زهکشی
بدون شک آبهای زیرزمینی بزرگترین دلیل طبیعی ایجاد مشکلات در ساخت و سازهای عمرانی میباشد. به همین دلیل زهکشی یکی از الزامات همیشگی در پروژههای مختلف، بهعنوان مثال در خاکبرداری در زیر سطح آب زیرزمینی میباشد. زهکشی همچنین برای کارهای دائمی مانند شیروانیها و سدهای خاکی ضروری میباشد.
برخی مواقع مشکلات آب زیرزمینی برای مهندسین مجری سازه غافلگیرکننده شده و از آن با عنوان “شرایط آب زیرزمینی غیرمنتظره“ یاد میکنند و هزینه قابل توجهی را به کارفرما اعمال میکند. این در حالی است که مطالعات ژئوتکنیکی مناسب، میتواند بهراحتی اصطلاح “غیرمنتظره” را از شرایط آب زیرزمینی حذف نماید! در این شرایط یک کارفرمای با تجربه، به سراغ مشاور ژئوتکنیک خواهد رفت و او نیز پس از سازماندهی مطالعات ژئوتکنیکی، احتمالاً زهکشی را توصیه خواهد کرد. در چنین شرایطی انجام هزینه جزئی در ابتدای کار، مانع از هزینههای بسیار بیشتر در حین انجام کار میشود.
- روشهای مختلفی برای زهکشی آب وجود دارد از جمله: پ
- مپاژ ساده (پمپاژ حوضچهای)
- روش Well point
- روش چاه عمیق ( deep well system)
- روش Ejector Systems
- الکترواسمزیک
- زهکشهای قائم و افقی
- زهکش های ژئوسنتتیکی
قبل از اجرای خاکریزها، زهکشهای قائمی اجرا میشود تا مسیر زهکشی را کوتاه و سرعت آن را زیاد کند. زهکشهای قائم عموماً با الگوی لوزی شکل و در فواصل 2 تا 4 متر ایجاد میشود. فاصله دقیق آنها بستگی به ضریب نفوذپذیری افقی و سرعت مدنظر بستگی دارد.
لایه زهکش افقی
خاکریزهایی که روی خاک نرم ساخته میشوند با یا بدون زهکش قائم، نیاز به زهکش افقی در سطح زمین دارند. زهکشهای سنتی لایهای خاک با ضخامت حدود 1 متر و متشکل از مصالح درشتدانه بودند در سالهای اخیر استفاده از مصالح پلیمری مانند ژئوتکستایل ها و … بهعنوان زهکش استفاده شده است.
در سالهای اخیر استفاده از ژئوسینتتیکها در مسائل ژئوتکنیکی با اقبال گستردهای مواجه شده است. زمینه کاربرد وسیع این محصولات با اهداف مختلف از جمله زهکشی، آببندی، فیلتراسیون، جدایش، تسلیح و… در کنار آسانی حمل و نصب و دوام بالا و مقاومت در برابر شرایط محیطی و … باعث شده استفاده از آنها در زمینههای مختلف راهسازی، دیوار حائل، پایداری شیروانیها، کوله پلها و… طرفداران بسیاری داشته باشد.
یکی از موارد کاربرد ژئوسینتتیکها، استفاده از آنها در سیستمهای زهکش میباشد. زهکشهای سنتی لایهای خاک با ضخامت حدود ۱ متر و متشکل از مصالح درشتدانه بودند. اما در حال حاضر با ضخامت و فضای اشغالی بسیار کمتر و دوام بسیار بیشتر و حتی گاها هزینه بسیار کمتر میتوان از آنها استفاده نمود.
موارد کاربرد این ژئوسینتتیکها در زهکشی خاک عبارتند از:
3- زهکشی سازهها، دیوارهای حائل و کولههای پل
این روش از آرایشی از چاههای حفاری شده که هرکدام دارای یک پمپ شناور الکتریکی چندمرحلهای میباشند، تشکیل شده است. زمانی که آب از هر چاه پمپ میشود، تراز آب زیرزمینی پایینتر میرود.
این روش برای خاکبرداری های عمیق، خاکهای با نفوذپذیری متوسط تا زیاد و حجم بالای آب زیرزمینی مناسب میباشد.
این روش سادهترین روش زهکشی میباشد. در این روش به آب زیرزمینی اجازه جریان به داخل گودبرداری داده میشود و در حوضچههایی جمع میشود و سپس به بیرون پمپ میگردد. در برخی مواقع، این روش میتواند بسیار بهینه و مقرونبهصرفه باشد. با این وجود، تراوش کنترل نشده به داخل گود میتواند باعث ناپایداری و مشکلات اجرایی شود.
روش پمپاژ ساده، برای گودبرداریهای کمعمق در خاک نفوذپذیر و یا در گودبرداریهای عمیقتر در سنگ و یا خاک سیمانته که در آنها نگرانی از جهت پایداری زمین وجود ندارد، مناسب میباشد
 |
 |
الکترواسمزیک روشی است که کمتر مورد استفاده قرار میگیرد اما در مواقعی برای زهکشی خاکهای بسیار ریزدانه مانند سیلتها از آن استفاده میشود. در این روش القای جریان الکتریکی در خاک باعث حرکت آب زیرزمینی از قطب مثبت به قطب منفی میشود.
 |
 |
 |
از این روش برای کاهش تراز آب زیرزمینی برای ایجاد شرایط کاری پایدار استفاده میشود و مشکل از چاههایی با قطر کم میباشد که توسط لولهای به پمپی متصل میباشند.
پمپ با ایجاد خلأ در لوله، آب را از چاهها به بیرون میکشد. این روش در طول و یا دورتادور محل خاکبرداری استفاده میشود. حداکثر ارتفاعی که در این روش میتوان آب را با ایجاد خلأ به بیرون کشید، حدود 6 متر میباشد. برای استفاده از این روش در اعماق بیشتر میتوان همزمان با پیشرفت عملیات خاکبرداری، چاهها را در تراز مختلف نصب کرد. فاصله بین چاهها بستگی به ارتفاع افت تراز مورد نظر و دانهبندی خاک (ماسه) دارد (جدول زیر). زمان مورد نیاز برای زهکشی مؤثر نیز بستگی به دانهبندی خاک دارد بهعنوان مثال این زمان برای خاک ماسهای 1 یا 2 روز و برای خاک ماسه سیلتی تا چند هفته متغیر خواهد بود.
