ارائه دهنده:…………………………….
ایمیل:………………………………….
گودبرداری و سازه های نگهبان
فهرست مطالب
مقدمه
تعریف گودبرداری
انواع گودبرداری
ویژگی گودبرداری اصولی
مراحل گودبرداری
روش های پایدارسازی دیواره گود
نتیجه گیری
نکات آیین نامه ای
موارد ایمنی گودبرداری
منابع
2
3
4
5
6
6
17
22
28
30
مقدمه
2
برای ساخت یک سازه جدید ابتدا نیاز به مهمم ترین و حساس ترین مرحله در احداث آن داریم که اندکی بی توجهی در این زمینه می تواند فاجعه آفرین باشد. گودبرداری در واقع یکی از فعالیت های عمرانی است که با اهداف مختلفی مانند تخریب یک سازه فرسوده، حفاظت از فونداسیون ها در برابر یخبندان، احداث کانال ها، مخازن زیر زمینی و احداث پارکینگ انجام می شود. گودبرداری با روش های مختلفی انجام می شود. از بیل مکانیکی گرفته تا روش تاپ دان که اگر به صورت غیر اصولی و سازه نگهبان انجام شود امکان خسارت بالا می رود.
گودبرداری در حالت کلی به دو نوع گودبرداری حفاظت شده یا مهار بندی شده و حفاظت نشده یا مهار بندی نشده تقسیم می شود که در نوع حفاظت نشده یا مهاربندی نشده پایداری شیب ها یا جداره های عمودی گودبرداری در خاک های چسبنده بدون مهار بندی توسط شرایط مکانیکی در خود خاک تامین می شود. در این مقاله به توضیح کامل در ارتباط با تعریف گودبرداری و انواع آن پرداخته و سپس به بررسی نتایج ناخواسته گودبرداری غیر اصولی می پردازیم.
به هرگونه حفاری و خاکبرداری در تراز پایین تر از سطح طبیعی زمین یا تراز زیر پی ساختمان مجاور گود برداری اطلاق می شود. یکی از موضوعات بسیار مهم برای گود برداری، انتخاب روش کار است. انتخاب روش کار نیاز به بررسی و مطالعه دارد و لازم است شرایط خاک مورد بررسی قرار گیرد. انجام این عملیات قوانین خاص خود را دارد که به منظور حفظ جان و مال افراد تعیین شده است. میزان عمق خاک برداری می تواند متفاوت باشد. برای بررسی این مورد نیاز به مطالعه و ملاحظات ژئوتکنیکی، مواد و مصالح، مسائل اقتصادی و اجتماعی نیز است.
توجه
بر اثر گودبرداری در زمین وضعیت تنش در آن تغییر میکند و لازم است تغییرشکل ها و ناپایداری های ناشی از گودبرداری از جمله موارد ذیل بررسی شوند:
الف- برآمدگی و تورم کف گود، که می تواند در شرایطی به ناپایداری کف بیانجامد.
ب- نشست زمین در نواحی مجاور گود
گودبرداری چیست؟
تعریف گودبرداری از نظر مبحث دوازدهم
3
انواع گودبرداری
4
ویژگی های گودبرداری اصولی
یک گودبرداری اصولی و مناسب ( ایمن ترین و اقتصادی ترین) دارای ویژگی های به شرح زیر می باشد:
با توجه به شرایط ژئوتکنیکی خاک، نوع پروژه و وضعیت تراز آب زیرزمینی، مناسب ترین و ایمن ترین روش بین سایر روش های گودبرداری باشد
از تاسیسات و ساختمان های مجاور و همچنین تاسیسات زیرزمینی موجود بیشترین حفاظت به عمل آید.
با توجه به شرایط ژئوتکنیکی خاک، نوع پروژه و وضعیت تراز آب زیرزمینی، مناسب ترین و اقتصادی ترین روش مهار گود انتخاب شود.
کمترین نیاز به اقدامات نگهداری در زمان بهره برداری به خصوص برای پروژه هایی که مدت زمان زیادی امکان بکفیل (پر کردن و کوبش خاک) نمودن گود وجود ندارد داشته باشد.
5
مراحل گود برداری
6
روش های پایدارسازی دیواره گود
7
نیلینگ
8
نیلینگ (Nailing)یا میخ کوبی، از روش های پایدارسازی دیواره های گود و شیب ها است. در این روش، پس از حفاری گمانه های مخصوص، المان های بلندی نظیر میله های فولادی را درون خاک وارد می کنند. سپس، دوغاب را به درون حفره می ریزند. البته امکان اجرای همزمان حفاری و ریختن دوغاب نیز وجود دارد. توجه داشته باشید که در روش نیلینگ، برخلاف روش انکراژ، از المان های پیش تنیده یا بدون تنیدگی استفاده می شود
نیلینگ
9
مهار متقابل
10
مهار متقابل (Reciprocal Support یا Braced Cut (Support، یکی از روش های اجرای سازه نگهبان در گودهای کم عرض است. این روش را می توان به عنوان ترکیبی از روش سپرکوبی و خرپا در نظر گرفت.
اجرای سازه نگهبان به روش مهار متقابل چگونه انجام می شود؟
مهار متقابل حفریات سطحی معمولا طی مراحل زیر انجام می شود:
حفر چندین چاهک با فواصل مشخص در دو طرف محدوده گودبرداری: با عمق گود به علاوه 0.25 تا 0.35 عمق گود
جانمایی پروفیل های فولادی H یا I شکل درون چاهک ها: طول پروفیل ها باید مقداری بیشتر از عمق کل حفاری باشد.
اتصال انتهای بالایی پروفیل های متقابل (رو به رویی) توسط تیر یا خرپا: تامین پایداری بیشتر
شروع اجرای تدریجی عملیات گودبرداری
اجرای مهار متقابل در نقاط دیگر پروفیل های قائم در صورت نیاز
استفاده از الوارهای چوبی یا دیگر المان های مناسب بین پروفیل های قائم در صورت ریزشی بودن خاک
مهار متقابل
11
مزایای روش مهار متقابل
سپرکوبی
12
سپرکوبی (sheet piling) یکی از روش های پایدارسازی گود یا خاک است که در پیرامون زمینی که قرار است گودبرداری شود اجرا می شود. سپرکوبی با مصالح مختلفی انجام می گیرد. مصالح انتخابی به متغیرهای مختلفی بستگی دارد که مقاومت و شرایط محیطی دو متغیر مهم در انتخاب مصالح سپرکوبی می باشد. طراح می بایست خوردگی مصالح و اثرات آنها بر روی سازه اصلی را در نظر داشته باشد. روش سپرکوبی جهت سازه نگهبان دائم و موقت قابل استفاده می باشد.
نحوه پایدارسازی خاک با روش سپرکوبی
در روش سپرکوبی ، ابتدا در اطراف محل گود سپرهایی را می کوبند و سپس شروع به خاکبرداری می کنند.
پس از آنکه عمق خاکبرداری به حد کافی رسید در کمرکش سپرها و بر روی آنها، تیرهای پشت بند افقی که به Wale معروف هست را نصب می کنند.سپس قیدهای فشارهای قائم Strut ها را در جهت عمود بر صفحه سپرها به این پشت بندهای افقی وصل می کنند. جنس سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری در عرضهای کم و خاکهای غیر سست، معمولا از نوع چوبی است ولی در عرض های بیشتر و خاک های سست تر استفاده از سپرها و پشت بندها و قیدهای فشاری فلزی اجتناب ناپذیر است.
سپرکوبی
13
شمع درجا
14
اجرای «شمع درجا» (Bored Pile یا (Replacement Pile، از روش های متداول برای پایدارسازی گود و ساخت فونداسیون ساختمان ها است. این روش، معمولا برای پایدارسازی خاک های چسبنده با شمع های اصطکاکی و اجرای فونداسیون در نزدیکی ساختمان های دیگر مورد استفاده قرار می گیرد. شمع های مورد استفاده برای اجرای سازه های نگهبان می توانند از جنس فولاد، بتن یا چوب باشند.
اجرای سازه نگهبان به روش شمع کوبی
اجرای سازه نگهبان به روش شمع کوبی چگونه انجام می شود؟
شمع کوبی با استفاده از روش های درجا یا به صورت پیش ساخته اجرا می شود. اجرای شمع های درجا، با حفاری زمین و خارج کردن خاک/سنگ برای جانمایی شمع ها یا قرار دادن قفسه آرماتور و بتن ریزی صورت می گیرد. ارتفاع حفاری برابر عمق گود به علاوه طول گیرداری است. طول گیرداری انتهای شمع معمولا حدود 0.3 عمق گود در نظر گرفته می شود. پس از تکمیل شمع کوبی، عملیات گودبرداری شروع خواهد شد. در صورت نیاز باید شمع ها را در امتداد دیواره گود مهار کرد.
شمع درجا
15
مزایای شمع کوبی
سرعت اجرای بالا
دست و پا گیر نبودن عملیات ها
هزینه پایین در حجم بالا
امکان استفاده به عنوان سازه نگهبان دائم
امکان استفاده به عنوان سازه نگهبان موقت و استفاده مجدد برای پروژه های دیگر
گزینه مناسب برای حداکثر عمق ۵ متر
معایب شمع کوبی
افزایش تعداد و مقطع شمع مورد نیاز در عمق های بیشتر
عدم امکان استفاده از شمع های پیش ساخته در پروژه های شهری
میکروپایل
16
میکروپایل ها در اوایل دهه ۱۹۵۰ در ایتالیا به منظور تقویت پی ساختمان های تاریخی و آثار باستانی، که به مرور زمان و به خصوص در طول جنگ جهانی دوم دچار آسیب شده بودند، ابداع شدند. پیمانکار ایتالیایی به نام فوندیل اولین بار شمع های ریشه ای یا میکروپایل را معرفی نمود. این شمع های درجا ریز کوچک دارای قطر کمی بودند که غالباً با مسلح کننده فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان تقویت شده بودند.در ابتدا، اغلب کاربرد میکروپایل ها به تقویت زیر سازه های موجود در محیط های شهری محدود می شد؛ ولی در سال ۱۹۵۷ نیازهای جدید مهندسی منجر به معرفی سیستمهای جدید موسوم به میکروپایل های زنبوری گردید. فوندیل در سال ۱۹۶۲ از این روش برای تقویت ساختمان های تاریخی انگلستان استفاده نمود. همچنین در سال ۱۹۶۵، این روش در سیستم حمل و نقل زیرزمینی درون شهری آلمان مورد استفاده قرار گرفت که پس از آن اصطلاح میکروپایل جایگزین نام شمع ریشه ای گردید.
نکات آیین نامه ای
17
در گودبرداری ها باید گسیختگی ها و مشکلات متداول به شرح ذیل کنترل شود:
الف – لغزش خاک
ب – نشست و تورم خاک و تغییرمکان ساختمان های مجاور گود
پ- ریزش
ت- بالا زدگی کف گود
ث – جوشش ( در صورت بالا بودن سطح آب زیرزمینی )
ج – مشکلات ناشی از لرزش ناشی از گودبرداری در سازه های اطراف گو
اگر آب جاری باشد (تراوش) آنگاه همواره خطر گود زیاد یا بسیار زیاد می باشد.
اگر خاکی که در آن گودبرداری انجام می شود دستی یا فاقد چسبندگی قابل اعتماد باشد، نمیتوان خطر گود را معمولی در نظر گرفت.
هر گونه ساختمان در مجاورت گود به عنوان “ساختمان حساس ” ارزیابی می شود. چنانچه ساختمان فوق دارای یکی از مشخصات دو بند زیر باشد، به صورت “ساختمان بسیار حساس ” ارزیابی می گردد.
ساختمان بدون اسکلت و یا هر گونه ساختمان با نشانه آشکار علائم فرسودگی و ضعف زیاد در باربری.
نکات آیین نامه ای
18
ساختمان هایی که به دلیل ارزش فرهنگی، تاریخی و یا حساسیت کارکرد و یا علل دیگر وقوع هر گونه نشست و تغییرشکل در آنها با خسارات زیادی همراه است.
در صورتی که برای پایداری گود از سازه های نگهبان استفاده شود جهت تحلیل باید موارد مطرح شده در بخش سازه های نگهبان رعایت شود.
زهکشی از سری نکات و ضوابط مربوط به گودبرداری
الف – نشست ساختمان ها و زمین های اطراف گود در اثر آبکشی تخمین زده شود.
ب – دبی پمپاژ مورد نیاز تخمین زده شده و تجهیزات لازم برای پمپاژ فراهم باشد.
پ- روش مناسب برای گود برداری و کنترل آب به کار رود.
19
خطرات موجود در حفاری و گودبرداری
ریزش دیواره ها و سقوط آوار (مهمترین و پر ریسک ترین خطر در محیط های حفاری و گودبرداری می باشد)
خفگی ناشی از کمبود اکسیژن
خطرات ناشی از برخورد و ایجاد صدمات به تاسیسات زیر زمینی همانند گاز، برق، آب و …
مسمومیت ناشی از استنشاق بخارات و گازهای سمی
سقوط از ارتفاع
“Life, now, was unfolding before me, constantly and visibly, like the flowers of summer that drop fanlike petals on eternal soil.”
ROMAN PAYNE
مسائل ایمنی در حین گودبرداری
برای آنکه به دنبال گودبردای غیر اصولی اتفاقاتی مانند ریزش ساختمان های مجاور پیش نیاید باید این موارد برای ایمنی بیشتر مد نظر قرار بگیرد:
21
بررسی ساختمان های کناری
شناسایی و پر کردن چاه های فاضلاب
هشدار دادن به همسایه ها در ارتباط با خطرات تخریب و ریزش ساختمان
تخلیه ساختمان های کناری در صورت امکان
استفاده از تابلوهای هشدار برای جلوگیری از تردد عابران و پارک ماشین در مدت انجام گودبرداری
کشیدن حصار در اطراف محل گودبرداری
مقاوم سازی دیوارهای ساختمان های اطراف در صورتی که احتمال ریزش یا نشست داشته باشند.
موارد ایمنی گودبرداری
تخریب و گودبرداری تحت نظارت مهندس ناظر یا دستگاه نظارت، توسط مجری ذیصلاح صورت پذیرد.
بطور روزانه آمار کارگران کارگاه به صورت دقیق با مشخصات سجلی، آدرس و تلفن تماس در دفاتر مخصوص ثبت گردد.
در همه حال شخصی جهت بررسی وضعیت ایمنی موجود و مراقبت دائم از دیواره گودبرداری و اعلام هشدار به کارگران جهت فرار از خطر، پناه گرفتن و یا هرگونه عکس العمل مورد نیاز گمارده شود. حتی المقدور در کارگاه سیستم آژیر مناسبی جهت اعلام خطر و هشدار به کارگران و ساکنین ساختمان های مجاور نصب گردد.
گودبرداری به صورت مرحله ای به شکلی که در نقشه های اجرایی آمده با استفاده از ماشین آلات مخصوص یا روش دستی انجام پذیرد.
در حین گودبرداری باید روش های مرحله ای طراحی شده عیناً اجرا گردد در هیچ مرحله ای از گودبرداری و اجرای سازه نگهبان نباید دیواره گودبرداری برای مدت زمان طولانی ر ها گردد و سرعت پی درپی مراحل انجام کار باید حفظ گردد.
22
موارد ایمنی گودبرداری
در هنگام گودبرداری و نصب سازه و پس از آن باید بطور مداوم ساختمان های مجاور و معابر اطراف مورد بازرسی قرارگیرد. ایجاد ترک یا افزایش ابعاد آن در دیواره، سقف و کف ساختمان های مجاور و معابر اطراف و تحت فشار قرارگرفتن یا ر هایی از پیش فشار های درب ها و چهارچوب ها، شکستن یا ترک برداشتن شیشه ها، نشست یا تورم خاک، موزاییک یا کف پوش روی زمین، دیوار یا سقف، ایجاد صداهای شکستگی عناصر سازه ای و غیرسازه ای ساختمان مجاور گودبرداری ممکن است به دلیل حرکت زمین باشد. در چنین مواردی باید مساله به فوریت مورد بررسی قرار گیرد. ضعف عناصری از سازه نگهبان که می تواند در بروز این مساله موثر 9 باشد را شناسایی و نسبت به تقویت سازه نگهبان از طریق تقویت آن عناصر یا اضافه نمودن عناصر جدید اقدام نمود.
چنانچه رنگ خاک بخشی از دیواره گودبرداری تیره تر از رنگ بقیه خاک ساختگاه باشد، می تواند نشان دهنده وجود حفره ها یا چاه های فاضلاب در حوالی مرز گودبرداری باشد و احتمال ایجاد عدم پایداری درآن نواحی بیشتر خواهد بود. لذا بسته به نوع پدیده مشاهده شده باید راهکارهای پایدارسازی تکمیلی برای آن ناحیه در نظر گرفت.
23
موارد ایمنی گودبرداری
چنانچه در طول مدت زمان گودبرداری یا پس از آن درصد رطوبت قسمتی از دیواره ی گود افزایش یابد یا آب از بخشی از دیوار به داخل گود فرو ریزد نشان دهنده وجود منبعی است که عامل ایجاد این رطوبت بوده است. احتمالاً وجود چاه های جذبی ، نشت آب از شبکه ی آب یا فاضلاب ، وجود باغچه های درحال آبیاری یا عبور آب های زیرزمینی از میان لایه های درشت دانه بوده که به نحوی به منبع آب مرتبط است. در این صورت احتمال کاهش پایداری دیواره ی گود زیاد است و باید راهکارهای مناسب در حذف منبع ایجاد رطوبت به کار رود و افزایش فوری ظرفیت سازه نگهبان بطور موضعی در همان ناحیه در دستور کار قرار گیرد.
چنانچه در هنگام نصب سازه نگهبان یا پس از آن یکی از عناصر سازه ای مانند یک دیوار، مهار پشت بند، تیر، ستون، شالوده ستون ها یا شالوده تامین کننده نیرو های فشار مقاوم و یا عناصر افقی کاهش دهنده طول کمانش جانبی پشت بند ها به حالت حدی یا کمانش یا گسیختگی خود برسد، نشان دهند ه اعمال نیروهای بیش از ظرفیت سازه نگهبان است که در این موارد باید سریعاً مساله را بررسی و تقویت سازه نگهبان به مورد اجرا قرار گیرد.
24
موارد ایمنی گودبرداری
هنگامی که گودبرداری و ساخت سازه نگهبان در تراز زیر سطح آب زیرزمینی مدنظر است باید روش های گودبرداری و ساخت سازه نگهبان را متناسب با وضعیت و با در نظر گرفتن روش های زه کشی و پایین انداختن تراز آب، شمع کوبی، سپرکوبی و … اقدام نمود. حتی المقدور باید از روش های اجرای دیوار درجا در چنین مواردی صرف نظر نمود. در این گونه موارد سریعاً افراد ساکن در ساختمان ها باید ساختمان را تخلیه و در اولین فرصت با در نظر گرفتن کلیه جوانب احتیاط لوازم ارزشمند و اثاثیه سنگین از نقاط نزدیک به مرز گودبرداری دور گردد.
از استقرار اتاقک، کانکس، محل سکونت یا استراحت نگهبان یا کارگران و یا انبار مصالح در مجاور گودبرداری اجتناب و برای این موارد مکانی که دارای فاصله مناسب از مرز گودبرداری است در نظر گرفته شود.
سیستم روشنایی کامل برای مکان گودبرداری ساختگاه تامین شود و در شب کلیه قسمت های کارگاه با نور کافی روشن گردد به نحوی که خرابی احتمالی هر قسمت از سازه نگهبان یا دیواره گودبرداری را بتوان از بیرون گود به خوبی مشاهده نمود.
25
موارد ایمنی گودبرداری
یک خودرو مجهز به لوازم کمک های اولیه در محل پروژه آماده باشد تا بتوان در صورت بروز سانحه نسبت به مداوای مصدومین یا انتقال آنان به مراکز درمانی اقدام نمود.
حتی الامکان در زمان شب و هنگام بارندگی از خاکبرداری در مجاور مرز گودبرداری خودداری گردد. در صورتی که خاکبرداری در چنین مواردی الزام است، خاکبرداری در حضور و نظارت مهندس ناظر انجام گیرد.
26
موارد ایمنی گودبرداری
عملیات جوشکاری، ساخت و نصب سازه نگهبان توسط کارگران دارای مهارت فنی انجام پذیرد. همواره حتی پس از اتمام اجرای سازه نگهبان، تعدادی کارگر دارای مهارت فنی آماده کار و مجهز به کلیه تجهیزات مورد نیاز جهت نصب یا تقویت عناصر سازه نگهبان در دسترس باشند.
در مواقع بارندگی چنانچه بخشی از دیواره گود در معرض بارندگی قرار داشته و دیوار توکار سازه نگهبان در آن قسمت تکمیل نشده باشد ضروری است با پوشش آب بند پلاستیکی مناسب تا کف گود تا قسمتی که از نفوذ آب به دیوار و پای آن جلوگیری نماید پوشانده شود.
27
هدف اصلی اجرای ایمن گودبرداری های ساختمانی حفظ جان و مال انسان های داخل و خارج از گود و جلوگیری از بروز حوادث می باشد و این مهم میسر نمی شود مگر اینکه همه افراد دست اندر کار پروژه های گودبرداری ساختمانی و سازمان های ذیربط به وظایف و مسئولیت های خود در این زمینه آگاه بوده و به آن عمل کنند . کلیه گودبرداری های ساختمانی صرف نظر از اینکه دیواره های آن بعد از گودبرداری پایدار بماند یا نماند بایستی بوسیله سازه های نگهبان مهاربندی گردد که این کار یکی از اصول مهم و پیچیده مهندسی به شمار می رود و باید توسط افراد با صلاحیت و با تجربه طراحی ، اجرا و نظارت شود .
نتیجه گیری
28
گودبرداری در واقع یکی از فعالیت های عمرانی است که با اهداف مختلفی مانند تخریب یک سازه فرسوده، حفاظت از فونداسیون ها در برابر یخبندان، احداث کانالها، مخازن زیر زمینی و احداث پارکینگ انجام می شود.
گودبرداری در حالت کلی به دو نوع گودبرداری حفاظت شده یا مهار بندی شده و حفاظت نشده یا مهار بندی نشده تقسیم می شود که در نوع حفاظت نشده یا مهار بندی نشده پایداری شیب ها یا جداره های عمودی گودبرداری در خاک های چسبنده بدون مهار بندی توسط شرایط مکانیکی در خود خاک تامین می شود.
گودبرداری ساختمان از جمله خطرناک ترین کارهای عملیات خاکی در مهندسی است که به همین دلیل هم دیوارهای گود باید توسط سازه نگهبان مهاربندی شوند تا افراد و ساختمان های اطراف از امنیت کافی برخوردار شوند. گودبرداری و سازه نگهبان بسیار پرطرفدار است.
انجام گودبرداری می تواند با چند هدف دنبال شود که از اصلی ترین آن دستیابی به خاک سفت و بکر است و از دیگر دلایل آن عبارتند از : پایین آوردن مرکز ثقل سازه، قرارگیری فنداسیون در محل امن و دور از سیل و یخبندان به همین دلیل هم این کار، یک فعالیت ژئوتکنیکی به حساب می آید.
نتیجه گیری
29
منابع
1.مقررات ملی ساختمان مبحث7 ویرایش1392
2.اینترنت و ویکی پدیا
30
موفقیت هایی که نصیب افراد صبور می شود،
همان هایی هستند که توسط افراد عجول رها شده اند!
آلبرت انیشتین