زمین مهارهای دائمی تاندون های پیش تنیده تزریق شده با سیمان هستند که در خاک و یا سنگ برای مهار و کنترل جابجایی المان های سازه ای مانند دیوار (نگهداری گود) یا دال ها استفاده می شوند. مهاری ها در سوراخ های حفاری شده نصب می شوند و تا بار طراحی پیش تنیده می گردند تا نیروی مقاومت مورد نیاز را بسیج و از زمین به المان سازه ای منتقل کنند. مهاری های موقتی برای بازه کمتر از 2 سال استفاده می-شوند. زمین مهارهای دائمی محافظت از خوردگی می شوند تا از عملکرد بلند مدت آن ها در طول عمر طراحی اطمینان حاصل شود. شکل 1 شماتیک مهاری دائمی را نشان می دهد که اجزاء اساسی آن عبارتند از:
طول پیوستگی مهاری: که تاندون در حباب تزریق شده اولیه ثابت می شود و نیروی کششی را به خاک اطراف منتقل می کند. طول پیوستگی مهاری طوری طراحی می شود که ظرفیت بیرون کشش مورد نیاز را ایجاد کند.
طول بدون پیوستگی: که تاندون می تواند آزادانه تغییر شکل الاستیک دهد تا نیروی مقاوم را از طول پیوسته مهاری به المان سازه ای منتقل کند (یعنی دیواره، دال و ...) و طوری طراحی می شود که به لایه زیرین برسد یا داخل خاک هموژن قرار گیرد تا طول پیوستگی مهاری فراتر از توده خاک مستعد ناپایداری مجاور المان سازه ای قرار گیرد.
دوغاب مهاری: که همچنین دوغاب اولیه نیز نامیده می شود، عموماً مخلوط با پایه سیمان پرتلند یا رزین پلیمری است و برای انتقال نیروی مهاری به زمین استفاده می شود. تزریق دوغاب ثانویه در سوراخ حفاری شده می تواند پس از تنیدگی انجام شود تا محافظ خوردگی برای تاندون های بدون پوشش باشد.
مهار یا گیره (anchorage): وسیله ای است که به تاندون وصل می شود و شامل صفحه و سر مهاری (anchor head) (یا مهره رزوه شده) است و اجازه تنیدگی و قفل کردن (lock-off) فولاد پیش تنیده را می دهد.
شکل 1- مشخصات زمین مهارها
شکل 2- پروژه اجرا شده با زمین مهارها
شکل 3- پروژه اجرا شده با زمین مهارها
انواع مختلفی از مهاری ها توسط پیمانکاران بخصوصی بوجود آمده است که از تاندون های مختلف، روش های حفاری، شیوه کنترل تزریق مختلف و سیستم های محافظ خوردگی متفاوت استفاده کرده اند. انتخاب مهاری و روش نصب آن برای کاربرد خاصی عموماً بستگی به خاک زیرین، شرایط آب زیرزمینی، محدودیت های محل و تجهیزات موجود بستگی دارد. شکل زیر انواع مهاری ها را نشان می-دهد.
شکل 4- انواع مختلف مهارها
Ø زمین مهار با استوانه مستقیم با تزریق فشارپایین (Low-pressure-grouted straight-shafted ground anchor) : آنها معمولاً با استفاده از مته حلزونی توخالی (hollow-stem auger) یا تزریق ترمی (tremie grouting) تحت فشار کم (بدون فشار) نصب می شوند. مته حلزونی توخالی بصورت گسترده در آمریکا در خاک های دانه ای و چسبنده استفاده شده است. روند نصب مهار شامل 3 مرحله است: داخل کردن تاندون در مته حلزونی، حفاری و تزریق از میان مته حلزونی در حالیکه بیرون کشیده می شود.
Ø مهاری ها با تزریق تحت فشار(pressure-grouted shaft straight): در خاک های شنی و ماسه ای تحت فشار بیشتر از psi 150 نصب می شوند. غلاف حفاری یا رانده شده (inches 5/3-3 قطر) با نقطه مسدود کننده صلب ممکن است برای درزگیری سوراخ استفاده شود و به ناحیه پیوستگی اجازه می دهد که در حین بیرون راندن غلاف، تحت فشار بالا تزریق شود.
Ø تکنیک پس تزریق (postgrouting): عموماً هم در خاک های دانه ای و هم چسبنده استفاده می شود تا حباب اولیه تزریق را با تزریق چند مرحله ای کنترل شده تحت فشار بالا بزرگ کند. توپی باد شونده (packer) نیز برای ایزوله کردن طول پیوستگی استفاده می شود و به دوغاب اجازه می دهد که در فازهای پس تزریق تکی یا چندتایی با فشار تزریق شود. یک لوله تزریق مخصوص (به نام tube-a-manchette) از 2 توپی استفاده می کند تا اجازه تزریق تکراری از میان دریچه های قرار گرفته در منطقه پیوستگی را بدهد.
مهارهای ته پهن شده تکی و چندتایی (single & multi-underreamed anchors) که در خاک های چسبنده سفت استفاده می شوند. شیوه نصب آنها شامل استفاده از وسیله ته پهن کننده (که اساساً وسیله برنده است) می باشد. اول استوانه و محور سیلندری مهار حفاری می شود که عموماً از مته حلزونی پله ای ممتد (continuous flight auger) استفاده می کند. سپس وسیله برش دهنده بصورت مکانیکی با سرعت کنترل شده ای تا اندازه طراحی شده ته پهن باز می شود. خاک توسط جت آب بیرون می آید و دوغاب سیمان تمیز بصورت تزریق ترمی به گمانه تزریق می شود و تاندون داخل می گردد. فاصله بین برجستگی-ها در ته پهن کردن طوری انتخاب می شود که گسیختگی برشی در طول استوانه ای که از نوک این ته پهن ها عبور می کند، القاء شود.
