دیوار حائل در ساختمان چیست؟ انواع دیوار حائل را بشناسیم
با گسترش جمعیت شهرها علاوه بر مرتفع سازی ساختمان‌ها، نیاز به ایجاد طبقات زیرزمینی نیز به وجود آمده است. این طبقات زیرزمینی علاوه بر فشار ساختمان تحت تاثیر فشار خاک نیز قرار دارند. به همین جهت برای کنترل فشار افقی خاک در ساختمان‌ها و همچنین به عنوان یک سازه ی نگه دارنده، دیواری به نام دیوار حائل بین سازه اصلی و خاک اطراف پی ساختمان ساخته میشود. دیوار حائل در ساختمان سبب جلوگیری از ایجاد آسیب و به‌عنوان تکیه‌گاه جانبی مورداستفاده قرار میگیرد.
علاوه بر این دیوار حائل معمولاً برای کنار جاده‌ها، نزدیک ساحل دریا و دامنه‌های غیرطبیعی که ممکن است ساختار یک ساختمان را بر هم بزنند نیز طراحی میشود. دیوار حائل با توجه به کاربرد دیوار، شرایط محیطی، مقتضیات مالی، طول عمر مفید طرح و سایر موارد در انواع مختلفی ساخته میشود. ازآنجایی که دیوار حائل امروزه به یکی از پرکاربردترین سازه‌ها در حوزه راه و ساختمان تبدیل شده است در این مقاله شما را با انواع دیوار حائل و کاربردهای آنها بیشتر آشنا خواهیم کرد. معمولا در ساخت دیوار حائل انواع میلگرد و تیرآهن به کار برده میشود، جهت آسان تر کردن خرید برای شما در سایت پیوان آخرین قیمت تیرآهن را ارائه می‌دهیم.
دیوار حائل چیست؟
احتمالاً برای شما هم این پرسش مطرح شده است که چرا باید در پروژه‌های عمرانی ساختمانی و حتی دیگر موارد از دیوارهای حائل ساختمانی استفاده کرد. علت استفاده از دیوار حائل این است که خاک نیرویی را از سمت خود به دیوارها وارد می‌کندکه باید در مقابل آن مقاومت وجود داشته باشد. به همین جهت امروزه اکثر ساخت‌وسازها از دیوار حائل به‌عنوان یک مدافع و نگهبان سازه برای مقابله با فشار جانبی خاک در طبقاتی زمین استفاده می‌کنند.
در گذشته به جای دیوارهای حائل دیوارهای ضخیم بنایی استفاده می‌شده است که برای بناهایی با دو طبقه ارتفاع مناسب بوده اند. اما امروزه استفاده از دیوارهای ضخیم بنایی به‌عنوان جایگزین دیوار حائل دیگر منسوخ و بی کاربرد شده است و طراحان سازه‌ها با توجه به نیاز و شرایط سازه از انواع دیوار حائل استفاده می‌نمایند. عملکرد دیوار حائل تا حد زیادی وابسته به تسلیح خاک، تثبیت شیمیایی خاک و چند فاکتور مهم دیگر است. به همین جهت نیاز است قبل از آشنایی با انواع دیوار حائل با روش‌های مسلح کردن خاک و روش‌های مختلف بهبود ساختار آن آشنا شوید. زیرا تسلیح خاک باعث ساخت سریع و ارزان تر انواع دیوار حائل خواهند شد. بیشتر بخوانید: رول بولت چیست؟
مزایای استفاده از خاک مسلح چیست؟
به دلایلی که گفته خواهد شد در متن زیر استفاده از خاک مسلح به‌طور روزبه‌روز افزایش پیداکرده است. با گسترش علم، امروزه از مواد پلیمری و شیمیایی جدید برای تثبیت خاک استفاده میشود. این مواد دقیقا خواص مورد نیاز را به خاک اضافه می‌کنند.
- سرعت انجام کار را بالابرده و راحتی حمل‌ونقل مصالح را مورداستفاده در نما و تسلیح قرار داده است.
- قابلیت انعطاف‌پذیر بودن سازه‌های خاک مسلح را بر عهده خواهد داشت.
- قابل شکل‌پذیر بودن مصالح مورداستفاده قرارگرفته است.
- قابلیت کاربرد تسلیح کننده‌ها این خواهد بود که درشیب‌های گوناگون و شرایط خاک متغیر خواهد بود.
- به‌صرفه ازنظر اقتصادی خواهد بود و هزینه‌های کمتری در مقایسه با روش‌های مشابه و سنتی خواهد داشت.
روش‌های مختلف تسلیح خاک
سطحی که تمام سازه‌ها بر آن بنا می‌شوند، خاک است. از آنجایی که خاک در برابر شرایط اقلیمی و نفوذ آب بسیار آسیب پذیر است، ممکن است دچار گسیختگی و یا نشست شود و در نتیجه سازه ای که بر روی آن بنا شده است دچار آسیب میشود. به همین جهت امروزه از روش‌های برای تثبیت و تسلیح خاک استفاده میشود. مکانیزم رفتار خاک مسلح به این صورت است که مقداری از تنش‌های ایجاد شده در خاک را کاهش می‌دهد و در نتیجه باعث کاهش فشار بر روی دیوارهای خاک مسلح میشود. روش‌هایی که برای تسلیح خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبارتند از:
- تثبیت شیمیایی خاک: در این روش از مواد شیمیایی برای بهبود خواص خاک استفاده میشود.
- تثبیت سنتی خاک با قیر: استفاده از قیر یکی از روش‌های قدیمی تثبیت خاک است که باعث ایجاد چسبندگی در ذرات خاک میشود.
- تثبیت خاک با آهک: این روش نیز یکی از روش‌های قدیمی تثبیت خاک است و در مکان‌هایی مورد استفاده قرار میگیرد که کاهش خاصیت خمیری خاک مورد نظر است.
- تثبیت با سیمان: در این روش ذرات خاک در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و دانه بندی خاک عوض میشود. در نتیجه این تغییر مقاومت خاک افزایش پیدا می‌کند.
انواع دیوار حائل در ساختمان
دیوراهای حائل به روش‌های مختلفی دسته بندی می‌شوند. یک روش دسته بندی بر مبنای نحو واکنش به فشار‌های محیطی است. بر مبنای این دسته بندی دیوارهای حائل به دو دسته تقسیم بندی می‌شوند:
این دیوارهای حائل از نظر نشست با زمین هماهنگ نیستند و شامل دیوارهای حائل دیوار حائل غیر وزنی شامل: دیوار حائل طره ای و پشت بند دار، دیوار حائل وزنی شامل: دیوار حائل بنایی و بتنی، دیوار حائل عمیق شامل: سپرهای بتنی می‌شوند.
-
دیوارهای حائل انعطاف پذیر
این نوع دیوارها ساختاری از نظر نشستن هماهنگ داشته و به دسته‌بندی‌های زیر تقسیم می‌گردند: دیوارهای خاک مسلح با شبکه‌های پلیمری، دیوارهای قفسه‌ای، سپرهای فولادی، دیوارهای حائل تور سنگی. روش دیگر دسته بندی انواع دیوار حائل بر مبنای روش ساخت و مکانیزم عملکرد آنها است. بر مبنای این دسته بندی انواع دیوار حائل عبارتند از:
این نوع دیوار یکی از متداول‌ترین‌هاست و مکانیزم عملکرد آن به این صورت است که برای تحمل فشار جانبی خاک فقط به وزن خود متکی است. به‌طورکلی این دیوار بسیار بزرگ است چون برای مقابله با فشار افقی خاک به بار وزن قابل‌توجهی نیاز خواهد داشت. به همین جهت در زمان ساخت طراحی این پروژه لازم است که مسائلی چون وزن دیوار، واژگونی و نیروهای وارده آن را مدنظر قرار دهید. برای ساخت دیوار حائل وزنی از مصالحی مانند بتن، آجر یا سنگ استفاده میشود و هزینه ساخت آن پایین است. اما دیوار حائل وزنی تنها تا ارتفاع 3 متر اقتصادی است. به طور معمول، دیوارهای حائل آجری و سنگی در خاکریزهای ساده و دیوارهای حائل بتنی برای سدها به کار برده می‌شوند. برای مطالعه بیشتر: ابعاد چهارچوب فرانسوی
این نوع از دیوار حائل، نوعی از دیوارهای وزنی محسوب میشود. با استفاده از جعبه‌های پیش ساخته از چوب یا بتن ساخته می شوند البته در مواردی جهت افزایش سرعت از فلز نیز استفاده می شود. پس از انتخاب متریال جعبه‌ها را با سنگ خرد شده یا سایر مواد دانه‌ای درشت پر خواهند نمود و سپس یک ساختار زهکشی برای جلوگیری از حرکت و رانش آن نیز تعبیه می‌گردد. این نوع دیوار برای ارتفاع‌های 6 تا 9 متری که تحت فشار جانبی کم و متوسط قرار دارند، مناسب است.
دیوار حائل گابیونی یا پله دار یا قفسه‌ای نیز نوعی دیوار حائل وزنی محسوب میشود. این نوع دیوار حائل در واقع قفسه‌هایی از سیم‌های فولادی است که درون آنها از سنگ‌های معدنی و ساختمانی پر شده است. دیوار گابیونی با استفاده از سیم‌های متصل‌به‌هم فولادی سنگ‌ها را درون خود نگه می‌دارد و عموماً برای حفظ خاک تا ارتفاع کوچک‌تر از 3 الی 4 متر مورداستفاده قرار میگیرد. از دیوار حائل گابیونی به‌عنوان سازه‌های بادوام بالا و انعطاف عالی یاد میشود که سازگاری بسیار زیادی با محیط زیست دارد. به همین دلیل دیوار حائل گابیون برای آبخیز داری در محیط‌های طبیعی بسیار مورد استفاده قرار میگیرد.
نوع چهارم دیوار حائل، مدل طرهای است که از بتن مسلح ساخته میشود و دارای یک تیغه نازک و پایه بتن مسلح است و از بتن پیشساخته می‌باشد. از رایج‌ترین نوع دیوارها است که در سطح شهرها دیده میشود. این دیوار را می‌توان در محل پروژه ساخت و یا از قبل در کارخانه ساخته و سپس با استفاده از جرثقیل نصب نمود. دیوار حائل طرهای تا ارتفاع 4.5 متری بسیار خوب عمل می‌کند.
بیشتر بخوانید: نحوه اجرای شاتکریت در ساخت
-
دیوار حائل طرهای جلو بنددار و پشتبنددار
در مکان‌های که نیاز به استفاده از دیوار طره ای با ارتفاع بیش از 7 متر است باید یک سیستم مهار عمومی‌به نام جلوبنددار و پشتبنددار به دیوار طره ای اضافه شود. طره‌های پشتبنددار تیرهای مثلثی با عمق متغیر هستند و عرض آنها نیز معمولاً به‌صورت یکنواخت در نظر گرفته میشود. همین‌طور فاصله آنها با هم منظم و هم دست و تیغه و اسلب به هم متصل شده‌اند. استفاده از این نوع دیوارها باعث کاهش نیروی خمش ناشی از فشار زمین می‌گرد. هنگامی‌که تیرهای مثلثی در جلوی دیوار طره ای قرار بگیرد به آن طرهای جلو بنددار گفته میشود که مکانیزم عملکردی مشابهی با دیواره طره ای پشتبنددار دارد.
نوع دیگر دیوار حائل در ساختمان، دیوار حائل سپری است که با هدایت شمع‌های بتنی تقویت شده در کنار هم ساخته میشود به همین دلیل به آن دیوار حائل شمع‌دار نیز گفته میشود. برای ساخت این نوع دیوار شمع‌های بتنی به عمق موردنیاز برده شده و سپس باعث می‌شوند که نیروی دیوار دفع گردد. این نوع دیوارها را می‌توان به‌صورت موقت و دائم در انواع پروژه‌ها از جمله سازه‌های عمرانی و به‌عنوان دیواره پی مورداستفاده قرارداد. دیوار حائل سپری که با بتن ساخته میشود تا ارتفاع 6 متری مقرون به صرفه است. برای ساخت این نوع دیوار حائل می‌توان از ورق‌های فولادی نیز استفاده نمود اما این نوع دیوار حائل سپری از استحکام بسیار کمتری نسبت بتن برخوردار خواهد بود.
دیوار حائل علاوه بر در ساختمان سازی در سطح شهر و روستاها نیز مورداستفاده قرار میگیرد. در مکان‌های که امکان نصب سایر دیوارهای حائل وجود نداشته باشد یا یک دیوار نگهدارنده با ضخامت کم و توان بالا مورد نیاز باشد از دیوار حائل سپری مهار شده استفاده میشود. برای ساخت این دیوارها که ارتفاع زیادی دارند از میله‌ها یا کابل‌های بلند در اعماق زمین استفاده میشود و انتهای آنها نیز با استفاده از بتن مهار می‌گردد. به همین دلیل این دیوارها با عنوان میل مهار نیز شناخته می‌شوند. این دیوارها جهت استفاده روی خاک‌های سستی که روی سنگ‌های طبیعی قرار دارند می‌توانند گزینه‌های خوبی باشند.
پانل گچی یا دیوار گچی پیش ساخته یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در ساخت و ساز است که به دلیل مزایای زیادی که دارد، در سال‌های اخیر به سرعت جایگزین مصالح سنتی، مانند آجر و بلوک، شده است. پانل گچی از ترکیب آب و گچ ساخته میشود. این پانل‌ها معمولاً دارای سطح یکپارچه، صاف و موازی هستند و به شکل مکعب مستطیل ساخته می‌شوند. پانل گچی دارای مزایای زیادی نسبت به مصالح سنتی است. از جمله مزایای این مصالح می‌توان به سرعت اجرای بالا، قابلیت شکل‌پذیری و عایق حرارتی و صوتی اشاره کرد. با این حال، مقاومت کمتری نسبت به سایر مصالح ساختمانی دارد و نیاز به استفاده از قاب‌های فلزی یا چوبی برای نصب آن داریم.
آخرین نمونه استاندارد که از آن به‌عنوان ارزان‌ترین و مناسب‌ترین نوع دیوار حائل یاد میشود، دیوار حائل میخکوب شده نام دارد. این نوع دیوار با پنل، دیواره‌های موقت و بلوک‌های بتنی ساخته میشود. توسط پرکننده‌های گرانول پشتیبانی می‌گردد. توسط تقویت‌کننده‌ها در کنار هم قرار میگیرد. ممکن است از نوارهای فلزی یا مش‌های به هم‌پیوسته فلزی و مشکی نیز برای ساخت این دیوار استفاده شود. برای مطالعه بیشتر در این مورد: مش‌بندی دیوار
پایداری دیوارهای حائل
دیوارهای حائل باید در مقابل ناپایداری‌های که بیان خواهد شد در متن زیر باید اطمینان کافی وجود داشته باشد. بنابراین در مواردی که در متن زیر شرح داده‌شده باید کنترل‌های لازم برای داشتن اطمینان از پایداری باید شکل بگیرد:
ناپایداری خارجی
- واژگونی: واژگونی یعنی اینکه دوران که به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای در قسمت دیوار حول پنجه خودش وجود داشته باشد. دیوارها درزمانی پایدار خواهند بود که برآیند لنگرهای محرک باید کمتر از برآیند لنگرهای مقاوم بوده باشد. لنگرگیری زمانی انجام خواهد شد که نسبت به جلوترین نقطه پنجه شکل خواهد گرفت.
- لغزش: لغزش زمانی نمایان خواهد شد که برآیند نیروهای افقی به محرک بیشتر از برآیند نیروهای افقی مقاوم‌تر بوده باشد.
- ظرفیت باربری پی: گسیختگی برشی خاک زیر پی یعنی اینکه حداکثر میزان تنشی که اعمال‌شده است به خاک زیر پی باید کمتر از ظرفیت باربری مجاز خاک بوده باشد.
- لغزش عمیق: یعنی گسیختگی که برشی توده‌ای زده‌شده از خاک که دیوار نیز در درون آن بوده باشد. برای تحلیل کردن چنین شکل ناپایداری خواهید توانست از روش‌ها و نرم‌افزارهای رایج برای حل کردن شیروانی مورداستفاده قرار بگیرد. استفاده کردن از یک نرم‌افزار برای چنین روش‌های برای حل مسائل نه‌تنها کار را آسان خواهد کرد بلکه این امکان را خواهد داد که کنترل پروفیل‌های گسیختگی به‌طور زیادی را ارائه دهد.
ناپایداری داخلی چیست؟
گسیختگی و شکست سازه‌ای دیوارهای حائل ناپایداری داخلی خواهد بود. اگر دیوارهای حائل دچار ناپایداری داخلی شده باشد، در برابر لنگرها و برش‌های که به وجود آمده مقاومت کافی را نخواهد داشت. بحرانی‌ترین زمانی که باید به آن توجه داشت نقطه محل تماس ساقه به پی که هم در ساقه و هم در پی رخ‌داده است.
طراحی دیوار حائل زیرزمین
استفاده و طراحی دیوار حائل زیرزمین در ساختمان‌های مسکونی الزامی است. در پروژه‌های فاز دو که سازمان نظام‌مهندسی بر آنها نظارت دارد، طراحی و اجرای این دیوار برای زیرزمین‌ها، حداقل زیرزمین طبقه دو به پایین جز اصول کار محسوب میشود. اما معمولاً سازندگان ساخت این دیوار را بی‌نتیجه و منفی می‌دانند. درصورتی‌که چنین نیست. اگرچه ساخت دیوار حائل هزینه اضافه‌ای دارد اما باید اهمیت دیوار حائل را به یاد داشته باشید. عدم وجود آن می‌تواند موجب بروز حوادث خطرناکی شود و لازم است که حتماً در صورت وجود دو یا سه طبقه زیرزمینی ساخته شود. عملکرد دیوار حائل باعث میشود ساختمان مقاومتی بیش از آنچه طراح در نظر داشته است را داشته باشد.
یکی دیگر از مزیت‌های کلیدی ساخت دیوار حائل، انتقال تراز پایه با وجود دیوار حائل است. با وجود دیوار حائل در دور تا دور ساختمان می‌توان تراز پایه را به سطحی بالاتر انتقال دارد. دیوار حائل همچنین بر روی ضریب زلزله ساختمان نیز تاثیر گذار است. نکته ای در هنگام طراحی و اجرای دیوار حائل باید به آن توجه داشته باشید تفاوت دیوار برشی بتنی با دیوار حائل است. اگر چه این دو دیوار از نظر ظاهری به یکدیگر شباهت دارند اما عملکردهای کاملا متفاوتی دارند. همانطور که گفته شد وظیفه دیوار حائل تحمل فشار جانبی خاک است. در حالی که وظیفه دیوار برشی بتنی جذب نیروی زلزله می‌باشد.
برای ساخت سریع تر و کاهش هزینه‌های ساخت دیوار حائل کلیدی ترین کاری که میتوانید انجام دهید، طراحی نقشه دیوار حائل است. جهت تسریع روند کار می‌توان از نقشه دیوار حائل سنگی استفاده نمود و بر آن اساس کار را شروع کرد. بیشتر بخوانید خاموت چیست؟
عوامل مؤثر در انتخاب نوع دیوار حایل
قبل از آن که نوع دیوار حائل را انتخاب نمایید باید وضعیت خاک مکان مورد نظر را برررسی کنید تا نیروهای وارده به دیوار حائل توسط خاک را تعیین کنید. فشار خاک پشت دیوار حائل به سه صورت حالت سکون، حالت محرک و حالت مقاوم است. پس از بررسی وضعیت خاک باید مسئله ارتفاع متوسط دیوار را باتوجه‌به ارتفاع خاک‌ریز، برش و یا شیب زمین اندازه‌گیری شود. پس از آن مساحت دیوار، تغییرات امتداد دیوار در جهت‌های افقی و قائم، موقعیت و محل احداث دیوار نسبت به سایر سازه‌های مجاور باید مورد بررسی قرار بگیرد. در بحث اجرای دیوار حائل در ساختمان‌سازی، شرایط تحت‌الارضی و نوع پی موردنیاز نیز باید به‌درستی و کاملاً دقیق اندازه‌گیری شود.
سپس باتوجه‌به نیاز مقاومتی، ضخامت دیوار حائل تعیین میشود زیرا عملکرد دیوار حائل بستگی به ضخامت آن خواهد داشت. توجه داشته باشید که نوع و وسایل موجود در منطقه برای ساخت‌وساز نیز می‌تواند مسئله دیگری باشد که روی انتخاب ضخامت هم تأثیر می‌گذارد. میزان باری که ساختمان‌های اطراف هم وارد می‌کنند، می‌تواند یک عامل تأثیرگذار در تعیین مسئله ضخامت دیوارهای بتنی و حائل‌ها باشد. همچنین موقت و دائمی‌بودن دیوار نیز از عوامل مؤثر در انتخاب نوع دیوار حایل است. اطلاعات بیشتر: نقش خرپا در ساختمان
سخن آخر
در این مقاله سعی شده به پرسش‌های شما درباره دیوار حائل پرداخته شود و انواع دیوار حائل و کاربردهای هر کدام مورد بررسی قرار بگیرد. همچنین عوامل مؤثر در انتخاب نوع دیوار حایل معرفی شدند تا با بررسی دقیق هزینه‌ها را کاهش دهید و جلوی هزینه‌های دوباره کاری را بگیرد. توجه داشته باشید که بعد از اجرای دیوار حائل نیز باید به طور مستمر و دوره ای آن را مورد بررسی قرار دهید. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره سازه‌های صنعتی و ساختمانی میتوانید به سایت پیوان مراجعه کنید.
میلگرد
ورق فولادی
تیرآهن و هاش
پروفیل
نبشی
ناودانی
لوله و اتصالات
صنایع مفتولی
تخته و چوب
