نیلینگ (nailing) روشی ابتکاری است که بر پایۀ لنگر انداختن و پیچاندن سنگ‌ها برای تثبیت مناطق حفاری شده است. اولین بار در دهۀ 1960 توسط مهندسان استرالیایی برای تثبیت دیوارهای تونل‌های جدید ساخته شد. در ابتدا شامل سه سیستم نصب میلگرد، تزریق دوغاب سیمان، و کاربرد شاتکریت (shotcrete) بود. با گذشت زمان، میخکوبی در سطح جهانی پذیرفته شده و در نقاط مختلف جهان از جمله ایران، به‌ویژه در سازه‌های شهری، کاربرد قابل توجهی داشته است.
نیلینگ چیست
میلگرد یکی از اجزای اساسی در صنعت ساخت و ساز است و در ساخت تمامی انواع سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از کاربردهای اصلی میلگرد، استفاده در میخکوبی خاک در فرآیند ساخت فونداسیون‌ها و پی ساختمان‌ها است.
در ساخت فونداسیون‌ها، علاوه بر بتن که برای ساختار استفاده می‌شود، از میلگرد نیز برای تقویت خاک اطراف فونداسیون استفاده می‌شود. این فرآیند به عنوان «میخکوبی خاک» با استفاده از میلگرد به منظور تقویت و تثبیت خاک در اطراف فونداسیون صورت می‌گیرد. این کار باعث می‌شود که در فرآیند اجرای پی ساختمان یا ساختارهای بالایی، خاک اطراف فونداسیون به طور کلی پایدارتر و مقاوم‌تر عمل کند و اختلالات کمتری در سازه‌ها به وجود آید.
نیلینگ (یا میخکوبی) یکی از روش‌های پایدارسازی گودها و شیب‌ها در پروژه‌های ساختمانی است که به وسیلۀ میلگردهای فولادی انجام می‌شود. در این روش، میلگردها به عنوان میخ‌هایی درون خاک یا سنگ تزریق و سپس بتن‌ریزی می‌شوند تا پایداری بیشتری به ساختار بخشند. با توجه به این که میلگردها جزء اصلی این فرآیند هستند، هر گونه تغییر در قیمت میلگرد مستقیماً بر هزینه‌های اجرای نیلینگ تأثیر می‌گذارد. افزایش قیمت میلگرد می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های پروژه‌های نیلینگ شود، در حالی که کاهش قیمت می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش صرفه‌جویی اقتصادی منجر گردد. در اصل، نیلینگ سیستم عالی برای حفاری خاک فراهم می کند، در حالی که پایداری زمین و انعطاف‌پذیری بالا را از طریق تقویت فولاد حفظ می کند. با افزایش مقاومت برشی و نیروی عمودی، نه تنها مقاومت خاک را افزایش می دهد، بلکه جابه‌جایی آن را نیز محدود می کند.
نیلینگ روشی برای تثبیت مقاطع خاک ناپایدار است و برای تثبیت گودبرداری‌های عمیق و گسترده و در عین حال مهار دیوارهای کنار جاده استفاده می شود. علاوه بر این، به عنوان رویکرد نوآورانه برای تثبیت خاکریزها و ارائۀ پشتیبانی افقی برای دیوارهای حفاری‌شده، از لغزش خاک جلوگیری می کند.
مراحل اجرای نیلینگ
جهت پایدارسازی دیوارۀ گودها به روش نیلینگ معمولاً در 6 مرحلۀ اصلی اجرا می‌شود. پس از تکمیل مراحل اجرایی زیر برای گام اول گودبرداری، این مراحل در گام‌های بعدی گودبرداری تا رسیدن به کف گود مورد نظر تکرار می‌شوند.
مراحل روش اجرای نیلینگ به شرح زیر است:
- گودبرداری مقطعی
- حفاری گمانه‌ها
- نصب میلگرد تسلیح
- تزریق دوغاب سیمان
- بتن‌پاشی
روش اجرای نیلینگ
خاک‌برداری یا گودبرداری: در ابتدا، انجام عملیات حفاری به صورت مرحله به مرحله با عمق و عرض مشخص به منظور ایجاد گودها با عمق تعیین‌شده و با توجه به نوع خاک و شرایط موجود صورت می‌گیرد.
ایجاد گمانه‌ها یا چاهک‌ها: در دیواره‌ها و شیب‌های گود، گمانه‌هایی به صورت افقی و مایل با عمق و قطر مشخص ایجاد می‌شوند که میلگردهای فولادی به عنوان میخ‌ها در داخل آن‌ها قرار می‌گیرند.
قرار دادن میلگردهای فولادی: میلگردهای فولادی درون گمانه‌ها به منظور جلوگیری از ریزش و رانش خاک قرار می‌گیرند.
پر کردن گمانه‌ها با دوغاب سیمان: پس از قرار دادن میلگردها، گمانه‌ها با دوغاب سیمان پر می‌شوند تا انرژی بین خاک و میلگردها بهتر منتقل شود.
استفاده از لایۀ مش و بتن‌پاشی: در پایان، با استفاده از یک لایۀ مش و بتن‌پاشی / شاتکریت بر روی سطح دیوارۀ گود، سطحی مناسب برای ساخت و سازهای بعدی ایجاد می‌شود و از فرسایش سطحی جلوگیری می‌شود.
این مراحل به طور کلی فرآیند اجرای روش نیلینگ را توصیف می‌کنند که با دقت و توجه به شرایط محیطی و نوع خاک، انجام می‌شود تا پایداری و اثربخشی این روش حفظ شود.
کاربرد نیلینگ
کاربردهای نیلینگ در فرآیندهای مختلف ساخت و ساز و تثبیت بسیار گسترده است. در این جا یک مرور کلی انجام می‌دهیم:
- تثبیت شیب‌های طبیعی و مصنوعی از طریق اجرای نیلینگ.
- تثبیت دامنه‌های طبیعی با استفاده از تکنیک‌های نیلینگ.
- تقویت شیب‌های زمین در برابر لغزش احتمالی با استفاده از نیلینگ.
- کاربرد در خاکریزهای راه آهن و بزرگراه.
- استفاده در خاکریزهای گالری تونل.
- تثبیت شیب‌های مجاور نزدیک جاده‌ها.
- تقویت گودبرداری‌های مجاور سازه‌های موجود با استفاده از نیلینگ.
- افزایش ظرفیت باربری از طریق پایدارسازی مبتنی بر نیلینگ.
- مهار تغییر شکل‌ها با حداقل مداخله در وضعیت طبیعی زمین از طریق میخکوبی.
- ساخت سازه‌های نگهدارنده در مناطق شهری برای ساختمان‌های زیرزمینی چندسطحی در سایت‌های حفاری‌شده با استفاده از نیلینگ.
- تعمیر و تقویت سازه‌های نگهدارندۀ فرسوده با استفاده از تکنیک‌های نیلینگ.
- کنترل گودبرداری با روش‌های نیلینگ.
- نیلینگ به عنوان جایگزین مناسب برای سیستم‌های خاک و شمع تقویت‌شده در کاربردهای تثبیت و نگهداری زمین عمل می کند.
اجزا و بخش‌های مختلف نیلینگ
اجزا و بخش‌های مختلف نیلینگ به طور کلی شامل موارد زیر هستند:
دوغاب: وظیفۀ دوغاب انتقال تنش از خاک به میلگردهای فولادی است و همچنین به حفاظت این میلگردها در برابر خوردگی کمک می‌کند.
سر میخ: قسمت انتهایی بیرونی میلگرد است که رزوه می‌شود و بیرون از دیوارۀ خاکی گود قرار می‌گیرد.
مهرۀ شش‌گوشه، واشر، و صفحۀ تکیه‌گاهی: این قطعات برای اتصال نیل به پوشش اجراشده روی سطح دیوارۀ گود استفاده می‌شوند.
پوشش‌های موقت و دائمی: این پوشش‌ها بر روی سطح دیوارۀ گود نصب می‌شوند و پیوستگی و یکپارچگی سیستم نیلینگ را فراهم می‌کنند. پوشش موقت تأمین می‌کند که صفحۀ تکیه‌گاهی مناسبی برای مهره‌های شش گوش باشد و از عوامل جوّی محیطی مانند هوازدگی محافظت می‌کند. پوشش دائمی پس از نصب کامل میلگردها و مهره‌های شش گوش، روی پوشش موقت اجرا می‌شود.
نوارهای زهکش ژئوکامپوزیت: این نوارها قبل از نصب پوشش موقت، زیر آن‌ها قرار می‌گیرند و برای جمع‌آوری و انتقال آب‌های موجود به پشت پوشش موقت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مزایای نیلینگ
از مزایای استفاده از روش نیلینگ، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- امکان اجرا در فضاهای کوچک و محدود: نیلینگ امکان اجرا در فضاهای محدود و سخت‌دسترس را فراهم می‌کند، که این امر برای بسیاری از سازه‌ها و ساختارهایی که با محدودیت‌های فضایی مواجه هستند، بسیار حیاتی است.
- روش اجرای بدون لرزش و صدا: اجرای نیلینگ باعث تولید کمترین میزان لرزش و صدا می‌شود که این امر در مواردی مانند مناطق شهری یا در نزدیکی ساختمان‌ها و اماکن مهم بسیار ارزشمند است.
- امکان اجرا در مجاورت سازه‌های دیگر: این روش به صورت ایمن در مجاورت سازه‌های دیگر نیز قابل اجرا است، که در صورت نیاز به تقویت یا پایدارسازی سازه‌های موجود می‌تواند بسیار مفید باشد.
- امکان اجرای سریع: نیلینگ به دلیل روش ساده و مواد اجرایی قابل دسترسی، به صورت سریع و کارآمد قابل اجرا است.
- پایین بودن هزینۀ اجرا: نسبت به روش‌های دیگر مانند انکراژ (anchorage)، نیلینگ دارای هزینۀ اجرای کمتری است که این امر می‌تواند در کل هزینۀ پروژه تأثیر مهمی داشته باشد.
- پایین بودن ریسک اجرا و خطرات: نیلینگ کمترین خطرات اجرایی و ریسک‌های مربوط به آن را در مقایسه با روش‌های دیگر مثل انکراژ دارد، که این امر از لحاظ ایمنی و پایداری سازه بسیار مهم است.
معایب نیلینگ
روش نیلینگ مناسب مکان‌هایی نیست که آب در آن‌ها جریان داشته باشد.
- در صورت دائمی بودن اجرای نیلینگ، محل قرارگیری میخ‌ها باید به طور مرتب رصد و چک شوند.
- وجود موانع شهری می‌تواند محدودیت‌هایی را بر طول و محل و شیب آن اعمال کند.
- هر خاکی مناسب نیلینگ نمی‌باشد.
- اجرای آن به افرادی با تجربۀ بالا نیاز دارد.
نتیجه‌گیری
نیلینگ تکنیک کارآمد و قابل اعتماد برای پایدارسازی شیب‌ها و گودبرداری‌ها است که با نصب میخ‌های فولادی و تقویت آن‌ها با بتن یا شاتکریت، سازهای مستحکم و پایدار ایجاد می‌کند. این روش به دلیل سرعت بالا در اجرا و هزینه‌های نسبتاً پایین، انتخابی مناسب برای پروژه‌های عمرانی و ساختمانی در محیط‌های مختلف به شمار می‌آید و می‌تواند به بهبود ایمنی و کارایی ساخت و ساز کمک کند.
