یکی از روش های پایدارسازی گودهای عمیق استفاده از دیوار برلنی Soldier Pile Wall می باشد. پایدارسازی گود با دیوار برلنی در اوایل قرن ۱۹ میلادی در شهرهایی همچون برلین آلمان، لندن . نیویورک مورد استفاده قرار گرفت. از مهمترین مزایای سیستم دیوار برلنی کنترل کامل تغییر شکل است. دیوار برلنی از ترکیب شمع‌های فولادی (پروفیل) یا بتنی به همراه رویه بتنی (شات) می باشد که شمع‌های فولادی با انتهای گیردار برای جلوگیری از ریزش خاک بین پروفیل‌های فولادی، رویه‌های بتنی پیش ساخته یا درجا در محل قرار داده می‌شوند.
بهترین خاک ها برای اجرای دیوار برلنی شامل رس های کمی پیش تحکیم یافته ، خاک های واقع در بالاتر از سطح آب زیرزمینی با کمی چسبندگی و خاک های همگن زهکش پذیر که در آن عمل خشک سازی مناسب اجرا شده است، می باشد. در مقابل این روش برای رس های نرم و ماسه های سست مناسب نمی باشد. زیرا امکان تغییر شکل های قابل توجه در خاک مجاور گود و ریزش خاک در دیوارها وجود دارد.
از جمله کاربردهای روش دیوار برلنی می توان جهت استفاده در گودهایی که تراز آب، زیر تراز کف گود قرار دارد و همچنین مناسب جهت گودهایی که سازه های حساس به نشست در اطراف آنها وجود ندارد نام برد.
معمولاً در گودهایی که درخاک های زهکش پذیر و در زیر تراز آب زیرزمینی اجرا می گردند، فضایی در حدود 2.5 سانتی متر در بین تخته ها جهت اجازه به عمل زهکشی در نظر گرفته می شود. نظر به اینکه نشت آب از این فضای تعبیه شده در بین تخته ها می تواند باعث خروج مصالح ریزتر و ایجاد حفراتی در خاک پشت دیوار شود (که نتیجه این پدیده ایجاد افت و نشست درخاک مجاور دیوار خواهد بود)، در بسیاری از موارد نیز حفاری تا عمق مورد نظر انجام گرفته و جهت زهکشی آب از ترکیب لوله پولیکا و ژئوکامپوزیت پوشیده می شود که بازشدگی های به وجود آمده توسط الیاف گیاهی یا مصنوعی و یا فیلترهای ژئوسنتتیک پوشیده گردد.
مراحل اجرای دیوار برلنی
ابتدا عملیات حفر چاه با عمقی برابر با عمق گود به علاوه طول گیرداری شمع، انجام می شود. فواصل این چاه ها در حدود ۲ تا ۳ متر می باشد. در این روش شمع ها باید به صورت تیر طره ای عمل نمایند، از این رو انتهای آنها باید کاملا گیردار شود. برای دستیابی به این هدف، معمولا طول گیرداری در حدود ۲۵ تا ۳۵ درصد از عمق کل گود پائینتر از رقوم کف گود در نظر گرفته می‌شود. در صورت استفاده از شمع های بتنی می بایست طبق نقشه های اجرایی شمع های بتنی درجا اجرا گردد. در صورت استفاده از شمع های فلزی که غالبا زوج نیمرخ بال پهن، IPE و یا لوله هستند ابتدا محل شمع ها حفاری شده و سپس ریشه شمع ها بتن ریزی می گردد سپس شمع های فولادی در محل های حفاری شده قرار داده می شوند. البته شمع های فولادی ممکن است به صورت کوبیدنی نیز اجرا گردند. نوع شمع و قطر شمع بستگی به بار مجاور گود و مشخصات خاک دارد.
پس از بتن ریزی و دستیابی به مقاومت مورد نظر، خاکبرداری آغاز می گردد. عملیات خاکبرداری به صورت مرحله به مرحله و تا تراز مناسب جهت اجرای شبکه فولادی (مش) و یا الوار چوبی خاکبرداری می گردد و سپس جهت جلوگیری از ریزش های موضعی شبکه فولادی (مش) اجرا شده و سپس بتن پاشی (شاتکریت) می گردد و یا الوارهای چوبی قرار داده می شود. این روند تا انتهای گود ادامه می یابد. در شرایطی که تغییر مکان مجاور گود نسبتاٌ حساس باشد، پشت الوارهای چوبی می بایست با مصالح متراکم پر گردد. ضخامت الوارهای چوبی یا رویه بتنی بستگی به نوع خاک، فاصله شمع ها و … دارد.
نیروها توسط رویه بتنی یا الوارهای چوبی به شمع های بتنی یا فولادی (سولجر پایل ها) منتقل می گردد و سپس توسط شمع های بتنی یا فولادی به صورت طره تحمل می گردد و باعث ایستایی گود می شود. در صورتی که شمع های بتنی یا فولادی به تنهایی قادر به تحمل این نیروها نباشند، با استفاده از ترکیب این روش با روش های دیگر پایدارسازی مانند میخ کوبی دیواره ها (نیلینگ)، مهارگذاری (انکراژ) و یا مهار متقابل (استرات)، فشار خاک وارده به شمع ها تحمل می گردد.
مزایا و معایب دیوار برلنی
- کنترل مناسب تغییر شکل ها(بررسی تغییر شکل‌ها به کمک نرم افزار Plaxis انجام می شود. محاسبات سازه‌ای دیوار برلنی بر اساس نتایج آنالیزهای تنش- تغییر شکل انجام می شود).
- دارای ضریب اطمینان بالا برای گودبرداری های عمیق
- کنترل تغییر مکان‌ها به دلیل صلبیت بیشتر دیواره
- کنترل کیفی به دلیل کشش انکرها
- هزینه مناسب نسبت به روش های دیگر پایدارسازی گود
- سرعت پایین به دلیل تأخیر مهارسازی نسبت به چاه کنی و سولجر گذاری
- نیاز به فضای زیاد در هنگام جا گذاری سولجرها
- سختی کم نسبت به دیواره های پایدارسازی شده به روش های دیگر