دستورالعمل طراحی دیوار حائل و دایک بتنی Instructions Of Designing Concrete Retaining Wall and Dike Wall

هدف

هدف از تهیه این دستورالعمل توضیح روش طراحی دیوارهای حائل و دایکهای بتنی است.

محدوده اجرا

دیوارهای حائل برای نگهداری مصالح با شیب بیشتر از شیب طبیعی آن مصالح استفاده می شود. این دیوارها بجز در حالت مرسوم آن در نگهداری خاک برای نگهداری ذغال سنگ، سنگهای معدنی، آب و ... مورد استفاده اند. دیوارهای حائل بر اساس چگونگی ایجاد پایداری دسته بندی می شوند.

دیوارهای خاک مسلح (ژئوسنتتیک ها و شبکه های فلزی)

دیوارهای وزنی (بنائی یا بتنی)

دیوارهای طره ای (بتنی یا سپری)

دیوارهای مهاربندی شده (سپرها و اشکال معینی از خاک مسلح)

دایکهای بتنی برای نگهداشت محتویات مخازن در شرایط نشت و یا بروز خرابی مورد استفاده قرار می گیرد.

انتخاب نوع دیوار

انتخاب نوع حائل و دایک با توجه به مسائل اقتصادی و سرعت اجرا بین دیوارهای بتن مسلح و خاک مسلح با توجه به طول و ارتفاع دیوار خواهد بود. توصیه کتب فنی و اجرائی برای دیوارهای طره بتن مسلح برای ارتفاع زیر 4 متر و طول کمتر از 100 متر است. همچنین در نواحی شهری که ظاهر کار و دوام هزینه های اضافی را توجیه می کند و همچنین در منطقه ای که خاکریزی محدود است و یا استفاده از خاک موجود به عنوان خاکریز ضرورت دارد، دیوارهای حائل طره ای بتن مسلح توصیه شده است.

مراجع

UBC (Uniform Building Code) 1997

ACI 318

مبحث 9 مقررات ملی ایران

Process of building design

Foundation Analysis and Design. Bowels, Joseph E.

Principles of Geotechnical Engineering, Das Braja M.

نشریه 308 سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور

IPS

NFPA

تعاریف

تعاریف ندارد

نحوه انجام کار

تعیین نیروی جانبی ناشی از خاک

تخمین رانش استاتیک خاک بر دیوار

برای تخمین رانش خاک در حالت استاتیک برای حالت فعال و مقاوم بر دیوار عموما" از تئوریهای رانکین، کولمب و برای رانش خاک در حالت درجا (at rest) از رابطه Jaky استفاده می شود. با تغییر مکان دیوار به اندازه کافی گوه گسیختگی تشکیل شده و حالت رانش فعال و مقاوم (Active & Passive) ایجاد می شود.

دیوارهای حائل برای نگهداری مصالح با شیب بیشتر از شیب طبیعی آن مصالح استفاده می شود. این دیوارها بجز در حالت مرسوم آن در نگهداری خاک برای نگهداری ذغال سنگ، سنگهای معدنی، آب و ... مورد استفاده اند. دیوارهای حائل بر اساس چگونگی ایجاد پایداری دسته بندی می شوند.

رانش درجا (at rest) در حالتی که دیوار در حال سکون است خاک در حالت تعادل الاستیک قرار دارد.

برای خاک تحکیم عادی یافته:

OCR= فشار موثر خاک سربار موجود/فشار بیش تحکیمی

نحوه توزیع این رانش نیز بصورت مثلثی می باشد.

رانش خاک در حالت محرک

الف- تئوری رانکین

رانش خاک در حالت وجود آّب

در حالتیکه سطح ایستایی آب بالاست، تنش موثر با ضریب رانش درجا یا فعال به دیوار وارد می شود و فشار آب بصورت هیدرواستاتیکی (k=1) به دیوار وارد می شود. (شکل 1)

شکل 1- توزیع فشار محرک خاک (رانکین) بر روی دیوار حائل در حالتی که قسمتی از خاک غیر چسبنده پشت دیوار، زیر سطح آب بوده  و بر سطح آن نیز سربار گسترده ای اثر کند.

مقایسه بین روشهای رانکین و کولمب

در کارهای عملی محاسبه نیروی محرک موثر بر دیوار هم به روش کولمب و هم به روش رانکین انجام می گیرد. روش رانکین با توجه به سهولت محاسبات و محافظه کارانه بودن آن برای دیوارهای با ارتفاع کمتر از 4 متر استفاده می شود اما روش کولمب با در نظر گرفتن اصطکاک بین خاک و دیوار برای دیوارهای بلندتر مقرون به صرفه تر خواهد بود. در زمانی که شیب خاکریز =0 است نباید از روش رانکین برای محاسبه kp استفاده کرد، زیرا بر خلاف انتظار kp با افزایش  کاهش پیدا می کند.

برای دیوارهای با ارتفاع کم یا دیوارهای زیرزمین که بخاطر صلبیت زیاد و جابجائی کم امکان رسیدن به رانش محرک وجود ندارد از رانش در جا (at rest) برای محاسبه نیروها استفاده می شود.

رانش خاک در حالتی که خاک چسبندگی دارد.

رانکین و کولمب به صراحت به چسبندگی به عنوان یک پارامتر در محاسبات فشار جانبی اشاره  نکرده اند، اما با استفاده از دایره موهر در تنشها خواهیم داشت. (شکل 3)

این نکته نیز وجود دارد که بدلیل وجود ترک کششی آب سطحی باران در این ترک ها پر شده و فشار هیدروستاتیک اضافی بر روی دیوار ایجاد می کند.

فشارهای تراکمی ناشی از خاکریز رسی تا وقتی میزان حفره های هوا کمتر از 15% باشد و فشارها را بتوان به صورت درصدی از Su (Su=q/2 در آزمایش محصور نشده) بیان کرد، مهم نخواهد بود. همچنین فشار ناشی از تراکم با گذشت زمان کاهش پیدا می کند. در سایر موارد برای اطمینان می توان ضریب رانش را بین Kakko در نظر گرفت یا نقطه برآیند را در مکانی بالاتر از (0.3H) مثلا" در (0.4H) در نظر گرفت.

دیگر دلایل ایجاد فشار جانبی

تشکیل یخ : زمانی که آب منفذی در خاکریز منجمد می شود، امکان ایجاد فشارهای جانبی وجود دارد. این مساله در خاکهای غیر اشباع جزئی است. این مشکل را می توان با استفاده از خاکریز دانه ای و یا ایجاد سیستم زهکشی از میان برد.

فشار تورمی : در صورتی که خاکریز دیوار حایل رس منبسط شونده باشد و میزان رطوبت آن به بیش از حد زمان خاکریزی افزایش یابد، می تواند با منبسط شدن فشارهای جانبی بسیار بزرگی بر روی دیوار وارد کند. با ریختن خاک رس تحت شرایط کنترل شده و بدون کلوخه یا میزان رطوبتی بسیار بیشتر از حد بهینه این مشکل را می توان تخفیف داد.

شرایط رسیدن به حالت فعال یا مقاوم

میزان تغییر مکان افقی دیوار برای خاکهای مختلف برای رسیدن به حالت فعال و مقاوم در جدول زیر آمده است.         (  تغییر مکان افقی و H ارتفاع دیوار است).

فشار سیال در دایک

برای محاسبه فشار سیال همانند شکل 10 ، با حذف پارامترهای مربوط به خاک می توان به توزیع مثلثی فشار سیال رسید.

پارامترهای استفاده شده برای خاک

برای ماسه از مقادیر زهکشی شده استفاده شود. استفاده از مقادیر  کرنش صفحه ای حاصل از آزمایش برش مستقیم ترجیح دارد. در صورت نبودن اطلاعات آزمایشگاهی  با بررسی چشمی برای ماسه بین 30 تا 34 در نظر گرفته می شود.

برای خاکهای چسبنده عموما" از مقادیر Su استفاده می شود و معمولا" برای خاکهای عادی و کمی بیش تحکیم یافته مناسب است.

برای خاک بیش تحکیم یافته  حاصل از آزمایش برش زهکشی شده استفاده می شود.

آب موجود در خاکریز

وجود آب در خاکریز نامطلوب است زیرا آب وزن مخصوص و فشار جانبی را افزایش می دهد. در صورت تشکیل سطح ایستایی این تاثیر شدیدتر است. برای آب (ka=kp=1) خواهد بود. پدیده جنبی نامطلوبتر از آب و هوای سرد، منجمد شدن آب درون خاکریز و افزایش زیاد فشار جانبی است، که سبب جابجا شدن دیوار به سمت جلو می شود. این جابجائی معمولا" با ذوب شدن یخ بصورت کامل بازگشت پیدا نمی کند. با ساخت سوراخهای زهکش در پای دیوار می توان جلوی بسیاری از مشکلات ناشی از وجود آب را گرفت. مشکل اصلی در اینجا اطمینان یافتن از فرسایش خاکریز از طریق سوراخهای زهکش یا انسداد لوله های زهکش جانبی است. در صورت استفاده از ماسه باید آن را به درستی دانه بندی کرد. بطوریکه مصالح درشت در مجاورت وسیله زهکش و مصالح ریزتر بر روی مصالح درشت قرار گیرند.در حال حاضر قابل اعتماد ترین روش استفاده از زمین پارچه در سمت خاکریز پشت دیوار است تا علاوه بر امکان عبور آب، جلوی رد شدن مصالح ریزتر و بسته شدن زهکشها را می گیرد. هزینه اولیه این زهکشها در نگهداری و تعمیر طولانی مدت دیوار توجیه دارد.

تخمین رانش دینامیک بر دیوار

برای تخمین رانش خاک در حالت زلزله معمولا" از روش مونوبه- اکابه استفاده می شود. پارامترهای استفاده شده در این روش در شکل 5  نشان داده شده است.

هنگامیکه آب منفذی آزادی حرکت داشته باشد (خاکهای با نفوذ پذیری بالا مثل ماسه) جمله pwd=0.583wH2 (KN/m) تنها در سمت خاکریز استفاده می شود و موقعیت آن y=0.4H از پای دیوار است.

جمله pw فشار هیدرواستاتیک آب است در صورتیکه از Pwd استفاده نشود از این جمله می توان در سمت خاکریز استفاده کرد اما نباید از آن همزمان در هر دو سمت استفاده کرد. با توجه به اینکه توزیع رانش دینامیکی خاک بر دیوار حائل هنوز مشخص نیست برای بدست آوردن محل اثر نیروی مزبور از روشهای ساده شده ای از جمله روش سید و ویت من به شرح زیر استفاده می شود.

Pa : نیروی محرک کولمب

: نیروی محرک اضافی در اثر زلزله

با توجه به داشتن مقدار Pa و Pae خواهیم داشت

بنابراین نیروی محرک کولمب (Pa) در    و نیروی محرک اضافی زلزله   در H (0.5~0.6) بسته به توصیه های مختلف وارد می شود.

نکات زیر در استفاده از فرمول بالا باید در نظر گرفته شود.

Kh و Kv با توجه به شتاب طراحی زلزله برای منطقه مورد نظر بدست می آید. اغلب Kv مقدار صفر یا بسیار کوچکی خواهد داشت ولی در زلزله هایی نیز شتاب قائم زیاد سبب تخریب شده است.

برای  اصطکاک بین خاک و دیوار توصیه بین   است.

ترکیب بارگذاری

بر طبق آئین نامه UBC97 ضریب بار برای فشار خاک  1.6 ، برای بار قائم خاک و دیوار 1.4 و برای سربار زنده 1.6 می باشد. در روش طراحی تنش مجاز تمامی ضرایب 1 است اما نتایج طراحی محافظه کارانه خواهد بود. ترکیبات تنش مجاز برای کنترل واژگونی و لغزش و همچنین مقاومت خاک زیر پی دیوار مورد استفاده قرار می گیرد.

تخمین اولیه ابعاد دیوار

برای تخمین اولیه ابعاد دیوار با توجه به نتایج مرسوم بدست آمده در شکل 6 ابعادی پیشنهاد شده است. طبق اصول طراحی با توجه به ارتفاع دیوار و حداقل ارتفاع مدفون پی بر اساس عمق یخبندان این ابعاد انتخاب شده و بر اساس بارگذاریها، شیب خاک پشت، نوع خاک و محدویت برای تداخل با  سازه های اطراف با سعی و خطا به ابعاد بهینه بر اساس ضرایب اطمینان مورد نظر می توان رسید.

برای تخمین ارتفاع در دایکهای بتنی در ادامه  با حل چند مثال توضیح داده خواهد شد.

6-3    استفاده از کلید برش (Shear Key)

در مواردیکه پایداری کافی در مقابل لغزش امکان پذیر نباشد (معمولا" برای دیوارهای با ارتفاع زیاد) از کلید برش استفاده می شود. قرار دادن زبانه برش در زیر بدنه دیوار روش معمول است. (بدلیل امتداد دادن آسان آرماتور بندی بدنه دیوار از میان پی بدرون زبانه برش) اما ازلحاظ پایداری و احتمال لغزش بهترین موقعیت قرارگیری زبانه برش در انتهای پی در سمت خاکریز است. (شکل 7)

تعیین فشار افقی موثر بر دیوار حائل در اثر سربار (بر پایه تئوری الاستیسیته)

6-4-1    بار نقطه ای

6-4-2    روابط مربوط به ایجاد تنش افقی ناشی از بار نقطه ای قائم در داخل یک لایه همگن، الاستیک (کشسان) و همسان (ایزوتروپ) در اثر اعمال باری     نقطه ای بر صفحه، با فرض 5/0= بصورت زیر است. (شکل 8)

رابطه فوق  که مربوط به مقدار تنش افقی است، نمی تواند اثر درگیری دیوار (با خاک) را در نظر بگیرد. بر اساس نتایج تجربی این رابطه  به صورت زیر، برای هماهنگی با شرایط واقعی، اصلاح می شود.

چنانچه مقدار n (بدون بعد) را نسبت به   برای وقتی که  ، n=0.7,m=0.5 باشد رسم کنیم، شکل –b8 به دست می آید.

شکل 8- (a)  فشار افقی موثر بر یک دیوار حائل در اثر باری نقطه ای بر پایه تئوری الاستیسیته

(b) رسم مقدار n نسبت به

سربار خطی

در شکل 9  توزیع فشار افقی در اثر سرباری که یک بار خطی بوده و موازی با امتداد دیوار است، بر روی دیواره داخلی دیوار نشان داده شده است.

شکل اصلاح شده روابط مربوط به حالتی که سربار، خطی است به صورت زیر می باشد:

q= مقدار بار در واحد طول سربار است.

مقدار n نسبت به  xH)/q ( در شکل b-9 رسم شده است.

سربار نواری

شکل 10 ، سرباری به شدت q (در واحد سطح) که در فاصله m1 از دیواری به ارتفاع H قرار دارد، نشان می دهد. طبق تئوری الاستیسیته، مقدار تنش افقی x  در عمق z که بر روی دیوار اثر می کند از رابطه زیر به دست می آید.

زوایای  و  در شکل تعریف شده اند. در خاک در شرایط واقعی، رابطه قبل به صورت زیر در می آید:

توزیع   نسبت به عمق در شکل 10 نشان داده شده است. مقدار نیروی P موثر در واحد عرض دیوار که در اثر یک سربار نواری به وجود می آید، از طریق انتگر الگیری از مقدار x در فاصله z از صفر تا H قابل تعیین است. دانشمندی به نام جارگوییو (1981-Jarquio) مقدار P را به صورت زیر بیان کرده است:

نکات قابل توجه در استفاده از فرمول های رانش افقی الاستیک

هنکامیکه بار به دیوار بسیار نزدیک است معادله فشارهای جانبی کوچکی بدست می دهد. این نتیجه می توان به این مفهوم باشد که سربار بیشتر توسط دیوار قائم به پایین منتقل می شود تا توسط فشار جانبی.

فشارهای وارد بر دیوار محاسبه شده توسط معادله های فوق زمانی که فاصله دیوار تا بار بزرگتر از منطقه رانکین است بسیار کوچکند.

مطالعات تجربی نشان می دهد که فشار جانبی ناشی از بارهای متمرکز برای خاکهای متراکم بسیار کمتر از حالتی خواهد بود که خاک سست است و همچنین خاکریز دانه ای فشار جانبی بزرگتری نسبت به مصالح ریز دانه تر ایجاد می کند.

6-5 پایداری دیوار

شکل 11 پایداری کلی دیوار  را نشان می دهد. استفاده از =, Rankine Ka در (a) معمول است. برای   در (b) می توانید از  یا  استفاده کنید، زیرا "لغزش" در امتداد ab خاک به خاک است . در هر حال محاسبه   تقریبا" صحیح ترین است.

(b) فشار دیوار برای پایداری کلی در مقابل واژگونی و لغزش. Wc = وزن تمامی بتن (بدنه دیوار و پی)، Ws = وزن خاک در منطقه acde. به هر روش عملی بازوی لنگر xi  را به دست آورید. معمولا" با استفاده از بخشهایی با هندسه معلوم. از این فشار جانبی برای طراحی پی و ظرفیت باربری استفاده کنید.

(a) فشار وارد بر دیوار جهت استفاده برای برش و لنگر خمشی در طراحی بدنه دیوار. همچنین بر اساس شکل 11 با استفاده از B=B-2e و  واحد L=L=1 نمودار فشار ظرفیت باربری نشان داده شده است.

6-5-1 پایداری دیوار در مقابل لغزش و واژگونی

دیوار باید در مقابل لغزش ایمن باشد. بدین مفهوم که بین دال پی و خاک بستر  اصطکاک) (Fr کافی به وجود آید، ضریب ایمنی SF یا عدد پایداری Ns (به شکل11 نگاه کنید) عبارت است از :

تمامی جملات رابطه بالا در شکل 11  نشان داده شده اند. توجه داشته باشید که برای این محاسبه، نیروی کل قائم R برابر است با :

این چند نیروی قائم در شکل 11-(b)  نشان داده شده اند. در مواردی که بتن مستقیما" بر روی خاک متراکم شده بستر ریخته می شود، زاویه اصطکاک  بین دال بستر و خاک را می توان  در نظر گرفت. چسبندگی پی به خاک معمولا" کسری از مقدار چسبندگی است- (معمولا" از 6/0 تا 8/0 استفاده می شود(. در صورتی که احتمال فرسایش بخشی از خاک وجود دارد، میتوان از عمق کامل D در محاسبه Pp پنجه استفاده نکرد. برای مثال چنانچه در مقابل دیوار پیاده رو یا خیابان قرار داد از عمق کامل استفاده کنید (اما نه از سربار ناشی از پیاده رو یا خیابان، چرا که این سربار ممکن است تعویض شود). در موارد دیگر باید محل را ارزیابی کرد.

دیوار باید در مقابل واژگونی حول پنجه ایمن باشد. با تعریف جملات زیر می توان عدد پایداری N0 را در مقابل واژگونی محاسبه کرد:

X : محل R بر روی دال پی از پنجه یا نقطه 0. معمولا" لازم است که این فاصله در محدوده 3/1 میانی فاصله Ob باشد- یعنی    از پنجه

Pah= مولفه افقی فشار جانبی خاک Rankine یا Coulomb بر روی خط قائم ab در ش. 11-(b) (پشت "مجازی")

= فاصله در بالای بستر Ob تا Pah

Pav : مقاومت برشی قائم بر روی پشت مجازی که در اثر تمایل دیوار به واژگونی ایجاد می شود. این تنها محاسبه ای است که باید از Pav  استفاده کرد. زاویه  مورد استفاده Pav باید در حدود زاویه مانده r باشد، زیرا خاک گوه Rankine در حالت  شکل 11-  (b)قرار دارد و با تمایل دیوار به چرخش آن را دنبال می کند.

عدد پایداری N0 در مقابل واژگونی از رابطه زیر حساب می شود :

در دو معادله فوق عدد پایداری در محدوده ارائه شده باید ضریب اهمیت و مکان محل را منعکس سازد. بدین مفهوم که اگر شکست دیوار به خطرات جانبی یا آسیب دیدگی وسیع یک سازه مهم منجر می گردد، باید از مقادیر نزدیکتر به 2 استفاده کرد. در معادله بالا از ساده سازی زیادی در تخمین مقاومت در مقابل واژگونی استفاده شده است. واژگونی پای کار با مقاومتهای ضد رانش در نقاط زیر همراه است : (1) ناحیه فوقانی دال پی در محل پنجه، (2) منطقه ای در امتداد پاشنه در محل cb که تمایل به بلند کردن ستونی از خاک در امتداد خط ab سطح پشت مجازی دارد و (3) لغزش گوه Rankine در هر دو سمت ab. دیوارهای کمی تا کنون واژگون شده اند- (گسیختگی  معمولا"  در اثر لغزش یا برش بدنه دیوار( روی می دهد.

(WC+WS) و مکان   به بهترین شکل از تقسیم دیوار و خاک روی پاشنه به مستطیلها و مثلثها  تعیین می شوند، به طوری که به آسانی می توان سطوح ( و جرمها) را محاسبه کرد و مکان مرکز سطح را مشخص نمود. سپس به دست آوردن مقدار زیر کار ساده ای خواهد بود :

در صورت عدم وجود هر گونه مقاومت ضد رانش پنجه ( و/ یا نادیده گرفتن P’av) معادلات پیش گفته تا حدودی ساده می شوند.

6-5-2 پایداری در مقابل چرخش

در شکل 12 دیده می شود که در حالتهای معینی امکان چرخش دیوار به صورت نشان داده شده وجود دارد معمولا" در زمانی که لایه تحتانی کیفیتی ضعیف تر از خاک بستر دارد، این گسیختگی شبیه تحلیل پایداری شیروانی با استفاده از دایره های آزمایشی است. این محاسبات را می توان به صورت دستی انجام داد. از آن جا که باید چند دایره را (که همگی از نقطه پاشنه عبور می کنند) از نظر حداقل عدد پایدار Nr  مورد آزمایش قرار داد، کار زیاد موجود خود مانع محسوب می شود و باید از برنامه کامپیوتری برای تحلیل پایداری شیروانی برای این نوع مسئله استفاده کرد. کنترل عمومی پایداری شیروانی خاکریز غالبا" توسط روش سوئدی یا بیشاب صورت می گیرد.

گسیختگی برشی دیوار- خاک را می توان با روش دایره سوئدی تحلیل کرد. گسیختگی "کم عمق" زمانی رخ می دهد که خاک بستر گسیخته شود. گسیختگی "عمیق" زمانی روی می دهد که به صورت نشان داده شده در شکل، در زیر خاک بهتر، لایه خاک ضعیفی وجود داشته باشند.

6-5-3     بحث بیشتر در ضرایب اطمینان

با توجه به ضرایب اطمینان مختلف پیشنهاد شده در منابع مختلف یکی از ضرایب اطمینان معمول به شرح زیر است.

برای حالت استاتیک    S.F Overturning=2.0

برای حالت زلزله    S.F Overturning=1.5

برای کنترل لغزش دو حالت مورد بررسی قرار می گیرد.

1.5 حالت استاتیک

1.2 حالت دینامیک

هر کدام از حالات I,II که صحیح باشد کنترل لغزش انجام شده است. اگر خاک چسبندگی داشته باشد این مقاومت به اصطکاک اضافه خواهد شد.

ظرفیت باربری مجاز پی

پایداری پی در مقابل گسیختگی ناشی از ظرفیت باربری با اعمال ضرایب اطمینان مناسب بدست می آید که معمولا" این ضریب برای خاک دانه ای 2 و برای خاک چسبنده 3 در نظر گرفته می شود.

در این حالت معادله باربری Hansen  توصیه شده است.

که di ضریب عمق، ii ضریب مربوط به مایل بودن بار، N,Nq,NC ضرایب مربوط به اصطکاک داخلی خاک، D عمق پی (مقاوم در مقابل آب شستگی و عمق یخبندان)، B عرض پی، از ضریب شکل استفاده نمی شود(شالوده نواری). (رجوع به کتب مرجع خاک)

بعد از محاسبه qult  و اعمال ضریب اطمینان، این تنش مجاز با مثلث یا ذوزنقه تنش زیر پی دیوار مقایسه شده تا از آن بیشتر باشد. به منظور سهولت در انجام محاسبات می توان همانند شکل 11 عمل نمود.

زمانی که ظرفیت باربری خاک پایین است یا استفاده از دال بزرگتری عملی نیست، استفاده از پی شمعی ضرورت می یابد.

6-6    نشستهای دیوار

نشستها معمولا" تا زمان تکمیل شدن دیوار بر روی خاک دانه ای بستر به پایان می رسند، در صورتیکه خاک بستر اشباع و از مصالح چسبنده باشد، نشستهای تحکیمی در طول زمان رخ خواهند داد. برای دیوارهائی که حفاری در قسمت پاشنه و سپس باز گرداندن خاک را داریم بدلیل تفاوت بسیار اندک وزن بتن و خاک نشست بسیار کمی خواهیم داشت. در صورت وجود فشار خاکی جدید (در حدود 2 تا 3 متر خاکریزی(  نشستهای دراز مدت مهمی را در خاکهای چسبنده و نشست آنی در خاکهای غیر چسبنده خواهیم داشت. در این موارد راه حل های متفاوتی از جمله عریض کردن دال پی، ستونهای ماسه سنگی، تزریق دوغاب یا شمع می تواند بررسی گردد.

کنترل های سازه ای

6-7-1    کنترل برش پای دیوار

برای تخمین ضخامت دیوار توجه به برش در محل اتصال پی به دیوار (بحرانی ترین قسمت دیوار) ضروری است. البته در بند ACI318-11.7.5 روشی برای کنترل برش اصطکاکی وجود دارد که استفاده از آرماتورهای دیوار برای افزایش ظرفیت برشی را مجاز می داند.

6-7-2    کنترل خمش پای دیوار

مقدار آرماتور و ضخامت پای دیوار بر اساس لنگر حداکثر (با توجه به ضرایب بار) در پای دیوار محاسبه می شود. برای دیوارهائی با ارتفاع زیاد (معمولا" بالاتر از 5m) استفاده از دیوارهایی با مقطع متغیر برای صرفه جوئی در مصالح (با توجه به هزینه های اضافی قالب بندی) قابل توصیه است. این شیب می تواند در نمای جلوی دیوار یا قسمت خاکریز باشد. با توجه به اینکه لنگر در ارتفاع دیوار با توان سوم افزایش می یابد تغییر دادن میزان آرماتورهای اصلی قائم دیوار کاملا" توجیه پذیر است. این آرماتورها معمولا" در ارتفاع H/3 از پای دیوار (با توجه به طول وصله) تقلیل می یابند.

کنترل خمش و برش در مقاطع بحرانی پی

با توجه به شکل 13  مقاطع بحرانی و نحوه محاسبه لنگر و برش نشان داده شده است.

6-8    حداقل آرماتور

طبق آئین نامه UBC , ACI حداقل آرماتور برای دیوارهای حائل به شرح زیر است.

برای آرماتورهای قائم دیوار : برای میلگرد آجدار کوچکتر از   و fy4000kg/cm2

برای آرماتورهای افقی دیوار (کوچکتر از 16 و fy4000kg/cm2) 0.0020AC

0.0025AC

نسبت مساحت آرماتور به مساحت خالص بتن 0.0020Ac

و برای میلگرد های دیگر 0.0025Ac

برای دیوارهای با ضخامت بیشتر از 25cm دو لایه آرماتور موازی دو وجه دیوار با خصوصیات زیر لازم است: یک لایه بیشتر از نصف و کمتر از 2/3 کل آرماتور مورد نیاز در آن جهت با پوشش حداقل 5cm و حداکثر یک سوم ضخامت دیوار از سطح خارجی و لایه دیگر به اندازه باقیمانده آرماتور مورد نیاز در آن جهت باید با پوشش حداقل 5cm و حداکثر یک سوم ضخامت دیوار از سمت داخلی قرار گیرد.

6-9     درزهای انبساط،  انقباض و اجرائی

1- درزهای انقباضی : فواصل درزهای انقباضی بین 8 تا 12 متر توصیه می شود. این درزها با قرار دادن نوارهای باریک قائم بر روی قالب سطح خارجی بدنه دیوار شکل می گیرند که پس از سخت شدن بتن شیاری قائم ایجاد می کند.

2- درزهای اجرائی : سابقا" برای دیوارهای بلند بین بتن ریزی جدید و قدیم زبانه های در بدنه دیوار در نظر گرفته می شد اما اکنون استفاده از این زبانه ها مرسوم نیست و بتن جدید به سادگی بر روی بتن قدیمی قرار می گیرد.

3- درزهای انبساطی : بطور مرسوم  درزهای انبساطی در فواصل 16 تا 25 متر استفاده می شدند، ولی  اکنون اختلاف نظر در این مورد وجود دارد. زیرا استفاده از این درزها مستلزم درز قائم تمیزی است که با مواد قیری پر شود و یک انتهای میلگردهای اتصال عبوری از درز باید گریسکاری شده یا در یک غلاف جای گیرند تا امکان انبساط/ انقباض آنها فراهم گردد. تصور فعلی بر آن است که با وجود مقاومت برشی بالا در مقابل انقباض/ انبساط موجود در سطح پشتی به دلیل فشار جانبی خاک بعلاوه مقاومت اصطکاکی پی، وجود درز بی فایده است.

6-10    نمونه ای از جزئیات آرماتوربندی یک دیوار حائل

در شکل 14  موقعیت آرماتورها مشخص است. پوشش این آرماتورها در هیچ قسمت نباید کمتر از 5cm باشد. آرماتورهای حرارتی E چون زیر پوشش خاک هستند و تغییرات دمای کمتری را تجربه می کنند معمولا" از آرماتورهای F کمتر در نظر گرفته می شوند. آرماتورهای B1,B2 نیز با توجه به طول بلند دیوار ممکن است در H/3 وصله شوند.

6-11    سیمان مصرفی

در انتخاب سیمان مصرفی مورد استفاده در بتن به جنس خاک و شرایط محیطی می بایست توجه شود.

6-12    چند نکته در مورد دایکهای بتنی

طراحی دایکهای بتنی همانند دیوار های حایل صورت می پذیرد ،از آنجا که دایکها وظیفه نگهداری مایعات مخازن درون خود را دارا می باشند ، ارتفاع دایکها می بایست حداقل هایی را دارا باشد، ارتفاع مورد نظر توسط بخش Safety  می بایست تعیین گردد ، معمولا این ارتفاع در حدود 20 سانتیمتر بلند تر از ارتفاع ناشی از حجم مایع درون مخزن می باشد .

جزئیات تکمیلی بیشتر را در آیین نامه های NFPA ، NIOEC می توان یافت.

در شکلهای زیر نمونه ای از دایک های بتنی با جزئیات آمده است.

در صورت عدم دسترسی به اطلاعات ارتفاعی دایک از بخشهای مربوطه بطور نمونه برای تانک به قطر 46 متر و ارتفاع 12 متر ، ارتفاع مورد نیاز دایک به روش دستی به صورت زیر بدست می آید.

با فرض بیشترین مقدار مایع در تانک پر ، حجم تانک برابر خواهد بود با :

اگر طول و عرض دایک را 60 متر اختیار کنیم ، ارتفاع حداقل دایک خواهد بود :

به این ارتفاع می بایست 20-30 سانتیمتر (Free Board)  اضافه گردد. ارتفاع 5.5 متر در این حالت مناسب می باشد.

در حالات پیچیده تر بطور نمونه محدوده دایکی که شامل تانکهایی به ابعاد 30 متر قطر و ارتفاع 10.5 متر و 2 تانک به ابعاد 15 متر قطر و 6 متر ارتفاع و تانک دیگری به قطر 12 متر و ارتفاع 4.5 متر می باشد در صورتی که مساحت محدوده دایک 6510 متر مربع باشد،  ارتفاع دایک 1.6 متر باشد ، اگر تانک بزرگ دچار سانحه گردد (با فرض پر بودن تانک) خواهیم داشت:

حجم تانک بزرگ برابر است با

حجم تانک های دیگر برابر است با

حجم کل دایک برابر خواهد بود با :

و در نهایت حجم باقی مانده پس از کسر حجم سه تانک کوچک بیشتر از حجم تانک بزرگ خواهد بود که نشان دهنده انتخاب ارتفاع صحیح برای دایک می باشد

به عنوان یک پیشنهاد حداقل فاصله مابین پوسته تانک و لبه داخلی دیوار دایک 1.5 متر اختیار گردد.

تانکهای ناحیه دایکی دارای 2 یا بیشتر تانک به منظور عدم نفوذ نشتی های کم به محدوده اصلی دایک ، توسط جدا کننده هایی که ترجیحا کانالهای آبرو و یا حداقل دایکهای متوسط است از هم دیگر جدا شود.

ارتفاع حداقل دایکهای متوسط از 450 میلیمتر کمتر اختیار نشود.

معمولا طراح سازه اختیار عمل زیادی در تعیین ابعاد محوطه دایک و ارتفاع آن ندارد ، ابعاد محوطه معمولا در پلات پلن که توسط بخش لوله کشی ارائه می شود مشخص شده و ارتفاع آن نیز توسط بخش ایمنی تعیین می گردد ، بنا براین عمده کار مربوط به بخش سازه تعیین ضخامت دیوار و سایر جزئیات سازه ای می باشد.

Target

The purpose of these guidelines is to explain the design of retaining walls and concrete dikes.

Run range

Retaining walls are used to store materials with a slope higher than the natural slope of that material . These walls, except in its usual state of preservation, have been used for the maintenance of coal, mineral gems, water, and so on . Retaining walls are classified according to how they create stability .

Armed-ground walls ( geosynthetics and metal networks )

Walls ( concrete or concrete )

Concrete walls ( concrete or elongated )

Guarded walls ( shields and certain shapes of armed soil )

Concrete dikes to keep the contents of the tanks in a leak or failure is used.

Choose the type of wall

The choice of the type of retaining and dyke will be due to the economic issues and the speed of the run between the walls of the reinforced concrete and armed with respect to the length and height of the wall . Recommendations for technical and executive textbooks for reinforced concrete walls with a height of less than 4 meters and a length of less than 100 meters . Also, in urban areas where the appearance of work and durability justifies additional costs, as well as in an area where immersion is limited or the use of existing soil is necessary as an excavation, reinforced concrete retaining walls are recommended .

Reference

UBC (Uniform Building Code) 1997

ACI 318

Chapter 9 of the National Rules of Iran

Process of building design

Foundation Analysis and Design. Bowels, Joseph E.

Principles of Geotechnical Engineering, D as Braja M.

308 Publication Management and Planning Organization

IPS

NFPA

Definitions

Does not have definitions

How to do it

Determination of lateral force due to soil

Estimation of static drift of soil on the wall

In order to estimate the soil in a static state for active and resistant to the wall, it is generally " theories of Rankin, Coulomb, and for soil drift in in situ state (rest) From the relationship Jaky Used . The deflection of the wall enough to form G & E failure and drift mode active and robust ( A ctive & Passive) Is created .

Retaining walls are used to store materials with a slope higher than the natural slope of that material . These walls, except in its usual state of preservation, have been used for the maintenance of coal, mineral gems, water, and so on . Retaining walls are classified according to how they create stability .

Drift in place (at r est) The soil is in a state of elastic balance when the wall is still standing .

For solid soil consolidation :

OCR = Effective soil existing overhead pressure / pressure over consolidation

The distribution of this thrust is also triangular .

Drift in dirt

A - Theory Rankin

Soil throwing in the presence of water

, Where the static water level is high, the effective stress coefficient in situ or active thrust to the wall and hydrostatic water pressure (k = 1) It enters the wall . ( Figure 1)

Figure 1. Distribution of soil stimulus ( Rankin ) on the retaining wall in the case where a part of the non-sticky soil behind the wall is below the surface of the water and its surface has a wide overhead .

Comparison between Rankin and Coulomb methods

In practical work, calculating the effective force on the wall is done both by the Coulomb method and by the Rankin method . Rankine's method is easy to calculate and conservative for walls less than 4 meters in height, but the Coulomb method is more economical considering the friction between the soil and the wall for taller walls . When the gravel is sloping  = 0 Is not of the method for computing Rankin kp Because, contrary to expectations kp With increasing  Decreases .

For low-altitude walls or underground walls, due to its high rigidity and low displacement, it is not possible to reach the drift of the actuator from the drift in place (rest) Used to calculate forces .

Soil throwing in soil with soil adhesion .

Rankin and Coulomb explicitly adhere to the parameters as mentioned in the calculation of lateral pressure, but the stresses will be using Mohr circle. ( Figure 3)

It is also due to surface tension crack of rain water in cracks filled and additional hydrostatic pressure on the wall.

Condensation pressures due to clay clay until air cavities are less than 15% And pressures can be as a percentage of With you ( Su = q / 2 Unconfined test) stated, was not important. Also, the compression caused by condensation decreases over time . In other cases, you can ensure the thrust factor Ka  k  ko Consider the point at a higher point than (0.3H) For example, "in (0.4H) Consider .

Other reasons for creating side pressure

Ice formation : when pore water is frozen in the soils, there is a possibility of lateral pressures . This problem is in minor unsaturated soils . This problem can be resolved by using gravel gravel or creating a drainage system .

Inflatable Pressure : If the clay wall clay is expanding and the moisture content of the clay is increased, it can be applied to the wall by expanding the side pressure too high . It can be reduced by depositing clay under controlled conditions without moisture or moisture much more than the optimum level .

Conditions to get active or resistant

The horizontal displacement of the wall for different soils to achieve active and resistant status is presented in the table below .         ( Horizontal and horizontal change H Height of the wall ).

Fluid pressure in dyke

To calculate the fluid pressure, as in Figure 10 , the triangular distribution of fluid pressure can be achieved by removing soil parameters .

Parameters used for soil

For sand, use drained values . Use the values  The strain of the plate obtained from the direct cutting test is preferred . In the absence of laboratory information  By examining the eye for sand between 30 ° C until the 34 ° C To be considered .

For soils , the general is " of the values With you Usually used "for normal soils and little more is consolidated.

For overgrown soil   The result of the drainage cut test is used .

Water in the excavation

The presence of water in the excavation is undesirable because water increases the specific gravity and lateral pressure . This effect is more severe if static levels are formed . For water (ka = kp = 1) Will be . Side effect is more unfavorable than cold weather , frozen water inside the clay and excessive excessive pressure, which causes the wall to move forward . This displacement is usually "to a thaw completely return does not. By making holes in the drain in the wall can be from many of the problems caused by the presence of water it. The main problem here is ensuring the erosion of the embankment of the through holes drainage or obstruction drainage pipe side. If you use sand should be properly graded out. so that shows large in the vicinity of a drain and materials finer the materials coarse exposed. now the most reliable methods of land use fabric on the in addition to the embankment behind the wall to allow the passage of water, the rejection of finer materials and closing the Hksh To-one basis. The cost of maintenance and repair of the drainage in the long wall is justified.

Estimation of dynamic drift on the wall

To evaluate the earth in an earthquake usually "method of web-moon - the Cabello used. The parameters used in this way in Fig. 5 Shown .

When porous water has freedom of movement ( high permeability soils such as sand ) sentence p wd = 0.583  w H2 (CN / m) Only on the side of the excavation and its position y = 0.4H From the foot of the wall .

Sentence pw Hydrostatic pressure is water when it is from Pwd Do not use this statement to be used on the bark side, but it should not be used simultaneously on both sides . Since the distribution of dynamic soil drift on the retaining wall is still unclear for the purpose of obtaining the location of the force of the force by simplified methods, including the method of Seyyid And He d. I used the following .

Pa : Coulomb Momentum

: Excessive stimulus in earthquake

Given the amount Pa And Pae We will have

So Coulomb's driving force (Pa) At And additional earthquake stimulus At H (0.5 ~ 0.6) Depending on the recommendations, they will be imported .

The following points should be considered in using the above formula .

K h And Kv Due to the acceleration of the earthquake design for the desired area . mostly Kv Will be zero or very small, but the earthquake also caused damage to the high vertical acceleration.

To  Friction between the soil and the wall of the recommendation between Is.

Loading combination

According to the regulations UBC97 Load coefficient for soil pressure 1.6 , For the vertical load of the soil and the wall 1.4 And for live overhead 1.6 Is . In the design method, the tensile stresses are all coefficients 1 , but the design results are conservative . Allowable stress compounds are used to control overturning and slipping, as well as soil resistance below the wall .

Initial Estimation of Wall Dimensions

For initial estimation of wall dimensions according to the conventional results obtained in Fig 6 Dimensions suggested . According to the design principles , based on the height of the wall and the minimum buried height, based on the depth of freezing, these dimensions are selected and according to the loads, the backward slope of the soil, the type of soil and the limitations for interfering with the surrounding structures with effort and error to the optimal dimensions based on the coefficients Confidence can be achieved .

To estimate the height of concrete dikes, the following will be explained by solving several examples .

6-3    Use the cut key (Shear Key)

In case of adequate stability against sliding is not possible (usually "for walls with high altitude) of the main cutting is used. Insert tab incision on the body wall usual manner. (Because along the easy reinforcements of the body wall of following the cut into the tab), but in terms of stability and likely to slip after the position of the tabs at the bottom of the embankment is cut. (Figure 7)

Determination of horizontal pressure affecting the overhead wall ( based on the theory of elasticity )

6- 4 -1               Point load

6- 4 -2               Relations create horizontal stress due to vertical load point in a homogeneous layer, elastic (elastic) and mirrors (isotropic) the effect of time     Point on page , assuming 5/0 = M Is as follows . ( Figure 8)

This relationship is related to the amount of horizontal tension, the conflict can not wall (the ground) to consider. Based on the experimental results, this relationship is corrected as follows, for the duration of the actual situation .

If the amount n ( No dimension ) to For when , n = 0. 7 , m = 0. 5 Let's draw a shape - b 8 It is obtained .

Figure 8- (a) Horizontal pressure acting on a retaining wall due to point-based load The theory of elasticity

(b) Draw a value n Than

Linear overhead

In Fig 9   The horizontal pressure distribution is shown on the inner wall of the wall due to the load of a linear load parallel to the wall .

The modified form of the relationship to the state where the overhead is linear is as follows :

q = The amount of load per unit of overhead time .

the amount of n Than  xH) / q ( In Fig b -9 is drawn .

Tape overhead

Figure 10 , Heavy fighting q ( Per unit area ) at a distance m1 From wall to height H Located, shows . According to the theory of elasticity, the amount of horizontal stress  x In the depths z Which affects the wall, is obtained from the following equation .

Angles  And  Are defined in the form . In the actual condition of the soil, the previous relation is as follows :

Distribution As far as the depth is in Figure 10 Shown . Amount of force P Effective in a wall width unit created by a strip overhead, through an integral field of the amount  x in the distance z From zero to H Can be determined . A scholar named Jargoyu (1981- Jarquio ) Amount P As follows :

Notable points in the use of Elastic Horizontal Drift Formulas

As the load is close to the wall, the equation gives small side pressures . This result can be attributed to the fact that the overhead is transmitted by the wall vertically downwards rather than by the lateral pressure .

The pressure on the wall calculated by the above equations is very small when the distance between the wall and the load is larger than the Rankin area .

Empirical studies show that the lateral pressure due to concentrated loads for dense soils is much less than that in which the soil is loose, and also granular gravel has a larger lateral pressure than fine grain aggregates .

6-5 feet wall

Figure 11 Overall wall stability Shows . using  =  , Rankine Ka At (a) Is common . To At (b) You can from  Or  Use, because " slip " along ab Soil to soil . Anyway calculate Almost "is the most accurate.

(b) Wall pressure for overall stability against overturning and slipping . Wc = The weight of all concrete ( wall and ceiling ) , Ws = Soil weight in the area acde . Any practical method of anchor arm xi Get . Usually " using sections with known geometry . Use this side pressure to design the carrying capacity and load .

(a) Pressure on the wall to be used for cutting and bending anchor in the design of the wall fuselage . Also, based on Figure 11 using B  = B -2e And unit L = L  = 1 Load capacity diagram is shown .

6.5.1 Stability of the wall against slipping and overturning

The wall must be secure against slipping . That is, between the slab and the soil of the friction bed ) ( Fr. Enough, safety factor SF Or the stability number Ns (See Figure 11 Look ) is :

All statements equation in Figure 11 Are shown . Note that for this calculation, the total force is vertical R Is equal to :

These multi-power vertical in Figure 11 (b) Are shown . In cases where the concrete directly "poured on compacted soil bed friction angle  Between bed slab and soil can be  Consider . Following adhesion to the soil usually "a fraction of the amount of stickiness - (usually" of 6.0 to 8.0 is used ( . If there is a possibility of erosion of a part of the soil, full depth can be obtained D In calculation Pp He did not use a paw . For example, if you are in front of the wall of the pavement or the street, use full depth ( but not overhead from the sidewalk or street, because this overhead may be replaced ). In other cases, the location should be evaluated .

The wall should be secure against the rebound around the toe . The following sentences can be defined as the stability number N0 Calculated against reversal :

X : Place R On the slope of a paw or point 0 . Usually " it is necessary that this distance be within the range of 1 / 3th of the middle distance Ob - that is, From the paw

Pah = Horizontal component of side pressure of the soil Rankine Or Coulomb On the straight line ab In sh . 11- (b) ( Behind the " virtual ")

= Distance above the bed Ob until the Pah

Fig : Vertical shear strength on the virtual back because of the tendency of the wall to reverse . This is the only calculation to be made from Fig Used . Angle  Used Fig Must be around the angle ⇨ r Is, because the soil wedge Rankine In mode Shape 11- (b) It is positioned with the tendency of the wall to rotate it .

Stability number N0 In reverse, the following relation is considered :

In the above two equations , the stability number in the range should reflect the importance factor and location of the location . This means that if the risk of the side wall failure or damage resulting construct one large, quantities should be closer to 2. In the above equation , a great deal of simplicity in estimating resistance to overturning is used . The overturning of the work foot with anti-drag resistances is in the following places : (1) upper dipole area at the site of the paw, (2) an area along the heel in place cb Which tends to pick up a column of soil along the line ab The level has a virtual back and (3) a wedge slider Rankine On both sides ab . Little has been overturned walls - (rupture usually "by landslides or cut the body wall ( Happens .

 (WC + WS) And place The best form of partition walls and ground the heels of the square and like C are determined, so that it is easy to surfaces (and germs) calculated and determined the location of the center. Then it would be easy to obtain the following amount of work :

In the absence of any anti-thumb resistance ( and / or ignoring) P'av ) The above equations are somewhat simplified .

6-5-2 Stability versus rotation

In Fig 1 2 Can be seen that in certain situations the ability to rotate the wall as shown there is often "on the layer inferior poor quality of soil with D, the failure simulation analysis of slope stability using the circular pilot. The calculations it can be done manually. Since a few circle (all of the heel pass) the minimum number of sustainable No. The high workload itself is a barrier to be tested, and we need to use a more computational program to analyze the stability of the flux for this type of problem . Basic control embankment slope stability often "done by way of Sweden or Bishop.

The wall-to - wall shear failure can be analyzed by the Swedish circle method . Failure "shallow" occurs when the soil is ruptured. Failure "deep" occurs as shown in the figure below the soil better, there are weak soil layer.

6-5-3               More discussion on the confidence coefficients

According to the various reliability coefficients proposed in different sources , one of the common confidence coefficients is as follows .

For static mode

SF Overturning = 2.0

For earthquake mode

SF Overturning = 1.5

To control the slip, two modes are considered .

1.5 Static mode

1.2 Dynamic mode

Each of the scenarios I, II That is correct, the slip control is done . If the soil is adhesion, this resistance will be added to the friction .

Permitted cargo capacity

Following the failure of the stability bearing capacity is achieved by applying appropriate safety factors that usually "the coefficient for agricultural soils 2 and 3 are considered to be cohesive soil.

In this case, the bearing equation Hansen Recommended .

That di Depth coefficient ii Load related factor N  , Nq, NC The coefficients of internal friction of soil , D P-depth ( water scrubber and deep freeze depth ) , B Following width, the form factor is not used (the foundation tape). ( Refer to Soil Reference Books )

After the calculation qult And actions confidence level, the allowable stress with triangular or trapezoidal stress compared to those under the foundation wall is higher. In order to facilitate the calculation can be performed as shown in Figure 11.

When the load bearing capacity of the soil is low or the use of a larger slab is not feasible, the use of a plate is necessary .

6 6               Wall meetings

Meetings usually "until the completion of the wall on the soil seed bed to end, if the soil is saturated and materials sticky, meetings consolidation over time will occur. For walls that drilling at the heel and then back again Due to the very small difference in weight of concrete and soil, we have very little soil . If there is new soil pressure ( about 2 to 3 m of landing) ( Sessions important long-term non-sticky soils immediate meeting will be sticky soils. In these cases, different solutions can be explored, including the expansion of the slab, sandstone columns, slurry injection or candles .

Structural controls

6 7 -1               Control the cutting of the foot of the wall

To estimate wall thickness according to the following cut at the junction of the wall (the most critical part of the wall) is essential. Of course in the clause ACI 318 -11 . 7. 5 There is a way to control frictional shear wall reinforcement to increase the use of shear capacity permits.

6 7 -2               Control the bend of the foot of the wall

The amount of the armature and the thickness of the foot of the wall are calculated based on the maximum anchor ( according to load factors ) at the foot of the wall . For walls with high altitude (usually "above 5m ) The use of variable-level walls to save on materials ( due to the additional cost of formatting ) is recommended . This slope can be in the front view of the wall or section of the embankment . Since the anchor in the wall height increases with the cube of changing the original vertical reinforcement wall "is justified. This reinforcement is usually" in height H / 3 Of the wall (Due to the length of the patch) can be reduced.

Control of bending and cutting at critical sections of P

according to the picture 13   Critical sections and how anchoring and cutting are calculated .

6- 8               At least reinforcement

According to the rules UBC , ACI The minimum reinforcement for the retaining walls is as follows .

For vertical wall reinforcements : For gratings smaller than And fy  40 0 0kg / cm2

For horizontal wall reinforcements ( smaller than  16 And fy  40 0 0kg / cm2 ) 0.0020AC

0.0025AC

The ratio of the area of ​​the reinforcement to the net area of ​​the concrete 0.0020Ac

And for other bars 0.0025Ac

For walls with a thickness greater than 25cm Two layers of parallel wall reinforcement are needed with the following characteristics : one layer more than half and less than 2/3 Total reinforcement required in that direction with minimum cover 5cm And up to one-third of the wall thickness of the outer surface layer of hair as much of the remaining fittings reject the need for it to be covered with at least 5 cm And a maximum of one third of the wall thickness from the inner side .

6. 9 expansion joints, contraction and executive

1. Contraction joints : The contraction joints are between 8 and 12 m . These seams are formed by placing narrow vertical strips on the outer surface of the wall of the body, which creates vertical shear after hardening of the concrete .

3. Expansion joints : Expansion joints were traditionally used at intervals of 16 to 25 m , but now there is a difference of opinion . The current idea is that despite the high shear strength against the contraction / expansion of the back surface due to the side pressure of the soil, plus the frictional resistance of the P, the seam is useless .

6- 10 Examples of reinforcement details of a retaining wall

In Figure 14 The position of the reinforcements is clear . The coverage of these reinforcements in no part should be less than 5cm Is . Thermal Reinforcement E Because they are covered by soil and temperature changes less often experience " the reinforcement F Shorter taken . Reinforcement B1, B2 Also due to the long length of the wall may be in H / 3 To be patched .

6- 11 Cement consumed

The choice of cement used in concrete for soil and environmental conditions should be considered .

6- 12               A few tips about concrete dikes

Further details are in the regulations NFPA , NIOEC Can be found .

The following is a sample of concrete concrete dikes .

In the event that the Dike elevation data is not available from the relevant sections, for a tank with a diameter of 46 meters and a height of 12 meters, the required height of the dyke is manually obtained as follows .

Assuming the highest amount of liquid in a tank , the volume of the tank will be equal to :

If we set the length and width of the dike to 60 m, the minimum height of the dike will be :

This height should be 20-30 cm (Free Board) Added . The height of 5.5 meters is suitable in this case .

In more complex scenarios, the Dyke range includes tanks with dimensions of 30 meters in diameter and 10.5 meters in height and 2 tanks in the size of 15 meters in diameter and 6 meters in height and another tank in diameter of 12 meters and a height of 4.5 meters. If the area of ​​the range Dykes 6510 square meters, height of dikes 1. 6 meters, if the tank is big accident ( assuming full tank ) will be :

Big tank volume is equal to

The volume of other tanks is equal to

The total dyke volume will be equal to :

Finally, the remaining volume after the fraction of the size of three small tanks is larger than the volume of the tank, which indicates the correct height selection for the dike

As a suggestion, the minimum distance between the tank shell and the inner edge of the dyke wall should be 1.5 meters .

Dyke area tanks have two or more tanks separated by separators, preferably ducts or moderate dikes, in order to prevent leakage from penetrating into the main dike .

The minimum height for dikes should not be less than 450 mm .

Usually, the designer of the structure is not able to act much in determining the dimensions of the dike area and its height, the dimensions of the area are usually specified in the plot area provided by the plumbing section and its protection is also determined by the safety department , therefore the major work related to The structural part is the determination of the thickness of the wall and other structural details .