دانلود رایگان سد سازی و چگونگی ساخت سدهای خاکریز

    —         —    

ارتباط با ما     —     لیست پایان‌نامه‌ها

... دانلود ...

توجه : این فایل به صورت فایل ورد (Word) ارائه میگردد و قابل تغییر می باشد


دانلود رایگان سد سازی و چگونگی ساخت سدهای خاکریز دارای 110 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد دانلود رایگان سد سازی و چگونگی ساخت سدهای خاکریز کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.

بخشی از فهرست مطالب پروژه دانلود رایگان سد سازی و چگونگی ساخت سدهای خاکریز

فصل اول: تعاریف و كلیات

فصل دوم : انواع دیگر سدهای خاكریز

فصل سوم: آب بندها

فصل چهارم: شالوده، نشست و تركها در سطح های خاكریز

فصل پنجم: اجرای آسفالت گرم و كنترل كیفی توسط آزمایشگاه فنی و مكانیك

فصل ششم: مواد افزودنی و تاثیر آن در آسفالت

فصل هفتم: فیلر و نقش آن در آسفالت

فصل هشتم: آسفالت های حفاظت شده

منابع و مأخذ

مقدمه
مفهوم سد در فرهنگ فارسی و عربی آن قدر روشن است كه هم در جامعه مهندسی و هم در عرف اجتماع مفهومی بی نیاز از توضیح دارد به طوری كه حتی مشتقات آن در فرهنگ ماكاملا مانوس است مانند سد معبر، سد راه، مسدود، انسداد و غیره. به هر حال معنای خاص آن عبارت است از بنایی كه بخشی را از بخش دیگر جدا می‌كند و غالباً به مفهوم دیوار یا سازه ای است كه از حركت آب (كلا یا جزئاً) جلوگیری نماید تا آب ذخیره گردد یا انحراف بیابد. برای معادل فارسی این واژه، گاهی «بند» به كار برده شده است مانند بند امیر، و در حال حاضر، بند به سدهای كوتاه گفته می شود. معادل انگلیسی واژه سد، dam است.
از دیدگاه مقررات اجرایی، ارزیابیها و رده بندیها، سدها را به دو گروه كوتاه و بزرگ تقسیم نموده اند:
سد بزرگ بر اساس تعریف پذیرفته شده «آی گلد» سدی است كه:
1) ارتفاع آن (فاصله بین پایینترین سطح پی عمومی آن تا تاج آن) بیش از 15 متر باشد؛
2) اگر ارتفاع آن بین 10 متر تا 15 متر است، یكی از شرایط زیر را داشته باشد:
الف- طول تاج از 500 كمتر نباشد؛ ب- ظرفیت دریاچه حاصل از آن سد از 6 10 متر مكعب كوچكتر نباشد؛ پ- حداكثر تخلیه سیلاب آن از 2000 متر مكعب در ثانیه كمتر نباشد؛ ت- سد دارای مسائل پیچیده یا مشكل در شالوده باشد به طوری كه نیاز به مطالعات و راه حل های خاص داشته باشد ث- در طراحی سد مسائل خاص غیر معمول وجود داشته باشد.
1-2 انواع سدها:
انواع سدها را می توان از دیدگاه مصالح، فرم ساختمانی، هدف از احداث سد، نوع سرریز یا ویژگی‌های دیگری رده بندی نمود. آنچه معمولا در نامگذاری ها مشاهده می شود عبارت است از: سد بتنی وزنی كه پایداری آن براساس وزن آن است، سد بتنی قوسی كه ممكن است تك قوسی یا دو قوسی باشد، سد بتنی پایه دار و پشت بند دار، سد پاره سنگی (كه سنگی و سنگریزه ای هم گفته می شود) و سد خاكی و پشت بند دار، سد پاره خاكی و پاره سنگی است. د رمقیاس های كوچك و موقت و به طور كلی محلی، از سدهایی از جنس چوب و مصالح ساختمانی نیز استفاده می شود یاد شده است. به عنوان یك طرح موقت ممكن، اخیراً از سدهای كوتاه لاستیكی نیز یاد می شود و ساخت آب بندهای پرده سپری به منظور نگهداری ارتفاع های كم آب نیز معمول است.
چنانچه سد نسبتاً بزرگی باشد و هدف از ایجاد آن ذخیره آب باشد سد مخزنی نامیده می شود. و در صورتی كه هدف از احداث آن انحراف مسیر رودخانه یا تقسیم آب به صورت موقت یا دائم باشد آن را سد انحرافی و یا بند انحرافی می نامند. ارتفاع بعضی بندهای انحرافی ممكن است به 8 متر و حتی 10 متر هم برسد. در گونه های مختلف سدها ممكن است سرریز سد از تاج سد بگذرد و یا مسیر دیگری بپیش بینی شود. در مورد سدهای بتنی عبور سرریز از تاج سد معمولا مشكلی ندارد ولی در خصوص سدهای خاكی و پاره سنگی، پیش بینی مسیر سرریز از روی تاج سد خاكی، متضمن قبول خطر فوق العاده زیادی است و همین علت تقریباً همیشه سرریز سد خاكریز در مسیر دیگری جز روی بدنه سد طراحی می شود. استثنائاً تعدادی سدهای خاكی كه سرریز آنها روی آنهاست گزارش شده است.
سدهای خاكی بیش از سدهای بتنی در معرض تخریب بوده اند و براساس گزارش های ICOLD (مثلا گزارش 1983, a) از میان 14700 سد بررسی شده، 1150 سد (یعنی 5/7 درصد) دارای نواقص جدی بوده اند و 107 مورد (یعنی 7/0 درصد) تخریب شده اند. بیش از 50 درصد خرابیها یا آسیب دیدگی ها سدهای خاكی در ضمن ساخت یا در اولین پر شدن بوده است. احتمال تخریب سدهای خاكی كه قبل از 1930 ساخته شده اند 5 مرتبه بیش از احتمال تخریب های حاصل از سرریز آب از روی سد در رتبه اول قرار دارد. حدود 80 درصد تمام سدهای از نوع خاكریز با ارتفاع كمتر از متر است و سدها نیز عمدتاً در همین گروه قرار داشته اند. در عین حال سبدهای بلندتر تخریب كمتری داشته اند ولی آ‌سیب دیدگی بیشتری نشان داده اند.
بعضی اطلاعات آماری
اشاره به بعضی ارقام آماری در یك بحث فنی، حتی به صورت نمونه و اجمال، روشنگر ویژگی مهندسی طرح ها در مقایسه با یكدیگر و نشانگر اهمیت نسبی بعضی از پروژه ها خواهد بود. در این جا بعضی از اطلاعات در دست از مأخذهای مختلف نقل می شود، هرچند نمی توان ادعا نمود كه حق مطلب در مورد كلیه ركوردهای زمانی با ابعادی بیان شده است.
قدیمی ترین سد دنیا
احتمالاً قدیمی ترین سد دنیا سد «الكفره » در 16 كیلومتری جنوب شرقی «هلوان » در مصر است كه بین سال های 2750 و 2950 قبل از میلاد (5000 سال قبل) با طول 115 متر و ارتفاع 12 متر ساخته شده است. بضی از مورخین اولین سدی را كه در تاریخ ثبت شده است مربوط به 4000 سال قبل از میلاد با طول 475 متر و عرض 15 متر می دانند كه 4500 سال از آن بهره برداری می شده است. همچنین سدی به طول 2/3 كیلومتر و 36 متر ارتفاع و 15 متر عرض در یمن ساخته شده بوده است كه آن را مربوط به 1700 سال قبل از میلاد می دانند و در قرن سوم میلادی بر اثر سیلاب منهدم گردیده است. سد داریوش روی رودخانه كر كه عمر آن بیش2500 سال است، و سد بهمن شیر دارای عمری بیش از 2000 سال و بند میزان در شوشتر با عمر 1700 سال و بند امیر روی رودخانه كر كه 1000 سال عمر دارد و هنوز در حال بهره برداری است از بندها یا سدهای باستانی محسوب می گردند.
حجیم ترین سد دنیا
احتمالاً پر حجم ترین سد تا سال 1973 یك سد خاكی است در آریزونای امریكا كه ارتفاع آن 33 متر، طول 85/10 كیلومتر و حجم مصالح آن 8 10*1/2 متر مكعب است.
بزرگترین سد بتنی
در واقع سازه بتنی، سد «گراند كولی » روی رودخانه كلمبیا در واشینگتون است. طول تاج آن 1391 متر و ارتفاع آن 183 متر، حجم آن 05/8 میلیون متر مكعب و وزن آن 6/21 میلیون تن است. نیروگاه آن توانایی تولید 9780 مگاوات را دارد. مطالعه این سد در 1933 شروع شده در مارچ 1941 ساخت آن آغاز گردیده و در 1942 پایان یافته است. هزینه احداث آن 56 میلیون دلار گزارش شده است.
بلندترین سد بتنی دنیا
سد «گرانه دیكسن » در كشور سوئیس است كه با ارتفاع 2854 متر و طول 670 متر در سپتامبر 1961 ساخته شد. هزینه این سد 372 میلیون دلار، و حجم آن 9/5 میلیون متر مكعب گزارش شده است.
بلندترین سد خاكی دنیا
سد خاكی «نورك » در روسیه با بلندی 300 متر و با طول تقریبا 730 متر و حجم 8/53 میلیون متر مكعب بلندترین سد خاكی دنیا تا تاریخ 1980 بوده است (شروع ساخت سد 1961و اتمام آن 1979 بوده است) البته سد دیگری از نوع خاكی با ارتفاع 335 متر در كشور روسیه در دست اقدام و مطالعه بوده است كه ممكن است تاكنون احداث شده باشد.
حجم سد خاكی «نورك» تقریباً 10 برابر حجم سد «گرانددیكسن» است در صورتی كه ارتفاع آن فقط 10 درصد بیشتر و طول آن فقط 5% بیشتر از آن است.
طولانی ترین سد دنیا
طویلترین سد دنیا به نام «كی‌یف» با ارتفاع 20 متر و طول 54 كیلومتر در كشور روسیه در سال 1964 تكمیل گردید. همچنین ساخت سدی به طول 99 كیلومتر با ارتفاع متوسط در كشور چین گزارش شده است كه ساخت آن در قرن 17 بوده است.
طولانی ترین بند دریایی با طول 3/32 كیلومتر و ارتفاع 6/7 متر در شمال هلند قرار دارد.
هدف از ایجاد سد ها و انتخاب نوع سد
اصولا سدها به منظور ذخیره آب و تامین آب شرب و كشاورزی و صنعت ساخته می شوند هرچند مهار سیلابها و ایجاد ارتفاع آب به منظور تامین انرژی پتانسیل برای ایجاد نیروگاه نیز می تواند از اهداف اولیه احداث سدهای بلند باشد. در مورد بندهای انحرافی، انحراف آب و یا تقسیم آن هدف اصلی را تشكیل می دهد. البته پس از احداث سد، دریاچه می تواند فواید دیگری از قبیل قایق رانی، پرورش ماهیها، و زیبایی طبیعت در برداشته باشد. در انتخاب نوع سد می توان انواع سدها را ابتدا به دو گروه رده بندی نمود: سدهای بتنی و سدهای خاكریزی ویژگی سدهای خاكریز كه ممكن است خاكی یا پاره سنگی باشد عبارت از این است كه این سدها را می توان بر شالوده های غیر سنگی نیز بنا نمود، از این رو محدودیتی از دیدگاه استحكام زمین مانع احداث آنها نمی شود. به طور كلی اگر عرض منطقه آبگیر (پهنای دره) خیلی وسیع باشد یا شالوده آن محل غیر سنگی باشد ساختن سد بتنی معمولا مقدور نیست یا در صورت امكان، اقتصادی نخواهد بود، در صورتی كه در همین شرایط احداث سد خاكریز هم مقدور می‌باشد و جای بررسی دارد. مواردی نیز وجود دارد كه مزایا و معایب هر دو نوع سد (خاكریز و بتنی) ممكن است تقریباً مساوی باشد در این شرایط تشخیص ارجحیت یكی بر دیگری بر عهده كارشناسان با تجربه است. بدیهی است طرح بهینه و تصمیم نهایی هنگامی قابل دفاع است كه جمیع عوامل موثر از قبیل عوامل اقتصادی وضعیت زمین شناختی، محل كارایی نوع سد برای هدف مورد نظر امكان ایجاد و حمل و نقل مصالح مورد نظر مدت زمان ساخت و گاهی مدت زمان انحراف آب، امكان دسترسی به نیروی انسانی، مسئله هزینه سرریز و حفاظت آن، مسائل مربوط به زیرابها و دریچه ها و حتی مسئله زیبایی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته باشد.
احداث سد اعم از كوچك یا بزرگ و اعم از بتنی یا خاكریز باید با اطمینان بسیار زیاد طراحی و اجرا گردد زیرا هزینه های اضافی كه برای اجرای صحیح و دقت در كار صرف می شود درصد زیادی را تشكیل می‌دهد؟ در صورتی كه وقوع حادثه و تخریب سد نه تنها سرمایه مادی ساخت آن را از بین می برد بلكه تلفات جانی زیادی را در بر دارد كه قابل جبران نخواهد بود. برای سدهای كوتاه می توان با افزایش ضریب اطمینان بررسی های اولیه را محدود نمود. ولی برای سدهای بلند، افزایش ضریب اطمینان، هزینه احداث سد را به شدت افزایش می دهد، از این رو مطالعات اولیه باید كامل باشد تا بتوان ضریب اطمینان را در حد معمول در نظر گرفت. به عبارت دیگر درصد هزینه ای كه صرف شناخت دقیق مباحث مربوط به طراحی می شود به مراتب كمتر از هزینه ای است كه باید برای افزایش ضریب اطمینان در ساخت سد مصرف شود.

مطالعات كلی جهت احداث سدها
صرف نظر از نوع سد كه در یك منطقه ساخته می شود مطالعات و بررسی هایی ضرورت می یابد كه بستگی به شرایط ناحیه، وضعیت آبگیری، وسعت حوزه آبگیر و وسعت دریاچه ای كه تشكیل می شود و وضعیت مصرف آب در پایین دست دارد. اهمیت مباحث مربوط به این مطالعات ضعف و شدت دارد.
این مباحث معمولا شامل موضوعهای زیر است:
هواشناسی و هیدرولوژی، زمین شناسی و زمین شناسی مهندسی، هیدروئولوژی، ژئوتكنیك و لرزه شناسی.
مسائل دیگری كه جدا از مباحث فنی فوق غالباً مورد توجه طراحان و كارفرمایان احداث سد در یك منطقه می باشد از مسائلی است كه به نحوی مربوط به شرایط اقلیم شناسی، كشاورزی و نوع آن مباحث اجتماعی منطقه، و موضوع زیست محیطی ناحیه است. به هر حال احداث سد در یك جمله وضعیت زیست محیطی را نسبت به آنچه كه قبل از احداث سد بوده است تغییر می دهد. قدر مسلم این است كه زمین های وسیعی زیر آب مستغرق می شوند و زمین های بسیار ویسعتری سرسبز و حاصلخیز می شوند در بخش هواشناسی و هیدرولوژی وضعیت بارندگی های سالانه سیلهای دوره ای و مقدار آبی كه تبخیر می شود و سرانجام ارقام سد، ظرفیت لازم برای سرریز سد، و وضعیت بادها، سرعت و امتداد آنها مشخص می شود. در مبحث زمین شناسی و زمین شناسی مهندسی باید وضعیت لایه های تشكل دهنده منطقه، نوع سنگ ها، سن آنها وضعیت چین خوردگی ها، گسل ها، روی راندگیها نوع رسوبات به لحاظ قدمت، طرز تشكیل و ارتباط لایه ها و رسوبات با یكدیگر و ارتباط لایه های موجود در آن محل با لایه های محل های مجاور مشخص می گردد. همچنین وضعیت آبهای زیر زمینی آبهایی كه به حوضه محل سد وارد می شوند و آبهایی كه ممكن است بعد از احداث سد و پر شدن دریاچه از آن خارج می شوند، ارتباط چشمه های ناحیه با حوزه سد، شرایط تغییرات زمانی آب چشمه ها و حركات آبها در سوهای مختلف، تغییرات زمانی سطح آب زیر زمینی، نفوذ پذیری لایه های مختلف، تخلخل و آبخوری لایه‌های مختلف، آبگذری در گسلها و درزه‌ها، همه از مواردی است كه باید در بخش هیدروژئولوژی با استفاده از وضعیت زمین شناسی مشخص گردد. تعیین وجود وضعیت كارستی، درزه های آبگذران و منطقه های خرد شده گسلی نیز از مسئولیت های شناخت های زمین شناسی و زمین شناسی مهندسی است.
در مبحث ژئوتكنیك و زمین شناسی مهندسی، وضعیت ژئومكانیكی لایه ها مثل مقاومت سنگ ها، تغییرات استحكام آنها، وضعیت پایداری شیبها یا عدم آن در بخش های مختلف دریاچه یا محور سد، پیش بینی امكان ناپایداری بعد از پر شدن دریاچه شناخت و مشخص كردن سنگ لغزش های قدیمی یا محتمل جدید، مشخص نمودن لایه های محتمل جابجایی مثل مارنها، واریزه ها پس از اشباع شدن بررسی تاثیر گسلهای در ناحیه و پیش امكان حركت آنها و شناخت و محاسبه خواص مكانیكی و دینامیكی لایه های زیر محل احداث سد بررسی می شود. تشخیص محل های مستعد روانگرایی، واگرایی، و حساسیت خاك ها نیز باید در این بخش انجام گیرد. معمولا تكمیل مطالعات ژئوتكنیك و گاهی شناخت دقیق چینه شناسی ولایه بندی منطقه و نیز در مواردی بررسی دقیق مبحث هیدرولوژیكی نیاز به مطالعات ژئوفیزیكی مانند لرزه نگاری و ژئوالكتریك و گاهی ثقل سنجی دارد تا مجموعه دیدگاههای زمین شناسی سطحی و ژئوفیزیكی و به كمك حفاری گمانه های اكتشافی بتواند وضعیت زمین شناسی مهندسی و هیدروژئولوژی را برای آن ناحیه كاملا معلوم نماید.
حفر گمانه های اكتشافی و مغزه گیری از آنها جهت شناخت لایه های تحت الارضی و تعیین خواص ژئومكانیكی آنها از كارهای بسیار معمول در مرحله مطالعات اولیه جهت احداث سد در یك منطقه است. عمق گمانه ها غالباً در محل محور سد تا حداقل 5/1 برابر ارتفاع محتمل سد برنامه ریزی می شود .مگر اینكه به لحاظ زمین شناسی سنگ های زیرین بسیار مشخص و یكنواخت باشد. در مبحث زمین شناسی و مطالعات زلزله از یك سو باید وضعیت لرزه زمین ساخت آن ناحیه و تعیین گسلهای فعال بزرگ ناحیه ای و كوچك محلی مشخص گردد و از سوی دیگر وضعیت آماری زلزله های اتفاق افتاده در گذشته و نیز متحمل در آینده در شعاع موثر از محل احداث سد مورد بررسی قرار گیرد و مشخص گردد كه ریسك لرزه خیزی آن محل و ریسك اثر زلزله های محتمل دیگر تا چه حد پیش بینی می گردد و در صورتی كه احتمال تاثیر وقوع زلزله ها برسد زیاد باشد. چه مسائلی را در طراحی سد باید مورد نظر قرار داد).
در تمام مطالعات اولیه و نیز در طراحیهای احداث سد نیاز به در دست داشتن نقشه توپوگرافی با مقیاس مناسب (مثلا 5000/1 و 2000/1 و گاهی 1000/1) می باشند. معمولا نقشه زمین شناسی و زمین شناسی مهندسی و هیدرولوژی بر همین مقیاس ها پیاده می شود. البته در طراحی و به منظور نشان دادن بخش های مختلف حسب مورد نقشه های با مقیاس بزرگتر (مثلا 500/1 و 100/1) مورد استفاده قرار می گیرد.
پس از محاسبات هیدرولوژی و با توجه به وضعیت و نقشه توپوگرافی و هیدروژئولوژی و انتخاب گزینه های محتمل برای احداث سد در آنها محلها می توان حجم آب قابل ذخیره را تعیین نمود و ارتفاع سد را مشخص كرد. در صورتی كه حجم رواناب بسیار زیاد باشد ارتفاع سد براساس ملاحظات دیگری مانند وضعیت توپوگرافی منطقه امكانات اقتصادی و امكان فنی ایجاد سد و مسائل محتمل دیگر تعیین می شود.
ترسیم نمودار حجم- ارتفاع و سطح دریاچه- ارتفاع از مقدماتی ترین تخمینهایی است كه قبل از طراحی سایر قسمت و انتخاب نوع سد باید مشخص گردد زیرا بر این اساس حجم قابل ذخیره آب، مقدار مصرف، ارتفاع نهایی سد، و رقم سرریز مشخص می گردد. از آنجا كه بررسی تفصیلی مبحثهای ذكر شده در بالا بسیار تخصصی و دقیق است. معمولا برای تبیین مطالعه هر مبحث نیاز به كارشناس مختصص همان مبحث است. هرچند سرانجام به منظور تلفیق این نتایج با یكدیگر باید هماهنگی مشتركی بین كلیه نتیجه گیری های مجزا صورت گیرد.

فصل دوم
انواع دیگر سدهای خاكریز
سدهای پاره سنگی
اصطلاح پاره سنگی یا سنگریه‌ای یا سنگی برای سدی به كار می رود كه قسمت عمده آن (یا تقریباً تمام آن) از قطعه سنگ هایی تشكیل شده باشد كه بر روی هم ریخته اند. پاره سنگ ها را از معدن نزدیك محل سد و یا از هر منبع دیگری می آورند. سنگ ها باید با مقاومت كافی و مقاوم در برابر اثر آب و هوا باشند. قطعات سنگی به وزن بین 15 تا 20 كیلوگرم و گاهی تا 20 تن نیز قابل استفاده اند، گرچه عملا خارج از این دو حد نیز ممكن است وجود داشته باشند. سنگها یا با جراثقال به محل حمل شده و از ارتفاعی ریخته می شوند و یا به وسیله كامیون حمل می شوند.
اولین سدهای پاره سنگی در نیمه های قرن 19 در غرب آمریكا ساخته شده اند، گرچه در آن زمان بیشتر در زندیك معادن از این نوع سدها ساخته می شد و از مهارت معدن كاران در این زمینه استفاده می گردید. و روی سطح بالا دست با الوار چوب پوشیده می شد تا حتی الامكان نفوذناپذیر گردند. بعداً این گونه سدها توسعه تعریف فوق الذكر است. و یا سدی كه در بزرگترین مقطع اقلاً نصف آن را قطعه سنگ های بر هم انباشته شده تشكیل دهد. در این قبیل سدها سنگ های گوشه دار ارجحیت داردند.
گرچه تاریخچه سدهای پاره سنگی نسبت به سایر سدها جدید تر است، با وجود این توسعه این سدها در زمان كوتاهی صورت گرفته است، مثلا تا قبل از سال 1925 فقط 8 پاره سنگی در ایالات متحده و 4 سد پاره سنگی در سایر نقاط دنیا گزارش شده است كه ارتفاع آنها به 30 متر می رسیده است، ولی در سال 1967 ارتفاع این نوع سدها به 145 متر می رسیده است ولی در سال 1967 ارتفاع این نوع سدها به 145 متر می رسد. در مورد ساخت و سرعت عمل ساخت آنها نیز تحولاتی پیش می آید، به طوری كه در سال 1967 در آمریكا ارتفاع سدهای پاره سنگی با مغزه مركزی به 2130 متر می رسد.
همانطور كه در جدول مشاهده می شود از سدهای خاكریز ساخته شده در ایران سدهای گلپایگاه مهاباد و قشلاق (وحدت) از نوع پاره سنگی است.
در كشورهای مختلف بر حسب نوع مصالح در دسترس و شرایط محلی درصد ساخت سدهای پاره سنگی نسبت به سایر انواع سدها متفاوت است. مثلا در كشور نروژ از 250 سد بلند 172 سد از نوع خاكریز است و از این تعداد 159 مورد از نوع پاره سنگی است و از این 59 مورد، 109 سد با مغزه خاكی یخچالی، 9 سد با مغزه بتنی، 7 سد با مغزه بتنی آسفالتی، 4 سد با مغزه قیرسنگی و 1 سد با مغزه سنگ خرد شده نرم و 29 سد با پوشش آب بند است.
شیب دامنه های سد پاره سنگی را می توان حدود زاویه قرار پاره سنگ ها گرفت. هرچند امروزه در مقاطع تیپ این سدها در شرایط مختلف مقدار دقیقتری برای شیب ها تعیین كرده اند. همچنین مصالح دیگری با درصد قابل توجهی در سدهای پاره سنگی به كار می رود كه باید ضرورتاً این مصالح كمتر از 50 درصد كل سد را تشكیل دهند.
سدهای پاره سنگی در نقاط زلزله خیز مناسب‌تر از سدهای خاكی می باشند. در سدهای پاره سنگی نوعی آب بند ضرورتاً لازم است و از این لحاظ انواع آنها به قرار زیر می باشد:
1) سد پاره سنگی با پوشش نفوذناپذیر بر دامنه بالا دست
2) سد پاره سنگی با مغزه خاكی مایل
3) سد پاره سنگی با مغزه مركزی كه این مغزه نیز ممكن است نسبتاً نازك تا خیلی ضخیم باشد.
پوشش بالادست كه امروزه از بتن یا آسفالت یا تركیبی از این مواد ساخته می شود در قدیم و در سدهای پاره سنگی اولیه از چوب تهیه می شد. این پوشش چنانچه از بتن باشد حتماً باید مسلح ساخته شود كه در آن فولاد به كار رفته حداقل 5/0 درصد است و درصد آن در امتداد افقی بیش از امتداد دیگر می باشد. وجود فولاد به علت مقاومت بیشتر پوشش در برابر شكسته شدن حاصل از نشستهای نامساوی است. استفاده از آسفالت نیز به علت انعطاف پذیری بیشتر آن نسبت به بتن می باشد. همچنین ساخت پوشش به صورت ورقه های متناوب از بتن و آسفالت معمول است. استثنائاً ممكن است پوشش را از ورقه های فولادی به ضخامت 6 تا 8 میلیمتر نیز تامین نمود.
در صورتی كه پوشش بتنی مورد استفاده باشد آن را به صورت قطعاتی مجزا و غیر یكپارچه می سازند. تا در برابر تغییرات درجه حرارت و نیز در برابر نشستهای نامساوی موضعی مقاوم باشد. مسئله قرار دادن درزها در بین قطعات بتن از مسائل نسبتاً مشكل است كه معمولا به كمك الوار چوب، یا اسفالت و غیره این درزها پر می شوند. به منظور یكنواختی سطح دامنه بالا دست جهت قرار دادن پوشش نفوذ ناپذیر در سطح جبهه بالادست سنگها به طور مرتب چیده شده و روی آنها به ضخامت حدود 15 تا 20 سانتی متر شن و قلوه سنگ قرار داده می شود و آنگاه پوشش بتنی به ضخامت 30 تا 100 سانتی متر ساخته می گردد. ادامه این پوشش باید در شالوده نیز وجود داشته باشد. و در شالوده های غیر سنگی، ادامه پوشش بالادست به صورت پرده سپر در شالوده كوبیده می شود و آنگاه با بتن آب بندی می گردد. عمق نفوذ پوشش بتنی در سنگ شالوده از 6/0 تا 2 متر معمول است كه این عمل به وسیله حفر ترانشه ای در سراسر طول سد صورت می گیرد. چنانچه بستر ترانشه خرد شده و دارای ترك ها و شكافهایی باشد با تزریق ملات مناسب آب بندی می گردد.
در مواردی كه به جای پوشش بتنی از مغذه خاكی استفاده می شود ممكن است مغزه خاكی به طور مایل در بالا دست قرار گیرد، كه در این صورت معمولا از 1 تا 10 درصد كل حجم تشكیل می دهد. در مواردی كه مغزه خاكی مركزی ساخته می شود حجم آن تا كمتر از 50 درصد كل حجم سد نیز می رسد و به این ترتیب سد پاره سنگی به سدی مركب از سنگ و خاك تبدیل می گردد. مغز خاكی در هر حال باید به طور كامل كمپكت شده و طرفین آن به وسیله فیلتر مطبق مجهز باشد.
به لحاظ طرح و از نظر طراح در سد پاره سنگی نسبت به سد خاكی مطبق تفاوت بین طرح و آنچه كه ساخته می شود زیاد تر است و قطعیت نتایج كمتر می باشد زیرا در سدهای خاكی مطبق خواص فیزیكی مهم مواد را می توان قبل از بنای سد در آزمون های آموزشگاهی به خوبی و با دقت تعیین نمود و در عمل تقریباً همان خواص را به دست می آورد، در صورتی كه خواص فشار پذیری سد پاره سنگی را نمی توان در آزمایشگاه تعیین نمود و به ویژه اینكه خواص پاره سنگ های استخراج شده از نقطه ای به نقطه ای دیگر متفاوت است و حتی میزان گرادیان هیدرولیك ایجاد شده در سد را نیز نمی توان دقیق مشخص نمود.
شالوده سدهای پاره سنگی حتی الامكان باید سنگی باشد هرچند تا آن حد استحكام كه برای شالوده سدهای بتنی منظور می گردد، در این مورد ضرورت ندارد و می توان بر سنگ های متوسط مانند سنگ های شیستی نیز اطمینان نمود. شالوده آبرفتی كه با چسبندگی كم، مقاومت زیاد دارند نیز قابل استفاده اند. تغییر شكل در سدهای پاره سنگی شامل دو بخش است كه یك بخش به علت وزن خود سنگریز و بخش دیگری به علت فشار آبی است كه پس از پر كردن سد روی بخش نفوذ ناپذیر سد وارد می آید. تغییر شكل آنی كه به هر علت هر یك از این دو عامل باشد با یك مقدار تغییر شكل تدریجی و اضافی تعقیب می شود كه با یك نرخ كاهش یابنده ای ادامه می یابد. عملكرد این فرایند مانند عملكرد تغییر شكل لایه ای از ماسه غیر چسبنده در زیر بار ثابت است. در حقیقت به علت بار ثابت دانه ها به تدریج جا به جا شده و یا گوشه های آنها شكسته و جایهای اندك ادامه می یابد.
اكثریت تغییر شكل در سدهای پاره سنگی به علت وزن سد است و در ضمن بنایی صورت می گیرد و بعد از بنایی سد تقریبا متوقف می گردد مگر به علت یك جنبش ناگهانی كه در این هنگام تغییر شكل جدیدی متحمل است.
شكل (2-2) تغییر شكل نقاط مختلف بدنه به یك سد پاره سنگی را به صورت ترازهای تغییر شكل های قائم مساوی نشان داده است. این ترازها مربوط به دامنه بالا دست سد «سالت اسپرینگ » در كالیفرنیا می باشد كه ارتفاع آن 100 متر از قطعه سنگ های محكم و سالم گرانیت و با پوشش بتن مسلح در بالا دست (در سال 1329) ساخته شده است. پر شدن مخزن در دفعه اول 2 سال طول كشیده است و حداكثر تغییر شكل قائم دامنه بالادست پس از پر شدن حدود 2/1 متر در نقاطی به فاصله دامنه از پنجه آن اندازه گیری شده است. در ضمن 25 سال بعدی سرعت دگر شكلی كم شده و كل تغییر شكل سرانجام به 67/1 متر رسیده است.
حداكثر نشست تاج در اولین پر شدن سد، 45/0 متر گزارش شده است كه بعد از 25 سال مقدار آن به 1 متر می رسد. بعضی از پژوهشگران با اندازه گیری های متعدد به این نتیجه رسیدند كه حداكثر تغییر شكل در بالادست سد در مورد سدهای پاره سنگی ساخته شده از گرانیت تقریباً متناسب با مربع ارتفاع سد می باشد. البته این حداكثر تغییر شكل در هر حال موجب نمی شود كه از كارایی مغزه نفوذ ناپذیر كاسته گردد ولی ممكن است موجب شكسته شدن پوشش بتنی بالادست گردد. بنابراین تغییر شكل های نامساوی در نقطه ای كه مربوط به حداكثر است تعیین كننده روش اجرایی پوشش نفوذناپذیر بالادست و یا رعایت احتیاطهای لازم در اجرای مغزه نفوذ ناپذیر می باشد.
در مورد نشست سدهای پاره سنگی روابطی پیشنهاد شده است كه نمونه آنها عبارتند از:

در این رابطه H ارتفاع سد به متر، ضریبی است كه از تا متغیر است و برحسب شرایط و برحسب نوع سد (یعنی با پوشش بالادست، با مغزه مایل یا با مغزه مركزی) تعیین می شود و برای نشست بعد از ده سال 5/1 = گرفته می شود.
رابطه
رابطه دیگری است كه در آن مقدار از 05/0 تا 2/0 برحسب نوع سد انتخاب می شود. و زمانی است كه ساخت نیمی از سد به اتمام رسیده است.
در مورد دقت این رابطه و هر رابطه دیگری پژوهشگرانی به مطالعات تجربی پرداخته اند و مثلاً «كلمنت» ] مأخد شماره 20 [ تعداد 68 سد پاره سنگی را مورد بررسی قرار داده و نشستهای آنها را در زمان های مختلف مقایسه نموده و تغییرات مقدار نشستها را به صورت تابعی از زمان ترسیم نموده است و به این نتیجه رسیده است كه هیچ كدام از روابط تجربی پیشنهادی، رابطه كلی و دقیق نیست و تنها وسیله مطمئن برای پیش بینی نشستها مقایسه نوع سد با سدهای ساخته شده قبلی است. شاید تنها نتیجه ای كه از مجموع مطالعاتش به دست آورده است تعیین منحنی هایی برای حد پایینی و حد بالایی مقدار نشست برای هر یك از انواع سه گانه سدها پاره سنگی می باشد.
در سدهای پاره سنگی عرض تاج سد و ارتفاع آزاد بر اساس همان اصول سدهای خاكی تعیین می شود. عرض تاج، حداقل 4 متر گرفته می شود. مصالح به كار برده شده چنانكه اشاره شد باید مقاوم باشند، به طوری كه استحكام هر قطعه سنگ مثلا به حدود 800 كیلوگرم بر سانتی متر مربع برسد.
تقریباً تمام طراحان معتقدند كه سد پاره سنگی باید توام با آب اجرا شود با وجود این در علت فایده آن نظریه های متفاوتی وجود دارد و نیز در مقدار آب لازم توافق همگانی وجود ندارد، و فقط بر اساس تجربیات گذشته پیشنهاد می كنند كه در هر حجم سنگ 2 تا 7 حجم آب اضافه شود، هر چند دلیلی در دست نیست كه از بیش از 2 حجم آب، امتیاز قابل توجهی داشته باشد یعنی به نظر می رسد كه هرگاه نسبت آب به سنگ به 2 برسد تاثیر آب به مقدار لازم رسیده است.
سنگریزی خشك، به هر حال در بعضی موارد فاجعه آمیز بوده است. مثلا «كوگس ول» در جنوب كالیفرنیا با ارتفاع 85 متر طراحی شده بود و بدون افزودن آب تا ارتفاع 80 درصد ارتفاع نهایی ساخته شد و در این مرحله از ساخت بود كه در اثر یك رگبار شدید تاج سد به اندازه 4/2 نشست كرده و به دنبال آن 65/3 متر دیگر نشست اضافی می یابد.
سدهای با ساخت هیدرولیكی
سدهای باطله
سدهای باطله به منظور نگهداری و ذخیره و یا رسوب دادن مواد حاصل از كارخانه تغلیظ مواد معدنی ساخته می شوند و نوع ساخته شدن آنها هیدرولیكی است، بنابراین درهر محلی كه ساخته شوند جنس بدنه آنها از مواد مربوط به آن كارخانه یا معدن می باشد. خرابی سدهای باطله گاهگاهی گزارش شده است كه این خرابی ممكن است به علت روانگری مواد تشكیل دهنده سد در اثر ارتعاش و یا به علت سرریز اضافی بوده است. بیشترین احتمال خرابی هنگامی است كه آن سد در دره ای بنا شود كه آن دره آبگیر است.
سدهای باطله به علت ماهیت ساخته شدن آنها نسبت به انواع سدهای خاكی و پاره سنگی كمترین مقاومت را دارند و چنانچه به علتی در آن ها تخریب ایجاد گردد كاملا ناگهانی و فاجعه آمیز خواهد بود. به این علت در مورد طراحی و محل آنها مشورت با مهندسان هیدرولوژی نیز حایز اهمیت است. با وجود همه خطرهای محتمل معمولا متصدیان معادن بیش از آنكه به ایمنی سد توجه داشته باشند به عملكرد آن هرچند موقت توجه می كردند.
این سدها به دو علت مخصوص باید با دقت و اطمینان طراحی و ساخته شوند و كنترل گردند. این دو علت در مورد سد های معمولی نقشی ندارند. اول اینكه چنانچه سد باطله تخریب گردد محیط زیست پایین دست را آلوده می‌كند و چه بسا حیات و سلامت انسان و محیط زیست در آن ناحیه در معرض خطر جدی قرار گیرد. دوم اینكه نشت آب از سد موجب آلوده كردن تمام زمین ها و آبهای پایین دست می گردد. به این علت در سالهای اخیر دولت ها و نیز آیین نامه معدنكاری در جهت در نظر گرفتن سلامت محیط زیست جدیت بیشتری نموده اند.
تا به حال تعداد 11 سد باطله خراب شده است كه از همه خطرناكتر دو سد در «الكبر » می‌باشد كه در اثر تخریب (كه به طور كامل هم صورت گرفته است) 2 میلیون تن گل و لای تا 12 كیلومتری به حركت درآمده و شهر معدنكاری آن ناحیه را ویران نموده و اقلاً تا 200 نفر تلفات جانی داشته است ]مأخذ شماره 4 [
سدهای باطله به علت اشباع كامل و به علت ریز بودن دانه ها در برابر نیروهای ارتعاشی شدید و زلزله ها بسیار مساعد تخریب و ویرانی هستند و به این لحاظ باید شرایط ایمنی بیشتری در آن نواحی برقرار نمود.
در سال 1974 در انجمن ژئومكانیك استرالیا تعریف زیر توسط «مادكس» برای سدهای باطله پیشنهاد شده است سد باطله سدی است از نوع خاكریزی و برای نگهداری دو غاب كانه ها ساخته می شود و دو هدف بر آن مترتب است:
الف- ذخیره كردن دوغاب باطله
ب- تامین ذخیره موقت آب كه این ذخیره پس از آنكه به مقدار كافی تصفیه و زلال گردید به رودخانه ریخته می شود و یا آنكه مجدداً به كارخانه بر می گردد.
ساخت سنگ های باطله
می توان سد باطله را كلا به صورت یك سد خاكی بنا نمود و مواد روان باطله را در پشت آن ذخیره نمود. اما معمولا قسمت عمده سد از تجمع دانه های مواد باطله رشد كرده و ساخت آن تكمیل می گردد.
در صورتی كه مواد باطله حاوی درصد كمی از دانه های حدود ماسه باشد سد را به روش معمول سدهای خاكی می سازند اما در صورتی كه مواد باطله با اندازه ماسه، 30 تا 40 درصد دانه ها را تشكیل دهد روش ساخته شدن هیدرولیكی از همان مواد باطله برنامه ریزی می گردد كه بسیار كم هزینه خواهد بود.
ساخته شدن سد باطله از مواد باطله به سه روش معمول است كه عبارت است از: روش بالادست (بالارو)، روش پایین دست (پایین رو)، و روش محوری (متقارن) و این نامگذاری متناظر با جهت رشد سد نسبت به تاج است.
در هر سه روش ابتدا یك سد خاكی كم ارتفاع با روش معمولی ساختن سدهای خاكی ساخته می شود. كه سد (بند) اولیه نامیده می شود. این سد باید كاملا محكم و با دقت ساخته شود و ارتفاع آزاد كافی داشته باشند. آنگاه لوله های آورنده مواد باطله روی این بند اولیه قرار داده می شود به طوری كه مواد باطله كه همراه آب است روی این بند ریخته شود. در نتیجه دانه های بزرگتر در نقاط نزدیك تر روی دامنه های سد رسوب كرده، ذرات ریز و معلق در آب به نقاط دورتر حركت كرده و به تدریج ته نشین می شود و آب مجتمع یافته در پشت سد زلال می گردد. به علت شرایط موجود با این روش به تدریج كه ارتفاع و ابعاد سد با ادامه كار رشد می كند، بستر مخزن و پشت سد نیز به علت رسوب ذرات ریز آب بندی می گردد. لوله های آورنده مواد باطله را در فواصل مثلا 15 متری منشعب می كنند تا در تمام طول سد اولیه توزیع یكنواخت مواد صورت گیرد و رشد سد در تمام نقاط توام باشد. هنگامی كه سطح مواد باطله رسوب كرده و به تاج سد اولیه رسید باید لوله را در ارتفاع بالاتری قرار داد تا رشد سد ادامه یابد و برای این كار در هر مرحله یك بند ماسه‌ای ایجاد می شود تا لوله روی آن قرار گیرد.
برحسب شرایط ناحیه و امكانات موجود برای یكی از انواع سه گانه ذكر شده برنامه‌ریزی می شود. در روش بالا دست رشد سد به سمت مخزن (به سمت پشت سد) ادامه می یابد و نهایتاً سد اولیه در پنجه پایین دست مدفون می شود. در روش پایین دست رشد سد به طرف جلو ادامه می یابد و سرانجام سد اولیه در مخزن سد مدفون می‌شود و در روش محوری (متقارن) رشد سد به طور قائم و متقارن بر روی سد اولیه ادامه می یابد، به طوری كه سد اولیه همواره زیر محور سد باقی می ماند. در روش های پایین رو و محوری تامین یك سیستم زه كشی در پایین دست ضروری است تا در نتیجه زه كشی دائم استحكام سد را افزایش دهد. این زهكشی باید سراسری باشد.
سه نوع روش ذكر شده را به طور ساده نشان می دهند. دو نمونه از سدهای باطله كه مربوط به بریتیش كلمبیا می باشند در اینجا ذكر می شود.
سد «برندا» كه در سال 1970 شروع شده، وظرفیت آن 6 10*200 تن مواد باطله برای مدت 20 سال پیش بینی شده است. ارتفاع سد 137 متر، طول 2 كیلومتر، عرض قاعده 550 متر، و 6 10 * 5/32 تن ماسه در ساخت آن به كار می رود كه 50 درصد آن از زیر آب سیكلونها تأمین شود.
سد «گیبرالتا» در سال 1972 شروع شده، و با ارتفاع 90 متر و طول 2430 متر، ظرفیت آن 6 10*220 می باشد.
ساخت سدهای كوتاه با ساخت هیدرولیكی
شكل ( ) نمایش ساده ای از چگونگی ساخت یك سد خاكی را به وسیله انتقال مخلوط آب و خاك به محل و انباشتن آنها به صورت یك سد نشان می دهد.و همان طور كه در شكل مشاهده می شود مواد خاكی از محل قرضه جدا شده و پس از مخلوط شدن با آب به وسیله جریان آب به محل ساخت سد می رسد. دانه های خاك ضمن خروج از لوله انتقال، با توجه به كم شدن سرعت آب، تفكیك می شوند و دانه های درشت تر در محل خروج از لوله باقی می مانند در حالی كه دانه های ریز به جای دورتر در وسط سد موجب پدید آمدن مغزه سد گردد.
سدهای مختلط
در حال حاضر طرح های جدیدی در مناطق با شرایط خاصی در جهت پیشرفت احداث سدهای خاكی در دست بررسی و اجرا می باشد و در مواردی نیز با موفقیت اجرا شده است. مثلا در مناطق خیلی سرد كه برودت محیط دائمی است، امكان قرار دادن مغزه سد از توده ای یخی در سدهای پاره سنگی تجربه شده است. همچنین استفاده از تسلیح خاك و استفاده از مقطع مركب از سنگ و خاك در مواردی با موفقیت تجربه شده است.
تكنیك تسلیح خاك به وسیله فولاد آغاز شده است و نتیجه آن ایجاد نوعی سازه انعطاف پذیر مقاوم می باشد. در عمل در ضمن تراكم خاك در هر مرحله، یا بعد از چند مرحله تراكم، نوارها یا شبكه های فولادی در داخل خاكی كار گذارده می شود. و لایه بعدی خاك روی آنها كوبیده می گردد، بر این اساس می توان جدار قائم و مقاومی مثل یك جدار بتنی ایجاد نمود. مزیت این روش این است كه از عرض دامنه پایین دست كاسته می گردد و در نتیجه در طول راه های تخلیه آب، زیر آبها، تونلهای انحرافی، سرریز و غیره صرفه جویی می شود كه همه در جهت كاهش هزینه است. مزیت دیگر این روش این است كه می توان سرریز سرد را مانند سر ریز سدهای بتنی تهیه نمود و بدون اینكه این نوع سرریز صدمه ای به سد بزند و این مزیت نیز در جهت اقتصادی بودن است. نمونه این نوع سدها كه مقطع سد Vallon des Bimes Dan در فرانسه می باشد و در سال 1972 به اتمام رسیده است.
در روش دیگری به وسیله قطعه سنگ های مناسب كه به شبكه فولادی مهار می شوند جدار قائمی برای پشتیبانی سد تهیه می گردد و دامنه بالادست همان مشخصات خاكی را دارد.

فصل سوم
آب بندها
نقش آب بندها در شالوده، جلوگیری از حركت كامل آب و یا دست كم طولانی‌ترین مسیر آب می باشد كه در این مورد از فشار تخریبی زه كاسته می گردد و به هر حال دبی كل زه كاهش می یابد. در این فصل به طور عمومی و خلاصه در مورد انواع معمول روش های آب بندی توضیح داده می شود.
آب بند تزریقی
عوامل موثر در تزریق
تكنیك تزریق امروزه در بسیاری از پروژه های ساختمانی و در هدفهای متنوع مورد استفاده قرار می گیرد. كه در پاره ای موارد به منظور مستحكم زمین كاهش دادن تاثیر ارتعاش در خاك و كاهش دادن نشست خاك در اثر بارهای دینامیك و استاتیك و اهدافی مشابه به آنچه ذكر شد می باشد، و در مواردی به منظور جلوگیری از حركت آب است كه براساس همین هدف در سدسازی مورد استفاده است.
استفاده از تزریق در پروژه های سد سازی گاه به منظور پر كردن شكافها و غارها درون سنگ های آهكی در ارتباط با مخزن سد می باشد و زمانی به منظور پر كردن حفره های درون خاك در كل یك محدوده آب بندی و زمانی به منظور تكمیل آب بندهای دیگر از قبیل آب بندهای پرده سپری می باشد.
در مورد آب بندی خاك ها توسط تزریق این روش معمولا در محیطی كارآیی لازم را دارد كه نفوذپذیری محیط قبل از تزریق از see/cm001/0 بیشتر باشد.
تزریق مواد در درون حفره های بین دانه های خاك ضمن آب بندی كردن آن به استحكام آن نیز كمك می‌كند.
موادی كه در تزریق به كار می رود متنوع بوده و معمولترین آنها شامل سیمان، اسفالت، رس، مواد شیمیایی است، كه انتخاب نوع آنها، عمق نفوذ آنها ترتیب و چگونگی تزریق و فشار آن بستگی به شرایط شالوده نوع و وضعیت آن، ارتفاع سد و هدف از تزریق دارد. مثلا نوع دانه بندی و اندازه دانه ها و نفوذپذیری خاك نقش موثری در انتخاب نوع ماده تزریقی دارد. جدول زیر به عنوان نمونه حدود تقریبی اندازه دانه ها را در ارتباط با مناسب بودن برای نوع خاصی از ماده تزریقی نشان می دهد:
جدول نوع ماده، تزریقی برای نوع خاصی از ماده تزریقی نشان می دهد:
نوع ماده تزریقی قطرمتوسط دانه‌ها (mm) مناسب برای تزریق
سیمان 4/1 – 5/0
بنتونیت بارس- سیمان 5/0 – 3/0
رس- مواد شیمیایی، بنتونیت- مواد شیمیایی 4/0 – 2/0
مواد شیمیایی 2/0 – 1/0
به لحاظ تاریخی تا سال 1925 تنها ماده تزریقی معمول تقریبا فقط سیمان پرتلند خالص بود. هرچند سیمان خالص هنگامی ممكن است قابل استفاده در تزریق باشد كه قطر موثر دانه‌های خاك (10 D) در حالت سست از 5/0 میلیمتر و در حالت متراكم از 4/1 میلیمتر بزرگتر باشد و این شرط به ندرت ممكن است وجود داشته باشد. بنابراین گرچه تعداد معدودی از پرده های آب بند تزریقی با سیمان موفقیت آمیز بوده و در مورد آنها تبلیغ شده است ولی اكثریت آنها ناموفق بوده و محرمانه باقی مانده است (مأخذ شماره‌6).
در سال 1925 «یوستن» روشی را به منظور استحكام و غیر قابل نفوذ كردن خاك ابداع نمود كه مبتنی بر پی در پی محلول های سیلیكات سدیم وكلرور كلسیم بود. این روش هنوز هم مورد استفاده است هرچند هزینه آن در پروژه های بزرگ یعنی برای آب بندهای پرحجم گران تمام می شود وتقریباً تا آن حد پر هزینه است كه از اجرای آن صرف نظر می شود. این روش به صورت دیگری مخصوصا در فرانسه پی گیری گردید، یعنی با استفاده از مخلوطی از سیمان و رس (گاهی با مواد شیمیایی به عنوان ضد انعقاد) جایگزین گردید. بعد از مدتی ماده شیمیایی به نام AM- 9 مورد بهره برداری قرار گرفت. ویژگی این ماده این است كه درون مجاری خاك پلیمریزه می شود و حفره ها را پر می‌كند و دانه ها را با هم پیوند می دهد، گرچه این روش نیز پر هزینه است. به طور كلی مواد تزریقی در منافذ بزرگتر یعنی در مواد درشت دانهتر بهتر نفوذ كرده و با شرایط ارزان نیز ضخامت بیشتر را تشكیل می دهند ولی در مورد مواد دانه ریز باید مواد تزریقی با لزجت كمتر به كار برده شوند.
آزمایشات واقعی در مقیاس بزرگ در مورد نتیجه تزریق نشان داده اند كه صرف نظر از مقدار نفوذ پذیری رسوبات شالوده، میزان نفوذ پذیری بخش تزریق شده به حدود تا سانتی متر در ثانیه می رسد (مأخذ شماره 6). این ارقام را می توان برای محاسبه مقدار زه در بخش تزریقی و به عنوان مبنایی برای تنظیم ضخامت آن به كار برد.
اجرای تزریق روش های آن
از نظر اجرایی به منظور تزریق مواد گمانه هایی به فاصله و عمق مناسب حفر شده و آنگاه ماده انتخابی را به داخل آنها تزریق می‌كنند. فاصله و تعداد و عمق گمانه‌ها بستگی به نوع شالوده و نوع ماده تزریق و ضخامت خواسته شده برای پرده تزریقی دارد. معمولا ضخامت پرده تزریقی حاصل را می توان تا حدود تا ارتفاع سطح آب در مخزن انتخاب نمود. در بسیاری از سدها یك ردیف گمانه كافی است اما اقلاً دو ردیف گمانه به منظور اطمینان بیشتر ضروری به نظر می رسد. در مواردی تزریق های مرحله ای را با دو نوع غلظت متفاوت ماده تزریق اجرا می كنند یعنی در مرحله اول در گمانه های با فاصله كمتر از ملاتهای رقیقتر استفاده می شود.
گاهی با حفر گمانه هایی تا عمق محدود ولی در یك محدوده وسیع می توان نوعی پوشش لایه ای نفوذ ناپذیر به وجود آورد. فاصله گمانه ها برای این منظور 3 تا 5 متر، عمق آنها 5 تا 10 متر انتخاب می شود. در استفاده از چنین روشی باید شرایط زمین ویژگی های زه و گمانه ها را با دقت مورد بررسی قرار دهند تا بتوان از عدم پیدایش احتمالی پدیده پایپینگ اطمینان كافی حاصل نمود.
فاصله گمانه ها در تزریق بستگی به شرایط متعددی دارد، از جمله اینكه تا چه وسعتی باید مواد تزریقی نفوذ كننده و امكانات نصب دستگاه حفاری و نوع خاك و نوع ماده تزریقی چگونه است. مثلا مواد تزریقی ریزدانه تر و محلول های معلق ژل ها و رزینها موادی هستند كه برای تزریق در خاك های ریزدانه تر و با نفوذپذیری كم به كار می روند بنابراین فاصله تاثیر آنها به طور نسبی كم است، در صورتی كه برای خاك های درشت دانه و با نفوذ پذیری زیاد باید از مواد تزریقی درشت دانه مثل سیمان- رس استفاده نمود و چون این مواد در خاك های درشت دانه تزریق می شوند شعاع تاثیر آنها بیشتر است. بنابراین در محیط ریزدانه تر فاصله گمانه ها كمتر و در محیط دانه درشت تر فاصله گمانه ها را می توان بزرگتر انتخاب نمود.
فشار تزریق نیز بستگی به شرایط متعدد دارد كه از جمله فاصله گمانه ها، نوع ماده تزریقی، نوع محیط، مرحله تزریق و محدوده مطلوب تاثیر تزریق می باشد و علاوه بر این شرایط كه ذكر شد لزجت و غلظت ماده تزریقی و عمق نقطه مورد تزریق نیز در انتخاب فشار مناسب تاثیر اساسی دارد. در خاك های با نفوذپذیری كم به طور نسبی فشار بیشتری نسبت به خاك های با نفوذپذیری زیاد مورد احتیاج است. اما فشار زیادتر از یك حد نیز موجب پكیده شدن محل تحت تاثیر فشار می گردد. در خاك های درشت دانه و در سنگ های شكاف دار می توان به سهولت ماده تزریقی و فشار لازم را انتخاب نمود. اما در مورد خاك های ریزدانه دقت بیشتری لازم است. زیرا زیاد كردن فشار ممكن است موجب پكیدن خاك گردد و رقیقتر كردن ماده تزریقی همراه با فشار كمتر ممكن است موجب شود كه ماده تزریقی با از دست دان آب در نتیجه جذب بین دانه ها غلیظتر شده مجاری را برای پیشروی تزریق مسدود نماید.
اینكه پیشروی تزریق در عمق خاك چگونه است بستگی به روش اجرای آن دارد، كه در این مورد به طور كلی می توان سه روش را نام برد. انتخاب نوع روش بستگی به شرایط پروژه اقتصاد، امكانات و هدف ها دارد.

لینک کمکی