سد سازی و چگونگی ساخت سدهای خاکریز

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

فصل اول: تعاریف و کلیات

فصل دوم : انواع دیگر سدهای خاکریز

فصل سوم: آب بندها

فصل چهارم: شالوده، نشست و ترکها در سطح های خاکریز

فصل پنجم: اجرای آسفالت گرم و کنترل کیفی توسط آزمایشگاه فنی و مکانیک

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 که هم در جامعه مهندسی و هم در عرف اجتماع مفهومی بی نیاز از توضیح دارد به طوری که حتی مشتقات آن در فرهنگ ماکاملا مانوس است مانند سد معبر، سد راه،  مسدود، انسداد و غیره. به هر حال معنای خاص آن عبارت است از بنایی که بخشی را از بخش دیگر جدا می‌کند  و غالباً به مفهوم دیوار یا سازه ای است که از حرکت آب (کلا یا جزئاً) جلوگیری نماید تا آب ذخیره گردد یا انحراف بیابد. برای معادل فارسی این واژه، گاهی «بند» به کار برده شده است مانند بند امیر، و در حال حاضر، بند به سدهای کوتاه گفته می شود. معادل انگلیسی واژه سد، dam است.
از دیدگاه مقررات اجرایی، ارزیابیها و رده بندیها، سدها را به دو گروه کوتاه و بزرگ تقسیم نموده اند:
سد بزرگ  بر اساس تعریف پذیرفته شده «آی گلد»  سدی است که:
۱)    ارتفاع آن (فاصله بین پایینترین سطح پی عمومی آن تا تاج آن) بیش از ۱۵ متر باشد؛
۲)    اگر ارتفاع آن بین ۱۰ متر تا ۱۵ متر است، یکی از شرایط زیر را داشته باشد:
الف- طول تاج از ۵۰۰ کمتر نباشد؛ ب- ظرفیت دریاچه حاصل از آن سد از ۶ ۱۰ متر مکعب کوچکتر نباشد؛ پ- حداکثر تخلیه سیلاب آن از ۲۰۰۰ متر مکعب در ثانیه کمتر نباشد؛ ت- سد دارای مسائل پیچیده یا مشکل در شالوده باشد به طوری که نیاز به مطالعات و راه حل های خاص داشته باشد ث- در طراحی سد مسائل خاص غیر معمول وجود داشته باشد.
۱-۲ 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 که پایداری آن براساس وزن آن است، سد بتنی قوسی که ممکن است تک قوسی یا دو قوسی باشد، سد بتنی پایه دار و پشت بند دار، سد پاره سنگی (که سنگی و سنگریزه ای هم گفته می شود) و سد خاکی و پشت بند دار، سد پاره خاکی و پاره سنگی است. د رمقیاس های کوچک و موقت و به طور کلی محلی، از سدهایی از جنس  چوب و مصالح ساختمانی نیز استفاده می شود یاد شده است. به عنوان یک طرح موقت ممکن، اخیراً از سدهای کوتاه لاستیکی نیز یاد می شود و ساخت آب بندهای پرده سپری به منظور نگهداری ارتفاع های کم 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 که 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 ممکن است به ۸ متر و حتی ۱۰ متر هم برسد. در گونه های مختلف سدها ممکن است سرریز سد از تاج سد بگذرد و یا مسیر دیگری بپیش بینی شود. در مورد سدهای بتنی عبور سرریز از تاج سد معمولا مشکلی ندارد ولی در خصوص سدهای خاکی و پاره سنگی، پیش بینی مسیر سرریز از روی تاج سد خاکی، متضمن قبول خطر فوق العاده زیادی است و همین علت تقریباً همیشه سرریز سد خاکریز در مسیر دیگری جز روی بدنه سد طراحی می شود. استثنائاً تعدادی سدهای خاکی که سرریز آنها روی آنهاست گزارش شده است.
سدهای خاکی بیش از سدهای بتنی در معرض تخریب بوده اند و براساس گزارش های ICOLD (مثلا گزارش ۱۹۸۳, a) از میان ۱۴۷۰۰ سد بررسی شده، ۱۱۵۰ سد (یعنی ۵/۷ درصد) دارای نواقص جدی بوده اند و ۱۰۷ مورد (یعنی ۷/۰  درصد) تخریب شده اند. بیش از ۵۰ درصد خرابیها یا آسیب دیدگی ها سدهای خاکی در ضمن ساخت یا در اولین پر شدن بوده است. احتمال تخریب سدهای خاکی که قبل از ۱۹۳۰ ساخته شده اند ۵ مرتبه بیش از احتمال تخریب های حاصل از سرریز آب از روی سد در رتبه اول قرار دارد. حدود ۸۰ درصد تمام سدهای از نوع خاکریز با ارتفاع کمتر از   متر است و سدها نیز عمدتاً در همین گروه قرار داشته اند. در عین حال سبدهای بلندتر تخریب کمتری داشته اند ولی آ‌سیب دیدگی بیشتری نشان داده اند.
بعضی اطلاعات آماری
اشاره به بعضی ارقام آماری در یک بحث فنی، حتی به صورت نمونه و اجمال، روشنگر ویژگی مهندسی طرح ها در مقایسه با یکدیگر 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 که حق مطلب در مورد کلیه رکوردهای زمانی با ابعادی بیان شده است.
قدیمی ترین سد دنیا
احتمالاً قدیمی ترین سد دنیا سد «الکفره » در ۱۶ کیلومتری جنوب شرقی «هلوان »  در مصر است که بین سال های ۲۷۵۰ و ۲۹۵۰ قبل از میلاد (۵۰۰۰ سال قبل) با طول ۱۱۵ متر و ارتفاع ۱۲ متر ساخته شده است. بضی از مورخین اولین سدی را که در تاریخ ثبت شده است مربوط به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد با طول ۴۷۵ متر و عرض ۱۵ متر می دانند که ۴۵۰۰ سال از آن بهره برداری می شده است. همچنین سدی به طول ۲/۳ کیلومتر و ۳۶ متر ارتفاع و ۱۵ متر عرض در یمن ساخته شده بوده است که آن را مربوط به ۱۷۰۰ سال قبل از میلاد می دانند و در قرن سوم میلادی بر اثر سیلاب منهدم گردیده است.  سد داریوش روی رودخانه کر که عمر آن بیش۲۵۰۰ سال است، و سد بهمن شیر دارای عمری بیش از ۲۰۰۰ سال و بند میزان در شوشتر با عمر ۱۷۰۰ سال و بند امیر روی رودخانه کر که ۱۰۰۰ 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 ۱۹۷۳ یک سد خاکی  است در آریزونای امریکا که ارتفاع آن ۳۳ متر، طول ۸۵/۱۰ کیلومتر و حجم مصالح آن ۸ ۱۰*۱/۲ متر مکعب است.
بزرگترین سد بتنی
در واقع سازه بتنی، سد «گراند کولی » روی رودخانه کلمبیا در واشینگتون است. طول تاج آن ۱۳۹۱ متر و ارتفاع آن ۱۸۳ متر، حجم آن ۰۵/۸ میلیون متر مکعب و وزن آن ۶/۲۱ میلیون تن است. نیروگاه آن توانایی تولید ۹۷۸۰ مگاوات را دارد. مطالعه این سد در ۱۹۳۳ شروع شده در مارچ ۱۹۴۱ ساخت آن آغاز گردیده و در ۱۹۴۲ پایان یافته است. هزینه احداث آن ۵۶ میلیون دلار گزارش شده است.
بلندترین سد بتنی دنیا
سد «گرانه دیکسن » در کشور سوئیس است که با ارتفاع ۲۸۵۴ متر و طول ۶۷۰ متر در سپتامبر ۱۹۶۱ ساخته شد. هزینه این سد ۳۷۲ میلیون دلار، و حجم آن ۹/۵ میلیون متر مکعب گزارش شده است.
بلندترین سد خاکی دنیا
سد خاکی «نورک » در روسیه با بلندی ۳۰۰ متر و با طول تقریبا ۷۳۰ متر و حجم ۸/۵۳ میلیون متر مکعب بلندترین سد خاکی دنیا تا تاریخ ۱۹۸۰ بوده است (شروع ساخت سد ۱۹۶۱و اتمام آن ۱۹۷۹ بوده است) البته سد دیگری از نوع خاکی با ارتفاع ۳۳۵ متر در کشور روسیه در دست اقدام و مطالعه بوده است که ممکن است تاکنون احداث شده باشد.
حجم سد خاکی «نورک» تقریباً ۱۰ برابر حجم سد «گرانددیکسن» است در صورتی که ارتفاع آن فقط ۱۰ درصد بیشتر و طول آن فقط ۵% بیشتر از آن است.
طولانی ترین سد دنیا
طویلترین سد دنیا به نام «کی‌یف»  با ارتفاع ۲۰ متر و طول ۵۴ کیلومتر در کشور روسیه در سال ۱۹۶۴ تکمیل گردید. همچنین ساخت سدی به طول ۹۹ کیلومتر با ارتفاع متوسط در کشور چین گزارش شده است که ساخت آن در قرن ۱۷ بوده است.
 طولانی ترین بند دریایی  با طول ۳/۳۲ کیلومتر و ارتفاع ۶/۷ 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 کشاورزی 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 تشکیل 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 خاکریزی ویژگی سدهای خاکریز که ممکن است خاکی یا پاره سنگی باشد عبارت از این است که این سدها را می توان بر شالوده های غیر سنگی نیز بنا نمود، از این رو محدودیتی از دیدگاه استحکام زمین مانع احداث آنها نمی شود. به طور کلی 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 امکان، اقتصادی نخواهد بود، در صورتی که در همین شرایط احداث  سد خاکریز هم مقدور می‌باشد و جای بررسی دارد. مواردی نیز وجود دارد که مزایا و معایب هر دو نوع سد (خاکریز و بتنی) ممکن است تقریباً مساوی باشد در این شرایط تشخیص ارجحیت یکی بر دیگری بر عهده کارشناسان با تجربه است. بدیهی است طرح بهینه و تصمیم نهایی هنگامی قابل دفاع است که جمیع عوامل موثر از قبیل عوامل اقتصادی وضعیت زمین شناختی، محل کارایی نوع سد برای هدف مورد نظر امکان ایجاد و حمل و نقل مصالح مورد نظر مدت زمان ساخت و گاهی مدت زمان انحراف آب، امکان 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 کوچک یا بزرگ و اعم از بتنی یا خاکریز باید با اطمینان بسیار زیاد طراحی و اجرا گردد زیرا هزینه های اضافی که برای اجرای صحیح و دقت در کار صرف می شود درصد زیادی را تشکیل می‌دهد؟ در صورتی که وقوع حادثه و تخریب سد نه تنها سرمایه مادی ساخت آن را از بین می برد بلکه تلفات جانی زیادی را در بر دارد که قابل جبران نخواهد بود. برای سدهای کوتاه 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 کامل باشد تا بتوان ضریب اطمینان را در حد معمول در نظر گرفت. به عبارت دیگر درصد هزینه ای که صرف شناخت دقیق مباحث مربوط به طراحی می شود به مراتب کمتر از هزینه ای است که باید برای افزایش ضریب اطمینان در ساخت سد مصرف شود.

 مطالعات کلی جهت احداث سدها
صرف نظر از نوع سد که در یک منطقه ساخته می شود مطالعات و بررسی هایی ضرورت می یابد که بستگی به شرایط ناحیه، وضعیت آبگیری، وسعت حوزه آبگیر و وسعت دریاچه ای که تشکیل 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، ژئوتکنیک و لرزه شناسی.
مسائل دیگری که جدا از مباحث فنی فوق غالباً مورد توجه طراحان و کارفرمایان احداث سد در یک منطقه می باشد از مسائلی است که به نحوی مربوط به شرایط اقلیم شناسی، کشاورزی و نوع آن مباحث اجتماعی منطقه، و موضوع زیست محیطی ناحیه است. به هر حال احداث سد در یک جمله وضعیت زیست محیطی را نسبت به آنچه که قبل از احداث سد بوده است تغییر می دهد. قدر مسلم این است که 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 که 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 تشکل دهنده منطقه، نوع سنگ ها، سن آنها وضعیت چین خوردگی ها، گسل ها، روی راندگیها نوع رسوبات به لحاظ قدمت، طرز تشکیل و ارتباط لایه ها و رسوبات با یکدیگر و ارتباط لایه های موجود در آن محل با لایه های محل های مجاور مشخص می گردد. همچنین وضعیت آبهای زیر زمینی آبهایی که به حوضه محل سد وارد می شوند و آبهایی که ممکن 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 حرکات 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 که باید در بخش هیدروژئولوژی با استفاده از وضعیت زمین شناسی مشخص گردد. تعیین وجود وضعیت کارستی، درزه های آبگذران و منطقه های خرد شده گسلی نیز از مسئولیت های شناخت های زمین شناسی و زمین شناسی مهندسی است.
در مبحث ژئوتکنیک و زمین شناسی مهندسی، وضعیت ژئومکانیکی لایه ها مثل مقاومت سنگ ها، تغییرات استحکام آنها، وضعیت پایداری شیبها یا عدم آن در بخش های مختلف دریاچه یا محور سد، پیش بینی امکان ناپایداری بعد از پر شدن دریاچه شناخت و مشخص کردن 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 امکان حرکت آنها و شناخت و محاسبه خواص مکانیکی و دینامیکی لایه های زیر محل احداث سد بررسی می شود. تشخیص محل های مستعد روانگرایی، واگرایی، و حساسیت خاک ها نیز باید در این بخش انجام گیرد. معمولا تکمیل مطالعات  ژئوتکنیک و گاهی شناخت دقیق  چینه شناسی ولایه بندی منطقه و نیز در مواردی بررسی دقیق مبحث هیدرولوژیکی نیاز به مطالعات ژئوفیزیکی مانند لرزه نگاری و ژئوالکتریک و گاهی ثقل سنجی دارد تا مجموعه دیدگاههای زمین شناسی سطحی و ژئوفیزیکی و به کمک حفاری گمانه های اکتشافی بتواند وضعیت زمین شناسی مهندسی و هیدروژئولوژی را برای آن ناحیه کاملا معلوم نماید.
حفر گمانه های اکتشافی و مغزه گیری از آنها جهت شناخت لایه های تحت الارضی و تعیین خواص ژئومکانیکی آنها از کارهای بسیار معمول در مرحله مطالعات اولیه جهت احداث سد در یک منطقه است. عمق گمانه ها غالباً در محل محور سد تا حداقل ۵/۱ برابر ارتفاع محتمل سد برنامه ریزی می شود .مگر اینکه به لحاظ زمین شناسی سنگ های زیرین بسیار مشخص و یکنواخت باشد. در مبحث زمین شناسی و مطالعات زلزله از یک سو باید وضعیت لرزه زمین ساخت آن ناحیه و تعیین گسلهای فعال بزرگ ناحیه ای و کوچک 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 که ریسک لرزه خیزی آن محل و ریسک اثر زلزله های محتمل دیگر تا چه حد پیش بینی می گردد و در صورتی که 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 ۵۰۰۰/۱ و ۲۰۰۰/۱ و گاهی ۱۰۰۰/۱) 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 ۵۰۰/۱ و ۱۰۰/۱) 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 کرد. در صورتی که حجم رواناب بسیار زیاد باشد ارتفاع سد براساس ملاحظات دیگری مانند وضعیت توپوگرافی منطقه امکانات اقتصادی و امکان فنی ایجاد سد و مسائل محتمل دیگر تعیین می شود.
ترسیم نمودار حجم- ارتفاع و سطح دریاچه- ارتفاع از مقدماتی ترین تخمینهایی است که 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 که بررسی تفصیلی مبحثهای ذکر شده در بالا بسیار تخصصی و دقیق است. معمولا برای تبیین مطالعه هر مبحث نیاز به کارشناس مختصص همان مبحث است. هرچند سرانجام به منظور تلفیق این نتایج با یکدیگر باید هماهنگی مشترکی بین کلیه نتیجه گیری های مجزا صورت گیرد.
 
فصل دوم
انواع دیگر سدهای خاکریز
سدهای پاره سنگی
اصطلاح پاره سنگی  یا سنگریه‌ای یا سنگی برای سدی به کار می رود که قسمت عمده آن (یا تقریباً تمام آن) از قطعه سنگ هایی تشکیل شده باشد که بر روی هم ریخته اند. پاره سنگ ها را از معدن نزدیک محل سد و یا از هر منبع دیگری می آورند. سنگ ها باید با مقاومت کافی و مقاوم در برابر اثر آب و هوا باشند. قطعات سنگی به وزن بین ۱۵ تا ۲۰ کیلوگرم و گاهی تا ۲۰ تن نیز قابل استفاده اند، گرچه عملا خارج از این دو حد نیز ممکن است وجود داشته باشند. سنگها یا با جراثقال به محل حمل شده و از ارتفاعی ریخته می شوند و یا به وسیله کامیون حمل می شوند.
اولین سدهای پاره سنگی در نیمه های قرن ۱۹ در غرب آمریکا ساخته شده اند، گرچه در آن زمان بیشتر در زندیک معادن از این نوع سدها ساخته می شد و از مهارت معدن کاران در این زمینه استفاده می گردید. و روی سطح بالا دست با الوار چوب پوشیده می شد تا حتی الامکان نفوذناپذیر گردند. بعداً این گونه سدها توسعه تعریف فوق الذکر است. و یا سدی که در بزرگترین مقطع اقلاً نصف آن را قطعه سنگ های بر هم انباشته شده تشکیل 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 کوتاهی صورت گرفته است، مثلا تا قبل از سال ۱۹۲۵ فقط ۸ پاره سنگی در ایالات متحده و ۴ سد پاره سنگی در سایر نقاط دنیا گزارش شده است که ارتفاع آنها به ۳۰ متر می رسیده است، ولی در سال ۱۹۶۷ ارتفاع این نوع سدها به ۱۴۵ متر می رسیده است ولی در سال ۱۹۶۷ ارتفاع این نوع سدها به ۱۴۵ متر می رسد. در مورد ساخت و سرعت عمل ساخت آنها نیز تحولاتی پیش می آید، به طوری که در سال ۱۹۶۷ در آمریکا ارتفاع سدهای پاره سنگی با مغزه مرکزی به ۲۱۳۰ متر می رسد.
همانطور که در جدول مشاهده می شود از سدهای خاکریز ساخته شده در ایران سدهای گلپایگاه مهاباد و قشلاق (وحدت) از نوع پاره سنگی است.
در کشورهای مختلف بر حسب نوع مصالح در دسترس و شرایط محلی درصد ساخت سدهای پاره سنگی نسبت به سایر انواع سدها متفاوت است. مثلا در کشور نروژ از ۲۵۰ سد بلند ۱۷۲ سد از نوع خاکریز است و از این تعداد ۱۵۹ مورد از نوع پاره سنگی است و از این ۵۹ مورد، ۱۰۹ سد با مغزه خاکی یخچالی، ۹ سد با مغزه بتنی، ۷ سد با مغزه بتنی آسفالتی، ۴ سد با مغزه قیرسنگی و ۱ سد با مغزه سنگ خرد شده نرم و ۲۹ 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 کرده اند. همچنین مصالح دیگری با درصد قابل توجهی در سدهای پاره سنگی به کار می رود که باید ضرورتاً این مصالح کمتر از ۵۰ درصد کل سد را تشکیل دهند.
سدهای پاره سنگی در نقاط زلزله خیز مناسب‌تر از سدهای خاکی می باشند. در سدهای پاره سنگی نوعی آب بند ضرورتاً لازم است و از این لحاظ انواع آنها به قرار زیر می باشد:
۱)    سد پاره سنگی با پوشش نفوذناپذیر بر دامنه بالا دست
۲)    سد پاره سنگی با مغزه خاکی مایل
۳)    سد پاره سنگی با مغزه مرکزی که این مغزه نیز ممکن است نسبتاً نازک تا خیلی ضخیم باشد.
پوشش بالادست که امروزه از بتن یا آسفالت یا ترکیبی 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 که در آن فولاد به کار رفته حداقل ۵/۰ درصد است و درصد آن در امتداد افقی بیش از امتداد دیگر می باشد. وجود فولاد به علت مقاومت بیشتر پوشش در برابر شکسته 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 ممکن است پوشش را از ورقه های فولادی به ضخامت ۶ تا ۸ میلیمتر نیز تامین نمود.
در صورتی که پوشش بتنی مورد استفاده باشد آن را به صورت قطعاتی مجزا و غیر یکپارچه 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 مشکل است که معمولا به کمک الوار چوب، یا اسفالت و غیره این درزها پر می شوند. به منظور یکنواختی 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 ۱۵ تا ۲۰                                                                         سانتی متر شن و قلوه سنگ قرار داده می شود و آنگاه پوشش بتنی به ضخامت ۳۰ تا ۱۰۰ 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 کوبیده می شود و آنگاه با بتن آب بندی می گردد. عمق نفوذ پوشش بتنی در سنگ شالوده از ۶/۰ تا ۲ متر معمول است که این عمل به وسیله حفر ترانشه ای در سراسر طول سد صورت می گیرد. چنانچه بستر ترانشه خرد شده و دارای ترک ها و شکافهایی باشد با تزریق ملات مناسب آب بندی می گردد.
در مواردی که به جای پوشش بتنی از مغذه خاکی استفاده می شود ممکن است مغزه خاکی به طور مایل در بالا دست قرار گیرد، که در این صورت معمولا از ۱ تا ۱۰ درصد کل حجم تشکیل می دهد. در مواردی که مغزه خاکی مرکزی ساخته می شود حجم آن تا کمتر از ۵۰ درصد کل حجم سد نیز می رسد و به این ترتیب سد پاره سنگی به سدی مرکب از سنگ و خاک تبدیل می گردد. مغز خاکی در هر حال باید به طور کامل کمپکت شده و طرفین آن به وسیله فیلتر مطبق مجهز باشد.
به لحاظ طرح و از نظر طراح در سد پاره سنگی نسبت به سد خاکی مطبق تفاوت بین طرح و آنچه که ساخته می شود زیاد تر است و قطعیت نتایج کمتر می باشد زیرا در سدهای خاکی مطبق خواص فیزیکی 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 که خواص فشار پذیری سد پاره سنگی را نمی توان در آزمایشگاه تعیین نمود و به ویژه اینکه خواص پاره سنگ های استخراج شده از نقطه ای به نقطه ای دیگر متفاوت است و حتی میزان گرادیان هیدرولیک ایجاد شده در سد را نیز نمی توان دقیق مشخص نمود.
شالوده سدهای پاره سنگی حتی الامکان باید سنگی باشد هرچند تا آن حد استحکام که 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 که با چسبندگی کم، مقاومت زیاد دارند نیز قابل استفاده اند. تغییر شکل در سدهای پاره سنگی شامل دو بخش است که یک بخش به علت وزن خود سنگریز و بخش دیگری به علت فشار آبی است که پس از پر کردن سد روی بخش نفوذ ناپذیر سد وارد می آید. تغییر شکل آنی که به هر علت هر یک از این دو عامل باشد با یک مقدار تغییر شکل تدریجی و اضافی تعقیب می شود که با یک نرخ کاهش یابنده ای ادامه می یابد. عملکرد این فرایند مانند عملکرد تغییر شکل 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 شکسته و جایهای اندک ادامه می یابد.
اکثریت تغییر شکل 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 یک جنبش ناگهانی که در این هنگام تغییر شکل جدیدی متحمل است.
شکل (۲-۲) تغییر شکل نقاط مختلف بدنه به یک سد پاره سنگی را به صورت ترازهای تغییر شکل های قائم مساوی نشان داده است. این ترازها مربوط به دامنه بالا دست سد «سالت اسپرینگ » در کالیفرنیا می باشد که ارتفاع آن ۱۰۰ متر از قطعه سنگ های محکم و سالم گرانیت و با پوشش بتن مسلح در بالا دست (در سال ۱۳۲۹) ساخته شده است. پر شدن مخزن در دفعه اول ۲ سال طول کشیده است و حداکثر تغییر شکل قائم دامنه بالادست پس از پر شدن حدود ۲/۱ متر در نقاطی به فاصله   دامنه از پنجه آن اندازه گیری شده است. در ضمن ۲۵ سال بعدی سرعت دگر شکلی کم شده و کل تغییر شکل سرانجام به ۶۷/۱ متر رسیده است.
حداکثر نشست تاج در اولین پر شدن سد، ۴۵/۰ متر گزارش شده است که بعد از ۲۵ سال مقدار آن به ۱ متر می رسد. بعضی از پژوهشگران با اندازه گیری های متعدد به این نتیجه رسیدند که حداکثر تغییر شکل در بالادست سد در مورد سدهای پاره سنگی ساخته شده از گرانیت تقریباً متناسب با مربع ارتفاع سد می باشد. البته این حداکثر تغییر شکل در هر حال موجب نمی شود که از کارایی مغزه نفوذ ناپذیر کاسته گردد ولی ممکن است موجب شکسته شدن پوشش بتنی بالادست گردد. بنابراین تغییر شکل های نامساوی در نقطه ای که مربوط به حداکثر است تعیین کننده 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 که نمونه آنها عبارتند از:
 
در این رابطه H ارتفاع سد به متر،   ضریبی است که از   تا   متغیر است و برحسب شرایط و برحسب نوع سد (یعنی با پوشش بالادست، با مغزه مایل یا با مغزه مرکزی) تعیین می شود و برای نشست بعد از ده سال ۵/۱ =   گرفته می شود.
رابطه                             
رابطه دیگری است که در آن مقدار   از ۰۵/۰ تا ۲/۰ برحسب نوع سد انتخاب می شود. و   زمانی است که 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 «کلمنت»  ] مأخد شماره ۲۰ [ تعداد ۶۸ 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 که هیچ کدام از روابط تجربی پیشنهادی، رابطه کلی و دقیق نیست و تنها وسیله مطمئن برای پیش بینی نشستها مقایسه نوع سد با سدهای ساخته شده قبلی است. شاید تنها نتیجه ای که از مجموع مطالعاتش به دست آورده است تعیین منحنی هایی برای حد پایینی و حد بالایی مقدار نشست برای هر یک از انواع سه گانه سدها پاره سنگی می باشد.
در سدهای پاره سنگی عرض تاج سد و ارتفاع آزاد بر اساس همان اصول سدهای خاکی تعیین می شود. عرض تاج، حداقل ۴ متر گرفته می شود. مصالح به کار برده شده چنانکه اشاره شد باید مقاوم باشند، به طوری که استحکام هر قطعه سنگ مثلا به حدود ۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع برسد.
    تقریباً تمام طراحان معتقدند که 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 کنند که در هر حجم سنگ ۲ تا ۷ حجم آب اضافه شود، هر چند دلیلی در دست نیست که از بیش از ۲ حجم آب، امتیاز قابل توجهی داشته باشد یعنی به نظر می رسد که هرگاه نسبت آب به سنگ به ۲ برسد تاثیر آب به مقدار لازم رسیده است.
    سنگریزی خشک، به هر حال در بعضی موارد فاجعه آمیز بوده است. مثلا «کوگس ول»  در جنوب کالیفرنیا با ارتفاع ۸۵ متر طراحی شده بود و بدون افزودن آب تا ارتفاع ۸۰ درصد ارتفاع نهایی ساخته شد و در این مرحله از ساخت بود که در اثر یک رگبار شدید تاج سد به اندازه ۴/۲ نشست کرده و به دنبال آن ۶۵/۳ متر دیگر نشست اضافی می یابد.
سدهای با ساخت هیدرولیکی
سدهای باطله
   سدهای باطله به منظور نگهداری و ذخیره و یا رسوب دادن مواد حاصل از کارخانه تغلیظ مواد معدنی ساخته می شوند و نوع ساخته شدن آنها هیدرولیکی است، بنابراین درهر محلی که ساخته شوند جنس بدنه آنها از مواد مربوط به آن کارخانه یا معدن می باشد. خرابی سدهای باطله گاهگاهی گزارش شده است که این خرابی ممکن است به علت روانگری مواد تشکیل دهنده سد در اثر ارتعاش و یا به علت سرریز اضافی بوده است. بیشترین احتمال خرابی هنگامی است که آن سد در دره ای بنا شود که آن دره آبگیر است.
سدهای باطله به علت ماهیت ساخته شدن آنها نسبت به انواع سدهای خاکی و پاره سنگی کمترین مقاومت را دارند و چنانچه به علتی در آن ها تخریب ایجاد گردد کاملا 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 آنکه به ایمنی سد توجه داشته باشند به عملکرد آن هرچند موقت توجه می کردند.
این سدها به دو علت مخصوص باید با دقت و اطمینان طراحی و ساخته شوند و کنترل گردند. این دو علت در مورد سد های معمولی نقشی ندارند. اول اینکه چنانچه سد باطله تخریب گردد محیط زیست پایین دست را آلوده می‌کند و چه بسا حیات و سلامت انسان و محیط زیست در آن ناحیه در معرض خطر جدی قرار گیرد. دوم اینکه نشت آب از سد موجب آلوده کردن تمام زمین ها و آبهای پایین دست می گردد. به این علت در سالهای اخیر دولت ها و نیز آیین نامه معدنکاری در جهت در نظر گرفتن سلامت محیط زیست جدیت بیشتری نموده اند.
تا به حال تعداد ۱۱ سد باطله خراب شده است که از همه خطرناکتر دو سد در «الکبر » می‌باشد که در اثر تخریب (که به طور کامل هم صورت گرفته است) ۲ میلیون تن گل و لای تا ۱۲ کیلومتری به حرکت درآمده و شهر معدنکاری آن ناحیه را ویران نموده و اقلاً تا ۲۰۰ نفر تلفات جانی داشته است ]مأخذ شماره ۴ [
سدهای باطله به علت اشباع کامل 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 ۱۹۷۴ در انجمن ژئومکانیک استرالیا تعریف زیر توسط «مادکس»  برای سدهای باطله پیشنهاد شده است سد باطله سدی است از نوع خاکریزی و برای نگهداری دو غاب کانه ها ساخته می شود و دو هدف بر آن مترتب است:
الف- ذخیره کردن دوغاب باطله
ب- تامین ذخیره موقت آب که این ذخیره پس از آنکه به مقدار کافی تصفیه و زلال گردید به رودخانه ریخته می شود و یا آنکه مجدداً به کارخانه بر می گردد.
ساخت سنگ های باطله
می توان سد باطله را کلا به صورت یک سد خاکی بنا نمود و مواد روان باطله را در پشت آن ذخیره نمود. اما معمولا قسمت عمده سد از تجمع دانه های مواد باطله رشد کرده و ساخت آن تکمیل می گردد.
در صورتی که مواد باطله حاوی درصد کمی از دانه های حدود ماسه باشد سد را به روش معمول سدهای خاکی می سازند اما در صورتی که مواد باطله با اندازه ماسه، ۳۰ تا ۴۰ درصد دانه ها را تشکیل دهد روش ساخته شدن هیدرولیکی از همان مواد باطله برنامه ریزی می گردد که بسیار کم هزینه خواهد بود.
ساخته شدن سد باطله از مواد باطله به سه روش معمول است که 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 یک سد خاکی کم ارتفاع با روش معمولی ساختن سدهای خاکی ساخته می شود. که سد (بند) اولیه  نامیده می شود. این سد باید کاملا محکم و با دقت ساخته شود و ارتفاع آزاد کافی داشته باشند. آنگاه لوله های آورنده مواد باطله روی این بند اولیه قرار داده می شود به طوری که مواد باطله که همراه آب است روی این بند ریخته شود. در نتیجه دانه های بزرگتر در نقاط نزدیک تر روی دامنه های سد رسوب کرده، ذرات ریز و معلق در آب به نقاط دورتر حرکت کرده 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 که ارتفاع و ابعاد سد با ادامه کار رشد می کند، بستر مخزن و پشت سد نیز به علت رسوب ذرات ریز آب بندی می گردد. لوله های آورنده مواد باطله را در فواصل مثلا ۱۵ متری منشعب می کنند تا در تمام طول سد اولیه توزیع یکنواخت مواد صورت گیرد و رشد سد در تمام نقاط توام باشد. هنگامی که سطح مواد باطله رسوب کرده و به تاج سد اولیه رسید باید لوله را در ارتفاع بالاتری قرار داد تا رشد سد ادامه یابد و برای این کار در هر مرحله یک بند ماسه‌ای ایجاد می شود تا لوله روی آن قرار گیرد.
برحسب شرایط ناحیه و امکانات موجود برای یکی از انواع سه گانه ذکر 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 که سد اولیه همواره زیر محور سد باقی می ماند. در روش های پایین رو و محوری تامین یک سیستم زه کشی در پایین دست ضروری است تا در نتیجه زه کشی دائم استحکام سد را افزایش دهد. این زهکشی باید سراسری باشد.
سه نوع روش ذکر شده را به طور ساده نشان می دهند. دو نمونه از سدهای باطله که مربوط به بریتیش کلمبیا می باشند در اینجا ذکر می شود.
سد «برندا» که در سال ۱۹۷۰ شروع شده، وظرفیت آن ۶ ۱۰*۲۰۰ تن مواد باطله برای مدت ۲۰ سال پیش بینی شده است. ارتفاع سد ۱۳۷ متر، طول ۲ کیلومتر، عرض قاعده ۵۵۰ متر، و ۶ ۱۰ * ۵/۳۲ تن ماسه در ساخت آن به کار می رود که ۵۰ درصد آن از زیر آب سیکلونها تأمین شود.
سد «گیبرالتا» در سال ۱۹۷۲ شروع شده، و با ارتفاع ۹۰ متر و طول ۲۴۳۰ متر، ظرفیت آن  6 10*220 می باشد.
ساخت سدهای کوتاه با ساخت هیدرولیکی
شکل (   ) نمایش ساده ای از چگونگی ساخت یک سد خاکی را به وسیله انتقال مخلوط آب و خاک به محل و انباشتن آنها به صورت یک سد نشان می دهد.و همان طور که در شکل مشاهده می شود مواد خاکی از محل قرضه جدا شده و پس از مخلوط شدن با آب به وسیله جریان آب به محل ساخت سد می رسد. دانه های خاک ضمن خروج از لوله انتقال، با توجه به کم شدن سرعت آب، تفکیک می شوند و دانه های درشت تر در محل خروج از لوله باقی می مانند در حالی که 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 خاکی در دست بررسی و اجرا می باشد و در مواردی نیز با موفقیت اجرا شده است. مثلا در مناطق خیلی سرد که برودت محیط دائمی است، امکان قرار دادن مغزه سد از توده ای یخی در سدهای پاره سنگی تجربه شده است. همچنین استفاده از تسلیح خاک و استفاده از مقطع مرکب از سنگ و خاک در مواردی با موفقیت تجربه شده است.
تکنیک تسلیح خاک به وسیله فولاد آغاز شده است و نتیجه آن ایجاد نوعی سازه انعطاف پذیر مقاوم می باشد. در عمل در ضمن تراکم خاک در هر مرحله، یا بعد از چند مرحله تراکم، نوارها یا شبکه های فولادی در داخل خاکی کار گذارده می شود. و لایه بعدی خاک روی آنها کوبیده می گردد، بر این اساس می توان جدار قائم و مقاومی مثل یک جدار بتنی ایجاد نمود. مزیت این روش این است که از عرض دامنه پایین دست کاسته می گردد و در نتیجه در طول راه های تخلیه آب، زیر آبها،  تونلهای انحرافی، سرریز و غیره صرفه جویی می شود که همه در جهت کاهش هزینه است. مزیت دیگر این روش این است که می توان سرریز سرد را مانند سر ریز سدهای بتنی تهیه نمود و بدون اینکه این نوع سرریز صدمه ای به سد بزند و این مزیت نیز در جهت اقتصادی بودن است. نمونه این نوع سدها که مقطع سد Vallon des Bimes Dan در فرانسه می باشد و در سال ۱۹۷۲ به اتمام رسیده است.
   در روش دیگری به وسیله قطعه سنگ های مناسب که به شبکه فولادی مهار می شوند جدار قائمی برای پشتیبانی سد تهیه می گردد و دامنه بالادست همان مشخصات خاکی را دارد.
 
فصل سوم
آب بندها
نقش آب بندها در شالوده، جلوگیری از حرکت کامل آب و یا دست کم طولانی‌ترین مسیر آب می باشد که در این مورد از فشار تخریبی زه کاسته می گردد و به هر حال دبی کل زه کاهش 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
تکنیک تزریق امروزه در بسیاری از پروژه های ساختمانی و در هدفهای متنوع مورد استفاده قرار می گیرد. که در پاره ای موارد به منظور مستحکم زمین کاهش دادن تاثیر ارتعاش در خاک و کاهش دادن نشست خاک در اثر بارهای دینامیک و استاتیک و اهدافی مشابه به آنچه ذکر شد می باشد، و در مواردی به منظور جلوگیری از حرکت آب است که براساس همین هدف در سدسازی مورد استفاده است.
استفاده از تزریق در پروژه های سد سازی گاه به منظور پر کردن شکافها و غارها درون سنگ های آهکی در ارتباط با مخزن سد می باشد و زمانی به منظور پر کردن حفره های درون خاک در کل یک محدوده آب بندی و زمانی به منظور تکمیل آب بندهای دیگر از قبیل آب بندهای پرده سپری می باشد.
در مورد آب بندی خاک ها توسط تزریق این روش معمولا در محیطی کارآیی لازم را دارد که نفوذپذیری محیط قبل از تزریق از see/cm001/0 بیشتر باشد.
تزریق مواد در درون حفره های بین دانه های خاک ضمن آب بندی کردن آن به استحکام آن نیز کمک می‌کند.
موادی که در تزریق به کار می رود متنوع بوده و معمولترین آنها شامل سیمان، اسفالت، رس، مواد شیمیایی است، که 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 خاک 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 ۱۹۲۵ تنها ماده تزریقی معمول تقریبا فقط سیمان پرتلند خالص بود. هرچند سیمان خالص هنگامی ممکن است قابل استفاده در تزریق باشد که قطر موثر دانه‌های خاک (۱۰ D) در حالت سست از ۵/۰ میلیمتر و در حالت متراکم از ۴/۱ میلیمتر بزرگتر باشد و این شرط به ندرت ممکن 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 اکثریت آنها ناموفق بوده و محرمانه باقی مانده است (مأخذ شماره‌6).
در سال ۱۹۲۵ «یوستن»   روشی را به منظور استحکام و غیر قابل نفوذ کردن خاک ابداع نمود که مبتنی بر پی در پی محلول های سیلیکات سدیم وکلرور کلسیم 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 که 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 که درون مجاری خاک پلیمریزه می شود و حفره ها را پر می‌کند  و دانه ها را با هم پیوند می دهد، گرچه این روش نیز پر هزینه است. به طور کلی مواد تزریقی در منافذ بزرگتر یعنی در مواد درشت دانهتر بهتر نفوذ کرده و با شرایط ارزان نیز ضخامت بیشتر را تشکیل می دهند ولی در مورد مواد دانه ریز باید مواد تزریقی با لزجت کمتر به کار برده شوند.
آزمایشات واقعی در مقیاس بزرگ در مورد نتیجه تزریق نشان داده اند که 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 ۶). این ارقام را می توان برای محاسبه مقدار زه در بخش تزریقی و به عنوان مبنایی برای تنظیم ضخامت آن به کار 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 می‌کنند. 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 یک ردیف گمانه کافی 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 کنند یعنی در مرحله اول در گمانه های با فاصله کمتر از ملاتهای رقیقتر استفاده می شود.
گاهی با حفر گمانه هایی تا عمق محدود ولی در یک محدوده وسیع می توان نوعی پوشش لایه ای نفوذ ناپذیر به وجود آورد. فاصله گمانه ها برای این منظور ۳ تا ۵ متر، عمق آنها ۵ تا ۱۰ 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 کافی حاصل نمود.
فاصله گمانه ها در تزریق بستگی به شرایط متعددی دارد، از جمله اینکه تا چه وسعتی باید مواد تزریقی نفوذ کننده و امکانات نصب دستگاه حفاری و نوع خاک و نوع ماده تزریقی چگونه است. مثلا مواد تزریقی ریزدانه تر و محلول های معلق ژل ها و رزینها موادی هستند که برای تزریق در خاک های ریزدانه تر و با نفوذپذیری کم به کار می روند بنابراین فاصله تاثیر آنها به طور نسبی کم است، در صورتی که برای خاک های درشت دانه و با نفوذ پذیری زیاد باید از مواد تزریقی درشت دانه مثل سیمان- رس استفاده نمود و چون این مواد در خاک های درشت دانه تزریق می شوند شعاع تاثیر آنها بیشتر است. بنابراین در محیط ریزدانه تر فاصله گمانه ها کمتر و در محیط دانه درشت تر فاصله گمانه ها را می توان بزرگتر انتخاب نمود.
فشار تزریق نیز بستگی به شرایط متعدد دارد که از جمله فاصله گمانه ها، نوع ماده تزریقی، نوع محیط، مرحله تزریق و محدوده مطلوب تاثیر تزریق می باشد و علاوه بر این شرایط که ذکر شد لزجت و غلظت ماده تزریقی و عمق نقطه مورد تزریق نیز در انتخاب فشار مناسب تاثیر اساسی دارد. در خاک های با نفوذپذیری کم به طور نسبی فشار بیشتری نسبت به خاک های با نفوذپذیری زیاد مورد احتیاج است. اما فشار زیادتر از یک حد نیز موجب پکیده شدن محل تحت تاثیر فشار می گردد. در خاک های درشت دانه و در سنگ های شکاف دار می توان به سهولت ماده تزریقی و فشار لازم را انتخاب نمود. اما در مورد خاک های ریزدانه دقت بیشتری لازم است. زیرا زیاد کردن فشار ممکن است موجب پکیدن خاک گردد و رقیقتر کردن ماده تزریقی همراه با فشار کمتر ممکن است موجب شود که ماده تزریقی با از دست دان آب در نتیجه جذب بین دانه ها غلیظتر شده مجاری را برای پیشروی تزریق مسدود نماید.
اینکه پیشروی تزریق در عمق خاک  چگونه است بستگی به روش اجرای آن دارد، که در این مورد به طور کلی می توان سه روش را نام برد. انتخاب نوع روش بستگی به شرایط پروژه اقتصاد، امکانات و هدف ها دارد.