نکات اجرایی سازه نگهبان
گود برداری یکی از مراحل ساخت و ساز است. در واقع عملیاتی خطرناک است که در صورت عدم آگاهی و دانش کافی می‌تواند خسارات جانی و مالی جبران ناپذیری را وارد سازد. به همین دلیل در مرحله گودبرداری باید روشی را به منظور پایدار سازی گود انتخاب نمود تا از آسیب و خسارات احتمالی حین عملیات جلوگیری شود. در این مقاله سعی داریم در مورد یکی از مراحل ساخت و ساز یعنی گودبرداری و مقوله‌ای به نام سازه نگهبان اطلاعاتی را در اختیار مخاطب قرار دهیم.
گودبرداری و پایدار سازی آن
همان‌طور که قبلا اشاره شد گودبرداری نقطه آغاز ساخت و ساز است که طی آن در سطح پایین‌تر از زمین عملیات حفاری و خاکبرداری انجام می‌شود. این عملیات زیر پی ساختمان کناری را نیز در برمی‌گیرد از این رو باید از روشی پایدار استفاده نمود تا ساختمان‌های مجاور حین تخریب و گودبرداری آسیب نبینند. یکی از روش‌هایی که به ایجاد پایداری در مرحله گودبرداری کمک می‌کند؛ اجرای سازه نگهبان است. با این روش دیوارهای مجاور مهار شده و گودبرداری از ایمنی بیشتری برخوردار است. همچنین سبب پایداری خاک زیر سازه و سازه روی خاک می‌شود.
عوامل موثر بر نوع گودبرداری
معمولا نوع گودبرداری با توجه به شرایط انتخاب می‌شود. مجموعه عللی که در این انتخاب موثر هستند عبارتند از
| ۱ | عمق گود |
| ۲ | میزان سربار |
| ۳ | درون شهری یا برون شهری بودن گود |
| ۴ | حجم کار |
| ۵ | تجهیزات و تکنولوژی که در دسترس وجود دارد |
| ۶ | وضعیت سازه‌هاای مجاور گود |
| ۷ | شرایط اقتصادی |
همان‌طور که اشاره شد با نگهداری خاک زیر، سازه روی خاک هم مقاوم می‌شود. اما اگر خاک در حرکت باشد و سازه نگه داشته شود؛ مسلما ساختمان فرو می‌ریزد.
انواع سازه نگهبان روش‌های پایداری گود
سازه نگهبان خرپایی: از این روش در گودبرداری‌های کم عمق استفاده می‌شود. خاکبرداری در این روش به صورت مرحله به مرحله است و پشت سازه با مصالح پر شده و کاملا به خاک متصل می‌شود. در این روش بین سازه و خاک فاصله‌ای وجود ندارد. اگر بین این دو فاصله‌ای وجود داشته باشد عملا این روش بی‌فایده بوده و در اثر بارندگی نیز خاک روان گشته و هیچ اثری در پایداری گود ندارد.
سازه نگهبان نیلینگ یا اصطلاحا میخکوبی روشی دیگر جهت پایدار نمودن گودبرداری است. در این روش خاک را بین ۲ تا ۴ متر برمی‌دارند و سوراخ‌هایی افقی و مایل به فاصله ۱ تا ۲ متر در سطح گود ایجاد می‌کنند. سپس میلگردهای فولادی با طول مشخص آماده شده و انتهای آن‌ها رزوه می‌شود. با نصب اسپیسر در این مرحله نیل‌ها درون سوراخ قرار گرفته و ۲ عدد لوله تزریق که یکی برای تزریق دوغاب و دیگری برای خارج نمودن هوا است بر روی نیل‌ها نصب می‌شود.
سازه نگهبان انکراژ: این روش جهت ایجاد پایداری در گودبرداری‌های عمیق استفاده می‌شود و مراحل اجرایی آن تا حدودی شبیه روش نیلینگ است. دوخت به پشت و میل مهار و استرند نام‌های دیگر این روش هستند.
سازه نگهبان مهار متقابل: از این روش در محیط‌های شهری و در گودبرداری‌های با عرض کم جهت مهار تغییر مکان جانبی استفاده می‌شود. روش پیش بندهای افقی و مایل نام دیگر این سازه است.
اجرای شمع در جا: این روش برای خاک‌های نرم و سخت قابل اجرا است. در این روش جهت پایداری دیواره گودبرداری از شمع‌های بتنی استفاده می‌شود.
سپرکوبی: در این روش اطراف گود سپر کوبیده و بعد از آن خاکبرداری انجام می‌شود. زمانی که خاکبرداری به ععمق نهایی می‌رسد بر روی این سپرها تیرهای پشت بند افقی نصب می‌گردد.
مراحل اجرای سازه نگهبان خرپایی
در مرحله نخست کنار لبه‌های سازه اصطلاحا یک سری چاهک حفر می‌شود که عمق آن به نوع خاک، عمق گودبرداری و میزان سربار بستگی دارد.
در مرحله دوم ته چاهک سبدی گذاشته و عضو عمود خرپا درون این چاهک قرار می‌گیرد. جنس این عضو از پروفیل دوبل است و جهت گیر کردن بهتر این عضو در انتهای آن نبشی یا برشگیر جوش داده می‌شود.
در مرحله سوم برای این که خاک با بتن تماس پیدا نکند؛ دیواره چاهک را با پلاستیک پوشانده و بعد با کمک لوله ترمی بتن ریزی انجام می‌شود.
در این مرحله خاک مجاور عضو عمودی را به صورت ترانشه برداشته تا عضو مایل خرپا نیز آماده اجرا شود. اگر خاک مورد نظر از مقاومت بالایی برخوردار باشد؛ به جای کندن چاهک می‌توان خاک را به این صورت (ترانشه) برداشت.
در مرحله نهایی برای اتصال عضو مایل باید فونداسیونی را حفر، آرماتوربندی و بتن ریزی نمود. زمانی که بت‌ن‌های فونداسیون منفرد خودش را گرفت عضو مایل از یک طرف به صفحه ستون و از سمت دیگر به عضو عمودی جوش داده می‌شود. برای این که سازه از مقاومت بیشتری برخوردار باشد؛ اعضای فرعی نیز به آن اضافه می‌شود.
سازه نگهبان موقت
معمولا ایجاد پایداری در عملیات گود به دو صورت دائم و موقت صورت می‌پذیرد و هدف آن جلوگیری از خسارات احتمالی و ایمن نمودن گودبرداری است. سازه‌های نگهبان چه به صورت موقت چه به صورت دائمی انواع مختلفی دارند که قبلا به آن اشاره شد. به طور کلی جهت مهار ترانشه و خسارات ناشی از خاکبرداری از سازه‌های موقت استفاده می‌شود.
زمان برداشتن سازه نگهبان
این سازه زمانی برداشته می‌شود که قاب ساختمان قسمتی یا تمام آن ساخته شده و توان تحمل رانش خاک را دارد. اگر قرار است بخشی یا تمام قاب ساختمان جایگزین سازه شود؛ باید در ابتدای طراحی ساختمان به این نکته اشاره شود و ساختمان با توجه به آن طراحی شود.
اصول طراحی سازه نگهبان خرپایی
در این روش برای طراحی سازه و پایداری بهتر گود این اصول در نظر گرفته شده و محاسبه می‌شود.
ارزیابی فشار جانبی خاک : معمولا فشار خاک به علت بارهای ناشی از وزن خاک؛ حرکات لرزه‌ای زمین و سربارهای مختلف ایجاد می‌شود. به همین دلیل در پروژه‌هایی که پایدارسازی گود مهم است باید از فشاری که بین خاک و سازه ایجاد می‌شود؛ تعریف درستی ارائه گردد.
تعیین بار جانبی وارد بر هر سازه نگهبان: فشاری که بر هر سازه وارد می‌شود حاصل فشار جانبی موثر و فشار هیدرواستاتیکی است.
ظرفیت باربری شمع کششی و تعیین طول آن: ظرفیت کششی هر شمع نتیجه وزن و مقاومت دیواره آن است.
کنترل لغزش سازه: یکی از عوامل مهم در طراحی آن است و نیروی رانشی خاک عاملی محرک برای این لغزش است.
نقش مهندس ناظر بر اجرای سازه نگهبان
یکی از وظایف مهندس ناظر رویت ترک‌های خاک و کنترل نمودن عرض این ترک‌ها است. فرار خاک یا به عبارت دیگر از هم گسیختگی خاک از زیر سازه به تدریج صورت می‌پذیرد. از نشانه‌های این از هم گسیختگی پوسته پوسته شدن، ایجاد ترک و افزایش عرض آن است.
نکات کلیدی در اجرای سازه نگهبان خرپایی
- این سازه روشی متداول برای پایدار سازی گود در محیط‌های شهری است. لذا اجرای این سازه نیاز به دقت و دانش داشته تا ضریب اطمینان افزایش یابد. در غیر این صورت خسارات زیادی را تحمیل می‌کند. جهت اجرای درست این سازه رعایت نکات زیر الزامی است.
- جهت تامین یک پارچگی و انسجام سازه باید از سیستم مهار بندی استفاده شود. مهاربندها باید یک در میان بین اعضای مایل و قائم اجرا شوند.
- در حفر چاه رعایت اصول ایمنی و فنی الزامی است.
- در خاک‌های سست عملیات گود نباید تا انتها انجام شود و بعد پایدارسازی انجام شود. زیرا قبل از اجرای این سازه دیواره‌های گود فرو می‌ریزند.
- برای ریختن بتن شمع‌ها استفاده از قیف، لوله و شوت الزامی است.
- اعضای افقی سازه باید به گونه‌ای نصب شوند که با تراز سقف ساختمان یکسان شوند.
- اگر عضو مایل سازه از سقف ساختمان در حال ساخت عبور کند مانعی ندارد.
- عضو قائم سازه باید اتصالی کامل با خاک و سازه مجاور داشته باشد.
- خرپا نباید در محل ستون‌های ساختمان در حال ساخت باشد.
- اگر بین عضو قائم و سازه مجاور فاصله وجود داشته باشد؛ این فاصله باید به وسیله آجر فشاری و تخته بنایی پر شود.
- هر گونه تغییری در وضعیت خاک نظیر تغییر رطوبت، ترک و حرکت نسبی لایه‌ها باید سریعا پیگیری شود.
- اتصالات در ساخت سازه نقش کلیدی دارند. در غیر ای صورت تنش‌هایی که ایجاد می‌شود از هم گسیختگی سازه را به دنبال دارد.
- خاک‌های ریزشی یا خاک‌هایی که چسبندگی کمی دارند؛ برای اجرای این نوع سازه مناسب نیستند.
- اگر خاک مورد نظر ضعیف باشد باید در فضای بین دو سازه از بتن پاشی یا تخته گذاری استفاده نمود.
- اتصال عرضی خرپاها سبب افزایش ضریب ایمنی و جلوگیری از کمانش جانبی می‌شود.
طرز شناسایی ترک در روش سازه نگهبان خرپایی
شناسایی ترک‌ها به دو روش زیر انجام می‌شود.
در روش اول با کمک دوربین نقشه برداری حرکت خاک و ترک‌های ایجاد شده را شناسایی می‌کنند.
روش دوم روشی سنتی است و نیاز به هزینه چندانی ندارد. در این روش دوغاب گچ را بر روی خاک و درزها ریخته و چون گچ مقاومت زیادی در برابر کشش ندارد به راحتی ترک‌های ایجاد شده را نشان می‌دهد.
جمع بندی
در این مقاله از مجموعه مقالات سبلان در درباره نحوه صحیح گودبرداری و روش‌های ایجاد پایداری مطالبی ارائه شد. همچنین درباره انواع گود و سازه‌های نگهبان ، اصول طراحی سازه، نکات کلیدی در اجرای سازه، نحوه شناسایی ترک‌های ایجاد شده و نقش مهندس ناظر سخن به میان آمد و تاثیر آگاهی و دانش نیز در این بین آشکار گردید. به راستی اگر تمامی مراحل ساخت و ساز با تکیه بر دانش و تجربه باشد؛ ساختمان‌هایی محکم و اصولی بنا می‌گردد و میزان خسارات جانی و مالی تا حد زیادی کاهش می‌یابد.