دیوار حائل چیست و انواع آن کدامند؟

در پروژه‌های عمرانی برای پیشگیری از رانش زمین یا جابجایی خاک در زمین‌های سست یا دارای اختلاف سطح، از دیوار حائل استفاده می‌کنند. این دیوارها انواع گوناگونی دارند و نوع ساخته‌شده با بتن مسلح یکی از رایج‌ترین و کاربردی‌ترین آن‌هاست. با وجود این دیوارها، خاک ریزش نمی‌کند و امکان اجرای پروژه‌های راهسازی یا ساخت محوطه‌های شهری فراهم می‌شود. در این مقاله با جزئیات بررسی می‌کنیم دیوار حائل چیست، چه انواعی دارد و چگونه ساخته می‌شود.

دیوار حائل چیست؟

در زمین‌هایی که اختلاف سطح، شیب یا گودی قرار دارد، احتمالا با فشار جانبی، خاک دچار ریزش می‌شود و خسارت به‌بار می‌آورد. دیوار حائل، دیواره‌ای است که در محل ریزش قرار می‌گیرد و به‌عنوان مانعی برای جابجایی خاک عمل می‌کند. این نوع دیوار باید با محاسبات مهندسی طراحی و اجرا شود تا نیروی لازم برای مانع شدن از ریزش خاک را تأمین کند. به‌عنوان مثال اگر ارتفاع خاک کم باشد یا حجم خاک زیادی دچار رانش نشود، از دیوارهای وزنی استفاده می‌کنند؛ اما در مواقعی که ارتفاع زیاد است یا احتمال رانش زمین با سنگ و خاک سنگین وجود دارد، باید از دیوارهای بتن مسلح به‌همراه پشت‌بند استفاده کرد.

انواع دیوار حائل

شناخت انواع دیوار حائل و کاربرد هرکدام از آن‌ها به شما کمک می‌کند متوجه شوید کدام سازه برای پروژه مورد نظر شما مناسب‌تر است. در ادامه انواع مختلف این سازه‌ها را نام می‌بریم و درباره ویژگی‌ها و کاربرد هرکدام توضیح می‌دهیم.

• دیوار وزنی: این سازه یک عملکرد ساده دارد؛ با وزن زیاد مصالحی که برای ساخت آن به‌کار می‌رود، مانع از فرو ریزش خاک می‌شود. این سازه را معمولا با بلوک‌های سنگین، سنگ یا بتن می‌سازند و بخاطر وزن بالا، تنها برای پروژه‌های کم‌ارتفاع مناسب است. دیوار وزنی این امکان را دارد که بخشی از بار ناشی از فشار خاک را به زمین وارد کند.
• سازه طره‌ای یا بتن مسلح: این سازه عملکردی مشابه دیوار برشی در ساختمان دارد. بخشی از آن به‌عنوان فونداسیون داخل زمین تعبیه می‌شود و بخش بالایی که بیرون از زمین است، از ریزش خاک جلوگیری می‌کند. فونداسیون این دیوارها معمولا بتن مسلح است و به آرماتوربندی دقیق نیاز دارد. این دیوارها صلب هستند؛ یعنی با نشست خاک تغییر شکل پیدا نمی‌کنند و با محیط سازگار نمی‌شوند.
• دیوار حائل پشت‌بنددار: این سازه مانند حائل بتن مسلح است و فقط در فواصل مشخص پشت‌بند دارد؛ این پشت‌بندها بخشی از نیروی واردشده از خاک را به زمین یا فونداسیون اصلی وارد می‌کند. در نتیجه امکان ساخت دیوار با ضخامت کم‌تر وجود دارد و برای پروژه‌های مرتفع قابل استفاده است.
• حصار گابیونی: گابیون نوعی توری است که فضای داخل آن با سنگ و مصالح سنگین پر می‌شود. این حصار در سازه‌های ویلایی به‌عنوان دیوارهای تزئینی و حصارهای لوکس کاربرد دارد؛ اما در مقیاس‌های بزرگ‌تر مانند سدها یا خاکریزها به‌عنوان دیوار حائل مورد استفاده قرار می‌گیرد که قابلیت تحمل نیروی بسیار زیادی دارد.
• حائل خاک مسلح: بعضی از انواع حائل‌ها مانند خاک مسلح یا گابیونی انعطاف‌پذیر هستند؛ یعنی با نشست خاک هماهنگ می‌شوند و بیشتر در پروژه‌های محیط‌زیست کاربرد دارند. برای مسلح‌سازی خاک از تسمه‌های فولادی یا عناصر تقویتی دیگری چون ژئوگرید و ژئوتکستایل استفاده می‌کنند. با این کار بخشی از خاک به‌عنوان دیوار حائل عمل می‌کند و مانع از ریزش و رانش زمین می‌شود.

روند ساخت دیوار حائل

فرایند ساخت این سازه‌ها پیچیده است و به‌ بررسی‌های مهندسی دقیق نیاز دارد. مهندسان باید شرایط زمین مانند جنس خاک، ارتفاع مورد نیاز برای دیوار، میزان نیروهای وارد‌شده بر دیوار و مواردی از این قبیل را مورد بررسی قرار دهند. براساس این داده‌ها باید مناسب‌ترین نوع دیوار حائل برای پروژه مورد نظر انتخاب شود و بعد از آن فرایند نصب و ساخت آن آغاز می‌شود. ساخت فونداسیون و مسلح‌سازی بتن زیرساخت یکی از مهم‌ترین مراحل این فرایند است و نقش میلگرد در ساخت دیوارهای حائل و فونداسیون آن بسیار حیاتی است. در ادامه به‌صورت خلاصه لیست مراحل ساخت این سازه را بیان می‌کنیم:

• گودبرداری و آماده‌سازی فونداسیون مورد نیاز برای حائل
• اجرای فونداسیون و مسلح‌سازی بتن با استفاده از میلگرد
• اجرای بدنه دیوار حائل با توجه به نوع آن (مثلا توری‌کشی برای حائل‌های گابیونی یا استفاده از بلوک برای حائل‌های طره‌ای)
• زه‌کشی و عایق‌بندی دیوار حائل برای پیشگیری از آسیب‌های ناشی از نفوذ رطوبت
• رنگ‌آمیزی و انجام تزئینات نهایی دیوار درصورت نیاز
• خاکریزی و ایجاد بستر خاک متراکم در قسمت پشتی دیوار حائل برای تثبیت سازه

بررسی علل ایجاد ترک ها در دیوارهای حائل

گاهی اوقات دیوارهای حائل دچار لغزش می‌شوند یا ترک‌هایی در بخش بتنی آن‌ها دیده می‌شود. در این صورت احتمال لغزش یا حتی واژگونی دیوار وجود دارد. با طراحی مناسب، عایق‌بندی و استفاده از زه‌کشی و پشت‌بندهای کاربردی می‌توان احتمال وجود ترک را به حداقل رساند. مهم‌ترین علت‌های ترک خوردن این سازه‌ها را در ادامه لیست می‌کنیم:

• لغزش بیش از اندازه خاک یا نرمی خاک زیر فونداسیون سازه
• رطوبت بالای خاک و نفوذ آب به دیوار حائل
• انجام محاسبات اشتباه و وارد شدن بار بیش‌ازاندازه محاسبه‌شده به دیوار
• آب‌بندی و زهکشی غیراصولی و نفوذ آب به دیوار
• ریزش خاک پیش از خشک شدن و گرفتگی کامل بتن

پیشگیری از ایجاد و پیشرفت ترک در دیوارهای حائل

مهم‌ترین راه برای پیشگیری از ترک، دقت زیاد در محاسبات و بررسی شرایط زمین است. اگر دیوار حائل با مهندسی دقیق طراحی شود و مراحل اجرا نیز مطابق با این طراحی انجام شود، احتمال ترک‌خوردگی به حداقل می‌رسد. انتخاب نوع دیوار حائل و اندازه مناسب برای تحمل بار ناشی از رانش خاک، مهم‌ترین نکات برای پیشگیری از ایجاد ترک است.

درصورت ایجاد ترک، مهندسان باید پایش انجام دهند تا متوجه شوند ترک پیش‌رونده است یا نه. درصورت پیشرفت ترک‌ها باید سوراخ‌های زهکشی ایجاد کرد. این سوراخ‌ها باید در فاصله 80 سانتی‌متری از یکدیگر ایجاد شوند تا آب جمع‌شده پشت سازه حائل، از طریق آن‌ها خارج شود. کاهش رطوبت و فشار وارد بر دیوار حائل مانع از پیشرفت ترک‌ها می‌شود.

کاربردهای دیوار حائل

به‌طور کلی هرجایی که احتمال رانش زمین و ریزش خاک وجود داشته باشد، به دیوار حائل نیاز است. این دیوارها کاربردهای گسترده‌ای دارند؛ از سازه‌های شهرسازی، راهسازی و سدسازی گرفته تا پروژه‌های زیست‌محیطی مانند بستر رودخانه‌ها و خاک‌ریزها. در پروژه‌های زیست‌محیطی معمولا از حائل‌های خاک مسلح یا گابیون استفاده می‌شود، اما در پروژه‌های شهری و عمرانی، حائل‌های صلب که پایه اصلی آن‌ها بتن مسلح است، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بررسی مقاومت سازه‌ای دیوار حائل در شرایط بارگذاری مختلف

دیوارهای حائل صلب که پشت‌بنددار هستند یا با فونداسیون بتنی ساخته می‌شوند، بیشترین مقاومت را دارند و برای سازه‌های مهمی که ارتفاع آن‌ها زیاد است، مورد استفاده قرار می‌گیرند. حائل‌های انعطاف‌پذیر مانند گابیون یا خاک مسلح، مقاومت سازه‌ای کم‌تری دارند. این نوع دیوارهای حائل بیشتر برای سازه‌های تزئینی و طراحی شهری که حجم خاک و میزان رانش آن کم‌تر است یا در پروژه‌های زیست‌محیطی که باید دستکاری در حداقل حالت ممکن باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نکات کلیدی در انتخاب دیوار حائل

انتخاب سازه مناسب باید باتوجه به مجموعه‌ای از عوامل انجام شود. شرایط زمین، نوع سازه‌ای که قرار است روی سطح ساخته شود، بودجه اختصاص‌یافته به پروژه و هزینه‌هایی مانند قیمت آهن آلات و مصالح ساختمانی چند فاکتور مهمی است که روی انتخاب نوع دیوار حائل تأثیر دارد. علاوه‌برآن، نکات جانبی برای انتخاب نوع این سازه وجود دارد که در ادامه آن‌ها را توضیح می‌دهیم:

• ظرفیت باربری خاک بستر و نوع خاک (رس، سنگلاخ یا شن) میزان گستردگی فونداسیون را مشخص می‌کند.
• باید بررسی کنید که نوع باری که خاک پشت دیوار به آن وارد می‌کند، اکتیو است یا پسیو. در بارهای اکتیو لازم است تغییرات را در نظر بگیرید.
• اگر در منطقه موردنظر سطح آب زیرزمینی بالاست، به حائل‌های قوی‌تر با فوندانسیون و زهکشی قوی نیاز است.
• درصورتی‌که به‌دلیل محدودیت فضا امکان ساخت پشت‌بند وجود ندارد، باید به‌سراغ سازه‌های بدون پشت‌بند رفت.
• ارتفاع سازه نیز در انتخاب دیوار حائل اهمیت دارد. در ارتفاع‌های کم، دیوار وزنی کاربردی است، اما برای ارتفاع زیاد باید از سازه بتن مسلح استفاده کرد.
• درصورتی که محدودیت‌ زمانی برای ساخت دیوار حائل دارید، می‌توانید از سازه‌های بتنی پیش‌ساخته استفاده کنید.
• درصورتی که احتمال لغزش یا واژگونی دیوار وجود دارد، باید از دیوارهای انعطاف‌پذیر استفاده کنید.