در سال های اخیر تامین پارکینگ در طبقات منفی ساختمان دغدغه ی افراد زیادی بوده است.
زیرا بسیاری از سازندگان از اصول گودبرداری آگاه نیستند و یک اشتباه کوچک در گودبرداری میتوان خسارت های جبران ناپذیری را متحمل شود. از این رو استفاده از سازه نگهبان از اهمیت بسیار زیادی برخوردار میشود.
گودبرداری
برای اینکه بتوانیم مفهوم سازه نگهبان را بهتر درک کنیم لازم است با مفهموم گود برداری آشنا شویم. گودبرداری فرآیندی است اعم از حفاری، برداشت و ایجاد گودال درون زمین. این فرآیند به منظور ساخت زیر زمین، ساخت پارکینگ، آماده سازی محل پی سد، آماده سازی پی یا تکیه گاه های پل و اجرای فونداسیون مورد استفاده قرار میگیرد.
این عملیات با توجه به محل گودبرداری و نوع خاک میتواند توسط دست، ماشین آلات سبک و سنگین، ماشین آلات حفاری و مواد منفجره صورت گیرد.
انواع گودبرداری
این عملیات با توجه به نوع مواد استخراجی به دسته های زیر تقسیم میشود :
- گودبرداری سطحی : برداشت بالاترین لایه ی زمین تا عمق 150 تا 300 میلی متر به منظور رسیدن به لایه های متراکم و مناسب تر برای تحمل وزن سازه
- گودبرداری زیر سطحی : برداشت لایه های زیرین خاک به منظور اجرای خاکریز و فونداسیون
- گودبرداری سنگ : برداشت سنگ ها با استفاده از ماشین آلات حفاری و مواد منفجره
- گودبرداری لجن : برداشت مواد نامناسب برای کاربری های مهندسی
- گودبرداری ترکیبی ازموارد گفته شده
بیشتر بخوانید: استخدام مهندس عمران
سازه نگهبان
به مجموعه ای از سازه های موقت یا دائم گفته میشود که برای تامین پایداری دیواره های گودال و پلاک های مجاور اجرا در داخل زمین قرار میگیرد. که این سازه میتواند جزو سازه اصلی یا یک سازه ی فرعی باشد. برخی افراد برای نپرداختن مخارج گودبرداری که بسیاری از این مخارج واقعا سنگین هستند بدون سازه نگهبان اقدام به گودبرداری میکنند. با این تفکر که خاک زمین پایداری کافی را دارد و نیازی به اجرای سازه نگهبان نیست. اما واقعیت امر چیز دیگری است. زیرا مقاومت خاک قابل پیش بینی نیست و برای حفظ جان افراد داخل گودال و بعدا برای جلوگیری از وارد شدن خسارت باید حتما از سازه نگهبان استفاده کرد.
وظیفه مهندس ناظر در اجرای سازه نگهبان
مهم ترین نکته ای که مهندس ناظر باید به آن دقت کند گسیخته شدن خاک است. منظور از گسیختگی خاک، بوجود آمدن ترک و زیاد شدن عرض خاک به همراه پوسته پوسته شدن آن است. مهندس ناظر باید گسیخته شدن خاک را شناسایی و کنترل کند. یکی از نشانه های فرار خاک از زیر سازه نگهبان یا همان گسیخته شدن خاک به تدریج عرض خاک زیاد شدن است و این اتفاق ناگهانی رخ نمیدهد.
بیشتر بخوانید: استخدام مهندس عمران
انواع سازه نگهبان
سازه های نگهبان به دو صورت دائم و موقت اجرا میشود که ما در اینجا به اختصار چند نمونه از این سازه ها را بیان کرده ایم :
1- سازه نگهبان خرپایی
در گودبرداری های کم عمق و در مناطق شهری از رایج ترین سازه نگهبان هایی است که مورد استفاده قرار میگیرد.
برای نصب این سازه نگهبان ابتدا چاهک هایی برای قرارگیری المان ها درون آنها، در اطراف گودال حفر میشود. این سازه دارای المان قائم و مایل است که در المان قائم آن از دوبل IPE (تیرآهن I شکل) استفاده میشود.
یکی از موارد مهمی که در هنگام نصب این سازه نگهبان باید به آن توجه کرد این است که عضو عمودی آن باید کاملا در مجاورت با سازه کناری قرار گیرد. و اگر امکان این کار فراهم نبود باید با مصالح مناسب فضای پشت آن پر شود.
(مزایا)
مناسب گودبرداری مناطق مسکونی و شهری
داشتن انعطاف بالا در زمان اجرا
قابلیت استفاده از این سازه نگهبان در پروژه های بعدی
نصب آسان بدون نیاز به دستگاه های مخصوص
(معایب)
سرعت نصب پایین به نسبت روش های مدرن تر
محدودیت استفاده در گودال های عمیق
احتمال نیاز به حفاری خاک به صورت دستی
اشغال بیشتر فضای محل گودبرداری
2- سازه نگهبان سپرکوبی
این سازه نگهبان به این صورت اجرایی میشود که ابتدا سپر هایی در اطراف گودال کوبیده میشود و بعد از آن عملیات گودبرداری و خاک برداری تا عمق مورد نظر صورت میگیرد.
در ادامه در کمرکش سرها و روی آنها، تیرآهن های پشت بند افقی قرار میگیرد و سپس قیدهای فشاری عمودی بر صفحه سپر ها را به این پشت بند ها متصل میگردد.
این روش مناسب پروژه کانال هایی به طول زیاد و عرض کم است.
سازه نگهبان سپرکوبی انواع متفاوتی دارد که میشود به این موارد اشاره کرد:
چوبی
بتنی
فلزی
(مزایا)
سرعت اجرایی بالا
ایمنی مناسب
مناسب پروژه کانال هایی به طول زیاد و عرض کم
(معایب)
ملزم بودن به استفاده از تجهیزات خاص
نیازمند نیرویی متخصص
دارا بودن فضا کافی برای استفاده از دستگاه سپرکوب
3- سازه نیلینگ یا میخ کوبی
در این سازه نگهبان میلگرد های فولادی در فواصل طولی نزدیک به هم و دوغاب سیمان به منظور پرکردن فضای بین خاک و میلگرد ها به کار میرود.
معمولا از این روش برای خاک با مقاومت نسبی پیشنهاد میشود.
(مزایا)
قابل استفاده در فضاهایی با دسترسی محدود
استفاده از مصالح کمتر
آلودگی صوتی و زیست محیطی پایین
سرعت اجرایی بالا
داشتن انعطاف بالا در زمان اجرا
عدم داشتن محدودیت ارتفاعی
اقتصادی بودن در هزینه ها و صرفه جویی کردن در زمان و نیروی کار
(معایب)
عدم استفاده برای زمین هایی با سطح آب زیر زمینی بالا
عمر کوتاه برای خاک های متورم
احتمال زنگ زدن میلگرد ها
نیازمند نیرویی متخصص
4- سازه نگهبان انکراژ
این سازه نگهبان همانند سازه میخ کوبی است. البته با این تفاوت که المان های تسلیحی توسط جک کششی و نیروسنج، نیروی پیش تنیدگی ایجاد میشود.
(مزایا)
کاهش رانش خاک
استفاده از خاک محل گودبرداری برای مهارسازی دیواره ها
اشغال کردن فضای بسیار کم
(معایب)
زمان بر بودن اجرای پروژه
به صرفه نبودن برای پروژه های کوچک
مورد نیاز بودن تجهیزات خاص
نیازمند نیرویی متخصص
5- سازه نگهبان دیوار دیاراگمی
در این روش دیواره ای از جنس بتن مسلح ساخته برای حافظت از دیواره ی گودال ساخته میشود. که برای اجرای این پروژه از دستگاه حفاری خاصی به نام گراب یا هیدروفرز استفاد میشود.
در این سازه نگهبان برای جلوگیری از ریزش دیواره از دوغابی به نام بنتونیت استفاده میشود.
روش اجرای این سازه نگهبان به این صورت است که اول تراز کف دیوار دیافراگمی حفاری انجام شده و سپس میلگرد گذاری صورت میگیرد و در نهایت بتن ریزی انجام میشود.
(مزایا)
سرعت بالا در انجام پروژه
ایمنی بالا در حین اجرای کار
قابل استفاده هم به عنوان سازه نگهبان و هم به عنوان دیوار حائل در گودال
مورد استفاده در حفاری ها و گودبرداری ها با طول زیاد
(معایب)
به صرفه نبودن برای پروژه های کوچک
اشغال فضای زیاد به دلیل استفاده از ماشین های حفاری بزرگ
استفاده از دستگاه های حفاری خاص
نیازمند نیرویی متخصص
6- سازه نگهبان مهار متقابل
از این سازه نگهبان یا پشت بند افقی و مایل در گود های کم عرض و در مناطق مسکونی مورد استفاده قرار میگیرد.
به علت نیازمند بودن فضای زیادی در داخل گودال ممکن است برای استفاده از ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز با مشکل روبه رو شوید.
7- سازه نگهبان با اجرای شمع
یکی از روش های متداول و کاربردی که باعث مقاومت و پایداری خاک میشود استفاده از روش شمع کوبی است.
ابتدا قبل از گودبرداری شمع کوبی اجرا میشود. به این صورت که شمع ها برا اساس نقشه های اجرایی که طراحی شده است تا عمق مورد نظر اجرا شده و بعد از حفاری از بتونیت بخاطر جلوگیری از ریزش دیواره های گودال مورد استفاده قرار میگیرد.
(مزایا)
سرعت بالا در انجام پروژه
به صرفه بودن برای پروژه های بزرگ
هم به عنوان سازه نگهبان موقت میتوان مورد استفاده قرار داد و هم به عنوان دیوار حائل دائمی
بیشتر بخوانید: استخدام مهندس عمران با پروانه اشتغال
عوامل موثر در انتخاب سازه نگهبان
در زمینه ی انتخاب نوع سازه نگهبان مواردی است که در هنگام انتخاب باید به آنها توجه داشته باشید.
به عنوان مثال میتوان به موارد زیر اشاره کرد :
- درصد شیب زمین
- نزدیکی محل گودبرداری به سازه های مجاور
- ارتفاع سطح آب های زیرزمینی
- عمق گودبرداری
- جنس و نوع خاک
- شرایط آب و هوایی