سازه نگهبان به هر نوع سازه‌ای اطلاق می‌شود که به منظور محافظت و جلوگیری از احتمال ریزش گودها در نظر گرفته می‌شود. در دهه‌های اخیر، در اجرای عملیات گودبرداری، روش مهار دیوارهای اطراف گود به عنوان روش متداولی برای تأمین ایمنی این گودها شناخته می‌شود. با این حال، نکته مهمی که باید در نظر گرفته شود این است که علاوه بر مهار دیوارهای اطراف، تدابیری نیز برای حفاظت از خاک زیر سازه‌های اطراف گود انجام شود. با استفاده از تنوع متدهای سازه نگهبان، می‌توان گودها را به شکلی کاملاً ایمن و پایدار نگه داشت.
سازه های نگهبان
در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی، نیاز به انجام خاکبرداری با جداره‌های عمودی یا نزدیک به عمودی وجود دارد. این فرآیند برای ایجاد زیرزمین‌ها، کانال‌ها، منابع آب، و غیره، لازم است. فشار جانبی بر روی این جداره‌ها به علت وزن خود خاک و همچنین بارهای ممکن از جمله خاک بالاتر از سطح گود، ساختمان‌های مجاور، بارهای مرتبط با معابر مجاور و غیره، اعمال می‌شود. به منظور جلوگیری از انبساط خاک و پیامدهای منفی احتمالی ناشی از این عملیات، سازه‌های موقتی به نام “سازه‌های نگهبان” برای مهار انبساط خاک اجرا می‌شوند. این سازه‌ها باعث جلوگیری از فرود خاک و پیشگیری از اثرات منفی آن بر پروژه می‌شوند.
چگونگی پایدارسازی دیواره گود
هنگامی که در عملیات گودبرداری یک دیوار عمودی از خاک ایجاد می‌شود، دو دسته نیرو به این دیوار عمل می‌کنند. یک دسته نیروها به عنوان نیروهای محرک شناخته می‌شوند و دسته دیگر نیروهای مقاوم را تشکیل می‌دهند.
نیروهای محرک نیروهایی هستند که تمایل به تخریب دیواره گود دارند، در حالی که نیروهای مقاوم نیروهایی هستند که تمایل به حفظ و پایداری دیواره دارند و جلوگیری از انهدام آن را در پیش می‌گیرند.
حالا، اگر مجموع نیروهای محرک (نیروهایی که تخریب دیواره را ترجیح می‌دهند) از مجموع نیروهای مقاوم (نیروهایی که به حفظ دیواره اهمیت می‌دهند) بیشتر باشد، دیواره گود خواهد افتاد. و اگر مجموع نیروهای مقاوم از مجموع نیروهای محرک بیشتر باشد، دیواره به ثبات خود باقی خواهد ماند.
روش های پایدار سازی دیواره گود (سازه نگهبان)
- روش مهارسازی
- روش دوخت به پشت
- روش دیافراگمی
- روش مهار متقابل
- روش سپرکوبی
- روش میخکوبی
- روش اجرای شمع
- روش خرپایی مورب
- روش خرپایی موازی
- سازه های نگهبان وزنی
روش مهارسازی
در این روش، ابتدا در حاشیه زمین و در فواصل مشخص و محاسبه شده، چاهک‌هایی حفر می‌شوند. عمق این چاهک‌ها حداقل ۳/۱ برابر عمق گودبرداری است. سپس بعد از حفر چاهک‌ها، در بخش انتهایی هر چاهک، آرماتورگذاری انجام می‌شود. سپس در داخل چاهک‌ها، پروفیل‌های مناسب (معمولاً با شکل I) قرار داده می‌شود. در ادامه، بتن درون چاهک‌ها ریخته می‌شود.
پس از مرحله اول گودبرداری، در بدنه گود، سوراخ‌های افقی یا مایل با قطر ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر حفر می‌شوند و سپس پس از قراردادن میلگرد در داخل سوراخ‌ها، بتن درون آنها تزریق می‌شود. در مراحل بعدی، به منظور جلوگیری از ریزش خاک بین پروفیل‌ها، میان پروفیل‌های عمودی معمولاً با استفاده از پانل‌های بتنی پیش‌ساخته یا بتن درجا، مهار مناسب انجام می‌شود. اغلب، روی دیوار آرماتوربندی انجام می‌شود و سپس بتن پاشی انجام می‌شود.
روش دوخت به پشت
عملیات گودبرداری در این روش به صورت مرحله به مرحله انجام می‌شود. در هر مرحله، ابتدا با تعیین یک عمق مشخص در بدنه گود، سوراخ‌های افقی یا مایل با قطر ۱۰ تا ۱۵ سانتیمتر حفر می‌شوند. سپس آرماتورهای پیش‌تنیده درون این سوراخ‌ها قرار داده می‌شود و بخش انتهایی سوراخ با بتن تزریق می‌شود. پس از انجام این مراحل، آرماتورهای پیش‌تنیده با استفاده از جک‌های مخصوص به نیروی محاسبه شده کشیده می‌شوند. این عمل باعث فشردگی بخشی از دیواره گود می‌شود و این اقدام بهبود خصوصیات مکانیکی خاک را فراهم می‌کند و نیروی رانش خاک را کاهش می‌دهد.
پس از این مرحله، سوراخ‌های ایجاد شده در بدنه گود با استفاده از بتن پر می‌شوند. پس از تمام شدن فرآیند گیرش بتن، آرماتورها آزاد می‌شوند. در نهایت، بدنه گود آرماتورگذاری و بتن پاشی می‌شود و آرماتورهای پیش‌تنیده به صورت مناسب بر روی دیواره گود مهار می‌شوند.
روش دیافراگمی
در این روش، ابتتدا با استفاده از دستگاه‌های حفاری محل احداث سازه توسط نگهبان حفاری مورد توجه قرار می‌گیرد. سپس به طور همزمان محل حفر را با استفاده از گل بنتونیت پر می‌کنند، این اقدام باعث جلوگیری از ریزش دیواره گود می‌شود. پس از انجام حفاری، شبکه آرماتوری که قبلاً آماده شده است را در محل حفاری که با گل بنتونیت پر شده است قرار می‌دهند. سپس با استفاده از لوله ترمی، بتن ریخته می‌شود. لوله ترمی یک نوع لوله است که از آن بتن به سطح پایین گودبرداری ریخته می‌شود و این عمل باعث بالا آمدن بنتونیت می‌شود، زیرا وزن مخصوص بتن نسبت به بنتونیت بیشتر است.
روش مهار متقابل
در روش مورد نظر، ابتدا در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری انجام شود، چاهک‌هایی در فواصل مشخص و محاسبه شده روبه‌روی یکدیگر در دو طرف زمین حفر می‌شوند. عمق این چاهک‌ها حداقل ۳/۱ برابر عمق گودبرداری مورد نظر است. سپس در قسمت انتهایی هر چاهک، آرماتورگذاری انجام می‌شود. سپس در داخل این چاهک‌ها، پروفیل‌های مناسب بر اساس عمق گود و ویژگی‌های خاک قرار داده می‌شود و بخش آرماتورگذاری شده از انتهای چاهک با بتن پر می‌شود.
پس از انجام مراحل فوق، عملیات گودبرداری به صورت مرحله به مرحله ادامه می‌یابد. در ابتدا، با قرار دادن یک عضو افقی به منظور مهار خاک، دیواره مهار می‌شود. سپس برای جلوگیری از ریزش خاک بین پروفیل‌ها، باید بین پروفیل‌های عمودی از پانل‌های بتنی پیش‌ساخته یا بتن درجا و یا چوب مهار مناسب استفاده شود. با افزایش عرض گودبرداری، تیرهای مهار باید مقاطع با مقاومت خمشی بالاتری داشته باشند تا نیروهای ناشی از فشار خاک کمانش نداشته باشند. این روش در عرض‌های زیاد می‌تواند به‌صرفه نباشد و در گودبرداری‌های عمیق، مهاربندهای مقابل در اعماق مختلف ممکن است دشواری‌هایی را ایجاد کند.
روش سپرکوبی
در این روش، برای گودبرداری ابتدا سپر کوبی انجام می‌شود حول منطقه‌ای که باید گودبرداری انجام شود. سپس با استفاده از دستگاه‌های کوبنده یا سیستم‌های ارتعاش دهنده، سپر کوبیده می‌شود و خاک از داخل گود برداشته می‌شود. عمق حداقلی برای سپرهای کوبیده شده باید ۳/۱ برابر عمق دیواره گود باشد. در بسیاری از موارد، با افزایش عمق گود، برای پایداری دیواره سپر نیاز به سپرهای با مقاطع بزرگتری داریم. در این شرایط معمولاً از روش مهار متقابل به همراه روش سپر کوبی استفاده می‌شود. برای این کار، پس از انجام مرحله اول گودبرداری، یک کمرکش (تیر) به صورت افقی روی سپرها قرار داده می‌شود و سپرها با استفاده از باتیرهای مهار متقابل به‌طور پایدار می‌شوند.
فهرست مطالب
سازه های نگهبان
چگونگی پایدارسازی دیواره گود
روش مهارسازی
روش دوخت به پشت
روش دیافراگمی
روش مهار متقابل
روش سپرکوبی
روش میخکوبی
روش اجرای شمع
روش خرپایی مورب
روش خرپایی موازی
سازه های نگهبان وزنی
تخریب ساختمان بر اثر گودبرداری غیراصولی