاد ملی متحمل زیان فراوان شده و زندگی و دارایی مردم در معرض خطر قرار خواهد گرفت. در نتیجه، خسارت بالای ناشی از فروریزی سد نشان دهنده ی اهمیت بالایی است كه باید به ارزیابی و نظارت بر مسائل امنیتی سد اختصاص داده شود .

درحال حاضر، مهمترین اهداف در بررسی های امنیتی در این زمینه شامل، تئوری مقاومت، تئوری پایداری، تئوری قابلیت اتكاء، تئوری صدمات شكستگی به همراه تحلیل های شبیه سازی عددی، تست مدل ژئوهندسی، ارزیابی و تحلیل بالعكس داده ها و غیره می باشد. با این وجود، این اهداف، دور از اصول تئوریكال علمی و اقبال از سوی چرخه ی مهندسین سد می باشد. این مقاله درباره ی پیشرفت های صورت گرفته در زمینه ی سدهای قوسی و زیان و خسارت ناشی از فروریزی این سدها و خلاصه ای بر تئوری های اصلی موجود و اهداف ارزیابی های امنیتی سدهای قوسی بوده و نقاط ضعف این تئوری ها و اهداف را تحلیل كرده و مشكلات موجود بر سر راه تحقیقات آینده را مورد اشاره قرار داده و نهایتاً به مسائل و موضوعات حیاتی و نقاط مشكل ساز به عنوان ارزیابی های امنیتی سدهای قوسی می پردازد

مقدمه:

سدهای‌ قوسی‌ گونه‌ای‌ از سدهای‌ امن‌ و اقتصادی‌ می‌باشند. از زمان‌ ساخت‌ اولین‌ سد قوسی‌ در جهان‌ (سد زولا) در فرانسه‌ در سال‌ 1854 و اولین‌ سد قوسی‌ بلند در جهان‌(سد هاور) (به‌ ارتفاع‌ 221 متر و طول‌ تاج‌ 372 متر) در آمریكا در سال 1936، سدهای ‌قوسی‌ به‌ لطف‌ اضافه‌ ظرفیت‌ باربری‌ منحصر بفرد و خصیصه ی خود- تنظیمی، به‌ وفور مورد توجه‌ مهندسین‌ سد در زمینه‌ ساخت‌ سد در سراسر جهان ‌قرار گرفته‌ اند‌. در حال‌ حاضر بیش‌ از نیمی‌ از سدهای‌ عظیم‌ ساخته‌ شده‌ در سراسر جهان‌ با ارتفاعی‌ بیش‌ از 200 متر از نوع‌ سدهای‌ قوسی‌ می‌باشند. در نواحی‌ غربی‌ چین‌ گروهی‌ از سدهای‌ قوسی‌ ممتاز جهان‌ با ارتفاعی‌ بیش‌ از 300 متر در دست‌ ساخت‌ بوده‌ و یا ساخته‌ خواهند شد. سد سازی‌ در تمام‌ كشورهای‌ جهان این‌ موضوع‌ را به‌ اثبات‌ رسانیده‌ است‌، كه‌ هر چه‌ سد بلندتر و مرتفع تر باشد، اهمیت‌ اقتصادی‌ و جنبه های‌ امنیتی‌ آن‌ بیشتر خواهد بود. بطور كلی‌، سدهای‌ قوسی‌ با مخازن‌ عظیم مانند سد قوسی‌ مالپاستفرانسه‌، سد قوسی‌ وایونت ایتالیا و غیره ثابت كرده اند كه در صورت‌ فروریزی و خرابی، عواقب‌ این‌ مسئله‌ كاملاً جدی‌ بوده‌ و نه‌ تنها اقتصاد ملی‌ را متحمل‌ زیان‌ قابل‌ توجهی‌ می كنند، بلكه‌ جان‌ و مال‌ مردم‌ را شدیداً به‌ خطر خواهند انداخت‌. در سال‌ 1959 سد قوسی‌ مالپاست‌ فرانسه‌ به‌ دلیل‌ لغزش‌ بدنه‌ سد بهمراه‌ لایه ی‌ عمیق ‌سنگی‌ شالوده‌، فرو ریخت‌ كه‌ این‌ اتفاق‌ منجر به‌ مرگ‌ 400 نفر و از دست‌ رفتن‌ سدمایه ی اقتصادی‌ هنگفتی‌ گردید. 
بنابراین‌ اهمیت‌ بالایی‌ باید به‌ مسائل‌ امنیتی‌ سدهای ‌قوسی‌ داده‌ شود و بررسی‌های‌ عمیقی‌ باید به‌ سمت‌ تنش‌، تغییر شكل‌ و مكانیزم تخریب در حین‌ بهره‌ برداری‌ از این‌ سدها سوق‌ داده‌ شود و همچنین‌ ارزیابی هایی در ارتباط‌ با ضریب‌ اطمینان‌ سدهای‌ قوسی‌ باید صورت‌ پذیرد. .( به‌ این‌ معنی‌ كه‌ فاصله ی بین‌ حالت‌ طراحی‌ شده‌ و حالت‌ تخریبی‌ سد قوسی‌ باید ارزیابی‌ شود). به‌ طور كلی‌ اكثر سدهای‌ قوسی‌ دارای‌ شرایط‌ ژئولوژیكی‌ پیچیده‌، شرایط‌ محیطی ناسازگار، عدم‌ قطعیت‌ فیزیكی‌ (تصادفی)، پارامترهای‌ مكانیكی‌ و غیره‌ می باشند. تمام‌ این‌ فاكتورها باعث‌ عدم‌ قطعیت‌ در تحقیقات‌ صورت‌ گرفته‌ درزمینه ی امنیت سدهای‌ قوسی‌ شده‌ است‌. تمام‌ تئوری ها و اهداف‌ حال‌ حاضر دارای‌ هم نقطه‌ ی ضعف‌ و هم نقطه ی قوت‌ بوده كه‌ باید پیشرفت ها و تكمیلات مربوطه‌ به‌ سرعت‌ صورت‌ پذیرد. ‌ ‌

بررسی‌ ایمنی‌ سدهای‌ قوسی‌ توسط‌ تئوری‌ مقاومت‌
بر طبق‌ تئوری‌ مقاومت‌، خرابی‌ یك‌ سد قوسی‌ به‌ جهت‌ ترك های‌ قوسی‌ ایجاد شده‌ براثر تنش‌های‌ كششی‌ اضافی‌، تسلیم شانه و یا بدنه ی سد بر اثر تنش های‌ فشاری‌ اضافی‌، لغزش‌ بدنه ی صخره‌ای‌ سد در امتداد سازه ی‌ نرم‌ و ضعیف‌ بر اثر تنش های‌ برشی‌ اضافی و... به‌ وقوع‌ می پیوندد. با مقایسه ی‌ مقاومت‌ تحت‌ شرایط‌ محدود شده‌ و اثر بار طراحی‌ می‌توان‌ مشخص‌ نمود، كه آیا سازه‌ به‌ مقاومت‌ تخریبی‌ (مقاومت‌ نهایی‌) خود رسیده ‌است‌ یا خیر. در كشورهایی‌ مانند ایالات‌ متحده‌، ژاپن‌، چین‌ و... رسم‌ بر این‌ است‌ كه‌ ضریب اطمینان‌ مقاومت‌ كششی‌ و فشاری‌ از طریق‌ آنالیز تنش‌ ـ كرش‌ سد قوسی‌ توسط‌ فرایند تقسیم‌ بار تیر قوسی‌ بدست‌ آمده و سپس‌ ضریب‌ اطمینان‌ مقاومت‌ برشی‌ براساس‌ اصل‌ تعادل‌ حد بدنه ی صلب محاسبه‌ شود.

در محاسبات‌ عددی‌ توسط‌ فرآیند المان ‌محدود و...مقیاس‌ مور- كولمب و دراكر ـ پراگر به‌ طور معمول‌ به‌ عنوان‌ میزان‌ تسلیم‌ برای ‌مصالح‌ سنگی‌ خاكی‌ مورد استفاده‌ قرار می‌گیرند. در حالی‌ كه‌ برای بتن مقیاس‌ پارامتری‌ چهارگانه به‌ طور معمول‌ مورد استفاده‌ قرار می گیرد.

مزایای‌ ضریب‌ اطمینان‌ مقاومت‌ عبارت‌ است: از محاسبات‌ ساده‌، قرارگیری‌ بر پایه ی سال‌ها تجربه‌ و فعالیت‌ مهندسین‌ سد، متداول‌ در بین ‌مهندسین‌ و متخصصین‌ سد و همچنین‌ قابلیت‌ انطباق‌ با ضرائب اطمینان‌ مجاز مشخص‌ شده‌ در كشورهای‌ مختلف‌. مشكل‌ این‌ راه‌ حل‌ آن‌ است‌ كه‌ نارسایی‌ مقاومت‌ موضعی‌ ممكن‌ نیست‌ باعث‌ تخریب‌ كلی‌ سد قوسی‌ شود و تنها زمانی‌ كه‌ سطح‌ تماس‌ لغزش،‌ یك‌ صفحه‌ و یا یك‌ قوس دایروی باشد و از قبل‌ داده‌ شده‌ باشد، می‌توانیم‌ یك‌ نتیجه ی محاسباتی‌ منطقی‌ ازضریب‌ اطمینان‌ تنش‌ برشی‌ بدست‌ آوریم‌. به‌ علاوه روش تئوری‌ مقاومت‌، بدنه‌، شانه و شالوده ی‌ سد را به‌ عنوان‌ یك تسلیم جامع‌ و كلی‌ در نظر نمی‌گیرد. برای‌ كامل كردن‌ فرآیند آنالیز ضریب‌ اطمینان‌ مقاومت‌، بسیاری‌ از دانشجویان‌ از جنبه‌های‌ مختلف‌ به‌ تحقیق‌ پرداخته‌اندسان مینگ كووان، ژانگ جینگ جیان و… ضریب اطمینان نقطه ای را بررسی و پیشنهاد كرده‌اند. چنجیان پینگ، وانگ لیانكوی و… تأثیر و طول ترك ها را بر روی‌ تخریب ‌سدهای‌ قوسی‌ مورد مطالعه‌ قرار داده‌ و یك مقدار بحرانی را برای‌ ترك‌ و طول‌ ترك ها پیشنهاد كرده اند. چن جین، هووانگ وی و… تحلیل هایی‌ را بر روی اندازه‌ سطح‌ ترك‌ خورده‌ انجام‌ داده‌ و فرضیه ی ‌سطح‌ ترك‌ را پیشنهاد كرده‌ و دامنه ی‌ بحرانی‌ را نیز به‌ دست‌ آورده‌اند. تمام‌ تحقیقات‌ و مطالعات‌ فوق‌ الذكر به‌ مفاد آنالیز تئوری‌ مقاومت‌ سدهای‌ قوسی‌اضافه‌ شده‌ است‌. با این‌ وجود قبول‌ و انتخاب‌ این‌ مفاهیم‌ نیازمند مطالعات‌ بیشتری ‌می باشد.

بررسی‌ ایمنی‌ سدهای‌ قوسی‌ توسط‌ تئوری‌ پایداری
طبق‌ مكانیك‌ سنتی، هیچ‌ گونه‌ مشكل‌ پایداری‌ وجود ندارد، و لغزش‌ سد قوسی‌ درامتداد سطح‌ تماس‌ فونداسیون‌، ناپایداری‌ شانه های‌ سد، و لغزش بلوك‌ سنگی‌ درامتداد سطح‌ تماس‌ سازه‌، همگی‌ مرتبط‌ با تخریب‌ مقاومتی‌ می باشند. اما با توجه‌ به ‌تعریف‌ پایداری كینماتیك، هر گونه‌ تغییر در یك‌ حالت‌ و یا یك‌ شیئ‌، یك‌ حركت‌ به‌ حساب‌ آمده‌ و موضوع‌ پایداری‌ مطرح‌ می‌شود. زمانی‌ كه‌ تمام‌ بدنه‌ سد به‌ دلایل‌ مختلف‌ درحالت‌ پایداری‌ محدود شده‌ به‌ سر می‌برد، تنها یك‌ آشفتگی‌ جزئی‌ باعث‌ انحراف‌ سد ازحالت‌ تعادل‌ اولیه‌ خود شده‌ و باعث‌ تخریب‌ غیر قابل‌ بازگشت‌ می‌شود. با توجه‌ به‌ این ‌اصل‌ كه‌ زمانی‌ كه‌ تخریب‌ كامل‌ سد قوسی‌ اتفاق‌ می‌افتد، حالت‌ سكون‌ سد به‌ حالت قابل‌ حركت‌ تغییر می‌كند، رن دینگ ون با توجه‌ به‌ منبع مطالعات‌ تغییر حالت ‌سیستم‌، پیشنهاد كرد كه‌ تخریب‌ كامل‌ سدهای‌ قوسی‌ ممكن‌ است‌ در ارتباط‌ باپایداری‌ باشد. اما بر خلاف‌ ناپایداری‌ كمانشی، این‌ نوع‌ ناپایداری‌ مربوط‌ به‌ ناپایداری‌ حد نقطه‌ای‌ بوده و شاخص‌ تعیین‌ كننده ی‌ امنیت‌ سد قوسی‌ همان‌ اتكاء سد می باشد. با توجه‌ به‌ تحقیقات‌ صورت‌ گرفته‌ در ارتباط‌ با ناپایداری‌ سد قوسی‌ تا هم‌ اكنون‌هیچگونه‌ پیشرفتی‌ نه‌ بر پایه ی‌ تئوری مكانیكی‌ دقیق‌ حتی‌ به‌ شكلی‌ ساده‌ و عملی‌صورت‌ نگرفته‌ است‌. در حال‌ حاضر، پیشرفت‌هایی‌ در زمینه‌های‌ تحقیقاتی‌ در ارتباط ‌با پایداری‌ كلی‌ سد قوسی‌ به‌ قرار زیر صورت‌ گرفته‌ است‌: روش‌ اضافه‌ بار، ذخیره ی مقاومت‌، روش‌ تركیبی اضافه‌ بار و ذخیره ی مقاومت و غیره. ‌

ـ روش‌ اضافه‌ بار

طبق‌ این‌ روش‌ با فرض‌ ثابت بودن پارامترهای‌ مقاومت‌ مصالح‌ و تحت‌ عمل‌ تركیبی‌ بارهای ‌عملی‌ نرمال‌، بار افقی‌ با افزایش‌ حجم‌ مخزن‌ (بالاتر رفتن تراز آب‌) تا آنجا افزایش‌ می‌یابد، كه‌ ناپایداری‌ و تخریب‌ سد قوسی‌ واقع‌ شود. ثابت‌ اضافه‌ بار عبارت‌ است‌ از نسبت‌ بار تخریبی‌ به‌ بار قائم‌ (نرمال‌)، ضریب‌ اطمینان‌ اضافه‌ بار غالباً بسیار بالا بوده‌ و می‌تواند به‌ روش‌ مدلسازی‌ ژئومكانیكی‌ و یاشبیه‌ سازی‌ حسابی‌ بدست‌ آید. با این‌ حال‌ در عین‌ فعالیت‌ طبیعی‌ سد قوسی‌ اضافه‌بار بیش‌ از اندازه‌ بسیار غیر محتمل می باشد، بعلاوه، اثر عواملی‌ همچون‌ پی‌ سنگی، خوردگی‌، نشست‌ و قلیایی شدن‌ مصالح‌ سازه‌ای‌ به دلیل وجود آب‌ بر روی‌ مقاومت‌ در نظر گرفته نشده است ‌( الالخصوص‌ ناحیه ی‌ ضعیف‌ پی‌ سنگی ‌).بهر حال‌، خطر واقعی‌ به‌ خاطرتشدید بار نمی باشد، بلكه‌ بخاطر كافی نبودن مقاومت‌ مصالح‌ می باشد.

ـ روش‌ ذخیره ی مقاومت‌
بر طبق‌ این‌ روش‌، تحت‌ شرایط‌ عدم‌ تغییر بارعمودی‌، مقاومت‌ بدنه‌ سد و پی‌ سنگی به تدریج‌ كاهش‌ می‌یابد، تا زمانی‌ كه‌ ناپایداری‌ و تخریب‌ سد قوسی‌ وقوع‌ یابد و ضریب ذخیره ی‌ مقاومت عبارت‌ است‌ از تعداد دفعات‌ كاهش‌ نیمه‌. با این‌ حال‌، در این روش به‌ تعدادی مدل نیاز است‌. به‌ طور كلی‌ این‌ آزمایش‌ بر طبق‌ اصل‌ تعادل‌ انجام ‌می‌شود، بدین‌ معنا كه‌ به‌ جای‌ ثابت‌ نگه داشتن‌ بار خارجی‌ و كاهش‌ تدریجی‌ مقاومت‌ مصالح‌، مقاومت‌ مصالح‌ ثابت‌ نگه‌ داشته‌ می‌شود وهمزمان‌ بار خارجی‌ و بار مرده ی‌ خود سد افزایش‌ می‌یابد، تا آنجا كه‌ تخریب‌ صورت‌ پذیرد. برای‌ آزمایش‌ به‌ روش‌ ذخیره‌ ی مقاومت‌ معادل،‌ مشكل‌ اساسی‌ كه‌ همزمان‌ بودن‌ افزایش‌ بار خارجی‌ پی‌ سنگی‌ و بدنه ی‌ سد می باشد باید حل‌ گردد
گو چونماو، گونگ ژاوزیاگ و… بر طبق‌ اصل‌ ارضاء تشابه‌ مدل‌ فیزیكی‌ و با استفاده‌ از دستگاه گریز ازمركز* بعنوان‌ دستگاه‌ بارگذاری‌ و جایگزین‌ كردن‌ میدان‌ ثقلی با میدان‌ نیروی‌ گریز از مركز‌، متوجه ی‌ افزایش‌ همزمان‌ بار خارجی‌ پی‌ سنگی‌ و بدنه‌ سد شدند و آزمایش‌ به روش ذخیره ی مقاومت معادل‌ را بر روی‌ یك‌ مدل‌ انجام‌ دادند. نتیجه‌ آزمایش‌ نشان‌ داد كه‌ گرایش‌ بزرگی‌ تنش‌ و بزرگی‌ تنش های‌ كششی‌ و فشاری به‌ طور اساسی‌ به‌ سمت‌ قانون‌ عمومی‌ می باشد. برای‌ انجام‌ آزمایش‌ به‌ روش‌ ذخیره ی مقاومت‌ بر روی‌ یك‌ نمونه‌، نیاز به‌ ایجاد مصالح‌ جدیدی‌ می باشد كه‌ بتواند تغییرتدریجی‌ مقاومت‌ برشی‌ پی‌ سد، سطح نرم‌ و ضعیف‌ سازه‌ بر روی‌ پی‌ سنگی‌ را آشكار ساخته‌ و همچنین‌ تكنیك های‌ آزمایش‌ را پاسخ‌ گو باشد.
لو جینچی، لی چاووگو و... بعد از سالها بررسی “ مصالح با تغییرات مشابه دما“ را توسعه‌ داده اند كه‌ برای‌ مدلسازی‌ گسل های‌ بین‌ لایه‌ای‌ و بدنه‌ های صخره ای‌ قابل‌ استفاده می‌باشد. این‌ مصالح‌ از بلنك فیكس*، روغن‌ موتور، مصالح‌ و مخلوطهای حل‌ شدنی‌ پلیمری كه‌ به‌ میزان‌ معینی‌ با هم‌ تركیب‌ شده‌اند، ساخته‌ شده‌ است‌. در حین‌ آزمایش‌ با افزایش‌ دما، مقاومت‌ مصالح‌ بتدریج‌ كاهش‌ می‌یابد. با وجود اینكه‌ ضریب‌ ذخیره ی‌ مقاومت‌ یك‌ تصویر واضح را ارائه‌ می كند، اما علت‌ اصلی تخریب‌ سد قوسی‌ نمی‌باشد. بنابراین‌ كاهش‌ مقاومت به‌ نسبت‌ نامساوی‌ منطقی تر می باشد و فرآیند تضمین‌ برابراغلب‌ مورد استفاده‌ قرار می‌گیرد.

ـ روش‌ تركیبی‌
تخریب‌ یك‌ سد قوسی‌ تنها به‌ دلیل‌ اضافه‌ بار و یا كاهش‌ مقاومت‌ مصالح‌ نمی باشد، بلكه‌ به‌ دلیل‌ اثر توامان‌ دو فاكتور مذكور است‌. بر طبق‌ روش‌ تركیبی‌، با تركیب كردن اضافه‌ بار با ذخیره‌ مقاومت،‌ زمانی‌ كه‌ سد قوسی‌ به‌ یك‌ ضریب‌ اضافه‌ بار مشخصه می رسد، مقاومت‌ باید به‌ اندازه ی ان مرتبه‌ كاهش‌ داشته‌ شود، كه‌ باعث‌ تخریب‌ سد قوسی‌ می شود
روش‌ تركیبی‌ از لحاظ‌ تئوری‌ معقول‌ می باشد، اما عملكرد واقعی‌ نسبتاً كامل‌ شده می باشد. خصوصاً هیچ‌ گونه‌ استاندارد استواری‌ در ارتباط‌ با اینكه‌ تا چه‌ اندازه‌ باید اضافه‌ بار ‌ایجاد شود، قبل‌ از اینكه‌ مقاومت‌ مصالح‌ كاهش‌ پیدا كند، وجود ندارد. در حال‌ حاضر، مطالعه ی كلی تخریب‌ ناپایداری‌‌، تنها توسط‌ آزمایش‌های‌ مدل هندسی ‌صورت‌ می پذیرد و موفقیت‌هایی‌ در شبیه‌ سازی‌ كامپیوتری و محاسبات‌ عددی‌ روند خرابی‌ سدهای‌ قوسی‌ صورت‌ پذیرفته‌ است.

كاربرد تحلیل‌ پایداری سدهای‌ قوسی‌ در ارزیابی‌ ایمنی‌ سدهای‌ قوسی
همانطور كه‌ درجهان‌ مادی‌ به‌ طور چشمگیری‌ دیده‌ می‌شود، تصادفی‌ بودن‌، احتمال‌ وقوع‌ یك‌ پدیده‌ در یك‌ حالت‌ خاص‌ را منعكس‌ می‌كند. در مورد سدهای‌ قوسی‌ این‌ موضوع‌ درعدم قطعیت‌ در ارتباط با خصوصیات‌ مصالح‌ و بارگذاری‌ خارجی‌ دیده‌ می‌شود. تحلیل پایداری طبق‌ تئوری‌ احتمال‌ و آمار ریاضیاتی‌، روش‌ منطقی تر و پیشرفته تری‌ را درارزیابی‌ ایمنی‌ سدهای‌ قوسی‌ ارائه‌ می كند. تحلیل پایداری در زمینه ی احتمال‌ به ما پاسخ‌ می دهد، بدین‌ معنا كه‌ اعتبار عملكرد نرمال‌ سد قوسی‌ تحت‌ شرایط‌ كاربری‌ خاص‌ و محیط‌ اطراف‌ در طول‌ عمر سازه‌ تحت‌ مطالعه‌ قرار می گیرد. 
گو هوایژی، چن زوپینگ، لیو نینگ و… با فرض تصادفی‌ بودن‌ بارگذاری‌ (شامل‌ تغییرات‌ درجه‌ حرارت‌) و پارامترهای‌ مصالح‌، بررسی‌های‌ خود را به‌ سوی تغییرات‌ زمانی‌ سد قوسی‌ بتنی‌ و تودة‌ سنگی‌ شانه‌ سد معطوف كرده‌اند. وانگ سیجینگ، هوانگ ژیكوان و… اثر احتمال‌ ناپایداری‌ توده‌ سنگی‌ و تغییر پذیری پارامتر مكانیكی‌ بر روی‌ سازه‌ را تحت‌ مطالعه‌ قرار داده‌اند. لیان جیجان، یانگ لینگ كیانگ و… با در نظر گرفتن‌ بارگذاری‌ و پارامتر مصالح‌ به‌عنوان‌ متغیرهای‌ تصادفی‌ و با كمك‌ المان‌ محدود تصادفی‌ توزیع‌ شاخص پایداری سد قوسی‌ را بررسی‌ كرده اند. با وجود اینكه‌ تئوری های‌ پایداری، كاربردهای‌ نسبتاً گسترده‌ای‌ را در آنالیز ایمنی ‌سدهای‌ قوسی‌ پیدا كرده است، اما تنها در پایداری نقطه‌ای‌ قابل استفاده می باشند. تلاش های‌ بیشتری‌ در جهت‌ شناسایی‌ طرح‌ مهندسی‌ بر پایه‌ ی آنالیز پایداری سیستماتیك‌ باید صورت‌ پذیرد، مخصوصاً برای‌ بررسی‌ و حل‌ یك‌ سری‌ از مشكلات تكنیكی‌ و تئوریكال‌ مانند روش‌ آنالیز پایداری سیستماتیك‌، تكنیك‌ آنالیز شبكه ی احتمال‌ كاربردی‌، سیستم تصمیم گیری‌‌، پارامترهای‌ آماری قانون توزیع‌ و غیره.

تئوریهای‌ دیگری‌ در زمینه ی ارزیابی‌ ایمنی‌ سد قوسی‌
عده‌ای‌ از پژوهشگران‌ معتقدند كه‌ تخریب‌ یك‌ سد و توده‌ ی سنگی‌ به‌ دلیل‌ گسترش‌ مستمر ترك‌های‌ ایجاد شده‌ بر اثر تجمع‌ دائمی‌ آسیب اولیه‌ می‌باشد و بنابراین فرآیندهای‌ مكانیك‌ آسیب‌ و مكانیك‌ شكست‌ را می توان‌ برای‌ مطالعه ی‌ تخریب‌ سدهای قوسی‌ انطباق‌ داد. هوانگ یون و دیگران‌ پایداری‌ و تمایل‌ گسترش‌ ترك‌های ‌پاشنه ی‌ سد در طرف‌ بالا دست‌ سدهای‌ قوسی‌ را به‌ كمك‌ فرآیند المان‌ شكست‌ سه بعدی‌ و تئوری فاكتور تراكم‌ انرژی‌ كرنش‌ حداقل‌ مورد مطالعه‌ قرار داده‌ و متوجه شده اند كه‌ شكافتن‌ بر اثر آب‌، فاكتور اصلی‌ در جهت‌ انتشار ترك های ابتدایی می باشد. پژوهشگران‌ دیگر به‌ سد قوسی‌ به‌ عنوان‌ یك‌ سیستم‌ دینامیكی‌ توجه‌ كرده و خرابی‌ را ازنقطه‌ نظر تغییر شكل‌ غیر خطی‌ مورد بررسی‌ قرار داده‌اند. زمانی‌ كه تخریب‌ تجمعی‌ وتغییر شكل‌ سیستم‌ سد قوسی‌ از بی‌نظمی‌ به‌ انتظام‌ گسترش‌ می‌یابد، و منحنی‌ تغییرشكل‌ سیستم‌ از روال‌ مساوی‌ و خطی‌ به‌ شتاب‌ و غیر خطی‌ گسترش‌ می‌یابد، خرابی كلی در حال‌ صورت‌ پذیرفتن‌ می باشد. طبق‌ بررسی های‌ صورت‌ گرفته‌ در زمینه ی‌ علل‌ خطاهای‌ صورت‌ گرفته‌ در سد دو قوسی "كن" واقع‌ در اتریش‌، لومباردی متخصص‌ و مهندس‌ سد سوییسی، نظریه ی ضریب‌ لاغری سدها را در سال‌ 1986 بیان‌ و منحنی لومباردی* را ارائه‌ كرد، كه‌ این‌ منحنی‌ یك‌ خط‌ صاف‌ می باشد كه‌ تنها بستگی‌ به‌ ارتفاع‌ سد دارد.رن كویینگ ون و دیگران‌ شكل‌ و علل‌ ایجاد این‌ منحنی آسیب را به‌ كمك‌ تئوری پایداری كمانشی و مقاومت‌ بدنة‌ سد مورد مطالعه‌ قرار داده‌ و پیشنهاد كردند كه‌ منحنی لومباردی به‌ دو دسته‌ تقسیم‌ شود: دسته‌ اول هذلولی‌هایی‌ با در نظر گرفتن‌ مقاومت‌ بتن‌ بدنه‌ سد به‌ عنوان‌ پارامترمی باشند، كه‌ بستگی‌ به‌ ارتفاع‌ سد و مقاومت‌ بتن‌ بدنه‌ سد دارند، دسته‌ دوم منحنی های توانی می باشند، كه‌ بستگی‌ به‌ كمانش‌ بدنه ی‌ سد دارند، به‌ این‌ معنا كه‌ بستگی به مدول الاستیسیته ی بتن‌ بدنة‌ سد، ارتفاع‌ سد و... دارند. ‌

نتیجه گیری و پیش بینی ها

خصوصیاتی‌ از قبیل‌ ذخیره ی سرمایه‌ گذاری‌، ظرفیت‌ باربری‌ و ایمنی‌ بالا، باعث شده‌ است‌ كه‌ سدهای‌ قوسی‌، مخصوصاً سدهای‌ بلند قوسی‌ مورد توجه‌ تمام‌ كشورهای جهان‌ قرار گیرند. سدهای‌ قوسی‌ به‌ طور فزاینده‌ای‌ بلندتر ساخته‌ می شوند و شالوده ها نیز به‌ طورفزاینده‌ای‌ پیچیده تر می شوند. شرایط‌ ژئولوژیكی پیچیده‌ و متغیر، به‌ همراه‌ تلفات سنگین‌ در صورت‌ تخریب‌ سدهای‌ قوسی،‌ دانشمندان‌ را بر آن‌ داشته‌ تا به‌ بررسی‌ وحل‌ مشكلات‌ تكنیكی‌ ساخت سدهای‌ قوسی‌ بپردازند. شكافتن‌ و تسلیم‌ شدن‌ به دلیل‌ تنش‌ موضعی بیش‌ از حد پاسخ‌ طبیعی‌ هر سد قوسی می باشد. بی‌ شك‌ قبل‌ از تخریب‌ سد قوسی‌، یك‌ فرآیند شكافت‌ و تسلیم‌ بوجود می‌آید و درطی‌ این‌ فرآیند پتانسیل‌ سد قوسی‌ پایدار مانده‌ و بنابراین‌ كاركرد ایمن‌ ادامه‌ می‌یابد. بنابراین‌ بررسی‌ عملكرد و مكانیزم‌ سدهای‌ قوسی‌ در طی‌ فرآیندی‌ كه‌ از تسلیم موضعی مقاومت شروع و تا تخریب‌ كامل‌ سد به‌ طول‌ می انجامد، بسیار لازم‌ و ضروری است‌. در بعضی‌ كشورها مانند چین‌ معتقدند كه‌ تئوری‌ پایداری سازه‌ باید در طراحی‌ سدهای قوسی‌ استفاده‌ شود. با این‌ وجود، در ارزیابی‌ حال‌ حاضر، پایداری سدهای‌ قوسی به‌ كمك تئوری‌ پایداری، توابع و‌ عملكردهای‌ انتخاب‌ شده ی بیشتر بر اساس‌ خصوصیات‌ تخریبی مقاومت‌ سدهای‌ قوسی‌ بوده و آنچه‌ در حال‌ حاضر در حال بررسی‌ می باشد، همچنان پایداری موضعی است‌. یكی‌ از مباحث‌ عمده‌ در مطالعات‌ آینده‌ چگونگی‌ انتخاب‌ متغیرهای‌ تصادفی‌ به‌ گونه‌ای‌ است كه منعكس كننده ی حالت‌ سیستم‌ سد قوسی‌ به‌ عنوان‌ متغیرهای‌ اصلی‌ برای‌ آنالیز پایداری كلی‌ سدهای‌ قوسی‌ باشد. با وجود اینكه ‌موفقیت‌های‌ چشمگیری‌ در زمینه ی‌ بررسی پایداری‌ لغزشی‌ سدهای‌ قوسی‌ در طول سطح‌ تماس‌ شالوده‌ و همچنین‌ در زمینه ی ناپایداری‌ بدنه ی سنگی‌ شانه‌ ی سد به‌ كمك تئوری‌ پایداری‌ جنبشی‌ صورت‌ پذیرفته‌ است‌، اما اجزاء یك‌ سد قوسی‌ شامل‌ بدنه‌ وشانه‌ سد و شالوده ی سنگی و تغییر شكل هایشان‌ بر روی‌ هم‌ اثر متقابل‌ گذاشته‌ وجدا نشدنی‌ می باشند. بنابراین‌ در نظر گرفتن‌ بدنه‌ و شانه ی سد و شالوده ی سنگی‌ به‌ عنوان ‌یك‌ مجموعه ی واحد جهت‌ بررسی‌ مكانیزم‌ خرابی‌ سدهای‌ قوسی‌ ارزش‌ بررسی‌ را داشته‌ و یك‌ معیار ناپایداری‌ كلی‌ را بدست‌ داده‌ وایمنی‌ كل‌ سد را مشخص‌ می سازد. بدنه‌ سدهای‌ قوسی‌ و مصالح‌ فونداسیون‌ كه‌ اغلب‌ بتنی‌، سنگی‌ و خاكی‌ می‌باشند جزء مصالح‌ با كشش‌ پایین‌ و یا غیر كششی‌ می‌باشند. در حال‌ حاضر، معیارهای‌ تسلیم‌ مور ـ كولمب‌ و دراكر ـ پراگر و معیار چهار پارامتری‌ به‌ طور معمول‌ مورد پذیرش‌ مصالحی‌ مانند مصالح‌ سنگی‌ ـ خاكی‌ و بتنی‌ می‌باشد. تفاوت‌ عمده‌ای‌ بین‌ نسبت های‌ تنش‌ ـ كرنش‌ اندازه گیری‌ شده‌ سدهای‌ قوسی‌ و روابط‌ مذكور وجود دارد. از لحاظ‌ اقتصادی‌ این‌ موضوع‌ عملی‌ نمی باشد كه‌ به‌ طورنامحدودی‌ نقاط‌ اندازه گیری‌ شالوده‌ سد را برای‌ بررسی‌ مدل‌ ساختمانی‌ مصالح افزایش‌ دهیم. در عوض‌، بسیار واقع‌ بینانه‌ و منطقی‌ است‌ كه‌ یك‌ مدل‌ ساختمانی ازمصالح‌ بر اساس‌ اطلاعات‌ اندازه گیری‌ شده‌ صریح‌ به‌ كمك‌ فرآیند آنالیز معكوس‌ و یا تكنیك‌ تطبیق‌ شبكه ی عصبی‌ بدست‌ آوریم‌. به‌ لطف‌ خصوصیاتی‌ مانند مخارج‌ پایین آزمایش‌ كردن‌، غیر تخریبی‌ بودن‌ و... تكنولوژی‌ اندازه گیری‌ مایكروویو و تكنولوژی بررسی‌ لیزری، در ارزیابی‌ ایمنی‌ سدهای‌ قوسی‌ كاربردهای‌ وسیعی‌ را پیدا كرده‌اند.

اطلاعات‌ نشان‌ دهنده ی‌ آن‌ است‌ كه‌ كاربری‌ بیش‌ از30 درصد از سدهای‌ قوسی متناقض‌ با كاربری های‌ پیش‌ بینی‌ شده‌ توسط‌ الگوهای‌ طراحی‌ است‌. در حین مطالعه ی‌ ایمنی طراحی‌ سدهای‌ قوسی‌، لازم‌ است‌ كه‌ بررسی‌ها را معطوف‌ به‌ ایمنی كاركرد واقعی‌ سدهای‌ قوسی‌ كنیم. 

‌برای‌ جمع‌ بندی‌، بررسی‌های‌ صورت‌ گرفته‌ در زمینة‌ ایمنی‌ كلی‌ سدهای‌ قوسی‌ ازبلوغ‌ نهایی‌ خود به‌ دور بوده و تا زمان‌ حاضر شاهد كمبود روش های‌ عملی‌ كه‌ بر اساس تئوری های‌ علمی‌ و اقبال‌ از سوی‌ چرخه‌ مهندسین‌ سد باشد می باشیم‌.  انتظار می رود تا همكاری های‌ بیشتری‌ در محیط های‌ دانشگاهی‌ و چرخه ی مهندسین سد برای‌ تحقیقات‌ و بررسی های‌ بیشتر صورت پذیرد.

سد های مخزنی

سد های مخزنی

 
بسیاری از قدیمی ترین سدهای جهان به منظور کنترل سیلاب احداث گردیده بودند. سدهای مخزنی غالباً چند منظوره بوده و برای اهدافی چون آبیاری، تامین آب شرب، تولید برق، مهار سیلاب و اهداف تفریحی مورد استفاده قرار می گیرند .  هدف یک مخزن مهار سیلاب، ذخیره قسمتی از جریان سیلاب به منظور کاهش حداکثر آن می باشد .

در صورتیکه سیلابهای رودخانه دارای خصوصیات فصلی باشند، کارایی مخازن چند منظوره برای کاهش پیک سیلاب به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می یابد . در شرایط ایده آل مخزن درست در بالادست منطقه حفاظت شده قرار دارد و بهره برداری از آن به منظور کاهش حداکثر سیلاب به ظرفیت گذردهی ایمن پایین دست صورت می گیرد .

سیلاب ذخیره شده با توجه به زمان وقوع آن یا بتدریج رها میشود و یا در صورتیکه پایان فصل سیلاب نزدیک باشد، برای مصارف آبیاری و تولید برق ذخیره میشود. در صورت وجود حوزه میانی بعد از سد و منطقه مورد حفاظت، هدف مدیریت مخزن در جریان سیلاب، جاری شدن حداقل سیلاب در منطقه حفاظت شده خواهد بود که در اینصورت الزاما" سیلاب در محل سد حداقل نخواهد بود.

در صورتیکه سیلابهای رودخانه دارای خصوصیات فصلی باشند، کارایی مخازن چند منظوره برای کاهش پیک سیلاب به نحو قابل ملاحظه ای افزایش مییابد.

در کشور چین از سال 1950 تا 1990 بیش از 22000 سد بزرگ (50 درصد سدهای بزرگ جهان) و 63000 سد کوچک احداث گردید. يكي از مهمترین اهداف این سدها کاهش پیک سیلابها است. سدهای مخزنی در کشور چین عملکرد بسیار چشمگیری در کاهش قابل ملاحظه پیک سیلابهای بزرگ (تا 1000 ساله) داشته اند

در سدهای چند منظوره بعلت تضاد منافع مهار سیلاب با تولید انرژی برقابی و یا ذخیره سازی آب، مدل بهره برداری بهینه بکار گرفته میشود. با این وجود در صورت وجود مدل کارآی، پیش بینی و هشدار سیلاب، دستیابی توام به اهداف مهار سیلاب و تولید بیشتر انرژی برقابی امکان پذیر میباشد و در کشورهای چین و کره به انجام رسیده است.

سد برقابی HungLongtan با ظرفیت 150 مگا وات و حجم مخزن 103 م م م در چین واقع شده است. سیلاب طراحی این سد 500 ساله و سیلاب ایمنی آن 5000 ساله می باشد.

تراز مخزن را می توان 2 متر کاهش داد در صورتیکه زمان پیش هشدار سیلاب حدود 3 ساعت باشد. در سیلاب 1989، در اثر استفاده از سیستم پیش بینی سیلاب، نه تنها کاهش قابل ملاحظه دبی در پایین دست ممکن گردید بلکه 4 میلیون کیلو وات ساعت برق اضافی تولید گردد. در سیلاب سال 1992 که سیلابی با دوره بازگشت 100 ساله بود، پیک سیلاب از 21332 به 4198 مترمکعب بر ثانیه به میزان 80 درصد کاهش یافت. در زمان سیلاب کلیه توربین ها با ظرفیت کامل کار می کردند.

مدل های پیش بینی کارآ میتوانند تضاد منافع مهار سیلاب با تولید انرژی برقابی و یا ذخیره سازی آب را بر طرف نمایند.

در صورت وجود مدل کارآی پیش بینی و هشدار سیلاب، دستیابی توام به اهداف مهار سیلاب و تولید بیشتر انرژی برقابی در سدهای مخزنی امکان پذیر میباشد.

در یک طرح جامع سیلاب بهگزینی ابعاد سیستم مانند سدهای مخزنی، سیل بندها، کانالهای انحراف سیلاب بر اساس پارمترهای اقتصادی صورت می گیرد.

گزارش راه جایگزین و پلهای سد کارون 3

گزارش راه جایگزین و پلهای سد کارون 3

 

رود كارون از ارتفاعات زردكوه بختیاری در رشته كوه زاگرس سرچشمه گرفته و با طول 950 كیلومتر بزرگترین و پرآبترین رودخانه ایران است. به دلیل اختلاف تراز بسیار زیاد بین بالاترین نقطه حوضه كارون ( قله دنا ) و پایینترین آن ( دشت خوزستان ) و هم چنین با توجه به طول زیاد حوضه آبریز كارون این امكان مهیا گردیده است كه با احداث سدهای گوناگون ضمن ذخیره و تنظیم آب وكنترل سیلاب های مخرب كارون، از این انرژی بالقوه برای تامین بخشی از برق مورد نیاز كشور استفاده شود.‌‌‌‌

با احداث سد و نیروگاه كارون 3 و آبگیری دریاچه سد در مسیر اهواز - شهركرد بخشی از این محور به زیر آب می‌رفت. محور مذکور بخشی از محور ارتباطی بین دو استان خوزستان و چهارمحال و بختیاری محسوب می شود که از اواخر سال 1374 مورد بهره برداری قرارگرفته بود. بنابراین میبایست راهی احداث می‌شد كه همزمان با آبگیری سد خللی در این ارتباط به وجود نیاید. به همین دلیل جادهای جایگزین، در ارتفاعی بالاتر از سطح دریاچه سد طراحی و اجرا گردید. در این گزارش با پروژه مذکور بیشتر آشنا خواهید شد.‌‌‌‌‌
 انتخاب طرح برتر

 راه جایگزین سد كارون 3 از حوضه آبریز رودخانههای بزرگ كارون، زهره وجراحی میگذرد. وسعت این حوزه بالغ بر111209 كیلومترمربع است كه معادل 17درصد مساحت كل كشور میشود. مجموع آب سالانه این رودخانهها به طور متوسط برابر با 22321 میلیون مترمكعب است. ارتفاع سد كارون 3 ، 205 متر است و دریاچهاش نزدیك به سه میلیارد مترمكعب حجم دارد. این دریاچه سطحی به وسعت 48 كیلومترمربع و طولی برابر با 60 كیلومتر را در بر خواهد گرفت . از نظر توپوگرافی راه جایگزین در منطقهای كوهستانی قرار گرفته كه شیب آن در اغلب جهات به خصوص به سمت رودخانههای فرعی بسیار تند است. به همین دلیل ایجاد راههای دسترسی برای احداث ترانشهها ، ساخت تونلها و پایههای پلها با سختی و صعوبت بسیار بالا انجام گرفته است. با استفاده از عكسهای هوایی، بازدیدها و بررسی‌های محلی، مطالعه گزینههای مختلف، رعایت دستورالعملها و استانداردها بهترین گزینه انتخاب و پلان مسیر با مشخصات هندسی استاندارد تعیین گردید.

كارفرمای این پروژه مجری طرح كارون‌‌ 3‌‌ و مشاركت شركت‌های ره‌آور- هگزا به‌عنوان مشاوران كارفرما می‌باشند. با پایان یافتن مطالعات و بررسیهای لازم در سال 1380 پیمانكاری كه بتواند از عهده اجرای چنین پروژهای با مشكلات و پیچیدگیهای خاص خود برآید انتخاب گردید و اجرای پروژه كه به دو بخش سیویل و پلهای فولادی بزرگ تقسیم شده بود در اوایل مهرماه 1380 آغاز گردید. ‌‌‌‌

در بخش سیویل این پروژه شرکت پیمانکاری بین‌المللی استراتوس عهدهدار اجرای راه جایگزین ، تونلها، ابنیه فنی و احداث پایهها و عرشه پلهای بزرگ واقع در مسیر گردید. قرارداد احداث و نصب دو دستگاه پل قوسی بزرگ فولادی در مسیر راه جایگزین نیز با یكی از بزرگترین كارخانههای تولیدات سازههای فولادی كشور (شرکت ماشین‌سازی اراک) منعقد گردید. در بخش نصب پل‌ها علا‌وه بر مشاركت مهندسین مشاور ره‌آور- هگزا، شركت واگنربیرو از كشور اتریش نیز از طرف ماشین‌سازی اراک به عنوان مشاور و ناظر همکار انتخاب شده بود كه متأسفانه همكاری این شركت در مراحل حساس و كلیدی پایانی پروژه شایسته نبود و پروژه با اتكا به نیروی كاری و متخصص ایرانی و بدون حضور ناظر خارجی با موفقیت تکمیل شد.‌‌‌‌‌‌‌

 ویژگی‌های فنی راه‌های جایگزین و تونل‌ها

 طول راه جایگزین 377/7 کیلومتر با عرض 8/11 متر و بر روی دره‌ای به عمق حدود 250‌‌ متر احداث گردیده است. برای آنکه كوتاهترین مسیر احداث شود در طول مسیر 2 پل بزرگ، 3 تونل و20 پل كوچك (كالورت) در نظر گرفته شده است. طول كلی عرشه پل‌های بزرگ به ترتیب 336 و 216 متر بوده و سازه باربر اصلی پل‌ها خرپای فلزی است که به‌صورت زیرقوسی طرح داده شده‌اند. طول تونل‌ها 139 و 153 و113 متر بوده که در چندین مرحله و به کمک مجهزترین ماشین‌آلات حفاری شده است. با توجه به کوهستانی بودن و شیب‌های بسیار تند در نقاط مختلفی از مسیر مطالعه شده احداث راه جایگزین با سختی‌های بسیاری مواجه بوده که با توجه به توانایی پیمانکار(شرکت بین‌المللی استراتوس) این قسمت از پروژه به خوبی انجام گرفته است. اجرای کوله‌ها، پایه‌های بتنی، سرستون‌ها و پاتاق‌ها و عرشه پل‌ها نیز به عهده‌ی پیمانکار سیویل بود که با توجه به توپوگرافی منطقه، اجرای این قسمت‌ها نیز با صرف انرژی فراوان و استفاده از نیروی آموزش‌دیده برای شرایط خاص این پروژه با موفقیت انجام گرفته است.‌

 مشخصات فنی و نحوه اجرای پل‌های بزرگ

 دهانه میانی و اصلی پل اول به صورت قوس از زیر، با دهانه قوس 264 متر است که مركز تا مركز مفصل‌ها 252 متر و خیز قوس 42متر می‌باشد، دو دهانه 21 متری پیوسته بر روی پایه‌های بتنی در سمت راست و دو دهانه 12 و 18 متری پیوسته روی پایه‌های بتنی در سمت چپ آن قرار دارد و طول كل عرشه 336 متر و عرض8/11 متر با دو خط عبور و دو پیادهرو در طرفین اجرا شده كه از نظر طول دهانه قوسی كه تاكنون در كشور اجرا شده است منحصر به ‌فرد می‌باشد.‌

با توجه به دهانه بیش از 150متر پل و تأكید آیین‌نامه‌ها و استانداردهای جهانی، پل به کمک روش دینامیكی آنالیز شده که برای اعمال بارهای جانبی طیف‌های زلزله ناقان و طبس مورد استفاده قرار گرفته است. حداكثر بازتاب‌های دینامیكی سازه از قبیل نیروهای داخلی اعضا، تغییرمكان‌ها و عكس‌العمل‌های تكیه‌گاهی از روش تحلیل دینامیكی تاریخچه زمانی به دست آمد. برش پایه به‌دست آمده برای كل سازه از روش تحلیل دینامیكی طیفی با برش پایه محاسبه شده به‌روش استاتیكی معادل مقایسه و بازتاب‌های محاسبه شده براساس روش‌های آیین‌نامه زلزله ایران - استاندارد 2800‌‌- اصلا‌ح شده‌اند.

بزرگ ترین دهانه پل زیر قوسی موجود در كشور قبلاً پل قطور بوده است كه پل ارتباطی مسیر راه آهن ایران- تركیه می‌باشد. این پل در سال 1344 در ارتفاع 128 متری و با شعاع قوس 232 متر توسط یك شركت آمریكایی احداث گردیده است. با اتمام پروژه پل اول طرح كارون3، ایران صاحب بزرگترین پل زیر قوسی در خاورمیانه شده است. ‌

 منحنی قوس پل به صورت سهمی با سیستم خرپایی به ارتفاع 8 متر و عرض 9 متر از مقاطع قوطی شكل می‌باشد. چهار مقطع طولی خرپا توسط مهاربندی‌های افقی و عمودی به یكدیگر متصل و در طرفین با چهار مفصل بر روی فونداسیون قرار می‌گیرند به عبارت دیگر قوس به‌صورت دو مفصل طراحی شده است. عرشه پل به صورت تیر مركب با چهار شاهتیر طولی به دهانه‌های 12، 18 و21 متری است كه به تیرهای عرضی قاب شده و توسط ستون‌ها بر ‌روی قوس متكی می‌باشد. عرشه پل به صورت دال بتنی مسلح روی تیرهای فلزی اجرا شده است.

دو درز انبساط با آزادی حركتی 70± میلیمتر روی اولین پایه‌های بتنی طرفین دهانه قوس قرار گرفته است كه عرشه قوس را از عرشه دهانه‌های كناری جدا می‌سازد. دو تیپ درز انبساط نیز دهانه‌های كناری را از كوله‌ها جدا می‌سازد. یاتاقان‌های دهانه‌های كناری از نوع نئوپرین تیپ2 می‌باشد و یاتاقان‌های عرشه قوس در طرفین و در محل درز انبساط به صورت غلطكی طراحی و ساخته شد كه جابه‌جایی افقی آن در امتداد عرشه به وسیله چرخ دنده و شانه‌های راهنما كنترل می‌شود.

وزن كل قطعات فولادی پل اول شامل عرشه، ستون‌ها، خرپای‌قوس ‌و‌... حدود‌‌ 2500‌‌ تن و جنس تمام مواد از نوع فولا‌د كورتن‌دار با مقاومت بالا می‌باشد.

در طرح پل، بارگذاری مطابق با نشریه 139‌‌ سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی و آیین‌نامه زلزله 2800 و بارگذاری 519 ایران و طراحی عناصر فلزی پل مطابق با استاندارد ‌‌AASHTO96 ‌‌انجام گرفته است. همچنین از استانداردهای 10155 EN مطابق با DIN آلمان برای مواد كورتن‌دار،‌‌ DIN6914,6915,6916 ‌جهت اتصالات، 1.5 ASWD جهت جوشكاری و نیز استاندارد ASTM برای موارد متفرقه، ملاك عمل قرار گرفته است.‌

طراحی اولیه پل اول با دهانه میانی 204‌‌ متر از نوع زیر قوسی در مدت‌‌2‌‌ماه بر اساس داده‌ها و نقشه‌برداری انجام شده از طرف مشاور كارفرما، انجام و مصالح برآورد شده، مواد مورد نیاز سفارش‌گذاری شد و‌‌6 ماه پس از طراحی عملیات ساخت نیز با موارد رزرو شده موجود در ماشین‌سازی شروع شد.

اولین شوك پروژه فروردینماه سال 1381‌‌ مبنی بر اشتباه نقشهبرداری و لزوم توقف كار عملیات طراحی و ساخت طی جلسه‌ای در تهران اعلا‌م شد. پس از میخ‌كوبی مجدد و نقشه‌برداری در سایت دهانه اصلی و میانی پل اول به 264 متر تغییر یافت، مشخص گردید که حدود 50 متر دهانه نقشه‌برداری شده كوتاه گزارش داده شده بود. پس از دو ماه كار فشرده در دو شیفت كاری، طراحی و محاسبات اولیه گزینه مورد نظر مجدداً اصلا‌ح و روند طراحی و محاسبات پروژه بهبود یافت. در این زمان مواد سفارش شده قبلی به گمرك رسیده بود و این در حالی بود كه طبق محاسبات جدید علا‌وه بر مواد خریداری شده 600 تن مصالح دیگر مورد نیاز بود. طراحی با محدودیت‌های مصالح موجود خریداری شده و سفارش كسری پیگیری شد. برای جلوگیری از تأخیر در اجرای پروژه تصمیم‌گیری شد كه از مواد رسیده برای اولویت‌های اول نصب استفاده شود و از مواد سفارش شده جدید برای اولویت‌های بعدی استفاده گردد. همزمان با ادامه فعالیت‌های طراحی و تهیه نقشه‌های ساخت و كنترل، عملیات اولیه شامل قطعه‌زنی، برشكاری، لبه‌سازی، خم‌كاری و سوراخ‌كاری بیش از 360000 قطعه پل آغاز شد.‌‌‌

عملیات ساخت عرشه پل اول به همراه دیگر متعلقات پل نیز به‌موازات ساخت سازه‌ پل‌ و تجهیزات پروژه‌ای ادامه داشت. جهت سادگی و تسریع در عملیات نصب اتصالات اعضای اصلی به صورت تركیبی پیچ -‌مهره و جوش به طوری‌كه سه طرف قوطی‌ها اتصالات اصطكاكی پیچ -مهره و بعد فوقانی آن به صورت جوش در محل طراحی شده بود.

اتصالات المان‌های I شكل ‌نیز به‌صورت اتصالات اصطكاكی پیچ و مهره‌ای در نظر گرفته شده بود. با وجود بیش از 80000 پیچ در طرح پل اول، عملیات سوراخ‌كاری و تجهیزات مورد نیاز آن در مدت زمان معین با پنج دستگاه دریل پرتابل افقی و عمودی و چهار دریل ثابت انجام شد و بالاخره از مهرماه1381‌‌ عملیات پیش مونتاژ قوس و عرشه به صورت جداگانه آغاز شد.

جهت پیش‌مونتاژ نهایی پل به صورت خوابیده و كاهش عملیات پیش مونتاژ فضایی، پیش مونتاژهای صفحه‌ای دو پنلی در كارگاه‌ها در نظر گرفته شد. در این مرحله كلیه اعضای قطری سوراخ‌كاری شده و به پیش مونتاژ صفحه‌ای ارسال و پس از مونتاژ و خیزگیری اعضای اصلی مطابق دیاگرام پیش‌خیز پیش‌بینی شده و نقشه‌های كنترلی تهیه شده به این مجموعه جوش شده و سوراخكاری اتصالات اصلی انجام شد. ‌

به علت بزرگی و حجیم بودن سازه پل ‌و محدودیت‌های سالن‌های كارگاه‌های ماشین‌سازی امكان عملیات پیش مونتاژ در آن‌ها وجود نداشت و پیش مونتاژ در   فضای باز انجام شد. عملیات پیش مونتاژ تیرهای طولی به تیرهای عرضی و كنترل مهاربندهای عرشه و سوراخ‌كاری اتصالات اصلی به‌صورت افقی و عمودی در فضای باز بین سالن‌های شركت و با توجه به محدودیت‌های تجهیزات، عوامل محیطی و جوی حدود یكسال به طول انجامید و قطعات اول اولویت نصب آبان ماه 1381‌‌برای نصب به کارگاه ارسال شد.

با توجه به وسعت فضای مورد نیاز برای پیش مونتاژ قوس، از انبار شرکت (بزرگ‌ترین سالن شرکت) استفاده شد. این مكان نقشه‌برداری میخ‌كوبی و مثلث‌بندی شده و سازه‌های صفحه‌ای كه در كارگاه‌ها پیش مونتاژ و دمونتاژ شده بود در مسیرهای تعیین شده ابتدا به صورت صفحه‌ای به دنبال هم پیش ‌مونتاژ و منحنی آن مطابق دیاگرام خیز نهایی به وسیله برداشت با دوربین كنترل می‌شد.

پس از مونتاژ صفحه زیرین صفحه فوقانی نیز روی آن مونتاژ و كنترل شده و پس از جداسازی صفحه فوقانی، این مونتاژی‌ها با جرثقیل‌های موبایل در موقعیت خود، روی سازه‌های پیش‌بینی شده مستقر و كنترل‌های لازم انجام می‌شد. تمام اعضای مهاری و تیرهای عرضی قوس كه قبلا‌ً سوراخكاری شده بود درموقعیت خود قرار گرفته و جوش می‌شدند. برای كنترل و پایداری لازم و ایمنی سازه حدود 200 تن سازه موقت و ساپورت ساخته شد. پیشمونتاژ و ساخت در تیرماه 1382 به پایان رسید. لازم به ذكر است كه از سمت راست عملیات دمونتاژ قوس با توجه به اولویت‌های نصب و نیاز سایت انجام و قطعات به سایت ارسال شد.‌

طراحی جرثقیل‌های نصب مطابق آیین نامه ‌های AISC و FEM انجام گرفته است. پس از ساخت سازه جرثقیل‌ها و خرید سیستم‌های مكانیكی و برقی عملیات پیش مونتاژ و كنترل‌های لازم باربری انجام شد. و پس از صحت از كاركرد جرثقیل‌ها دمونتاژ آغاز و قطعات جراثقال به کارگاه ارسال شد. ظرفیت هر كدام از جرثقیل‌ها 20 تن، به عبارتی دو بار 10 تن می‌باشد؛ و وزن هر دستگاه حدود 70 تن است. سازه جرثقیل‌ها طوری طراحی شده كه چرخ‌های آن هنگام باربرداری روی چهار ستون پل قرار گرفته و بارها از طریق ستون‌ها به قوس منتقل می‌شود و اثرات نامطلوب انتقال بار از بین‌رفته یا كاهش یافته است. چهار ساپورت مفصلی به منظور جلوگیری از واژگونی جراثقال در هنگام باربرداری تعبیه شده است. دو ماشین حمل قطعات، وظیفه قطعه رسانی از كوله‌ها به پشت جرثقیل‌ها را عهده‌دار بود.

نظر به صعب‌العبور بودن منطقه و عمق بسیار زیاد و شیب طرفین دره و عدم امكان استفاده از پایه‌های موقت و روش‌های نصب متداول دیگر، نصب پل از اهمیت به‌سزایی برخوردار بود. طرح ویژه روش نصب پل با طراحی سازه پل به صورت خودایستا و كنسول و استفاده از جرثقیل‌های دروازه‌ای ویژه از طرفین در نظر گرفته شد. بارهای ناشی از وزن پل، جراثقال‌ها و بارهای جانبی در مراحل نصب توسط سیستم خرپای فضایی متشكل از عرشه پل، خرپای قوس پل و مهارهای قطری به كوله‌ها و پاتاق منتقل می‌شد. تیرهای طولی در انتهای عرشه به كوله‌ها و كوله‌ها با سیستم انكریج و تزریق تا عمق 24 متر به صورت پس تنیده به كوه مهار شده بودند همچنین با همین روش اعضای انتهای خرپای قوس به پاتاق و پاتاق نیز به كوه مهار شده بود.‌

 گره‌های بحرانی پل، به خصوص تكیه‌گاه‌های موقت نصب كه می‌بایست نیروهایی با مقادیر زیاد و با نوسان بارگذاری را انتقال دهند، علاوه بر روش‌های كنترل شده با روش طراحی المان‌های محدود Finite Element نیز مدل و آنالیز تنش و كنترل شدند. به عنوان مثال می‌توان محل اتصال كرد؟

 بالای قوس به فونداسیون و محل اتصال تیرهای عرشه به كوله در طرفین پل را كه در مراحل نصب با نیروی محوری كششی به ترتیب 812 تن و 454 تن نیرو و لنگر خمشی 66 تن- متر و 15 تن- متر و گرهِ محل اتصال اولین ستون فلزی به قوس را نام برد.

نصب دو تیپ ابزار دقیق برای سنجش نیرو- جابه‌جایی درنقاط حساس فونداسیون‌ها امكان كنترل تغییرات وضعیت بارگذاری و جابه‌جایی‌های ایجاد شده در عمق‌های 6، 12 و 18 متری پی‌ها را نشان داده و پل در مراحل مختلف نصب تحت كنترل با ضریب ایمنی مناسبی قرار داشت. عرشه‌های دهانه كناری به روش روان‌سازی در موقعیت خود قرار گرفت و جرثقیل‌های دروازه‌ای پس از مونتاژ و ریل‌گذاری در روی پلتفرم‌های پیش‌بینی شده و تقویت عرشه روی پایه‌های بتنی طرفین دهانه قوس كه جرثقیل بتواند روی كنسول قرار گیرد، روی تیرهای عرشه نصب شده انتقال یافت و آماده نصب شد.سازه جرثقیل‌ها طوری طراحی شده‌اند كه امكان نصب‌‌12‌‌متر سازه به صورت كنسول در جلوی خود را داشته باشد؛ به عبارتی بتواند یك پانل شامل قطعات اصلی، اعضای قطری، تیرهای عرضی، مهاربندهای قوس، مهارهای قطری، ستون‌های انتهای پنل، تیر عرضی، تیرهای طولی و مهاربندهای عرشه را نصب كند. پس از تكمیل یك پانل و ریل‌گذاری روی آن جرثقیل‌‌12‌‌متر به جلو حركت كرده و این مراحل تا پایان نصب پانل‌‌10 از طرفین ادامه داشت.‌

با توجه به توضیحات داده شده مشخص می‌گردد كه در هر 10 مرحله نصب مشخصه‌های سازه خرپایی فضایی اشاره شده تغییر نموده و سازه‌ای جدید می‌شود بنابراین تا این مرحله از هر سمت10 سازه متفاوت و خود ایستا می‌بایست آنالیز شده و نتایج به دست آمده برای نیروهای داخلی اعضا، عكس‌العمل‌های تكیه‌گاهی و تغییر مكان‌های هر مرحله با مراحل قبلی جمع گردد.

نظر بر این‌كه پارامترهای هر كدام از مدل‌های سازه مراحل نصب تغییر نموده و مدل قبلی تحت بار تنش می‌باشد، نتایج حاصل از ‌‌ 10‌‌ مدل سازه را نمی‌توان با هم جمع نمود. در نتیجه حجم عملیات محاسباتی و كنترل‌های لازم بسیار بالا رفته و نیاز به روش، راهكار مناسب، دقت و كنترل‌های فراوان دارد تا همانند آنچه كه درپروسه و ترتیب نصب قطعات انجام می‌شود، محاسبات نیز در نظر گرفته شود. در هر‌‌10 مدل محاسباتی خرپای نیم قوس به‌طور‌كامل وجود داشت ولی ستون‌ها، عرشه و مهارهای قطری هر مدل مطابق با قطعات نصب شده بود و قسمت اضافه سازهِ خرپای قوس بدون وزن مدل می‌شد و در هر مدل وزن قسمت‌های مشترك با مدل مراحل قبل غیر فعال و وزن قسمت نصب شدهِ جدید فعال و نتیجه آنالیز حاصل با نتایج آنالیز مرحله قبل جمع می‌شد.

بازتاب‌های نیرویی جهت طراحی و كنترل اعضا و بازتاب‌های عكس‌العمل‌ها به منظور طراحی و كنترل تكیه‌گاه‌ها و بازتاب‌های تغییر مكان‌ها، قسمتی از دیاگرام كمبر ساخت پل را تشكیل می‌دهد.

 نصب سازه پل به‌صورت خود ایستا و كنسول ‌(تا طول 126 متر) از طرفین تا پانل مركزی با تمام مشكلا‌ت و مسایل خاص خود به‌صورت مستقل ادامه داشت. از آنجا كه در طول شبانه‌روز فاصله بین دو كنسول حدود  12‌‌سانتی‌متر، تراز ارتفاعی آن‌ها حدود 3 سانتی‌متر و تابیدگی دو مقطع انتهای كنسول‌ها تقریباً تا  5  سانتی‌متر می‌رسید؛ و هم چنین تغییرات ذكر شده در هیچ دوره زمانی ثابت نبود و در هر لحظه محسوس و قابل مشاهده بود، ارتباط و اتصال دو كنسول نیاز  به محاسبات دقیق و تدابیر ویژه‌ای داشت كه نتایج عواملی چون نحوه و تابش مستقیم‌آفتاب، دامنه تغییرات دما و باد بود؛ و هم چنین انحراف ناشی از هنگام ساخت و نصب از سوی دیگر باعث افزایش انحرافات مطرح شده می‌شد. به‌عنوان مثال، انحراف از محور طولی پل برای هر دو كنسول به  25  سانتی‌متر می‌رسید.

طبق بررسی‌ها و محاسبات دقیق نتیجه‌گیری شد كه اتصال دو كنسول به همدیگر الزاماً در یك دوره زمانی بسیار كوتاه انجام شود بنابراین می‌بایست هر دو سازه را به‌طور موقت با استفاده از مفصل‌هایی به هم متصل كرد. پس از طراحی و محاسبات مفصل‌های مورد نظر، این اتصالات قطعه‌زنی و در دو انتهای قطعات پانل‌های 10 و مركزی مونتاژ، جوش و كنترل‌های لازم انجام شد و تا زمانی كه پین‌های اتصالات در جای خود قرار نمی‌گرفت آزادی حركات سازه دو كنسول د رمركز مهار نشده بود. برای نصب قطعات پانل مركزی یكی از جرثقیل‌ها روی پنل 10 قرار گرفت و كل قطعات پنل مركزی مونتاژ، جوش و كنترل‌های لازم انجام گرفت. با این وضعیت سازه پل از یك طرف به طول  126  متر و از طرف دیگر 138 متر كنسول بود.

پس از اصلاح انحرافات ایجاد شده با سیستم جكینگ، اتصالات مفصلی موقت با توجه به محاسبات دقیق در زمان تعیین شده توسط پین‌ها قفل شدند. بلافاصله در ناحیه اتصالات موقت، اتصالات دائمی در سه طرف اعضای اصلی قوطی شكل تكمیل شد. چون این اتصالات ظرفیت باربری لازم را داشتند، اتصالات موقت باز شده و باقی مانده اتصالات اصلی كامل شد. با اتصال سازه‌های دو كنسول و یك پارچه شدن آن‌ها سازه اصلی قوس تشكیل شد كه پارامترهای سازه‌ای به‌طور كلی تغییر یافته و سیستم سازه‌ای از خرپای فضایی كنسولی یك سرگیردار تبدیل به یك قوس خرپایی بدون مفصل می‌شود كه در تكیه‌گاه‌هاگیردار بوده و تحت تنش‌های حین مراحل نصب قرار گرفته است.

در این مرحله نیز مدل‌های لازم و محاسبات ویژه و خاصی عطف به نكات مطرح شده در طراحی قوس‌های بدون مفصل انجام شد.

با بررسی اجمالی از مطالب فوق درمی‌یابیم كه سیستم سازه‌ای پل طی مراحل مختلف از شروع نصب تا راه اندازی تغییرات اساسی نموده است، یعنی ابتدا  11خرپای فضایی كنسول یك سرگیردار، سپس یك قوس تك مفصلی در راس و به‌دنبال آن یك قوس دو سرگیردار و نهایتاً به‌صورت یك قوس دو مفصلی مورد آنالیز و طراحی قرار گرفت.

 یكی دیگر از مراحل بسیار مهم، حساس و كلیدی در طراحی و اجرای پل، مرحله آزادسازی تكیه‌گاه‌های موقت و مهارهای قطری بین عرشه، قوس و ستون‌های فلزی پس از نصب و تكمیل خرپای قوس و قبل از نصب و اتصال اسكلت فلزی عرشه در پانل مركزی می‌باشد، در صورتی كه به شكل اصولی و تحت كنترل اجرا نشود، ضربه‌ها و شوك‌های بسیار بالایی به پل وارد می‌شود كه موجب بالارفتن تنش‌های موضعی در برخی  نقاط از سازه شده و موجب گسیختگی و فرو ریختن پل می‌شود.

آزاد سازی تكیه‌گاه‌های موقت را می‌توان با در نظر گرفتن عواملی چون مكانیسم اجرا، تجهیزات و امكانات مورد نیاز، نیروی انسانی، سرعت كاهش نیرو از تكیه‌گاه‌ها و انتقال آن به سازه، آزادسازی تمام موانع و قیدهای ایجاد شده در مراحل نصب، نظارت دقیق و بازدیدهای مداوم از نقاط بحرانی سازه و تجزیه و تحلیل آن و ادامه روند پیشرفت كار مورد بررسی و تحلیل قرار داد.

در مدت یك هفته كلیه عملیات آزادسازی به پایان رسید و پس از نصب تیرها و مهاربندی‌های عرشه پنل مركزی، تعویض تكیه‌گاه‌های موقت عرشه دهانه‌های كناری طرفین پل با یاتاقان‌های دائمی(اصلی) و برش و تعبیه درز انبساط بین عرشه قوس و دهانه‌های كناری عملیات نصب سازه فلزی پل پایان یافته و سازه پل به‌صورت قوس خرپایی دو سر مفصل تبدیل و آماده دال‌گذاری، آرماتوربندی و بتن‌ریزی عرشه شد.

تداخل فعالیت‌های پیمانكار سیویل و پیمانكار نصب سازه در شروع کار، تازگی نوع كار، نیاز به نیروی کار آموزش دیده و متخصص كه توانایی كار در ارتفاع را داشته باشد، ابهامات و مشكلات قراردادی، دشواری و زمان بر بودن تأمین ابزارآلات نصب و لوازم یدكی آن‌ها، سقوط ابزارآلات و اتصالات، تعداد زیاد پیچ و مهره‌ها و نیاز به ابزارآلات خاص برای مكان‌های مختلف در سازه، نصب دشوار به‌خاطر توپوگرافی منطقه و منحصر به‌ فرد بودن طرح، محدودیت‌های جاده‌های دسترسی و عدم وجود یك كمیته فنی متشكل از نمایندگانی از سازمان‌های ذیربط و مستقر در سایت كه تعهد و مسئولیت در قبال پروژه داشته باشند، پراكندگی در خدمات مشاوره‌ای، مدیریت نامتمركز و پراكنده، همگی مشکلاتی بود که بر سر راه انجام این پروژه وجود داشتند.

پل بزرگ دوم مسیر نیز با وجود دهانه كوچك تر به دلیل اینكه در دره ای با شیب بسیار تند قرارگرفته است از نظر پیچیدگی اجرایی از اهمیت كم تری نسبت به پل اول، برخوردار نمی باشد . وزن این پل حدود 1500 تن است. دهانه اصلی و میانی پل دوم نیز به‌صورت قوس از زیر با دهانه قوس 177 متر، مركز تا مركز مفصل‌ها 59/158متر، خیز قوس 40 متر اجرا شده است. دو دهانه 19 و 20 متری پیوسته و متصل به عرشه قوس بر روی پایه‌های بتنی قرار دارد و طول كل عرشه 216 متر و عرض 8/11 متر با دو خط عبور و دو پیاده رو در طرفین مطابق پل اول اجرا شده است.

در نهایت با تکمیل راه جایگزین و پل‌ها در روز 18 آبان1383 این پروژه با آب‌گیری سد کارون 3 به بهره‌برداری رسید. در مجموع برای احداث پل های قوسی به عنوان بزرگ‌ترین پل های قوسی كشور ۹۰ میلیارد ریال و نیز تملك اراضی و واحدهای مسكونی روستاییان ۸۵ میلیارد ریال هزینه شده است.

سد لار

سد لار

 
سد لار در 75 کیلومتری شمال شرقی تهران و در نزدیکی پلور در محل تلاقی دو رودخانه لار و دلیچای در دامنه کوه دماوند ساخته شده است. سد لار که به منظور تامین بخشی از آب شهر تهران احداث شد، از نوع خاکی با حجم عملیات خاكی ‌21 میلیون مترمكعب به طول تاج 2500 متر و ارتفاع 105 متر میباشد. در طراحی هدف بر این بود که آب ذخیره شده در مخزن این سد به وسیله تونلی به طول تقریبی 20 کیلومتر و قطر 3 متر تا سه کیلومتری دریاچه سد لتیان انتقال یافته و پس از برق گیری در دو نیروگاه کلان و لوارک جهت تغذیه سد لتیان ازطریق رودخانه به این دریاچه بریزد. این سد توسط یک مشاور انگلیسى و پیمانکار ایتالیایى طراحی و ساخته شد.

با وجود آنکه در سال 60 به مرحله آبگیرى رسید و در نهایت درسال 63 بهره بردارى از آن آغاز شد اما هنوز این سد به بهره برداری کامل نرسیده و هیچگاه هم نخواهد رسید. این سد بدلیل اشتباهات صورت گرفته در مراحل شناسایی و طراحی دچار آبگذری بوده و در مواقع پرآبى در هر ثانیه 12 متر مکعب فرار آب داشته و ذخیره آب خود را از دست مى دهد.
تکیه گاه سمت راست این سد و بخش عمده ای از دیواره سمت راست مخزن آن از سنگ آهک هایی تشکیل شده که تقریبا حالت افقی داشته و شدیدا خرد شده و درز و شکاف هایی حتی به اندازه نیم متر دارند، غاری نیز به ابعاد بسیار بزرگ در این قسمت وجود دارد که مرحله شناسایی مشاهده نشده بود.
در مراحل حفاری های ژئوتکنیک، طراحی و اجرای سد مواردی در ارتباط با بحرانی بودن وضعیت دیواره مخزن در مجاورت تکیه گاه سمت راست دیده شد که متاسفانه توجه چندانی به آن نشد. برخی از این موارد عبارتند از:

1- سنگ آهک سازند لار دارای شکستگی فراوان و حالت کارستی بوده که در نقاط دیگر قبلا مشاهده شده بود. علاوه بر آن در محل سد نشانه های بارزی از توپوگرافی کارستی رویت شد و حتی یک زمین شناس لهستانی احتمال مشکل آفرینی و آبگذری را پیش بینی کرده بود.


پس از اتمام ساخت سد، در سال 1362 یکی از کارکنان متوجه میشود که در دیواره سمت راست آب به صورت آبشار مانند و با صدایی زیاد به داخل یک غار زیرزمینی میریزد، این غار تا 18 متری دنبال شد و به شکافی رسید که تا اعماق بیشتری امتداد داشت، از سویی دیگر پس از آبگیری دریاچه دبی چشمه های پایین دست سد به میزان بسیار زیادی افزایش یافت. 3- در زمان حفر شفت عمودی تونل انتقال آب غاری مشاهده شد که از رس و لای پر شده بود. 5- وجود چشمه های متعددی در پایین دست سد و پایین بودن سطح آب زیر زمینی در محدوده رودخانه دلیل عمده ای برای نامناسب بودن محل برای احداث سد بود اما توجیه شد که با آغاز آبگیری و حمل رسوب به دریاچه مسیر جریان آب زیرزمینی به تدریج مسدود خواهد شد در حالیکه کلا رودخانه لار رسوب چندانی ندارد. 2- در زمان آتشکاری های مربوط به عملیات اکتشافی در ساحل راست، بعضی مواقع سنگ ها فرو می نشستند که این مسئله وجود غار یا حفره های بزرگی را به اثبات میرساند. 4- در زمان تزریق سیمان برای آب بندی در سمت راست تکیه گاه، در برخی از پیزومترها جریان هوا دیده شد که میتوانست دلیلی برای وجود حفره های زیرزمینی باشد.
به دنبال بروز این مشکلات آبگیری سد کاملا ناموفق بود و هیچگاه ارتفاع سطح آب دریاچه به محل تونل انتقال به سد لتیان نرسید و امکان انتقال آب به صورت ثقلی میسر نشد. برای حل مشکلات عدیده این سد تمهیدات زیادی اندیشیده شد و در نهایت عملیات اجرایی برای مسدود کردن غار اصلی انجام گرفت که پس اتمام عملیات، تغییر محسوسی در ارتفاع آب دریاچه داده نشد. در سایر قسمت های سمت راست در سطحی به میزان 5000 متر مربع عملیات تزریق سیمان در عمق درزها انجام شد که متاسفانه تا سالهای اخیر هم ادامه یافت و به نتیجه قابل قبولی نرسید. (در جایی خوانده بودم که حدود 200 میلیون دلار تنها برای عملیات تزریق هزینه شده است.) با بررسی های صورت گرفته معابر کارستی و حفره های مختلفی تا دهها متر پایین تر از غار و تا اعماق چند صد متری کشف شد و هیچ نتیجه ای دال بر وجود لایه های نفوذ ناپذیر در اعماق دریاچه بدست نیامد.
به دلیل نیاز تهران به منابع آب بیشتر نهایتا طرح انتقال آب از كف دریاچه سد لار به طریق پمپاژ مطرح شد و اخیرا به بهره برداری رسید. سد و تونلی که برای انتقال آب بصورت ثقلی طراحی شده بود، در نهایت با احداث تونلی دیگر و پمپاژ، درصد ناچیزی از آب برآورد شده را به شهر تشنه تهران میرساند. پس از 30 سال صرف هزینه، وقت، نیروی انسانی و ...
البته نباید کتمان کرد که این سد با تمامى مشکلات موجود، نقش موثرى در کنترل بحران آب سال های اخیر تهران داشته است.

تاریخچه هیدرولوژی و هیدرولوژی در ایران

تاریخچه هیدرولوژی و هیدرولوژی در ایران

 

آب ماده ای است که حیات بدون آن میسر نیست. بشر در دوره نو سنگی سعی در مهار آب داشته است و بر روی الواحی که از  4  هزار سال قبل از میلاد از سومری ها باقی مانده است سنگ نوشته هائی با این مضمون موجود است. در دین یهود اشاره شده است که حضرت موسی در  1400  سال قبل از میلاد مسیح با عصای سحر آمیز خود چشمه ای در دل کویر پدید آورد .

این موضوع بر اهمیت آب در زمانهای گذشته صحه می گذارد، به نحوی که تمدنهای بزرگ در کنار  رودهای بزرگ ظاهر شده اند.استخراج آبهای زیرزمینی سابقه ای طولانی در کشورهای مختلف چون چین (حفر چاهی تا عمق  1500  متر بوسیله دسته های نی) ، مصر (چاه یوسف با عمق تقریبی  100  متر  3000  سال قدمت دارد) و ایران باستان دارد.  منوچهر پادشاه ایرانی حدود  3400  سال پیش دستور داد تا حفر کاریز (قنات ) را به برزگران بیاموزند.  پیوند دادن لوله های چاه و انتقال ثقلی آب زیرزمینی کاری طاقت فرسا بوده که ایرانیان سرآمد آن بوده اند. کهن ترین قناتی که آثاری از آن باقی مانده است در شمال ایران پیدا شده است. این قنات همزمان با ورود آریائی ها حفر گردیده است. عمر قنات گناباد که مادرچاه آن  300  متر عمق دارد را  2500  سال برآورد کرده اند.امپراطوری ایران تا دوره طولانی از لحاظ قدرت در دنیا بیمانند بود و این  نه فقط به لحاظ نظامی بلکه فنآوری سرآمد سپاه ایران  بود.  در تاریخ آمده است که کورش بزرگ پس از گرفتن سرزمین سوریه در آسیای صغیر به بابل که همچون دژی مستحکم بود حمله کرد.  دیده بانان بابلی وقتی ایرانیان  را در حال حفر کانال دیدند به آنان ریشخند زدند تا اینکه سپاه ایران با انحراف آب رودخانه و پائین افتادن سطح آب فرات از رود گذشتند و وارد بابل شدند.  پس از کورش پسرش کمبوجیه به فکر حفر کانال سوئژ افتاد ولی به دلیل اوضاع نابسامان سیاسی در نقاط دیگر کشور مجبور به ترک مصر شد تا اینکه پادشاه دیگر ایران داریوش، کانالی حفر کرد و رود نیل را به دریای سرخ پیوند داد تا کشتی های جنگی ایران از دریای مدیترانه وارد رود نیل شوند. خشایار شاه پسر داریوش در  480  سال قبل از میلاد با سپاه بزرگی از کشتی های جنگی به یونان حمله کرد و با حفر کانال بزرگ خشایار شاه که عرضی نزدیک به  45  متر داشت لشکریان خود را به جای عبور از دریای اژه از آن عبور داد.
مک لوئی  (1984) اظهار می کند که ایرانیان نخستین مردمی بودند که با ساختن "چرخ آبی" آب رودخانه ها را به زمین های زراعی پائین تر و بالاتر منتقل کنند. اهمیت آب در ایران باستان آنچنان زیاد بود که برخی رودخانه ها با نام رودخانه های شاهنشاهی شناخته می شد و برای شروع آبگیری از آنها الزاماٌ می بایست فرستاده فرمانروا حضور داشته باشد و  مردم می بایست آب بهای استفاده از رودخانه را به خزانه واریز می کردند.در کتب و آثار به جامانده از دانشمندان قدیمی ایران بطور مفصل به بحث شناخت و اهمیت آب پرداخته شده است.  ابوبکر محمدبن الحسن الکرجی دانشمند ایرانی بود که بیش از  1000  کتابی بنام "استخراج آبهای پنهانی" نگاشت و جالب اینجاست که ایشان در آن زمان سیکل هیدرولوژیکی را تشریح می نمایند. خواجه نظام الملک در کتاب سیاست نامه خود موضوع توزیع عادلانه آب را امری حیاتی بر می شمرد و عدول از آن را باعث تباهی مملکت می داند.  ایرانیان تجارب خود در صنعت آب را به مردم دیگر منتقل می کردند، آنچنانکه نقل است سلمان فارسی با  اندیشه حفر خندق مانع از نفوذ لشکر قریش شد.

 كلیات هیدرولوژی ایران

در یك ویژه نامه ترویجی آب و امنیت غذائی (وزارت جهاد كشاورزی، 1381) به نقل ازگزارش صندوق جمعیت ملل متحد آمده است كه طی  70  سال گذشته جمعیت جهان  3  برابر و مصرف آب در جهان  6  برابر شده است. سالیانه به جمعیت جهان  75  میلیون نفر افزوده می شود و پیش بینی می شود كه جمعیت كشورهای توسعه نیافته و كم توسعه یافته طی  50  سال آتی نیز از رشدی  300  درصدی فراتر رود. پیش بینی های خوش بینانه تا سال  2050  میلادی جمعیت جهان را7.9  میلیارد نفر برآورد نموده اند، این در حالی است كه  برخی پیشگوئی ها خبر از جمعیت  10.9  میلیار نفری در جهان دارند. نظریه ای بینابین این رقم را  9.3میلیارد نفر برآوردمی كند. همان منبع اضافه می نماید كه در سال  1381  جمعیت ایران نیز از مرز  70  میلیون فراتر رفت. با در نظر گرفتن اینكه متوسط بارش سالیانه در ایران چیزی حدود یك سوم میزان جهانی آن است (مهدوی  1378)؛ می توان گفت مبحث آب توجه ویژه ای را می طلبد. (قابل ذکر است که همین مقدار ناچیز بارندگی نیز از توزیع مکانی یکسانی برخوردار نمیباشد بطوریکه در  28  درصد از سطح کشور مقدار بارش متوسط سالانه کمتر از  100  میلی متر بوده واین مقدار در96  درصد از سطح کشور از  200  میلی مترنیز کمترمی باشد). اقلیم فراخشک در  15  استان کشور ، در  7  استان و در  10  استان اقلیم غالب است، بنابراین مسئله بالا بودن تبخیر و تعرق نیز محدودیتی مضاعف محسوب می شود. با آنکه کشور ایران حدود  1.1  درصد از خشکی های جهان را به خود اختصاص داده است صرفا  0.34  درصد  از آبهای جهان را در اختیار دارد. مسئله ریزشی فصلی این بارش و پارکندگی نامنظم آن هم خود مبحث جداگانه ای است. آمارمطالعات وزارت نیرو میانگین حجم بارندگی در ایران را سالانه  400  میلیارد متر مکعب برآورد نموده است که از این میزان  310  میلیارد متر مکعب درسطح  870  هزار کیلومتر مربع از حوزه های آبخیز کوهستانی و90  میلیار متر مکعب در سطح  778کیلومتر مربع مناطق دشتی می باشد. در مناطق کوهستانی در اثر تبخیر و تعرق  بطور متوسط هرساله  200  میلیارد متر مکعب ودر مناطق دشتی  84  میلیارد متر مکعب آب از دسترس خارج می شودکه جمعا  71  درصد از حجم بارش را شامل می شود. از حجم باقیمانده نیز  59  میلیارد متر مکعب مناطق کوهستانی و  2  میلیارد متر مکعب در مناطق دشتی نفوذ می نماید. حجم آب باقیمانده نیز  51  میلیارد متر مکعب در مناطق کوهستانی و  4  در مناطق دشتی به شکل رواناب ظاهر می شود.حجم آبهای زیر زمینی کشور در حدود  35  میلیار متر مکعب برآورد گردیده است که حدود  30  میلیارد مترمکعب آن مربوط به مخازن آبرفتی و حدود  5  میلیارد متر مکعب برآود شده است. با فرض قابلیت بهربرداری از  60  درصد این مخازن امکان تا حدود  80  میلیارد متر مکعب وجود خواهد داشت. بخش کشاورزی با اختصاص  88.88  درصد، آب شرب با اختصاص  6.67  درصد  و بخشصنعت با  4.45  درصد مهمترین مصارف  آب در ایران می باشند

 

حوزه های آب خیز كشور ایران :

حوزه آبخیز  دریای خزر

این حوزه آبخیز كه مساحت آن به  173،300  كیلومتر مربع می‌رسد، دارای شیب زیاد بوده و بیشترین اختلاف ارتفاع حوزه آبخیز‌های كشور را كه بالغ بر  5500  متر است، به خود اختصاص داده است. در این محدوده سیزده رودخانه با مساحت حوزه آبخیز بیش از هزار کلیومتر مربع وجود دارد که رودخانه‌های ارس، سفیدرود، هراز و اترك از نظر وسعت حوزه آبخیز و ویژگیهای اقلیمی و تداوم آبدهی متفاوت از حوزه دیگر می باشند. رودهای فوق  دارای حوزه آبخیز‌های كوهستانی وسیعی  هستند و پوشش گیاهی غالب آنها جنگلی است.

 حوزه  خلیج فارس و دریای عمان

این حوزه آبخیز با مساحت  437،150  كیلومتر مربع یكی از پهناورترین حوزه آبخیز‌های ایران محسوب می‌گردد و رودخانه‌های غرب، جنوب غربی و جنوب زیرحوزه های  سرچشمه گرفته از كوههای زاگرس و بشاگرد و بلوچستان را در بر می‌گیرد.  جمعاً  29  رودخانه با مساحت  بیش از  1000  كیلومتر مربع در این زیرحوزه  وجود دارد كه یا به درون كشور عراق جریان می‌یابند و پس از پیوستن به رودخانة دجله به خلیج فارس می‌ریزند و یا بطور مستقیم به خلیج مزبور و یا دریایعمان وارد می‌گردند. برخی ازبزگترین رودخانه‌های این حوزه آبخیز به ترتیب از شمال تا جنوب خاوری عبارتند از: سیروان، كرخه، كارون، جراحی، زهره، هله، موند، كل، میناب و سرباز.
در باب اهمیت این زیرحوزه فقط به این نکته بسنده می شود که رودهای دشت خوزستان به تنهائی  30  درصد منابع آب کشور را دارا می باشند.

 حوزه آبخیز دریاچه ارومیه

مساحت این حوزه دریاجه ارومیه   50،850  كیلومتر مربع است در این حوزه دریاجه ارومیه  هشت رودخانه با مساحت آبریز بیش از هزار كیلومتر مربع وجود دارد و زرینه‌رود بزرگترین و مهمترین آنها بشمار می‌آید.

 حوزه آبخیز دریاچه نمك قم

مساحت حوزه دریاچة نمك قم  89،650  كیلومتر مربع است و بخش بسیار ناچیز و كوچكی از آن نیز به دریاچة حوض‌سلطان و كویر میغان و دشت جنوبی قزوین وارد می‌گردد. رودخانه‌های جاجرود، كرج، شور، قره‌چای و قمرود به این حوزه زهکشی می شوند در این محدوده شش رودخانه با مساحت بیش از هزار كیلومتر مربع وجود دارد كه رودخانة شور و قره‌چای و قمرود بزرگترین آنها محسوب می‌شوند.

 حوزه آبخیز اصفهان و سیرجان

 این حوزه  كه از زیر حوزه ‌های كوچك باتلاق گاوخونی، كویر ابركوه، شوره‌زار مروس و كویر سیرجان تشكیل یافته است، دارای  90،700  كیلومتر مربع مساحت است و زاینده‌رود بزرگترین رودخانة آن بشمار می‌آید. انتقال آب کارون از طریق تونل کوهرنگ به زاینده رود از وقایعی است که بر بیلان هیدرولوژیک این محدوده تاثیر دارد.

 - حوضة نیریز یا بختگان
این حوزه  با مساحت  31،000  كیلومتر مربع از حوز‌های فرعی دریاچة كافتر، دریاچة بختگان و دریاچة مهارلو تشكیل شده و رودخانة كر مهمترین رود این منطقه محسوب می‌شود.

 - حوزه آبخیز جازموریان
حوزه  جازموریان با مساحتی برابر  69،600  كیلومتر مربع در جنوب شرقی  ایران و بین رشته‌كوههای بشاگرد (در جنوب) و جبال بارز (در شمال) جای دارد و آبهای سطحی آن كلاً به هامون جزموریان می‌ریزد. در این حوضه پنج رودخانه با مساحت آبریز بیش از هزار كیلومتر مربع وجود دارد كه هلیل‌رود بزرگترین آنهاست.

 - حوزه دشت کویر

این حوزه که یکی  از  کم بارش ترین حوزه های کشور محسوب می شود از حوضه‌های كوچكتری چون كویر حاج علی‌قلی، كویر نمك و دشت گناباد تشكیل می‌یابد و مساحت آن به  227،400  كیلومتر مربع بالغ می‌گردد.. از رودخانه‌های قابل توجه این حوزه به حبله‌رود ( واقع در گرمسار) و كال‌شور جاجرم كه یكی از طویل‌ترین رودخانه‌های ایران است، می‌توان اشاره نمود.

حوزه آبخیز كویر لوت

مساحت این حوزه كه حوضة كویر لوت از زیرحوزه ‌های كوچك‌تری چون نمكزار طبس، دغ محمد‌آباد، كویر ساغند، شوره‌زارهای شمال خاوری شهرستان بافق و كویر سرجنگل تشكیل یافتهو یکی از كم‌باران‌ترین و خشك‌ترین حوضه‌های ایران است به199،000  كیلومتر مربع بالغ می‌گردد و از مهمترین رودخانه‌های آن كه اغلب سیلابی و فصلی هستند می‌توان به رودخانة تهرود واقع در استان كرمان اشاره كرد.

 حوزه  اردستان و یزد و كرمان

این حوزه كه با مساحت  99،800  كیلومتر مربع یكی از خشك‌ترین و بی‌آب‌ترین حوضه‌های ایران بشمار می‌آید، از زیرحوزضه‌های كوچك‌تری چون دغ‌سرخ، كویر سیاه‌كو، كویر درانجیر، دشت جنوب خاوری یزد، شنزار كشكوئیه، دشت كویرات و شنزارهای جنوب كرمان تشكیل یافته است.
- حوضه صحرای قره‌قوم  

 -مساحت این حوضه  43،550  كیلومتر مربع است و یكی از حوضه‌های كم‌بارش ایران محسوب می‌گردد. به همین دلیل حوزه آبخیز آن حالت سیلخیزی و رودها حالت فصلی دارند و رودهای كشف‌رود و جام‌رود از مهمترین آنها بشمار می‌آیند.

 - حوزه هامون

این حوزه که در شرق کشور واقع گردیده است مساحتی برابر با  109،850  كیلومتر مربع داراست و از حوضه‌های كوچك‌تری چون نمكزار خواف، دغ‌ شكافته، دغ بالا، دغ پترگان، دغ توندی، دریاچة نمكزار، دریاچة هامون صابری، لورگ‌شتران، دریاچة هامون، هامون گودزره، دریاچة كرگی، هامون ماشكل و نمكزاركپ تشكیل یافته است. این حوزه نیز از جمله كم‌باران‌ترین و خشك‌ترین حوضه‌های ایران محسوب می‌شود و رودهای هیرمند و ماشكل مهمترین رودهای آن بشمارمی‌آیند.

روش های کهن آبیاری در ایران

روش های کهن آبیاری در ایران

 
در تاریخ دیرپای این مرز و بوم، آب همیشه نقش كلیدی داشته است. شبكه های معروف آبیاری، یعنی قناتها در جهان   به خوبی شناخته شده هستند. عمر این تكنیك به 2500 سال بر می گردد. اولین سند مكتوب در خصوص تكنیك حفر قنات، در نوشته های هرودوت، مورخ مشهور یونانی به چشم می خورد و این صنعت در دوران هخامنشیان (550-330 سال قبل از میلاد) كاملا رایج و متداول بود .

در حفاری های باستان شناسی به بقایای آبگیر، مخازن آب با سرریزها و مجاری تخلیه و حتی شبكه های فاضلاب دست یافته اند، كه عمرشان به دوره قبل از هخامنشیان ، دوره قبل از ایلام و آشور (1500-600 سال قبل از میلاد) می‏رسد . گچ

آثاری كه در سرزمین ایران به دست آمده است، نشان می دهد كه مردم این سرزمین در حدود 7000 سال پیش دارای تمدن بسیار پیشرفته‏أی بوده اند. قسمت غربی فلات ایران تقریباً از 5000 سال پیش وارد دوران تاریخی گردید و ساكنان این سرزمین خط میخی را به وجود آوردند. آثارمكشوفه نشان می دهد كه ساكنان ایران در هزاره دوم و سوم پیش از میلاد ، مردمی صلح جو ، كشاورز و هنرمند بوده است . سیمان

به طور كلی چهار شیوه آبیاری در ایران كهن وجود داشته است. این چهار شیوه عبارتند از چاه ها و آب انبارها، قنوات – نهركشی – بندها و سدها. مقاله

چاه ها و آب آنبارها – چاه های معمولی كه به صورت قائم با ابزارهای دستی حفر می شد و آب آنرا به وسیله دلو با كمك انسان با چهار پایان بیرون می كشیدند. ایرانیان قدیم علل پیدایش چاه های آرتزین و طرز مهار كردن آن رامی دانسته اند ولی استفاده چندانی از آن نكرده اند.

مازاد باران را در محل هایی به نام آب انبار ذخیره می كرده اند كه نمونه های آنها در كنار كویرها، بیابانها، دشت های خشك و گرم جنوب ایران به صورت سرپوشیده . برای تامین نیازهای كاروانها، دهات قراء و غیره به چشم می خورد.


قنات – مهمترین شیوه آبیاری در بسیاری از نقاط ایران قنات بوده است از آنجاییكه در بسیاری از نقاط ایران رودخانه چندانی وجود ندارد، و تعداد رودخانه های دائمی نیز بسیار اندك است مردم ایران در حدود سه هزار سال پیش به ابتكار نوین و تحسین انگیزی دست یافته اند كه به قنات یا كاریز مشهور گردید. این ابداع مهم و بی نظیر بعدها از خاورمیانه به شمال آفریقا اسپانیا و سیسیل انتقال 1یدا كرد و مورد بهره برداری قرار گرفت. مورخین یونانی از قنات های ایران در زمان هخامنشیان سخن رانده اند، از این رو می توان قدمت قنات رات پیش از هخامنشیان نسبت داد. مورخان در مورد قنات و در عهد اشكانین و ساسانیان نیز سخن گفته اند. در این روش آب های زیرزمینی را جمع آوری كرده تحت قوه ثقل به سطح زمین می رانده اند. ایرانیان با‌آگاهی كامل از وجود جریان های آبهای زیرزمینی به فكر افتاده اند كه به جار چاه های عمودی چاه های افقی حفر كنند تا بدین ترتیب به آب های زیرزمینی راه یابند و آنرا با استفاده از شیبی ملایم به سطح زمین هدایت كنند.

در ایران قدیم از رودخانه های بزرگی چون دجله ، هیرمند نهرهایی منشعب كرده بودند و آب آنرا به بیابان های بی آب منتقل نموده اند.

ایرانیان قدیم در ساخت نهرها و كانال های آبیاری دقت بسیار مبذول داشته اند و اگر مسیر آب سست و آبكش
می نمود، كف نهرها را آجر فرش كرده اند و ملات یا آهك آب بند به كار برده‏اند. صنعت سدسازی در دوران  ساسانیان، به ویژه در دوره سلطنت شاپور اول رونق گرفت. عمرسدهایی كه از این دوره به جای مانده است بین 1300 تا 1700 سال می باشد. از جمله ابنیه مهم مربوط به این دوران ، می توان به بند میزان در شوشترو پل بند شوشتر به طول 500 متر و دارای 40 دهانه اشاره نمود. بند امیر از آثار دوران آل بویه می باشد كه در 35 كیلومتری شمال شیراز واقع شده وعمر آن به 1000 سال می رسد. بند امیر ، بندی سه منظوره، آبیاری، پل و آسیاب بوده كههمچنان دایر است. در اواخر قرن وسطی ، در عصر صفویه (870-1100 هجری) عصر جدیدی كهدر زمینه كنترل و مهندسی آب آغاز شد. مقارن همین دوره بود كه بندها و پل های مشهد واصفهان بنا گردید و بندهای انحرافی و مخزنی بزرگ احداث گردید كه بعضی از آنها تا امروز پابرجا مانده است. از میان چهل و چهار سد تاریخی جهان تا قرن هیجدم سه سد شادروان (قرن سوم میلادی) كبار و ساوه در ایران وجود داشته و نه سد در اروپا بر پا شده است.

مشخصات عمومی سدهای قدیمی ایران
با بررسی های بعمل آمده مشخص شده است كه ایرانیان قدیم به سه مورد اساسی ، انتخاب محل سدها – شرایط زمین و پی – مواد و مصالح توجه خاصی داشته اند.

در تمام نقاطی كه سدهای قدیم ایران بنا شده، در انتخاب محل و نوع سد، ملاحظاتی فنی و طراحی به خوبی مراعات شده است. توپوگرافی ، رژیم رودخانه، دسترسی به مواد و مصالح ساختمانی و نحوه انحراف آب حین ساختمان، از جمله عواملی بوده اند كه مورد توجه قرار گرفته است.

انواع سدهای قدیمی ایران
سدهای قدیمی ایران كه همه با مصالح بنایی ساخته شده اند به انواع زیر دسته بندی می شوند.

سدهای وزنی
تحقیقات نشان داده است كه كلیه مسائل عمده طراحی كه در عصر حاضر در مورد این گونه سدها در نظر گرفته می‏شود، در سدهای قدیمی ایران، از جمله سد قدیمی ساوه با بیش از 700 سال عمر و سد ششطراز با بیش از 900 سال عمر منظور شده است.

سدهای قوسی
ایرانیان قبل از رومیان با خصوصیات باربری قوس‏ها پی برده بودند. سد قدیمی كبار با بیش از 700 سال عمر از این جمله می باشند.

سدهای پشت بنددار
سد اخلمد با طول تارج 230 متر و ارتفاع 12 متر كه حجم مخزن آن سه میلیون مترمكعب است، سدفرمان با بیش از 400 سال عمر كه در حال حاضر در دست بهره برداری است. از این نوع سدها می باشند.  

آسیابهای شوشتر با 1700 سال قدمت، تجلی گاه هنر ایرانیان در استفاده از توان آب

در میان 57 پدیده شگفت انگیز بازمانده از فرهنگ بشری كه بعنوان نخستین میراث جهانی از سوی یونسكو
ارزش گذاری شده است سه پدیده معماری ایران یعنی معبد چغاز نبیل (3300 سال قبل) و آثار باستانی تخت جمشید و میدان نقش جهان اصفهان بعنوان میراث فرهنگی ثبت شده است و چهارمین آثاری كه در این رابطه در دست اقدام یونسكو قرار دارد مجموعه آسیابهای شوشتر است كه تعیین قدمت آن هنوز دقیق امكان پذیر نشده است.

در خوزستان و در حوزه رودخانه های پر آبی همچون، رودخانه دز، كرخه، مارون، بهمن شیر و بخشهای دیگر رودخانه كارون، شبكه آبیاری مینو (میان آب) ممتاز است و ماندهای بناها و تاسیسات آبی این مجموعه در ارتباط با یكدیگر و با برنامه أی یكپارچه كار می‏كرده است آنچنانكه كلیه تدابیر و بناهائی كه هر یك در حوزه های كویری و كم آب به تنهائی دیده شده در شبكه آبیاری پیرامون شوشتر بطور مجتمع و یكپارچه دیده می شود و آبشارهای شوشتر پدیده‏أی مربوط به بخشی از این شبكه عظیم آبیاری است.

چنین بنظر می رسد كه یكی از اهداف برپا شدن این شبكه و بخصوص دستگاههای اصلی فضای آبشارهای زیبای شوشتر، توانمند كردن قطره های آب و بهره گیری از نیروی پنهان در آنها برای چرخانیدن سنگهای آسیاب باشد، آسیابهائی كه در پشت پل بند گرگر در دل سنگ جاسازی شده بودند و قطره های نیرومند آب از پشت پل بند و از طریق چاههای شتر گلوی زیربند به آسیابها هدایت می‏شده است این قطره های آب پیش از رسیدن به پل بند گرگر از پل بند میزان گذشته و از طریق رودخانه گرگر به پل بند گرگر رسیده اند و پیش از آن نیزار آب رودخانه در پخشاب‏بند میزان جدا شده و از بند میزان گذشته اند.

آشنائی با بناهای اصلی شبكه آبیاری
-         بناهای شبكه آبیاری در شمال شرقی شهر.
-         پل بند میزان.

پل بند میزان در جهت شرقی – غربی در مقابل جریان شمالی – جنوبی رودخانه كارون قرار گرفته است. آنچنانكه راستای رودخانه كارون پیش از رسیدن به پل بند به دو بخش تقسیم می شود كه بخش بزرگتر آن به سمت غرب منحرف می گردد.

ساختمان پل بند میزان از سنگ و ساروج است و بجز فروریختگی پوشش برخی از دهانه های روبه رودخانه گرگر كه تعمیر شده اند، خللی بر ساختمان پل بند وارد نیامده و از استحكام كافی برخوردار است. احداث پل بند میزان را به نیمه  اول قرن سوم میلادی نسبت داده اند و تاكنون روایات و نظریه های گوناگونی برای ساختمان آن ابراز شده است.

پل بند و آسیابهای گرگر
پل بند گرگر در فاصله هفتصد متری جنوب پل بند میزان بر پا است. یك تونل انحرافی آبهای مازاد و طغیانی رودخانه گرگر را از شمال پل بند و از مشرق آن به حوزه جنوبی مجموعه آسیابهای گرگر به رودخانه می ریزد.

مجموعه آسیابها درجنوب پل بند جای دارد و چاههای مخزن انباشت انرژی آب و شبكه آبرسانی به آسیابها در دل صخره طبیعی دو سمت محور رودخانه كنده و جا سازی شده اند.

 

تا نیم قرن پیش از این تعداد چهل آسیاب در پشت بند گرگر ، گندم شهروندان شوشتری و شهرهای دور و نزدیك پیرامون آنرا با بهره گیری از انرژی آب، آرد می كرده اند در آن هنگام فضای سه باب آسیاب به كارخانه برق اختصاص یافت كه در آن برق مورد نیاز شهر شوشتر تامین می شده است.

از چندی پیش ، با متروك شدن آسیابها و نیز كارخانه برق قدیمی، گردش آب در این مجموعه صنعتی از كنترل خارج شده و اینك در اغلب مجاری فرسوده این شبكه صنعت به هرز می رود. پس آب آسیابها از كار افتاده بصورت آبشارهای زیبائی از جای جای صخره بیرون می ریزد كه جذابیت چشمگیری دارد .

تاسیسات آبرسانی و تصفیه فیزیکی آب چغار زنبیل

تاسیسات آبرسانی و تصفیه فیزیکی آب چغار زنبیل

 
معبد چغاز نبیل – نیایشگاهی عیلامی است كه نزدیك به 3300 سال پیش از این ساخته شده است در بایگانیهای آشوری از این مكان بنام « دور اون تاشی » یا شهر اون تاش گال هم نام برده شده است. شهری پر آوازه و پر شكوه كه با شوش رقابت می كرد و مركزیت سیاسی نیز داشت. شهر «اون تاش گال» با نیایشگاهها، خیابان آجرفرش، كاخها و تاسیسات پیشرفته آبرسانی و آبیاری، گوشه هائی از تمدن و فرهنگ و هنر شكوفای عیلامی را مشخص می سازد .

چغاز نبیل گستره ای نزدیك به چهار كیلومتر مربع دارد و دارای سه باروی هم كانون و تو در توی خشتی است كه زیگورات پر آوازه چغاز نبیل در مركز آن قراردارد .

آبرسانی به معابد، قصرها و شهر «دورانتاش» با همان عظمت احداث معابد و قصر مورد توجه معماران و تكنسینهای آن زمان قرار گرفته بود. انتقال آب – برای انتقال آب به حوضچه ترسیب و سپس به داخل شهر، دورانتاش گال، پادشاه عیلامی 1365-1245 دستور حفر كانالی به طول 50 كیلومتر را صادر نمود. ابتدای این كانال از كرخه شروع می شد و خود این شط در قسمت غرب شوش جریان داشت.

تاسیسات هیدرولیكی – در مقابل حضار شهر دورانتاش (DUR-UNTASH) ، آثاری از تاسیسات هیدرولیكی متشكل از یك مخزن بزرگ حفاری شده در بیرون دیوار و یك حوضچه نیز در داخل آن مشاهده می گردد كه آب را از طریق یك سری كانالهای كوچك و پس از صاف و ته نشین شدن در مخزن به حوضچه كوچكی منتقل می نمود و اهالی و سكنه شهر از آن آب صاف استفاده می كردند. این مخزن به طول 10/70، عرض 25/7 و عمق 35/44 متر دارای ظرفیت حدود 350 متر مكعب بوده است. كف این مخزن بعنوان دال از آجر پخته و آهك خیلی سخت ساخته شده است. دو دیوار جانبی نیز از آجر پخته و آهك ساخته شده و بر روی كف مخزن تكیه می نمایند. كف مخزن خود از توده تشكیلات خاكی تشكیل یافته و آب كانال ورودی به آنجا می ریخت. این كانال ورودی احتمالا در تمام طول خود بصورت كانال روباز حفاری گردیده بود. بالاخره دیواره چهارم مخزن طرف شهر، از آجر كاملا پخته و آهك ساخته شده است. این دیوار در پائین ترین قسمت خود در 9 نقطه به ارتفاع 80/0 و به عرض 15/0 متر برای آبگیری سوراخ گردیده است كه از همدیگر 80/0 متر فاصله دارند. هر كدام از این آبگیرها از دو لایه آجر پخته و یك لایه سنگ ساخته شده است و همه درزها نیز از كف تا لایه سنگی از نوعی ساروج (BITUM) درست شده است. زوایای مخزن بوسیله آهك بحالت گرده ماهی در آورده شده اند. هر یك از 9 لایحه آبگیر كه انتقال آب به حوضچه را تامین می‏كردند و زیر حصار قدیمی شهر قرار داشتند از دو سطح مورب تشكیل شده است و یك قسمت آن بطول 60/1 متر بطور قائم برش داده شده است. اولین سطح مورب كه از كف مخزن بزرگ شروع می شود، دارای 80/1 متر طول و دومی دارای 75/3 متر طول هستند. اختلاف سطح تراز بین كف مخزن و حوضچه فوقانی 02/1 متر بوده است. این حوضچه 60/7 متر طول ،‌9 متر عرض و 60/0 متر عمق داشته، بنابراین حجم آن 30/4 مترمكعب بوده است. توده تشكیلات تكیه گاه كه از آجر پخته خرد شده تشكیل گردیده است، بوسیله آهك به همدیگر متصل گردیده و اطراف حوضچه كوچك را به عرض6 متر از سه طرف و به عرض 4 متر در طرف ضلع شمال شرقی و 50/1 متر در طرف ضلع جنوبی محاصره و احاطه می نماید. این دیوار به عمق 50/2 متر در داخل زمین قرار داشته و بعنوان پلات فورم یا سكو كار در اطراف حوضچه مورد استفاده قرار می گرفت. بر اساس داده های فوق نحوه كار این تاسیسات هیدرولیكی كاملا درك می شود: یعنی موقعی كه مخزن تا لبه دیواره انتهائی پر از آب می شد طبق قانون ظروف مرتبطه ، آب صاف (یعنی تصفیه شده فیزیكی) و قابل شرب از طریق 9 رشته كانال حوضچه كوچك فوقانی را پر می نمود.  

نقش مهم شبکه زهکشی سطحی

نقش مهم شبکه زهکشی سطحی

 

نقش مهم دیگر شبکه زهکشی سطحی جلوگیری از فرسایش سطح دامنه توسط آبهای جاری است.

مسدود کردن شکافها
ترکها و شکافهای سطحی محلهای مناسبی را برای نفوذ آب به داخل دامنه فراهم می‌کند.  وجود این شکافها، مخصوصا در مراحل آغازین توسعه یک ناپایداری جدید، مشکل آفرین تر می‌شود.  پر کردن این شکافها توسط مواد غیر قابل نفوذی مثل رس، بتن یا مواد نفتی می‌تواند تا حدود زیادی از انباشته شدن آب و نفوذ آن به داخل دامنه جلوگیری کند.  این روش هم در مورددامنه‌های خاکی و هم سنگی قابل اجراست و می‌تواند هم در پیشگیری بکار رود و هم درمراحل اولیه ایجاد یک زمین لغره، پیشرفت آن را کند یا متوقف نماید. گچ

غیر قابل نفوذ کردن بخش دامنه
یکی از رایج ترین روشهای غیر قابل نفوذ کردن سطح زمین، پاشیدن مواد نفتی (مالج) به سطح دامنه است.  مالج به انواعی از مواد نفتی سنگین مایع اطلاق می‌شود که معمولاً جزء محصولاتزاید پالایشگاه یا کارخانه‌های پتروشیمی است.  این روش ضمن جلوگیری از نفوذ آب بهداخل دامنه، با چسباندن ذرات خاک به یکدیگر، سطح دامنه را در برابر آثار فرسایشی باد و تا حدی آب جاری محفوظ نگاه می‌دارد. مقالات علمی
انواع روشهای زهکشی آبهای داخل دامنه
با وجود کوششی که برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل دامنه صورت می‌گیرد باز هم ممکن است قسمتی از آبها از سطح دامنه نفوذ از محلی دورتر توسط آب زیرزمینی به داخل دامنه حمل شود.  این آبها قبل از هر چیز با افزودن به وزن نیروهای رانشی را زیاد می‌کنند.

زهکشی ثقلی افقی
ایجاد زهکشهای تقریبا افقی می‌تواند نقش موثری در کاهش فشار آب داخل دامنه‌های سنگی و خاکی داشته باشد.  از این رو می‌توان از این روش هم برای پیشگیری از حرکت و هم جلوگیری از تحرک یک زمین لغزه در حال تشکیل استفاده کرد.  به این منظور در بخشهای پایینی دامنه افقی، با شیب ناچیزی به سمت خارج برای ایجاد جریان ثقلی آب، حفر می‌شود.

گالریهای زهکش
حفر نقب یا گالریهای زهکش در دامنه‌های سنگی و خاکی، مخصوصا در جاهایی که زهکشی عمیق بخشهای داخلی دامنه مورد نظر است، مفید واقع می‌شود.  چنین گالریهایی می‌توانند هم نقش پیش گیرنده داشته و هم در مراحل اولیه حرکت دامنه جهت جلوگیری از حرکات بیشترآن بکار روند.  کارایی گالریهای زهکش را می‌توان با حفر گمانه‌های شعاعی از داخل گالری افزایش داد.

زهکش ثقلی قائم
این نوع زهکشی بیش از همه برای تخلیه آب سفره‌های معلق که بر روی یک بخش غیر قابل نفوذ تشکیل شده و در زیر آن لایه‌های نفوذپذیر و بازکشی آزاد وجود دارد، بکار برده می‌شود.
پمپاژ
حفر چاههای عمیق و پمپاژ آنها می‌تواند بطور موقت در بهبود وضعیت دامنه ناپایدار موثر باشد.  این روش عمدتا در مورد دامنه‌های سنگی بکار می‌رود.

زهکشهای فشار شکن
حفر چاه، چاهک یا خندق (تراشه) در پای دامنه، برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار آب و بالا راندگیهای ناشی از آن در بخشهای مجاور پای دامنه، اغلب مفید واقع می‌شود.  این روش منحصرا در مورد دامنه‌های خاکی و معمولاً در مجاورت دامنه پایاب سدهای خاکی ایجاد می‌شود.

خندق در بالای خاکریز
این روش، در مورد دامنه‌های خاکی حفاری شده و یا خاکریزها، مخصوصا خاکریزهایی که دردامنه ایجاد می‌شود، به کارگرفته می‌شود و علاوه بر پیشگیری از تفرش می‌تواند در مراحل اولیه ناپایداری نقش ترمیمی نیز داشته باشد.

زهکش ورقه‌ای
این روش، همان گونه که از نام آن پیداست، به صورت یک لایه زهکش عمل می‌کند.  در خاکریزها، مخصوصا خاکریزهایی که در دامنه ایجاد می‌شود، وجود لایه‌ای از مواد نفوذپذیر در زیر خاکریز، ضمن زهکشی آبهای محلی دامنه و داخل خاکریز، از افزایش بیش از حد فشار آب در خاکریز، جلوگیری به عمل می‌آورد.

الکترواسمز
این روش عمدتا در دامنه‌های خاکی که از لای درست شده باشند بکار گرفته می‌شود و ضمن تسهیل تخلیه آب بر مقاومت خاک می‌افزاید.  به این منظور الکترودهایی را در عمقی که مایلیم آب آن تخلیه شود، قرار می‌دهیم و جریان مستقیم به آنها وصل می‌کنیم.  جریان باعث می‌گردد که آب بین ذره‌ای از قطب مثبت به سمت قطب منفی حرکت کرده و در آنجا توسط پمپاژ به خارج هدایت شود.

مواد شیمیایی
مواد شمیایی عمدتاً در مورد دامنه‌های خاکی رسی بکار گرفته شده و وظیفه اصلی آنها بالا بردن مقاومت رسوبهاست.  این روش می‌تواند به عنوان پیشگیری، یا در مراحل اولیه ناپایداری، به منظور تصحیح و ترمیم بکار رود.

فولاد ساختمانی

 

فولاد ساختمانی

 

محصول کوره ذوب آهن ، چدن است که معمولا دارای ناخالصی کربن و مقادیر جزئی ناخالصی‌های دیگر است که به نوع سنگ معدن و ناخالصی‌های همراه آن و همچنین به چگونگی کار کوره بلند ذوب آهن بستگی دارد. از آنجایی که مصرف عمده آهن در صنعت بصورت فولاد است، از این رو ، باید به روش مناسب چدن را به فولاد تبدیل کرد که در این عمل ناخالصی‌های کربن و دیگر ناخالصی‌ها به مقدار ممکن کاهش ‌یابند.

روشهای تهیه فولاد روش بسمه:

در این روش ناخالصی‌های موجود در چدن مذاب را به کمک سوزاندن در اکسیژن کاهش داده و آن را به فولاد تبدیل می‌کنند. پوشش جدار داخلی کوره بسمه از سیلیس یا اکسید منیزیم و گنجایش آن در حدود 15 تن است. نحوه کار کوره به این ترتیب است که جریانی از هوا را به داخل چدن مذاب هدایت می‌کنند، تا ناخالصی‌های کربن و گوگرد به صورت گازهای SO2 و CO2 از محیط خارج شود و ناخالصی‌های فسفر و سیلیس موجود در چدن مذاب در واکنش با اکسیژن موجود در هوا به صورت اکسیدهای غیر فرار P4O10) و (SiO2 جذب جدارهای داخلی کوره شوند و به ترکیبات زودگداز Mg3(PO4)2 و MgSiO3 تبدیل و سپس به صورت سرباره خارج شوند. سرعت عمل این روش زیاد است، به همین دلیل کنترل مقدار اکسیژن مورد نیاز برای حذف دلخواه ناخالصی‌های چدن غیرممکن است و در نتیجه فولاد با کیفیت مطلوب و دلخواه را نمی‌توان به این روش بدست آورد.

روش کوره باز (یا روش مارتن) : در این روش برای جدا کردن ناخالصی‌های موجود در چدن ، از اکسیژن موجود در زنگ آهن یا اکسید آهن به جای اکسیژن موجود در هوا در روش بسمه (به منظور سوزاندن ناخالصی‌هایی مانند کربن ، گوگرد و غیره) استفاده می‌شود. برای این منظور از کوره باز استفاده می‌شود که پوشش جدار داخلی آن از MgO و CaO تشکیل شده است و گنجایش آن نیز بین 50 تا 150 تن چدن مذاب است. حرارت لازم برای گرم کردن کوره از گازهای خروجی کوره و یا مواد نفتی تأمین می‌شود. برای تکمیل عمل اکسیداسیون ، هوای گرم نیز به چدن مذاب دمیده می‌شود. زمان عملکرد این کوره طولانی‌تر از روش بسمه است. از این نظر می‌توان با دقت بیشتری عمل حذف ناخالصی‌ها را کنترل کرد و در نتیجه محصول مرغوب‌تری به دست آورد.

روش الکتریکی : از این روش در تهیه فولادهای ویژه‌ای که برای مصارف علمی ‌و صنعتی بسیار دقیق لازم است، استفاده می‌شود که در کوره الکتریکی با الکترودهای گرافیت صورت می‌گیرد. از ویژگی‌های این روش این است که احتیاج به ماده سوختنی و اکسیژن ندارد و دما را می‌توان نسبت به دو روش قبلی ، بالاتر برد. این روش برای تصفیه مجدد فولادی که از روش بسمه و یا روش کوره باز بدست آمده است، به منظور تبدیل آن به محصول مرغوبتر ، بکار می‌رود. برای این کار مقدار محاسبه شده‌ای از زنگ آهن را به فولاد به دست آمده از روشهای دیگر ، در کوره الکتریکی اضافه کرده و حرارت می‌دهند. در این روش ، برای جذب و حذف گوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای اکسید کلسیم و برای جذب اکسیژن محلول در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای آلیاژ فروسیلیسیم (آلیاژ آهن و سیلیسیم) اضافه می‌کنند.

انواع فولاد و کاربرد آنها

از نظر محتوای کربن ، فولاد به سه نوع تقسیم می‌شود:

فولاد نرم : این نوع فولاد کمتر از 2/0 درصد کربن دارد و بیشتر در تهیه پیچ و مهره ، سیم خاردار و چرخ دنده ساعت و ... بکار می‌رود.

فولاد متوسط : این فولاد بین 2/0تا 6/0 درصد کربن دارد و برای تهیه ریل و راه آهن و مصالح ساختمانی مانند تیرآهن مصرف می‌شود.

فولاد سخت : فولاد سخت بین 6/0 تا 6/1 درصد کربن دارد که قابل آب دادن است و برای تهیه فنرهای فولادی ، تیر ، وسایل جراحی ، مته و ... بکار می‌رود.

صطلاح فولاد (Steel) برای آلیاژهای آهن که تا حدود 1،5 درصد کربن دارند و غالبا با فلزهای دیگر همراهند، بکار می‌رود. خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن ، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادی که تا 0.2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم ، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود. فولاد متوسط 0.2 تا 0.6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل ، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند. فولادی که 0.6 تا 1.5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات ، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود.

ناخالصی‌های آهن و تولید فولاد

آهنی که از کوره بلند خارج می‌شود، چدن نامیده می‌شود که دارای مقادیری کربن ، گوگرد ، فسفر ، سیلیسیم ، منگنز و ناخالصی‌های دیگر است. در تولید فولاد دو هدف دنبال می‌شود:

1. سوزاندن ناخالصی‌های چدن

2. افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن

منگنز ، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می‌شوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده ، به صورت سرباره خارج می‌شوند. گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره می‌شود و کربن هم می‌سوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دی‌اکسید کربن (CO2) در می‌آید. چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولا دی‌اکسید سیلسیم (SiO2) است، بکار می‌برند:

MnO + SiO2 -------> MnSiO3

 

(MgO + SiO2 -------> MgSiO2

6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2

کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها

معمولا جداره داخلی کوره‌ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند. این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند. برای جدا کردن ناخالصی‌ها، معمولا از روش کوره باز استفاده می‌کنند. این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای می‌گیرد.

بالای این ظرف ، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند. جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند. در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می‌کشد، البته مقداری از آهن ، اکسید می‌شود که آن را جمع‌آوری کرده، به کوره بلند باز می‌گردانند.

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه ، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.

اکسایش ناخالصی‌ها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO2 رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف ، رو می‌آید. دمای توده مذاب ، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریبا به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی ، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده ، تمامی‌این فرایند ، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل می‌شود و معمولا محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.

تبدیل آهن به فولاد

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم ، کروم ، تیتانیم ، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن ، تنگستن یا فلزهای دیگر داشته باشند. این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در دمای زیاد ، آهن و کربن با یکدیگر متحد شده، کربید آهن (Fe3C) به نام «سمانتیت» تشکیل می‌دهند. این واکنش ، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:

Fe3C <-------گرما + 3Fe + C

هرگاه فولادی که دارای سمانتیت است، به کندی سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن ، جابجا شده ، کربن به صورت پولکهای گرافیت جدا می‌شود و به فلز ، رنگ خاکستری می‌دهد. برعکس ، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتا به شکل سمانتیت که رنگ روشنی دارد، باقی می‌ماند. تجزیه سمانتیت در دمای معمولی به اندازه‌ای کند است که عملا انجام نمی‌گیرد.
فولادی که دارای سمانتیت است، از فولادی که دارای گرافیت است، سخت‌تر و خیلی شکننده‌تر است. در هر یک از این دو نوع فولاد ، مقدار کربن را می‌توان در محدوده نسبتا وسیعی تنظیم کرد. همچنین ، می‌توان مقدار کل کربن را در قسمتهای مختلف یک قطعه فولاد تغییر داد و خواص آن را بهتر کرد. مثلا بلبرینگ از فولاد متوسط ساخته شده است تا سختی و استحکام داشته باشد و لیکن سطح آن را در بستری از کربن حرارت می‌دهند تا لایه نازکی از سمانتیت روی آن تشکیل گردد و بر سختی آن افزوده شود.

و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولا چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولا اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می‌کنند:

آجر- اتصال به سازه- نماو...

ـ اتصال به سازه : درمواردي كه ديوار چيني درمجاورت ستون هاي فلزي يا بتني قرار گيرد بايد ديوار به نحو مناسب به سازه متصل گردد . دراين گونه موارد ميلگردي به قطر حداقل 8 ميليمتر و طول 500 ميليمتر در فواصل هريك متر , ستون فلزي را به صورتي كه 350 ميليمتراز ميلگرد درداخل ملات ديوار چيني قرار گرفته و بقيه به ستون جوش شده است , به ديوار آجري متصل مي نمايد .

چنانچه سازه بتني باشد , د رهر متر طول ,‌دو عدد شاخك U شكل از ميلگرد 10 به طول 600 ميليمتر كه هر بازوي آن 250 ميليمتر طول داشته باشد وبقيه به صفحه فولادي كه به همين منظور درجداره سازه بتني پيش بيني شده است جوش شده , درداخل ملات ديوار چيني قرار مي گيرد .

ـ پيش بيني باز شو: چنانچه ديوار آجري محل عبوركانال و يانور گير و ورودي در آن در نظر گرفته شده است بايد با پيش بيني لازم ديوار چيني به اجرا در آيد و از تخريب ديوار پس ازچيدن جلوگيري به عمل آيد , قطعات اضافي مانند چار چوب در و پنجره و نعل درگاه نيز درهنگام ديوار چيني بايد به صورت همزمان به اجرا در آيند .

ـ شرايط محيطي : عمليات بنايي با آجر دردرجه حرارت كمتر از 5 درجه سانتيگراد مجاز نيست و در شرايط آب و هوايي سرد , ديوارهاي تازه چيده شده بايد با پوشاندن و گرم كردن محافظت شوند .

ـ نگهداري : ملات موردمصرف در آجر چيني در شرايط متعارف بايد برحسب نياز , حداقل تا 3 روز مرطوب نگه داشته شود واز خشك شدن آن جلوگيري به عمل آيد .

درهنگام ديوار چيني بايدمندرجات آئين نامه ها طرح ساختمان ها در برابر زلزله رعايت شود.

آهک

 آهک

از نظر علمی ‌، آهک همان اکسید کلسیم است که از حرارت دادن شدید سنگ آهک (کربنات کلسیم طبیعی) بدست می‌آید.

نگاه اجمالی

آهک و گچ ، از جمله موادی هستند که کارآیی آنها از دوران باستان ، توسط بشر شناخته شده است و از آنها در ساختن انواع بناها ، استفاده می‌شد. موادی مانند آهک ، ساروج و سیمان برای اتصال محکمتر قطعات سنگ و یا چوب بکار گرفته می‌شد.
مفاهیم آهک مرده و آب آهک
هرگاه بر روی اکسید کلسیم (آهک زنده) ، آب ریخته شود، بر اثر واکنش  با آب  ، گرما ایجاد می‌کند که موجب بخار شدن قسمتی از آب می‌شود. در این عمل ، آهک بر اثر جذب آب ، متورم شده ، سپس به‌صورت گرد سفیدی در می‌آید که اصطلاحا «آهک مرده» نامیده می‌شود، (زیرا در تماس با آب ، دیگر واکنشی از خود نشان نمی‌دهد) و این عمل را شکفته شدن آهک نیز می‌گویند.
هر گاه مقداری آب به آهک مرده اضافه شود، به شیر آهک تبدیل می‌شود که اگر آن را صاف کنیم، محلول زلالی که در حقیقت محلول سیرشده هیدروکسید کلسیم در آب است، حاصل می‌شود که به آب آهک موسوم است. آب آهک کاربردهای بسیاری در صنایع شیمیایی دارد. مثلا در تهیه هیدروکسید سدیم ، آمونیاک ، هیدروکسید فلزات ، پرکلرین و به‌ویژه در استخراج منیزیم از آب دریا بکار می‌رود.

انواع آهک


معمولا از سه نوع آهک در کارهای ساختمانی استفاده می‌شود.

آهک چرب یا پر قوه


این نوع آهک ، حدود چهار درصد ناخالصی همراه دارد و مهمترین ویژگی آن این است که در تماس با آب به‌شدت شکفته می‌شود و حجم آن تا حدود ۲.۵ برابر مقدار اولیه‌اش افزایش می‌یابد. مخلوط آن با شن در تماس با گاز کربنیک به‌سرعت خود را می‌گیرد و سفت می‌شود، (به مدت ۱۵ روز در مجاورت هوا). از اینرو ، آهک چرب را آهک هوایی نیز می‌گویند
.
آهک‌های کم قوه


این نوع آهک از سنگ آهک‌هایی که ۵ تا ۶ درصد آهک دارند، تولید می‌شود و ناخالصی‌های عمده آن را اکسید آهن (II) (گل اُخری) ، اکسید سیلیسیم (سیلیس) و اکسید آلومینیوم (آلومین) تشکیل می‌دهد. از ویژگیهای این نوع آهک آن است که به‌کندی شکفته می‌شود و ملاط حاصل از مخلوط آن با شن ، به‌آرامی‌ در هوا سفت می‌شود.

آهک‌های آبی


این نوع آهک ، معمولا از سنگ آهک‌هایی که حدود ۶ تا ۲۲ درصد گل رس دارند، تهیه می‌شود. از ویژگیهای مهم این نوع آهک آن است که دور از هوا و حتی در زیر آب ، به آهستگی سفت می‌شود، در تماس با آب خیلی شکفته می‌شوند و با آب خمیر کم‌چسب تولید می‌کند. بطور کلی ، می‌توان این نوع آهک‌ها را حد واسط بین آهک‌های هوایی و سیمان دانست.

روشهای تهیه آهک‌


روش تهیه کلی آهک ، همان حرارت دادن سنگ آهک (کربنات کلسیم) تا دمای ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد است. البته ، هر چه دما بالاتر باشد و گاز دی‌اکسید کربن حاصل ، بهتر از محیط خارج شود، عمل تجزیه سنگ آهک بهتر صورت می‌پذیرد. اما بطور کلی ، تهیه انواع آهک متفاوت است که در اینجا به چند نمونه اشاره می‌شود.

تهیه آهک معمولی


برای تهیه این نوع آهک ، از کوره‌های ثابت و غیره پیوسته یا از کوره‌های مکانیکی استفاده می‌شود.
* کوره‌های ثابت و غیر پیوسته: در این کوره‌ها که به روش سنتی کار می‌کنند، خرده‌های سنگ آهک را در اندازه‌های تقریبی ۱۰ سانتیمتر روی هم می‌چینند و سطح آن را با کاه گل می‌پوشانند. سپس از قسمت پایین با کمک سوخت (بوته ، چوب ، زغال یا نفت سیاه) تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد به آن گرما می‌دهند، پس از زمان معینی گرما دادن را قطع کرده ، بعد از آنکه کوره سرد شد، آهک زنده حاصل را خارج می‌کنند (چون در زمان خالی کردن ، آهک کوره کار نمی‌کند، از اینرو ، آن را کوره ثابت و غیر پیوسته می‌گویند).
* کوره‌های مکانیکی و پیوسته: این کوره‌ها نیز انواع مختلف دارند. کوره آلبرگ که در قسمت پایین آن ، شبکه فلزی ضخیمی ‌تعبیه شده است و بر روی آن ، مخلوط زغال (به‌عنوان سوخت) و سنگ آهک را قرار می‌دهند. گرمای سوختن زغال ، دمای کوره را بالا می‌برد و سنگ آهک را تجزیه و به آهک تبدیل می‌کند. آهک حاصل از پایین شبکه فلزی و گاز دی‌اکسید کربن نیز از بالای کوره خارج می‌شود. عیب عمده استفاده از این نوع کوره آن است که مقداری خاکستر زغال در آهک وارد می‌شود. بازدهی این روش بین ۱۲ تا ۱۴ تن آهک در روز است.
* کوره شماتولا : این کوره شبیه کوره آلبرگ است، با این تفاوت که قسمت آتشدان آن در خارج از محفظه کوره قرار دارد و از اینرو ، عیب مخلوط شدن آهک با خاکستر زغال را ندارند.
* کوره‌های گردان : این کوره‌ها مشابه کوره پخت سیمان هستند. بازدهی این نوع کوره‌ها از انواع دیگر بالاتر است.

مرحل تهیه آهک‌های آبی


برای تهیه این نوع آهک مراحل زیر به ترتیب انجام می‌گیرد.
تجزیه سنگ آهک
در این مرحله ، به روشی که برای تهیه آهک گفته شد، عمل می‌شود. با این تفاوت که سنگ آهک انتخاب شده است، باید مقدار قابل ملاحظه‌ای خاک رس همراه داشته باشد.
شکفته کردن
در این مرحله با دقت و مهارت کافی ، آن اندازه آب به آهک زنده اضافه می‌شود که فقط اکسید کلسیم هیدراته شود و سیلیکات‌ها و آلومینات کلسیم آب جذب نکنند و به صورت بلورهای هیدراته در نیایند. برای این منظور اضافه کردن آب را باید در دمای ۲۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام داد، زیرا در این دما ، سیلیکات‌ها ، آب جذب نمی‌کنند.

الک کردن


آهک را پس از شکفته شدن باید از الکهای ویژه‌ای عبور داد و بر اساس اندازه ذرات ، آن را به صورت زیر دسته‌بندی کرد:
* آهک سبک : که نرم‌ترین قسمت آن است و درجه خلوص آن نیز بالا است.
* آهک هیدرولیک معمولی : که از الک رد نشده است و باید آن را دوباره آسیاب و بوجاری کرد.
* آهک‌های سنگین : که دانه‌های آنها دارای ماهیت سیمان است و مقدار سیلیکات آن زیاد است.
* نخاله آهک : شامل سنگ آهک‌های نپخته است که در برابر آب شکفته نمی‌شود و حاوی مقدار زیادی سیلیکات است.

کاربردهای مهم آهک


آهک کاربردهای زیادی در کارهای ساختمان‌سازی و تهیه فرآورده‌های صنعتی و شیمیایی دارد که به بسیاری از آنها اشاره می‌کنیم:
* تهیه ظرفهای چینی : چینی‌ها در واقع از انواع سرامیک محسوب می‌شوند و به دو دسته چینی‌های اصل یا چینی‌های سخت و چینی‌های بدلی تقسیم می‌شوند.
* تهیه شیشه‌های معمولی : عمدتا شامل سیلیس ، کربنات کلسیم (یا آهک) ، کربنات سدیم و زغال کک است.
* تهیه سیمان : در ابتدا از سنگ آسیاب برای پودر کردن مخلوط و از کوره‌های ثابت استفاده می‌شد.
* تهیه ساروج : ساروج یا ملاط ، مخلوطی از آهک ، ماسه و آب است که بر خلاف سیمان در داخل آب خود را نمی‌گیرد و سفت نمی‌شود، ولی در مجاورت هوا به علت جذب گاز دی‌اکسید کربن و تشکیل سنگ آهک ، به‌تدریج سفت می‌شود.
* قندسازی : می‌توان از ریشه گیاه چغندر ، قند استخراج کرد.
* دباغی پوست : قبل از دباغی پوست باید عملیات آماده‌سازی را به منظور حذف ضایعات باقیمانده بر روی پوست ، بر روی آن انجام داد.
* یکی دیگر از مصارف عمده آهک در صنایع شیمیایی و در آزمایشگاه‌های شیمی ، تهیه هیدروکسید سدیم از کربنات سدیم و هیدروکسید آمونیوم از کلرید آمونیم است.

آشنايي با المانهاي ساندويچ پانل

آشنايي با المانهاي ساندويچ پانل

 

با توجه  به وسعت کشور ایران و شرایط اقلیمی متفاوت در نواحی مختلف این سرزمین لازم است روشهای ساختمان سازی متناسب با ویژگیهای خاص منطقه ای تدوین و به مورد اجرا گذاشته شود . نظر به اینکه این کشور روی یکی از کمربندهای فعال زمین لرزه در جهان قرار دارد لذا ایجاد سازه های مقاوم و امن از اولویت خاصی برخوردار است . بررسی نیاز کشور به واحدهای مسکونی نشان می دهد که با توجه به بافت جوان نیروی انسانی هر ساله به حدود 600000 واحد مسکونی جدید نیاز هست که روشهای سنتی ساخت جوابگوی بخش محدودی از این نیاز می باشد . علاوه بر نیازهای جدید ، کیفیت ضعیف ساخت باعث استهلاک سریع ساختمانهای موجود شده که این امر باعث افزایش نیاز به ساختمان سازی جدید می شود ؛ همچنین به مقوله مقاوم سازی سازه های موجود نیز باید توجه لازم مبذول گردد . با توجه به نیازهای وسیع ذکر شده و لزوم بهبود کیفیت تولید ساختمان همانطور که در غالب کشورهای بزرگ نیز متداول است باید روشهای تولید صنعتی ساختمان بطور جدی مورد توجه قرار گیرد . یکی از این فنون مطرح شده در دو دهه اخیر استفاده از صفحات ساندویچی متشکل از دو لایه بتن مسلح با شبکه جوش شده و یک لایه پلی استایرن است که در برخی طرحهای ساخت مسکن در ایران به کار گرفته شده است . در این مقال سعی بر این بوده که بیشتر با ضوابط آئین نامه ای اجرای این نوع ساختمانها آشنا شویم و برای تکمیل بحث ، فیلم مستندی از نحوه اجرای عملـی چنین ساختمانهایی تهیـه و ضمیمه ایــن بحث کرده ایم . اگر توجه کافی به مجموعه ایـن پروژه شود متوجــه خواهیم شد کــه بعضی از بحث های آئین نامه ای بطورکامل در اجرا پیاده نمی شود که دلایل متعددی از جمله محدودیت های اجرایی و غیره دارد .

 

کلیات استفاده از پانلهای ساندویچی :

صفحات ساندویچی ( 3D ) از یک لایه پلی استایرن به ضخامت حداقل 4 سانتیمتر و دو شبکه میلگرد جوش شده در دوطرف این لایه تشکیل شده است . برای انتخاب عرض و ارتفاع پانلها استفاده از مدل 30 سانتیمتر توصیه می شود ( عرض های 90 – 120 – 150 سانتیمتر و ارتفاع 270 و 300 سانتیمتر ) ، وزن متوسط هر صفحه با اندازه 300 * 150 سانتیمتر و بدون بتن سبک بوده و به سادگی توسط یک کارگر قابل حمل و نصب می باشد و سرعت عمل در نصب نیز قابل ملاحظه است .

مقاومت صفحات در برابر آتش سوزی مناسب بوده و در جهت بهبود آن بکارگیری لایه مقاوم در برابر آتش سوزی توصیه می شود .

با توجه به وجود لایه عایق بتن ، بکارگیری این صفحات علاوه بر بهبود خاصیت عایق حرارتی و صوتی بودن دیوارها باعث سبک سازی بنا خواهد شد که جدا از کاهش حجم مصالح مصرفی باعث کاهش جرم ساختمان خواهد شد .

استفاده از این صفحات در پارکینگ ساختمانها ایجاد محدودیت نموده و لذا در شرایط لزوم تأمین پارکینگ در طبقات زیرین ساختمانها ، بکارگیری سیستم ترکیبی متشکل از اسکلت فلزی با بتن آرمه و صفحات ساندویچی به عنوان عامل جداکننده مورد توجه می باشد .

با توجه به اطلاعات بدست آمده از کشورهای اروپایی ، غالب ساختمانهای اجرا شده به این روش در حد یک یا دو طبقه بوده است . لذا طرح و اجرای ساختمانها با تعداد طبقات بیشتر نیاز به مطالعات ویژه داشته و در اینصورت مطالعات مهندس طراح باید پاسخگوی شرایط آئین نامه های معتبر باشد .

مزایای استفاده از پانلهای ساندویچی :

· سبکی دیوارهای ساخته شده از پانلهای ساندویچی در مقایسه با دیگر مصالح

· سرعت حمل و نقل و سهولت پانلهای ساندویچی در ارتفاع

· مقاومت زیاد در برابر نیروهای برشی ناشی از زلزله

· عایق در مقابل حرارت ، برودت ، رطوبت و صدا

· مقاوم در برابر آتش سوزی بعلت وجود قشرهای بتونی طرفین پانل ساندویچی

· نفوذناپذیری ساختمان در مقابل حشرات

· امکان حمل و بکارگیری پانلهای ساندویچی در مناطق صعب العبور جهت احداث ساختمان بدون نیاز به کارگران متخصص

· دستیابی به فضای مفید بیشتر بعلت ضخامت ناچیز دیوارهای پانل ساندویچی

· آزادی عمل در اجرای طرحهای متنوع به علت انعطاف پذیری قطعات پیش ساخته پانلهای ساندویچی

· صرفه جویی در هزینه پی سازی و اسکلت ساختمانهای بلندمرتبه بدلیل وزن اندک قطعات سقف و دیوار پانلهای ساندویچی

· صرفه جویی در هزینه تهویه مطبوع ساختمان در تابستان و یا زمستان بدلیل جلوگیری از تبادل حرارت و یا برودت و در نتیجه صرف انرژی کمتر

· افزایش عمر مفید ساختمان و دستگاههای تأسیساتی آن

· عدم نفوذ نسبی آلودگی صوتی و ایجاد آرامش برای ساکنین ساختمان در شهرهای بزرگ

· بازگشت سرمایه گذاری در امور ساختمان سازی در کوتاهترین زمان

· عبور دادن لوله های آب و فاضلاب و برق و تلفن به سادگی از زیر شبکه پانل و نصب چهارچوب دربها و کلاف فلزی پنجره ها قبل از بتن پاشی و کلاً اجرای تأسیسات ساختمان با کمترین هزینه

· عدم نیاز به کنده کاری و تخریب تأسیساتی دیوارها و سقف و در نتیجه عدم ایجاد نخاله های انباشته که صرفه جویی در هزینه و وقت را بدنبال دارد .

· پس از بتن پاشی طرفین پانلها با ضخامت حداقل 4 سانتیمتر ، پانلها بی نیاز از ملات گچ و خاک میباشد و با اجرای پلاستر گچ ( سفیدکاری ) ، دیوارها و سقف آماده برای نقاشی خواهد بود .

· حذف نعل درگاه در سیستم پیشرفته پانلهای ساندویچی .

· حمل و نقل پانلهای ساندویچی با هزینه اندک صورت می گیرد . بطور مثال یکدستگاه تریلر قادر است حدود 1000 متر مربع پانل سانویچی را حمل کند .

· استفاده از دیوار و سقف پانلهای ساندویچی در ساختمان سازی ، بهره وری مناسب آهن آلات مصرفی را موجب میگردد . بطور مثال باصرف 17 کیلوگرم در متر مربع فولاد بصورت مفتول و میلگرد می توان یک واحد مسکونی یک طبقه را بنا کرد .

سیمان پرتلند پوزولانی

سیمان پرتلند پوزولانی     P.P.Cement  

 

افزایش روز افزون جمعیت و نیاز به فضاهای مسکونی، اداری، ورزشی، آموزشی و... امری عادی واجتناب ناپذیر میباشد.   در این راستا ساخت و سازها، عملیات ساختمانی که به صورت ساخت اولیه، مرمت، بازسازی موقت، بازسازی کامل بناها انجام میگیرد نیازمند علم و دانش فنی، مصالح استاندارد، اکیپ اجرائی ماهر و تخصص، آگاهی و شناخت بروز افراد شاغل در بخش ساختمان است.
با توجه به اینکه بتن، مصالح مناسبی برای امر ساخت و ساز بوده و اهمیت بسیار بالایی دارد. شرایط تولید، مواد اولیه، مواد ثانویه و مواد مضاف بتن و مهمتر از همه سیمان و جایگزین های مناسب برای آن در تولید بتن بایستی مورد مطالعه کاملاً علمی، فنی و مهندسی قرار گیرد، تا هم از نظر بهبود مشخصات بتن و افزایش مقاومت آن پیشرفت هایی حاصل شود، هم از نظر اقتصادی در هزینه ها صرفه جویی گردد    یکی از بهترین راهکارهای موجود، یافتن جایگزینهای مناسب برای سیمان مصرفی در بتن است و در این زمینه استفاده از منابع و مصالح طبیعی با حفظ محیط زیست و منابع ارزشمند کشور ایده بسیار کارآمد و پرثمری میباشد.

چنانچه تولید سیمان با شرایط فوق گامی در جهت پیشرفت جامعه بحساب می آید، استفاده و بکارگیری آگاهانه و بجا از آن  توسط مهندسین و افراد شاغل در بخش ساخت و ساز کشور نتایج مطلوب تری بدست می آورد.

سیمان پرتلند - مواد پوزولانی - بتن - مقاومت و دوام

سیمان پرتلند پوزولانی و ارزیابی واکنش زائی

سیمان پرتلند پوزولانی معمولی، مخلوطی است از حداقل 5 و حداكثر 15 درصد پوزولان طبیعی و دست كم 85 درصد كلینكر یا سیمان پرتلند با نرمی مشخص كه در مجاورت آب به صورت جسم چسبنده‏ای در كارهای ساختمانی مصرف می‏گردد. این سیمان با نماد " پ پ " نشان داده میشود.

پوزولان یک ماده طبیعی یا مصنوعی حاوی سیلیس فعال یا سیلیس آلومیناتی است که به تنهایی ارزش چسبندگی ندارد، ولی بصورت پودر شده و درحضوررطوبت و در دمای معمولی با هیدراکسید کلسیم واکنش شیمیائی حاصل  کرده و ترکیباتی را که خواص چسبندگی دارد، بوجود می آورد. ماده پوزولانی بایستی بصورت آسیاب شده باشد تا درحضور آب با آهک، سیلیکاتهای کلسیم پایدار با خواص چسبندگی ایجاد کند.

مواد پوزولانی از خاکستر آتشفشانی غیربلورین- پوزلانی اصلی - پودرسنگ، سنگهای رسی و چرتهای اوپالینی، خاک دیاتومه ای کلسینه شده، خاک رس پخته شده، خاکستر بادی و دوده سیلیسی و غیره  بدست می آید.

جهت ارزیابی درجه فعالیت واکنش زائی مواد پورولانی با سیمان، آئین نامه  ASTM.C- 618-78 سنجش ضریب فعالیت پوزولانی را توصیه می نماید که این  ضریب از تعیین مقاومت مخلوطها با جایگزین نمودن مقدار معینی از سیمان با مواد پوزولانی بدست می آید.

مقایسه مقاومت

روند توسعه مقاومت سیمان پرتلند پوزولانی به درجه فعال بودن پوزولان و نسبت سیمان پرتلند در مخلوط بستگی دارد. در سیمان پرتلند پوزولانی   هیدراسیون بکندی انجام  و حرارت هیدراسیون  کمتر دارد  و برای بتن های حجیم مناسب است.  مقاومت اولیه بتن حاوی سیمانی که بخشی از آن با مواد پوزولانی جاگزین شده  باشد، کمتر از مقاومت مربوطه بتن حاوی سیمان خالص است  و نیاز به یک عمل آوری و مراقبت  نسبتا" طولانی دارد ولی مقاومت نهائی آن تقربیا" با مقاومت سیمان پرتلند خالص یکسان و بلکه قدری بیشتر است.

مشخصات و خواص سیمان پرتلند پوزولانی

آئین نامه  ASTM. C595-79  سیمان پرتلند پوزولانی را بعنوان نوع IP برای کاربردهای عمومی ساختمانهای بتنی و نوع P را برای مصرف در مواردیکه مقاومت اولیه زیاد مواد نیاز نباشد مانند پایه های پل، سد ها، و شالوده های تکی توصیف نموده است.

چگالی سیمان پرتلند عموما" حدود 15/3 است و چگالی سیمانهای پرتلند پوزولانی حدود 9/2 میباشد. چگالی سیمان، که با روش ASTM. C188 تعیین میشود، نشانگر کیفیت سیمان نیست و عمدتا" در محاسبات مربوط به تعیین نسبت اجزای مخلوط بتن بکارمی آیند.

سیمان پرتلند پوزولانی معمولی در حال حاضر با كیفیتی مطلوب و خواص مناسب با مشخصات برتر از شاخص های مطرح در استاندارد ملی ایران به شماره 3432 به صورت انبوه در کارخانجات سیمان کشورتولید می گردد. این نوع سیمان حاوی  حداکثر 15% پوزولان طبیعی بوده و از خواص ویژه و كاربردی متنوعی برخوردار می باشد.

از خواص ویژه آن به موارد ذیل اشاره می شود.

- در طی زمان وجود پوزولان باعث جذبCa(OH)2 آزاد شده از فازهای سیمان شده و از افزایش پوكی و تخلخل تدریجی بتن می كاهد.
- این نوع سیمان ها ضد سولفات اصلاح شده می باشند.
- بتن این نوع سیمانها آب بیشتر در خود نگهداشته و آب انداختگی كمتری از خود نشان می دهند.
- مصرف این سیمان در هوای گرم و مرطوب، مطلوب می باشد.
- در بتن ریزی در شرایط آب و هوای سرد به خاطر ویژگی حرارت هیدراتاسیون كمتر، باید بتن تازه در برابر یخ زدن محافظت شود تا نتیجه ایده آل حاصل گردد و قالب برداری دیرتر انجام گیرد.
- دوام و پایایی بتن ساخته شده با سیمان پوزولانی در برابر محیط های خورنده و آبهای شور نسبت به سیمان های معمولی بیشتر است.
- میزان حرارت هیدراتاسیون این نوع سیمان نسبت به سیمانهای معمولی پایین تر بوده و در بتن ریزیهای نسبتاً حجیم كاربرد دارند.
- در مواقعی كه شن و ماسه مصرفی استعداد واكنش خطرناك قلیایی ـ سیلیكاتی را داشته باشند تاحد زیادی از تشكیل این واكنش خطرناك بین سنگدانه و قلیایی های سیمان جلوگیری می كند.
- به خاطر ویژگی حرارت هیدراتاسیون پایین و ماهیت پوزولان این نوع سیمان دیرگیر بوده و می باید مدت بیشتری بعد از بتن ریزی نگهداری شود تا نتیجه ایده آل حاصل گردد.
- در مواقعی كه برای ساخت قطعات پیش ساخته مانند موزائیك و بلوك استفاده می شود بایستی به علت دیرگیر بودن این سیمان مدت نگهداری آن طولانی تر باشد.
- در عملیات بتن ریزی در دمای کمتر از شش درجه سانتیگراد بایستی از مواد افزودنی مناسب استفاده شود.

مقایسه مشخصات شیمیایی سیمان پرتلند پوزولانی استاندارد های ملی ایران و  ASTM

پارامتر	مقدار در استاندارد ملی ایران 3432(درصد)	مقدار در استاندارد آمریكا ASTM C595-79 (درصد)
Mgo	حداكثر 5	حداكثر 5
SO3	حداكثر 4	حداكثر 4
افت حرارتی	حداكثر 5	حداكثر 5
یون كلر	حداكثر 1/0	ــــ

مقایسه مشخصات فیزیكی سیمان پرتلند پوزولانی استاندارد های ملی ایران و  ASTM

پارامتر	مقدار در استاندارد ملی ایران 3432	مقدار در استاندارد آمریكا ASTM C595-79
سطح مخصوص	3000	ــــ
انبساط اتوكلاو (%)	حداكثر 5/0	حداكثر 8/0
زمان گیرش اولیه (دقیقه)	حداقل 60	حداقل 45
زمان گیرش نهایی (دقیقه)	حداكثر 420	حداكثر 420
مقاومت فشاری 3روزه	حداقل 100	حداقل 125
مقاومت فشاری 7روزه	حداقل 175	حداقل 193
مقاومت فشاری 28روزه	حداقل 300	حداقل 241
حرارت هیدراتاسیون در سن 7 روزه حرارت هیدراتاسیون در سن 28روزه	حداكثر 70 حداكثر 80	حداكثر 70 حداكثر 80
مقدار پوزولان (درصد)	15-5

 

سیمان پرتلند پوزولانی ویژه

سیمان پرتلند پوزولانی ویژه طبق استاندارد ملی ایران به شماره 3432  دارای 15 تا 40 درصد مواد پوزولانی می باشد. كاربرد این مقدار پوزولان خواص بسیار مطلوبی به این سیمان می دهد كه كاربردهای ویژه ای را برای آن ایجاد می نماید. این سیمان با نماد " پ پ و " نشان داده میشود  این سیمان دارای كاربرد گسترده به سبب خواص برتر ذیل می باشد :
1- دوام و پایداری بتن حاصل در محیط هایی با خورندگی زیاد حاوی غلظت بالای كلر و سولفات بسیار مطلوب می باشد.
2-  به سبب حرارت هیدراتاسیون اولیه كم دارای كاربرد گسترده ای در بتن ریزیهای حجیم می باشد.
3 ـ Ca(OH)2 سبب جذب نسبتاً كامل حاصل ازهیدراتاسیون وحذف نسبتاً كامل تخلخل بتن میگردد.
4 ـ قابلیت مصرف بسیار گسترده در مواردی دارد كه شن و ماسه مستعد ایجاد واكنش سیلیكاتی ـ قلیائی دارند و انجام این واكنشها را به شدت محدود می كند.

 5  ـ این نوع سیمان ها قابلیت مصرف بالائی در محیط های بسیار گرم و مرطوب دارند و نیاز به خنك سازی و كاهش درجه حرارت بتن و صرف هزینه زیاد در این مورد برای بتنهای ساخته شده از این سیمانها وجود ندارد.
6  ـ با توجه به ماهیت پوزولان و حرارت هیدراتاسیون كم در مورد كاربرد این سیمانها در هوای سرد و مصارف معمولی باید زمان بیشتری را برای نگهداری بتن صرف نمود.

مشخصات شیمیایی سیمان پرتلند پوزولانی ویژه

مشخصه شیمیایی الزامی	معیار استاندارملی به شماره 3432 برای سیمان پوزولانی ویژه (درصد)
Mgo  SO3  افت حرارتی  یون كلر	حداكثر 6 حداكثر 4 حداكثر 5 حداكثر 1/0

مشخصه فیزیكی الزامی	معیار استاندارملی به شماره 3432 برای سیمان پوزولانی ویژه
سطح مخصوص	3200
انبساط اتوكلاو (%)	حداكثر 5/0
زمان گیرش اولیه (دقیقه)	حداقل 45
زمان گیرش نهایی (دقیقه)	حداكثر 420
مقاومت فشاری 3روزه	ـــــ
مقاومت فشاری 7روزه	حداقل 150
مقاومت فشاری 28روزه	حداقل 275
مقدار پوزولان (%)	40-16
حرارت هیدراتاسیون در سن 3 روزه	_
حرارت هیدراتاسیون در سن 7 روزه	60
حرارت هیدراتاسیون در سن 28 روزه	70

تعیین میزان پوزولان در سیمان پوزولانی

برای تعیین پوزولان موجود در سیمان پوزولانی نخست باید مقدار CaO در نمونه مورد نظر تعیین شود و سپس با استفاده از فرمول زیر میزان پوزولان موجود در نمونه محاسبه گردد.

در این معادله فرض بر آن است كه مقدار CaO كلینكر سیمان پرتلند مورد مصرف در تولید سیمان پوزولانی 65 درصد می‏باشد و نمونه افت حرارتی نداشته باشد.  در معادله بالا :

 P : درصد پوزولان در سیمان پوزولانی

 Cpz : درصد CaO در سیمان پوزولانی ( پس از كسر مقدار CaO موجود در سولفات كلسیم )

 S : 7/1 برابر میزان سولفات كلسیم در سیمان

 Cp : مقدار درصد CaO در پوزولان ( با فرض 5 درصد )

یادآوری - تعیین میزان پوزولان در سیمان پوزولانی اختیاری بوده و بنا به درخواست مصرف كننده باید توسط تولیدكننده انجام پذیرفته و گزارش شود. 

آب بند بتن چیست و مناسب ترین نوع آن کدام است؟

 آب بند بتن چیست و مناسب ترین نوع آن کدام است؟

 

سالهاست استفاده از آب بند (واتر استاپ) به منظور آب بندی درزهای اجرایی و محل های قطع بتن (Construction Joint) متداول است. امروزه تمامی کشورهای توسعه یافته و پیشرفته از آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی برای آب بندی درزهای اجرایی استفاده می کنند نه نوع P.V.C آن، زیرا محل ثابت سازی آب بندها در بین آرماتورها می باشد و با گذشت چند سال از عمر سازه و بررسی شرایط آرماتورها و بتن مشاهده می کنیم آرماتورهای طولی و عرضی که در سمت آبگیر سازه قراردارند به واسطه عبور آب از طریق درز سرد موجود بین مقاطع بتن ریزی شده و لوله های موئین ناشی از تبخیر آب بتن، دچار زنگ زدگی شده که در برخی از موارد با انبساط 6 الی 15 درصدی حجم آرماتورها، بتن دچار ترک خوردگی می گردد. این نقصان عاملی جهت تشدید نفوذپذیری و کاهش شدید طول عمر سازه بتنی می باشد. آب بندهای هیدروفیلیک یا بنتونیتی علاوه بر سهولت و سرعت بسیار زیاد در نصب تمامی نواقص فوق الذکر را رفع می کنند.

برای آب بندی یک سازه بتنی باید دو کار اساسی صورت بگیرد:
    •  آب بندی خود بتن توسط بتن مناسب
    •  آب بندی درزهای بتن توسط واتراستاپ

که هر دو صورت می بایست برقرار باشد.

اصول آب بندی بتن
اصلاح منحنی دانه بندی و کنترل میزان فیلر (FILLER) بتن یعنی بیشتری نسبت به سایر مواد داشته باشد و تغییر نسبت مصالح درشت به ریز (در بتن های معمولی شن بیشتر است ولی در اینجا نسبتها برابر باید باشد)، نسبت آب به سیمان حداقل است، از دیگر عوامل موثر ویبره ی مناسب است و برای افزایش ضریب اطمینان لزوما همه بتن ها نیاز به افزودنی ندارند البته اگرخوب اجرا شود.

اصول آب بندی درزها
    • واتر استاپ
    • درزگیر که به عنوان مکمل استفاده می شود نه به عنوان جایگزین

کاربرد واتراستاپ ها برای آب بندی درزهای اجرایی و درزهای انبساط در سازه های بتنی آبی استفاده می شود.
اهمیت واتر استاپ ها را در سازه های آبی می توان به مانند بادبند ها در سازه ها عنوان نمود.
واتر استاپ طول مسیر جریان و حرکت آب را طولانی می کند تا آب نتواند نشت کند. ضخامت بتن بر اساس میزان نفوذ پذیری از آن جهت اهمیت دارد که اگر ضخامتش بیشتر از میزان نفوذ پذیری آب باشد تا آب از آن عبور نکند.
یکی از نکات در طراحی، عرض واتر استاپ است، که عمق نفوذ بیشتر از یک دور رفت و برگشت باشد.

انواع درزها
1- درزهای ثابت: در این درزها آرماتور قطع نمی شود.
    الف) درزهای اجرایی (مثل قطع بتن ریزی و عدم پیوستگی)
    ب) ترک

2- درزهای حرکتی:
    الف) انبساط حرارتی
    ب) انقباض
    ج) فرعی ترکیبی

بنا به نوع درزها 2 نوع واتر استاپ داریم که شامل تخت که در وسطش حفره نمی باشد.
همه واتر استاپ ها آج دارند که باعث چسبندگی و افزایش طول مسیر آب می باشند و نوع آنها با توجه به نوع درز تعیین می شوند.
در واتر استاپ هایی که در وسطش حفره دارند، حفره دقیقا وسط درز حرارتی انبساطی می افتد که جلوگیری از بازی کردن درز میشود .
انواع واتر استاپ ها از لحاظ محل قرار گیری در مقاطع بتنی به انواع زیر تقسیم می شوند:
    الف) واتر استاپ های میانی
    ب) واتر استاپ های کفی (کف استخر)
    ج) واتر استاپ های روکار


نکته: در درزهای انبساطی واتر استاپ ها مستقیما با آب در تماس هستند ولی در درزهای اجرائی اینگونه نیست.

عوامل موثر در تعیین اشکال و ابعاد واتر استاپ ها
    • نوع و اندازه درز
    • محل قرار گیری واتر استاپ ها در مقطع بتنی
    • ضخامت قطعه بتنی که واتر استاپ ها در آن قرار دارند
    • فشار هیدرواستاتیک درون سازه


نکته 1: دو گوه انتهایی واتر استاپ ها نقش بسیار مهمی در جلوگیری از عبور آب دارد،چون گوه های وسطی که در کشش قرار می گیرند تخت می شوند ولی انتها هیچ تغییری نمی کند.
نکته 2: واتر استاپ به هیچ وجه خم یا سوراخ نمی شود. این واتر استاپ ها را باید از بالا و پایین کاملا مهار شود.


ساده ترین راه همپوشانی (Overlap) هرچقدر که Overlap زیاد باشد به خاطر آج ها دو سر کاملا بر هم منطبق نمی شوند.
بهترین راه Overlap توسط جوش لب به لب توسط دستگاه مخصوص هویه برقی می باشد به این صورت است که دو سر واتر استاپ را ذوب می کنند و به هم می چسبانند.


نکته: دقت شود که واتر استاپ باید ذوب شود نه اینکه بسوزد.
نکته: دقت شود که در هنگام ذوب گاز سمی متصاعد می شود و باید در فضای باز و از ماسک استفاده شود.


مراحل کار: هنگام ذوب کردن هر دو لبه به طور همزمان توسط المانی که وسطش می گذاریم و با گرما می شود.
واتر استاپ در محل عمود بر درز در کشش است و ما در مورد مقاومت کششی این محل اتصال نداریم.

آزمایش کنترل کیفیت واتر استاپ
دو قطعه I شکل از واتر استاپ در هر دو جهت آنها بریده می شود و مورد بررسی قرار می گیرد.
نکته: افزایش طول در زمان بریدگی و مقاومت مهم است.
در سالهای گذشته ار واتر استاپ های مسی استفاده می شد که راحت پاره می شدند و در جوش دادن آنها به مشکل بر می خوردند و در ضمن گران بودند و استفاده از آنها به صرفه نبود.
واتر استاپ های P.V.C در مقابل اشعه ماوراء بنفش خشک و شکننده می شوند.

از ویژگی های واتر استاپ های مرغوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
    • دارای رنگ روشن باشد (چون رنگ تیره از جنس مواد کهنه می باشد)،
    • سطح آنها حتما آجدار باشد
    • زیر تابش مستقیم نور خورشید قرار نگیرد.
    • به هیچ وجه سطح آن چرب نباشد.

موارد عمومی لازم در نقشه های سازه

موارد عمومی لازم در نقشه های سازه

 

1. تایتل نقشه ها طبق تایتل تنظیم شده شده توسط سازمان که در ابتدای تشکیل  پرونده  به متقاضی تحویل داده می شود، ارائه شود و کلیه اطلاعات خواسته شده در تایتل درج گردد. توجه شود که تایتل نقشه ها برای شیت اول با تایتل بقیه شیتها متفاوت است.

2. محل و ابعاد درز انقطاع، در کلیه پلانها نشان داده شود.  حداقل عرض درز انقطاع طبق بند 6-7-1-3-4 از مرز زمین مجاور برابر 005/0 ارتفاع طبقه از تراز پایه در نظر گرفته شود. برای ساختمانهای با اهمیت "خیلی زیاد" و "زیاد" و یا درسایر ساختمانهای با هشت طبقه و بیشتر، حداقل عرض درز انقطاع از مرز زمین مجاور برابر نصف حاصلضرب تغییر مکان جانبی طرح طبقه در ضریب رفتار R در نظر گرفته شود.

3. نقشه سازه نگهبان باید طبق نتایج گزارش مکانیک خاک، بر مبنای نشریه وزارت مسکن برای طراحی سازه های نگهبان تهیه شود. نقشه سازه نگهبان باید شامل پلان، مقاطع، خرپا، شمع (در صورت نیاز) و جزئیات اتصال آنها باشد. پی مربوط به خرپا نیز با جزئیات کامل باید ارائه گردد. جزئیات پارمترهای طراحی سازه نگهبان و نحوه انتخاب خرپای مربوطه در دفترچه محاسبات ذکر شود. اگر ارتفاع خرپای مورد نیاز بیشتر از 16 متر باشد، باید طراحی خرپا بر مبنای روابط ارائه شده در کتاب اصول گودبرداری و سازه های نگهبان در دفترچه محاسبات ذکر گردد یا از روشهای دیگر برای پایداری گود، با ذکر ریز محاسبات در دفترچه محاسبات استفاده شود.

4. حداقل عمق چاله آسانسور از اولین تراز توقف باید طبق ضوابط پیوست 2 مبحث پانزدهم تعیین شود به هر حال این عمق نباید کمتر از 4/1 متر در نظر گرفته شود.

5. جهت اجرای قاب فلزی آسانسوردر سازه های بتنی، ورقهای مدفون در بتن در چهار گوشه کف چاله آسانسور و پیرامون بازشوی آسانسور در طبقات پیش بینی شود.

6. هماهنگی نقشه های سازه (و فایلهای مدل کامپیوتری سازه) با معماری باید به دقت کنترل گردد. در این مرحله باید هماهنگی کامل بین تعداد، شماره بندی و فواصل محورهای نقشه سازه و فایلهای مدل کامپیوتری سازه با محورهای نقشه معماری مد نظر قرار گیرد. همچنین ترازهای طبقات، محل بازشو ها و نورگیرها، عرض درز انقطاع، شکل، ابعاد و تراز خرپشته و اتاق کنترل آسانسور، محل و نحوه ارتباط پله ها و رامپ پارکینگ ها در نقشه های سازه و فایلهای مدل کامپیوتری سازه و معماری  باید هماهنگ باشد.

7. در صورتی که ارتفاع خاک پشت دیوار زیرزمین بیش از 0/3 متر باشد، باید از دیوار حائل بتنی برای تحمل فشار خاک استفاده شود. برای ارتفاع کمتر از 0/3 متر، می توان از دیوار آجری 35 سانتیمتری استفاده نمود. به هر حال در صورتی که ساختمان دارای بیش از یک طبقه زیرزمین باشد، دیوار آجری 35 سانتیمتری فقط در زیرزمین نخست مجاز است و در طبقات زیر آن باید از دیوار بتنی مناسب استفاده شود. محاسبات مربوط به فشار فعال استاتیکی و دینامیکی خاک باید در فایل سازه و طراحی دیوارها در نظر گرفته شود. توجه شود که در نرم افزار ETABS طراحی دیوار فقط برای خمش در جهت قوی دیوار انجام می شود و طراحی برای خمش حول ضخامت دیوار (ناشی از فشار خاک) باید به صورت دستی در دفترچه محاسبات انجام گیرد.

8. در سازه های با سیستم باربر جانبی قاب خمشی برای آنکه جداگرهای میانقاب مانعی برای حرکت قابها ایجاد نکنند، جزئیات مناسب در نقشه های سازه ارائه شود. شکل کلی زیر به عنوان راهنما ارائه می شود.

 

9. در نقشه های تیرریزی طبقات، در محلهای تغییر تراز نظیر رمپ پارکینگها یا اختلاف تراز سطوح، مقاطع طولی و عرضی کافی جهت روشن شدن نحوه تیرریزی ارائه گردد. در ساختمانهایی که معماری آنها به صورت دوبلکس است، نمای محل تغییر تراز در کل ارتفاع سازه رسم شده و تراز کلیه تیرها به وضوح مشخص شود.

10. برای دقت و وضوح بیشتر نقشه ها و انجام پیش بینی های لازم در تیرریزی سقفها، پس از نهایی شدن بازشوهای مربوط به برق و تاسیسات، این بازشوها بر روی نقشه سازه نیز نشان داده شوند. برای بازشوهای بزرگ، در پلان تیرریزی تیرهای پیرامونی لازم اضافه شود. برای بازشوهای کوچک، جزئیات تیپ جهت اجرای سقف ارائه گردد.

11. در محل اجرای کلیه پله ها، اعم از ورودی های ساختمان و ارتباط طبقات، نحوه اجرای سازه در پلان مربوطه مشخص شود و جزئیات لازم ارائه گردد. نحوه اجرای تیرهای تکیه گاهی پاگردهای میان طبقه و انتقال بار آنها به ستونها باید کاملا مشخص باشد. این موضوع به خصوص در مورد پله های دارای بیش از دو بازوی پله، باید مد نظر قرار گیرد.

12. در پلانهایی که دارای اختلاف تراز هستند، در پلان قالب بندی مرز ترازهای مجاور با خط ضخیم کاملا مشخص شود و محدوده هر تراز با یک نوع هاشور مشخص گردد.

13. برای اتاق کنترل آسانسور در تراز بالای بام، فضای کافی در نقشه های سازه (که باید در نقشه معماری نیز پیش بینی شده باشد) در نظر گرفته شده و جزئیات اجرای سقف و ستونهای مربوطه ارائه گردد.

14. در صورت وجود استخر در ساختمان، آرماتور گذاری کف و دیواره آن ارائه گردد.

15.طبق ضوابط نشریه شماره 94 معاونت برنامه ریزی ریاست جمهوری، در سقفهای تیرچه بلوک برای بار زنده کمتر از ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مربع  و دهانه کمتر از 4 متر کلاف میانی لازم نیست. برای دهانه بیشتر از 4 متر، یک کلاف میانی و در دهانه  های 4 تا 7 متر، دو کلاف عرضی در یک سوم های دهانه تیرچه باید پیش بینی گردد. در مورد دهانه های بیش از 7 متر لازم است سه کلاف عرضی در یک چهارم های دهانه تیرچه ها در نظر گرفته شود. در ضمن در دهانه های بیش از 7 متر باید حتما از تیرچه دوبل استفاده شود.

 16. در سقفهای تیرچه بلوک یا دیوارهای جداکننده، در صورت استفاده از بلوک هایی از مواد پلی استایرن، در توضیحات نقشه ها ذکر شود که جنس این بلوک ها باید مورد تایید مرکز تحقیقات مسکن باشد. در ضمن متن زیر که برگرفته از ضوابط فنی اعلام شده توسط مرکز تحقیقات مسکن است در نقشه ها درج شود:

"از آنجا که دیوارهای بین واحدهای مستقل (مانند دیوار بین آپارتمانهای مسکونی یا واحدهای تجاری، اداری مستقل و غیره) در هر ساختمان باید دارای مقاومت در برابر آتش باشند، در این محل ها باید بلوک های پلی استایرن قطع شده و دیوارها تا زیر سقف سازه ای (یعنی زیر تیرچه یا بتن) امتداد داشته باشند یا به طور مناسب از مصالح حریق بند استفاده شود، به گونه ای که بلوک های پلی استایرن در این قسمتها بین دو واحد مجاور پیوستگی نداشته باشند و از گسترش هر گونه حریق احتمالی بین دو فضایی که به وسیله دیوار مقاوم در برابر آتش از یکدیگر جدا شده اند، جلوگیری گردد. برش و حذف پلی استایرن در این قسمت ها می تواند به دو روش زیر صورت گیرد:

·         پس از بتن ریزی و پیش از رابیتس بندی مورد نیاز برای سقف

·        در نظر گرفتن تمهیداتی در قالب بندی سقف، پیش از بتن ریزی"

علاوه بر موارد فوق، طبق اعلام مرکز تحقیقات مسکن اتصال مستقیم نازک کاری به بلوک پلی استایرن ممنوع است و باید برای نازک کاری سقف، از سقف کاذب با اتصال مکانیکی به سقف سازه ای استفاده شود و حداقل 5/1 سانتیمتر اندود گچی بر روی سقف کاذب اجرا شود. به این منظور یک نمونه جزئیات مورد تایید این مرکز در شکل زیر به عنوان راهنما  ارائه میشود:

 17. در صورت نصب هرگونه تجهیزات در ارتباط با تاسیسات برق و مکانیک نظیر چیلرها، منابع آب، دیزل ژنراتور، فن ها، برج های خنک کن، پمپ ها و .... بر روی بام یا هر سقف سازه ای دیگر، بارهای استاتیکی و دینامیکی ناشی از کارکرد تجهیزات یا ارتعاشات زلزله در طراحی سازه در نظر گرفته شود و در نقشه های سازه جزئیات لازم برای محل نصب این تجهیزات پیش بینی شود.

18. در صورتی که عبور بزرگترین دستگاه تاسیسات مکانیک و برق نظیر چیلر، منابع کویل دار، دیزل ژنراتور و .... از دربهای ساختمان (مسیر ورودی ساختمان تا داخل فضای مورد نظر برای نصب دستگاه) امکان پذیر نباشد، باید در نقشه های سازه برای فضای مورد نظر برای نصب دستگاه، سقفی پیش بینی شود که امکان جابجایی آن در زمان نصب و یا تعمیرات احتمالی وجود داشته باشد. معمولا استفاده از سقف متشکل از تیرچه های فلزی (با اتصالات پیچی) و ورق فولادی برای پوشش سقف مناسب خواهد بود.

 19. مطابق شکل زیر باید جهت جلوگیری از شانه گیر شدن مسیر تردد در راه پله با توجه به الزامات معماری، حداقل فاصله بین تیرهای سازه در طرفین پله ها به میزان 240 سانتیمتر رعایت شود.

 20. در سازه های بتنی در ترسیم پلانهای قالب بندی (تیرریزی طبقات) توجه شود که فقط خطوط پیرامون پلان و خطوطی که در لبه بازشو قرار دارند به صورت خط پیوسته دیده شوند و خطوط دیگر مربوط به تیرها، به علت قرار گرفتن در پشت دال باید به صورت خط چین نشان داده شوند.

غلتک ها و ماشین آلات آسفالت کاری

 غلتک ها و ماشین آلات آسفالت کاری

 
 
مهمترین مسئله در راهسازی میزان دانسیته و مقاومت لایه های راه میباشد این مقادیر باید درحد مطلوب باشد تا سطوح مختلف جاده در اثر تنش های وارده ناشی ازعبور بار تغییر شکل نداده و بتواند تحمل جذب وانتقال بار را از لایه های بالاتر به پایین تر داشته باشد براین منظور باید لایه های مختلف راه را تاحد قابل قبولی متراکم نمود.
نمود تراکم عبارتست از ازدیاد دانسیته خاک ازطریق نزدیک کردن ذرات و دانه های خاک به یکدیگر که معمولا با خارج کردن هوا ازفضاهای خالی بین ذرات خاک انجام میگیرد متراکم کردن خاک باعث اضافه شدن مقاومت خاک کم شدن قابلیت تغییر حجم کم شدن قابلیت نفوذپذیری خاک میگردد میزان تراکم پذیری خاک به دانسیته اولیه خاک خواص شیمیایی و فیزیکی خاک (نظیر توزیع دانه بندی چسبندگی وغیره) درصد رطوبت نوع و میزان نیروی متراکم کننده دارد

انواع غلتکها عبارتند از:
1-غلتکهای پاچه بزی TAMPING FOOT  ROLLERS- SHEEPS FOOT ROLLERS
2- غلتکهای شبکه ای GRID MESH ROLLERS
3- غلتکهای ارتعاشی VIBRATORY MESH ROLLERS
4-غلتکهای فولادی صاف SMOOTH STEEL DRUM
5- غلتکهای پنوماتیک PNEUMATIC ROLLERS
6-غلتکهای کفشک دار SEGMENTED PAD ROLLERS
7-بولدوزرهای متراکم کننده SOIL COMPACTORS

 

غلتکهای پاچه بزی

غلتکهای پاچه بزی دارای استوانه ای مجهز به تعدادی پایه های بیرون آمده است واین پایه ها که به پاچه بزی موسومند به عمل تراکم کمک میکنند وجه تسمیه پاچه بزی این است که عمل کوباندن این غلتک شبیه اثری است که یک گله گوسفند یا بز برروی زمین برجای می گذارد این غلتک عمل تراکم را با استفاده ازفشار استاتیکی و همچنین کنترل انجام میدهد این غلتکها معمولات دارای چندین استوانه بوده وبه صورت جفتی هم بکارمی رود.


غلتکهای شبکه ای

این نوع غلتکها با سرعت نسبتا" زیاد قادربه کاربوده ودرحین عمل خاک را پراکنده نمی کنند این غلتکها برای خرد کردن قطعات کلوخه خاکهای چسبیده مناسب میباشند همچنین ازاین غلتک میتوان برای خرد کردن ومتراکم نمودن سنگهای نرم استفاده کرد


غلتکهای لرزنده


انواع معینی ازخاک مانند ماسه شن وسنگهای درشت عکس العمل بسیارخوبی درمقابل تراکم تولید شده بوسیله ترکیب فشاروارتعاش ازخود نشان می دهند هنگامی که خاک مرتعش میشود ذرات تغییر محل داده وجهت افزایش وزن مخصوص توده به ذرات مجاورشان نزدیکتر میشوند.
غلتکهای لرزنده در اندازه های مختلف ازغلتک کوچک دستی باصفحه فلزی لرزان تا غلتکهای بزرگ خودرو که دارای استوانه های صاف یا پاچه بزی یا کفشک دار میباشند موجود هستند بسیاری ازانواع این غلتکها دارای فرکانس ودامنه نوسان قابل تنظیم میباشند تاعمل تراکم بدلخواه انجام پذیرد این غلتکها درحین کوبیدن خاک مقداری از رطوبت خاک را نیزکم می کنند که این عمل درمورد تراکم خاکهای مرطوب مزیت محسوب میشود نیروی متراکم کننده غلتکهای لرزنده اساسا ناشی از ارتعاش و وزن استاتیکی غلتک میباشد.

 


غلتک های دارای چرخ فولادی صاف

 

این نوع غلتکها هنوز هم به طور وسیع درعملیات ساختمانی به کار میروند این غلتکها جهت متراکم نمودن سطح آسفالت جاده ها مورد استفاده قرار میگیرد این نوع غلتکها دارای انواع متفاوتی هستند که متداول ترین آنها عبارتنداز : غلتک سه چرخ ( دومحوری ) غلتک دومحوری تاندم و غلتک سه محوری تاندم.



غلتک های پنوماتیک ( چرخ لاستیکی )


این غلتک ها مسطح بوده وقوانین اعمال فشاردرمورد تراکم خاکهای زیرسطح درباره آنها صادق است بعضی ازاین غلتکها خود محرک بوده وبعضی دیگر ممکن است توسط ماشین آلات دیگر کشیده شوند.

 

غلتکهای پنوماتیک دردونوع اصلی غلتک چند چرخ وغلتک پنوماتیک سنگین موجود میباشند ازغلتک های سنگین پنوماتیک درمتراکم کردن لایه های ضخیم خاک استفاده میشود غلتکهای چند چرخ برای انجام کارهای پایانی و سطوح آسفالت و خاکریز سدها استفاده میشود.




غلتک های دارای صفحات فولادی ( کفشکدار )


این نوع غلتک ها شبیه به غلتکهای پاچه بزی بوده و فقط به جای پایه های پاچه بزی صفحات نسبتا بزرگتر فولادی برروی استوانه غلتک سوار شده اند این نوع غلتک ها درحین عمل تراکم اختلال کمتری درسطح خاک ایجاد می نمایند.

کامیون ها و تریلر ها

کامیون ها و تریلر ها

کامیونها
اگرچه برای حمل ونقل مواد خاکی ازوسایلی مانند اسکریپرها تسمه نقاله و قطار استفاده میشود ولی معمول ترین وسیله برای حمل و نقل مواد خاکی کامیون ها هستند این ماشینهای حمل کننده بخاطرسرعت زیاد برروی راههای هموار همچنین ظرفیت زیاد هزینه حمل ونقل مواد را نسبتا پایین می آورند.

کامیونها دارای قابلیت انعطاف زیادی میباشند زیرا تعدادی ازآنها را که دریک پروژه مورد استفاده قرارمیگیرند می توان زیاد یا کم نمود تادرظرفیت مورد نیازتعدیل بوجودآید کامیونها به دونوع معمولی (MING TRUCK) وکمرشکن (ARTICULATED TRUCK)

الف – کامیونهای معمولی

این کامیونها دردونوع یکی مخصوص حرکت درجاده ها ودیگری مخصوص حرکت خارج ازمحدوده جاده (HIGHWAY&OFF HIGHWAY TRUCKS) ساخته میشوند کامیونهای خارج جاده ای میتوانند درابعاد بزرگتروباظرفیت چند صدتن ساخته شوند هرکدام ازآنها انواع مختلف دارند اما نوع کمپرسی آن بیش ازسایرانواع آن به کاربرده میشود کامیونهای کمپرسی درمورد حمل مواد دارای انعطاف پذیری زیاد بوده وبخصوص نوع جاده روآن با سهولت بسیاردرپروژه های مختلف قادربه حرکت میباشند نوع مختلف کامیون های کمپرسی وجود دارد مثلا این کامیون ها درانواع دیزلی یا بنزینی یک یا دودیفرانسیلی ودویا سه محوری به بازار عرضه میشوند

ب- کامیون های کمرشکن

همانطور که ازنام این نوع کامیونها مشخص است ازدوقسمت تشکیل شده اند قسمت موتوروقسمت مخزن که توسط یک مفصل به هم متصل هستند درواقع کامیونهای کمرشکن تریلرهای مخصوص حمل مواد خاکی هستند که بوسیله تراکتوریا کامیون تراکتورکشیده میشوند این واحد فقط برای حمل مواد خاکی طراحی شده اند ومواد حمل شده را یا ازعقب ویا ازازکف واگن ویا ازپهلوها تخلیه مینمایند بعضی ازاین کامیونها دارای مجرای تخلیه طولی هستند که بیشتردرمورد ایجاد خاکریزها مورد استفاده قرارمیگیرد این کایمون ها نیزبردونوع داخل جاده ای وخارج جاده ای هستند البته نوع جاده ای آن بیشتر است زیرا وجود مفصل کمرشکن قدرت مانورآنرا نسبت به کامیون های عادی درناهمواریهای خارج جاده بیشترمیکند 

6-تریلر

برای تسطیح زمین وازبین بردن پستی وبلندی ها از ماشین آلات مختلفی استفاده میشود اما مهمترین وسیله برای عملیات تنظیم شیب و تسطیح خاکریزها و خاکبرداری ها و رساندن سطح خاک به سطح مورد نظر ( خط پروژه ) توسط گریدر انجام میپذیرد عمل تنظیم شیب ازکارهای بسیارمشکل است بطوری که کلیه رانندگان ماشین آلات راهسازی براین عقیده هستند که کارکردن با گرید رمشکل ترازبقیه ماشین آلات است وراننده ای که درزمینه کاربا گریدرمهارت داشته باشد براحتی می تواند بقیه این ماشین آلات را کنترل وهدایت کند

گرید ربرای تنظیم شیب شک لدادن شیب ها تسطیح دامنه خاکریزها وخاکبرداریها کندن جوی ومخلوط کردن وپراکندن مخلوط خاک ومواد قیری بکارمیرود ازاین ماشین الات درساختن راهها وسایر عملیات ساختمانی استفاده میشود این دستگاه دربه هم زدن وبرداشتن لایه های سست وسطح زمین هم به کارمیرود

تیغه گریدر دارای لبه قابل تعویض میباشد درحالات مختلفی نسبت به ماشین می تواند قرارگیرد زاویه تبغاه رامیتوان تغییرداد بطوریکه بتوان گریدر را برای حمل مواد یا کندن جوی بکاربرد زاویه جلودرحالت حمل مواد بکارمیرود که دربرشهای سطحی ومخلوط کردن مواد مورد استفاده قرارمیگیرد زاویه عقب باعث زیاد شدن قدرت حفاری شده ولی سبب میشود که مواد حفاری شده احیانا ازروی تیغه سرریزنماید

چرخهای جلو می توانند به طرفین خم شوند وبدین ترتیب نیروی حالصه ازفشار خاک برتیعه مایل شده را خنثی نماید وبه گردش گریدر هم کمک کند شاسی های کمرشکن نیزدرساختمان بعضی انواع گریدربکارمیرود که باعث ازدیاد قابلیت مانور ماشین وکاربردهای آن میشود

درحالت مستقیم ( حالت A) ماشین درحالت معمولی کارمیکند درحالت مفصلی ( حالت B) گریدر میتواند شعاع گردش خیلی کوچکی کسب کند درحالت ز چرخای عقب روی زمین محکم مستقربوده ودرهمان حال ماشین میتواند با تیغه به کندن جوی و کنار جاده وغیره مشغول شود گریدرهای مدرن مجهزبه دستگاه کنترل تیغه اتوماتیک هستند که دقت کارآنها برای تنظیم شیب بسیارزیاد است سیستم این دستگاهها که بیشتر هیرولیکی و الکترونیکی است مجهز به یک دستگاه حساس است که یک سطح یا امتداد ثابت را دنبال کرده وردمواقع لزوم بطور اتوماتیک تیغه را بالا و پایین میبرد تاشیب مطلوب بدست آید

عملیات با گریدر

عملیات با گریدر

الف - پخش کردن مواد خاکی
از مهمترین عملیات گریدر پخش کردن مواد و مصالح خاکی درسطح زمین است البته مقدار مواد جابجا شده به ظرفیت گریدر بستگی دارد ظرفیت گریدر تابع عواملی مانند قدرت موتورکشش ماشین اندازه وارتفاع تیغه میباشد مقدار موادی که گریدرمیتواند جابجاکند بسیارکمترازبولدوزراست بنابراین بهتراست موادی که باید توسط گریدر جابجا و توزیع شود قبلا توسط ماشین آلاتی مانند بولدوزر برروی زمین پخش شده باشد تا ارتفاع توده خاکی خیلی زیاد نباشد

ب- حمل مواد به کنارجاده

باتغییر زاویه تیغه گریدرقادرخواهد بودکه موادخاکی را به کنارمسیرحرکت هدایت کند دراین حالت موادخاکی درانتهای عقب گریدر انباشته شده ویک توده خاکی طولی درامتداد مسیرحرکت گریدر قرارگیرد زیرا درغیراینصورت قدرت کشش ماشین کم میشود وزاویه حمله به تیغه گریدر نیزتغییر میکند


ج- شیب بندهای دقیق

برای شیب بندهای دقیق باید تیغه را با زاویه کوچکی نسبت به امتداد قائم ثابت کرد وارتفاع تیغه ازسطح زمین باید طوری باشد که برآمدگی کوچک را بریده وگودالها را پرنماید بدین منظورهمواره باید مقدار موادخاکی درجلوی تیغه گریدرموجود باشد

د- کندن جوی

گریدر رامیتوان برای کندن جویهای 7شکل وذوزنقه ای شکل به کاربرد ماکزیمم عمق جوی حدود 3 فوت ( یک متر) وعرض آن حدود4فوت است برای جویهای باابعاد بزرگتربهتراست ازخندق کن وبیل مکانیکی وسایل حفاری استفاده کرد

ه – بریدن وتراشیدن ترانشه ها

با تغییر زاویه گریدر و عمودکردن یا شیب زیاد لبه تیغه نسبت به سطح افق میتوان با حرکت درجهت طول ترانشه لبه های آنرا تراشید

البته دومسئله را باید درنظرگرفت اول اینکه نوع مصالح ترانشه ها سنگی وصخره ای نباشد چون به لبه تیغه آسیب رسانده ویا عمل تراشیدن را غیرممکن میسازد مسئله دوم تراشیدن قسمت های پایین ترانشه ومرتب کردن آنها است تادرهنگام تراشیدن قسمت های بالای ترانشه مانع حرکت گریدرنشوند

لودر ها

لودر ها

بدون اغراق لودر کاربردی ترین ماشین در انجام کارهای ساختمانی و عمرانی است این ماشین که درانداره های مختلف ساخته میشود به دلیل عملکرد و انعطاف پذیری زیادی که دارد و نیز با تغییر جام می تواند بسیاری ازکارها را انجام دهد.

لودرموارد استفاده بسیاری دارد که برخی ازآنها عبارتند ازایجاد خاکریزها حفاری زیرزمین بناها پرکردن خندقها وخاکریزی اطراف لوله های کارگذاشته شده در کانالها بارکردن کامیونها حمل بتن به محل قالبها وبلند کردن وحمل مصالح ساختمانی

به ماشین لودر میتوان انواع ملحقات را نصب کرد وکاربردهای دیگری ازآن گرفت نظیربرف روب کانال کن لوله برلوله گذار جرثقیل لیفت تراک

انواع لودر

الف – لودر چرخ لاستیکی

این لودرها دراقسام کوچک خیلی بزرگ ساخته میشود چرخهای بزرگ لاستیکی به این نوع لودرها قدرت تحرک وسرعت فراوانی میبخشد فشاروارده برزمین توسط این لاستیکها کم بوده ومیتوان این فشار را با تغییرمیزان باد لاستیکها تغییرداد باین همه درزمنیهای دارای سنگهای تیزامکان آسیب این لاستیکهاوجوددارد درضمن درزمینهای خیس وگل آلود نیزکارکردن بالودرچرخ لاستیکی مشکل است البته زنجیرهای سیمی مخصوص جهت حفاظت لاستیکها وجود دارد که میتوان برای ازدیاد اصطکاک لاستیکها باسطح زمین آنها رابه کاربرد نوعی ازلاستیکهای جدید ساخته شده اند که دارای عاجهای خیلی ضخیمی هستند ومیتوانند درمناطق سنگی کارکنند این لودرها بردونوع معمولی وکمرشکن هستند

نوع کمرشکن که بیشتر درلودرهای بزرگ بکاربرده میشوند ودارای نوعی شاسی هستند که قسمت عقب لودررابه قسمت جلو توسط یک مفصل متصل میکنند این حالت مفصلی قدرت مانوروشعاع گردش ماشین را نسبت به شاسی های ثابت ( غیرمفصلی ) زیاد میکند درانواع مدرن این ماشین آلات ازسیستمهای فرمان وکنترل هیدرولیکی والکتریکی جهت راحتی وعملکرد بهترراننده استفاده شده است سیستم فرمان این ماشین ها به دونوع است درلودرهای معمولی سیستم فرمان بوسیله فرمان وحرکت چرخها عمل میکند امادرنوع کمرشکن سیستم فرمان به وسیله دوجک هیدرولیکی عمل می نماید

ب – لودرهای چرخ زنجیری

لودرهای چرخ زنچیری مانند لودرهای چرخ لاستیکی عمل کی کنند بااین تفاوت که فشارکمی که برزمین وارد می کنند باعث میشود که لودرهای با چرخ زنجیردار بتوانند درزمینهایی کارکنند که قابل استفاده برای لودرهای لاستیک درنیستند اصطکاک زیاد آنها بازمین باعث میشودکه بتوانند نهایت استفاده راازقدرت موتوردرکند زمین بنمایند وچون زنیرداراند هنگام کاردرمناطق دارای سنگهای تیزخطرپاره شدن لاستیک وجود ندارد لودرهای زنجیردار قادربه حرکت برروی سطحهای باشیب جانبی 35%میباشند درصورتی که این رقم برای لودرچرخ لاستیکی 15% است همچنین لودرزنجیردار میتواند ازشیب 60% بالابرود درحالیکه این رقم برای لودرلاستیک دار به حدود 30% محدود میشود سرعت لودرزنجیردار خیلی کمترازلودرلاستیک داربوده به همین علت درمواردی که فاصله حمل مواد وبازگشت به محل بارگیری زیاد باشد راندمان این ماشین نسبت به نوع لاستیک دار پایین است

ج- بکهولودر

این ماشین آلات درواقع لودرهای کوچکی هستند که درپشت خود یک بیل مکانیکی دارند وبرای کارهای سبک استفاده میشوند کلیه مشخصات عمومی آنها مانند لودرها وبیل های مکانیکی است به دلیل دوکاره بودن این ماشین دربسیاری ازپروژه ها ی کوچک ازاین وسیله استفاده میشود بخصوص اگرپروژه مربوط به کندن خندق باشد

همانطورکه گفته شد درقسمت این ماشین یک بیل مکانیکی وجود دارد قدرت این بیل نیزبراساس زاویه آن بازمنین وشعاع عملکردبازوها فرق میکند شرکتهای سازنده براساس نوع ماشین آلات نمودارهایی مبنی برقدرت بیل درحالات مختلف ارائه میدهند .