تفاوت نیلینگ و انکراژ چیست؟

در پروژه های عمرانی، گودبرداری یکی از مراحل حساس و پرریسک است که کوچک ترین اشتباه در آن می تواند منجر به خسارات سنگین مالی و حتی جانی شود. هنگامی که قرار است ساختمانی با چندین طبقه زیرزمین احداث شود، دیواره های گود در معرض فشار جانبی خاک و آب زیرزمینی قرار می گیرند. در چنین شرایطی، روش های پایدارسازی گودبرداری مانند نیلینگ (Soil Nailing) و انکراژ (Anchorage) اهمیت حیاتی پیدا می کنند.
هدف اصلی این روش ها، تثبیت دیواره ها و جلوگیری از ریزش خاک در حین اجرای سازه اصلی است. اما هر کدام از این دو روش ویژگی ها، مراحل اجرا و عملکرد متفاوتی دارند که در ادامه به صورت دقیق بررسی می شوند.

اهمیت پایدارسازی دیواره گود

پایداری گود تنها به معنای جلوگیری از ریزش نیست؛ بلکه تضمینی برای ایمنی کارگران، تجهیزات و حتی ساختمان های مجاور است. در پروژه های شهری که فضا محدود است و ساختمان ها در فاصله ی اندکی از گود قرار دارند، کوچک ترین لغزش یا نشست می تواند خسارات جبران ناپذیری به همراه داشته باشد.
پایدارسازی اصولی با روش های مهندسی، علاوه بر افزایش ایمنی، موجب تسریع در اجرای پروژه و کاهش هزینه های ناشی از حوادث احتمالی می شود. درواقع، هزینه ی اولیه برای اجرای سیستم های نگهدارنده در برابر هزینه های احتمالی بعدی ناچیز است.

در پروژه های پایدارسازی گود با روش نیلینگ، آگاهی از قیمت میلگرد برای برآورد هزینه نهایی اجرای میخ کوبی در خاک اهمیت زیادی دارد.

عوامل مؤثر بر انتخاب نیلینگ یا انکراژ

انتخاب بین نیلینگ و انکراژ به فاکتورهای متعددی بستگی دارد. مهم ترین آن ها شامل نوع و مقاومت خاک، عمق گود، سطح آب زیرزمینی، موقعیت پروژه و محدودیت های اجرایی است.
به طور کلی، در خاک های چسبنده با تراکم مناسب، روش نیلینگ عملکرد بهتری دارد، درحالی که در خاک های سست یا در گودهای بسیار عمیق، انکراژ گزینه ی مطمئن تری محسوب می شود.
همچنین عواملی مانند وجود ترافیک سنگین در مجاورت گود، سازه های حساس مجاور یا نیاز به کنترل دقیق تغییر شکل دیواره ها در تصمیم گیری نهایی نقش تعیین کننده ای دارند.

انتخاب نوع مقطع فولادی و بررسی قیمت تیرآهن می تواند در طراحی سازه های نگهبان یا مهارهای انکراژ تأثیر قابل توجهی داشته باشد.

معرفی روش نیلینگ (Soil Nailing)

تعریف و مفهوم نیلینگ

نیلینگ یا میخ کوبی در خاک، روشی است که طی آن میلگردهای فولادی بلند در دیواره گود در فواصل منظم کار گذاشته می شوند. این میلگردها با دوغاب سیمان پر شده و پس از سخت شدن، به صورت میخ هایی عمل می کنند که دیواره خاک را به توده ی پایدارتری تبدیل می نمایند.
هدف از اجرای نیلینگ، افزایش مقاومت برشی و کاهش جابجایی جانبی دیواره است. این روش بیشتر در پروژه هایی کاربرد دارد که فضا برای اجرای سازه های نگهبان حجیم وجود ندارد.

اجزای اصلی در اجرای نیلینگ

اجزای کلیدی در سیستم نیلینگ شامل موارد زیر است:

• میلگرد فولادی که نقش اصلی را در انتقال نیرو و ایجاد انسجام دارد.
• دوغاب سیمان که فضای بین میلگرد و خاک را پر کرده و موجب چسبندگی و انتقال نیرو می شود.
• صفحات سرنیل و مهره ها که در سطح دیواره نصب شده و نیروهای کششی را به صورت یکنواخت توزیع می کنند.
  در برخی پروژه ها از زهکشی ها، توری فولادی و شاتکریت سطحی نیز برای افزایش پایداری استفاده می شود.

مراحل اجرای نیلینگ مرحله به مرحله

اجرای نیلینگ به صورت مرحله ای انجام می شود. ابتدا بخشی از گود به عمق حدود یک تا دو متر خاک برداری می شود. سپس در دیواره، سوراخ هایی با زاویه ای مایل (معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ درجه به افق) حفر می گردد. میلگردهای فولادی داخل سوراخ ها قرار گرفته و فضای اطراف آن ها با دوغاب سیمان پر می شود.
پس از گیرش اولیه دوغاب، سطح دیواره با شاتکریت پوشش داده شده و صفحات سرنیل روی میلگردها نصب می شوند. این مراحل به صورت مرحله به مرحله تا رسیدن به تراز نهایی گود تکرار می گردد.

مزایا و محدودیت های روش نیلینگ

نیلینگ از نظر سرعت اجرا، هزینه ی کمتر و نیاز محدود به فضا، یکی از روش های محبوب پایدارسازی گود است. این روش به خصوص در مناطق شهری با محدودیت فضا بسیار مناسب است.
اما در مقابل، در خاک های سست یا در صورت وجود سطح آب زیرزمینی بالا، عملکرد آن کاهش می یابد. همچنین، نیلینگ برای گودهای بسیار عمیق گزینه ی ایده آلی نیست و نیازمند بررسی دقیق ژئوتکنیکی است.

بسیاری از پیمانکاران پیش از شروع گودبرداری، با مقایسه ی قیمت آهن و دیگر مصالح، بهترین گزینه اقتصادی برای پروژه را انتخاب می کنند.

معرفی روش انکراژ (Anchorage)

تعریف و مفهوم انکراژ

انکراژ یا مهارگذاری، یکی از پیشرفته ترین روش های پایدارسازی است که در آن کابل ها یا میله های فولادی بلند، پس از حفاری در دیواره گود نصب شده و در انتها در توده ی مقاوم تری از خاک یا سنگ مهار می شوند.
این کابل ها پس از تزریق دوغاب، توسط جک های هیدرولیکی تحت کشش قرار گرفته و نیروی پیش تنیدگی ایجاد می کنند. درواقع، انکراژ نوعی سیستم فعال است که برخلاف نیلینگ، قبل از وقوع تغییر شکل، نیرو را به دیواره منتقل می کند.

تفاوت انکراژ با نیلینگ از نظر نیرو و عملکرد

تفاوت اصلی این دو روش در نوع عملکرد آن هاست. نیلینگ سیستمی منفعل است؛ یعنی پس از ایجاد تغییر شکل در خاک، نیروها فعال می شوند و میخ ها نقش مقاومت کننده دارند.
در مقابل، انکراژ سیستم فعال محسوب می شود زیرا پیش از وقوع هرگونه تغییر، با اعمال نیروی پیش تنیدگی، دیواره را مهار می کند. این ویژگی باعث می شود که انکراژ برای گودهای عمیق و شرایط حساس تر مناسب تر باشد.

مراحل اجرای سیستم انکراژ

در روش انکراژ، ابتدا سوراخ هایی با زاویه مشخص در دیواره گود حفر می شود. سپس کابل یا میلگرد فولادی درون آن قرار گرفته و دوغاب سیمان تزریق می گردد. پس از گیرش کامل دوغاب، کابل توسط جک کشیده شده تا نیروی پیش تنیدگی در سیستم اعمال شود.
در نهایت، سر انکر با صفحه و مهره محکم می شود و سطح دیواره با بتن پاشی یا شاتکریت پوشش داده می شود. این فرآیند نیازمند دقت بالا، تجهیزات تخصصی و کنترل کیفی مداوم است.

مزایا و معایب روش انکراژ

مزیت اصلی انکراژ در قدرت بالای مهار و امکان کنترل دقیق تغییر شکل هاست. این روش قابلیت اجرا در گودهای عمیق و خاک های سست را دارد و از نظر ایمنی، نسبت به سایر روش ها برتری محسوسی دارد.
اما در مقابل، هزینه ی اجرای بالاتر، نیاز به تجهیزات سنگین و زمان اجرای بیشتر از معایب این سیستم است. همچنین در مناطق شهری با محدودیت فضا یا تردد سنگین، اجرای انکراژ ممکن است دشوار باشد.

در ساخت صفحات سرنیل و اتصالات سطحی روش نیلینگ، استفاده از نبشی های فولادی متداول است، بنابراین بررسی دقیق قیمت نبشی ضروری است.

مقایسه نیلینگ و انکراژ

مقایسه از نظر عملکرد سازه ای

در عملکرد سازه ای، نیلینگ تکیه بر مقاومت غیرفعال خاک دارد درحالی که انکراژ با نیروی فعال، دیواره را کنترل می کند. ازاین رو، در پروژه های حساس مانند احداث مترو یا پارکینگ های طبقاتی عمیق، معمولاً انکراژ اولویت دارد.

مقایسه از نظر هزینه و زمان اجرا

نیلینگ از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر است و سرعت اجرای بیشتری دارد. در پروژه هایی که زمان و بودجه محدود است، نیلینگ گزینه ای کارآمد به شمار می آید. اما در پروژه های بزرگ با حساسیت بالا، سرمایه گذاری در روش انکراژ به دلیل پایداری بیشتر توجیه پذیر است.

مقایسه از نظر نوع خاک و شرایط ژئوتکنیکی

در خاک های ریزدانه با چسبندگی متوسط، نیلینگ بهترین عملکرد را دارد. اما در خاک های دانه ای یا لایه لایه، انکراژ گزینه ی مطمئن تری است. همچنین در مناطقی با سطح آب زیرزمینی بالا، انکراژ به دلیل فشار فعال، عملکرد بهتری نشان می دهد.

مقایسه از نظر ایمنی و دوام در بلندمدت

از منظر دوام، هر دو روش در صورت اجرای صحیح می توانند عمر طولانی داشته باشند. بااین حال، سیستم انکراژ به دلیل پیش تنیدگی اولیه و کنترل دقیق نیروها، در بلندمدت پایداری بالاتری دارد.

هنگام اجرای مهارهای انکراژ یا سازه های پشتیبان موقت، استفاده از مقاطع توخالی یا قوطی ضروری است و در نتیجه اطلاع از قیمت پروفیل به برنامه ریزی مالی پروژه کمک می کند.

کاربرد نیلینگ و انکراژ در پروژه های عمرانی

موارد مناسب برای استفاده از نیلینگ

نیلینگ بیشتر در گودهای با عمق متوسط (تا حدود ۱۵ متر)، در پروژه های شهری با محدودیت فضا، و در خاک های نسبتاً مقاوم استفاده می شود. این روش در احداث ساختمان های چندطبقه، پارکینگ ها و پروژه های بازسازی شهری بسیار متداول است.

موارد مناسب برای استفاده از انکراژ

انکراژ معمولاً در گودهای عمیق، پروژه های زیرزمینی بزرگ، تونل ها و سدها کاربرد دارد. همچنین در محل هایی که تغییر شکل مجاز دیواره باید بسیار محدود باشد، این روش بهترین گزینه است.

مثال های واقعی از پروژه های انجام شده در ایران

در ایران، پروژه های متعددی با استفاده از این دو روش اجرا شده اند. برای مثال، در ساخت خطوط متروی تهران و مشهد، روش انکراژ به دلیل عمق زیاد و شرایط خاک پیچیده مورد استفاده قرار گرفته است. در مقابل، بسیاری از پروژه های ساختمانی شهری در مناطق شمال تهران با روش نیلینگ اجرا شده اند که ضمن سرعت بالا، صرفه جویی اقتصادی چشم گیری نیز به همراه داشته است.

سوالات متداول