سازه نگهبان و روش های اجرای آن

سازه ای که برای تثبیت دیوارهای محل گودبرداری برای جلوگیری از عواقبی مانند ریزش ساختمان استفاده می شود سازه محافظ نامیده می شود که انواع و روش های طراحی و اجرا متفاوتی دارد. به عبارت ساده تر، این نوع ساختمان برای جلوگیری از ریزش خندق طراحی شده است و در سال های اخیر روشی کاربردی برای ایمن سازی خندق با مهار دیوارهای مجاور ساختمان بوده است. در این مقاله به اهمیت سازه نگهبان و روش های اجرای آن، انواع آن می پردازیم. این مقاله مفید را تا آخر دنبال کنید.

سازه نگهبان و روش های اجرای آن:

همانطور که در مقدمه گفتیم برای بستن دیوارهای مجاور ساختمان و همچنین محکم کردن زمین در زیر آن از روش هایی به نام سازه های حفاظتی (ایمن سازی عملیات گودبرداری) استفاده می شود که در انواع مختلف قابل طراحی و اجرا می باشد. لازم به ذکر است که هزینه نهایی این سازه ها به قیمت میلگردهای تقویت کننده و سایر پروفیل های فولادی مورد استفاده در این سازه ها بستگی دارد. هر کدام از این روش ها مزایا و معایب خاص خود را دارند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

در واقع، ساختمان زمانی جامد است که خاک زیرین آن پایدار باشد. اگر زمین در زیر سازه حرکت کند، ساختمان ممکن است فرو بریزد. در حالت عادی و قبل از عملیات گودبرداری، فشار جانبی خاک نرمال و متعادل است، اما پس از گودبرداری، تغییر حالت تنش، فشار جانبی خاک را افزایش داده و احتمال شکست و ریزش خاک را افزایش می‌دهد. . بنابراین در صورت عدم اتخاذ تدابیر مناسب می تواند عواقب فاجعه بار و جبران ناپذیری داشته باشد. بهترین کار در این مرحله اجرای ساختار جانبی است.

سازه های حفاظتی عناصر دائمی یا موقتی (سازه نگهدارنده) هستند که خاک یا سنگ اطراف محل گودبرداری را تثبیت می کنند. نصب این آثار یکی از اقدامات مهم در حین ساخت انواع ساختمان ها، سدها، پل ها و تونل ها محسوب می شود. بنابراین، این ساختمان ها می توانند بخشی از سازه اصلی یا جزء فرعی و متمایز از ساختمان اصلی باشند.

در برخی از پروژه ها برای صرفه جویی در هزینه، مرحله اجرای سازه جانبی را به راحتی پشت سر می گذارند (یعنی اعلام می کنند خاک به اندازه کافی پایدار است و نیازی به سازه فرعی ندارد). آن وقت است که عقل سلیم می‌داند که رفتار خاک غیرقابل پیش‌بینی است و برای ایمنی ساختمان و افراد حاضر در محل کار (چه در داخل یا خارج از محل گودبرداری) و همچنین ساختمان‌های اطراف محل ساخت و ساز، باید از عناصری به نام سازه های نگهبان استفاده شود.

گودبرداری چیست؟

فرآیند حفاری، برداشتن و ایجاد حفره در زمین را حفاری می گویند. اما هدف از این عملیات چیست؟ این کار برای کندن پی برای ساخت پی، آماده سازی پی سد، آماده سازی تکیه گاه پل، ساخت زیرزمین و موارد دیگر انجام می شود.

ماشین آلات لازم برای این فرآیند با توجه به نوع خاک این مکان (سبک، سنگین، مته، مواد منفجره) تعیین می شود. این فرآیند به چند نوع جمع آوری خاک سطحی، خاک زیرزمینی، سنگی، گلی و مخلوط تقسیم می شود. این کار برای آماده سازی محیط و ایجاد یک لایه امن برای استقرار چند ساختمان انجام می شود.

اهمیت و کاربرد ساختار حضانت:

اگر ساختار جانبی اجرا نشود، چه نتایجی حاصل می شود؟ در این بخش به برخی از دلایل نیاز و اهمیت این سازه ها می پردازیم:

• از احتمال ریزش یا ته نشین شدن خاک جلوگیری کنید
• جلوگیری از صدمات وارده به افراد در داخل و خارج از گود
• از تخریب ساختمان های اطراف ساختمان جلوگیری کنید
• جلوگیری از آسیب لوله
• اجتناب از هزینه های اضافی
• جلوگیری از سر خوردن جاده به سطوح پایین تر

با توجه به این موارد، ساختار حضانت به کاهش خطرات برای دست اندرکاران پروژه و کسانی که از آن پس از اتمام آن استفاده می کنند کمک می کند.

انواع سازه های نگهبان :

ساختارهای حضانت را می توان به صورت دائمی و موقت (غیر دائمی) اجرا کرد. در زیر به انواع مختلف آنها اشاره شده است و در بخش بعدی به طراحی و اجرای مهمترین آنها می پردازیم.

• سازه
• سپر
• انباشته شده
• بجای
• مونتاژ
• زره پوش
• مهاربندی
• لنگرگاه
• باشکوه
• دوخت پشت
• خویشتن داری متقابل
• دیوار حائل
• دیوار دیافراگمی
• شاتکریت
• دیوار تقویت شده
• ترکیبی

روش اجرای سازه های نگهبان:

در این قسمت نحوه اجرای چند نوع سازه جانبی مهم و پرکاربرد را توضیح داده و به تفصیل شرح می دهیم.

نوع 1 – ساختار محافظ شبکه

یکی از متداول ترین روش های اجرا، روش شبکه ای است که در گودبرداری های کم عمق استفاده می شود. در این روش از روش گام به گام با مواد مناسب برای توخالی و تکمیل ساختار کناری و پرکردن پشت آن استفاده می کنند.

سازه وافل نباید از زمین بلند شود. زیرا اگر بین این دو فاصله اندکی هم باشد فایده ای ندارد; زیرا اگر باران ببارد و زمین اشباع شود این سازه جانبی به خوبی عمل نمی کند و تاثیری در تثبیت چاه ندارد.

سازه شبکه چگونه اجرا می شود:

برای ساخت این نوع سازه ابتدا باید گودال هایی در لبه های کناری ساختمان حفر شود. در مرحله بعد یک سبد از پیش تقویت شده در انتهای چاه ها قرار می گیرد. پس از آن، عضو خرپایی عمودی که معمولاً از یک پروفیل دوتایی ساخته شده است، روی شفت قرار می گیرد. در این مرحله برای تثبیت بهتر این عنصر عمودی در جای خود، چند ردیف کاتر (از مواد گوشه یا رولپلاک) به انتهای آن جوش داده می شود.

پس از انجام مراحل فوق باید دیواره چاه ها را با پلاستیک بپوشانید تا خاک با بتن تماس پیدا نکند. در نهایت برای تکمیل سازه مشبک نوبت به ریختن بتن با استفاده از لوله های حرارتی می رسد. نکته مهم در این نوع سازه جانبی این است که المان عمودی باید مستقیماً با سازه مجاور در تماس باشد.

پس از به دست آمدن تراز مورد نظر، برای اتصال المان شیبدار، فونداسیون جداگانه حفاری، تقویت و بتن ریزی می شود و در مرحله آخر، پس از گیرش بتن فونداسیون، المان شیبدار به صفحه ستون جوش داده می شود.

نوع 2 – سازه نگهبان متقابل

به این نوع سازه جانبی، روش استرات افقی و مایل نیز گفته می شود که برای جلوگیری از جابجایی جانبی در گودال های باریک و در محیط های شهری استفاده می شود. این نوع ساخت و ساز فضای زیادی را در داخل چاه اشغال می کند و در نتیجه حرکت تجهیزات و ماشین آلات را مختل می کند.

نوع 3 – سازه نگهبان نیلینگ

اساس این روش تقویت زمین به وسیله عناصر فولادی است و به روش نیلینگ نیز معروف است. برای اطلاعات بیشتر می توانید مقاله میخکوبی زمین را با میله چگونه انجام می دهید؟ مطالعه کنید اولین کاری که در این روش انجام می شود حفاری مرحله به مرحله تا یک عمق پایدار است. (عمق پایداری با توجه به نوع خاک و عوامل مختلف دیگر تعیین می شود و بین 2 تا 4 متر است). پس از آن نوبت به ایجاد سوراخ های افقی و شیب دار با شیب 10-15 درصد و قطر 10-15 سانتی متر به فاصله یک تا دو متر از سطح گودال می رسد. آنها این کار را با استفاده از کالسکه مته انجام می دهند.

در ادامه کار از میلگردهای فولادی درجه a3 به قطر 32-40 یا 28 میلی متر با طول های معین استفاده می شود و انتهای آنها رزوه می شود (مارپیچ و یکنواخت دور پیچ). پس از نصب اسپیسرهای نصب میخ در سوراخ، لوله های تزریق pvc نیز نصب شده و میخ ها در سوراخ قرار می گیرند. معمولا 2 لوله تزریق روی نیل نصب می شود.

نوع 4– سازه نگهبان  لنگر

این روش به نام های قفلی، نخ و لنگر درختی نیز شناخته می شود و یکی از بهترین و موثرترین سازه های حفاظتی برای تثبیت چاه های عمیق است. روش لنگر بسیار شبیه به روش نیلینگ است. برای اجرای این روش از وسایلی مانند آستین ها، اسپیسرها، لوله های دوغاب، سانترایزر، سر لنگرها و رشته های کابل یا میله های فولادی استفاده می کنند.

نوع 5 – سازه نگهبان شمع در محل

یکی از روش های شناخته شده و موثر افزایش پایداری دیوار گودبرداری استفاده از شمع های بتنی است که در انواع خاک های نرم و سخت اجرا می شود. در این روش ابتدا چاه هایی با قطر 80-100 سانتی متر به وسیله دستگاه های حفاری حفر می شود. در خاک سست برای جلوگیری از خروج شمع ها از پوشش فلزی (قالب) از بلوک های بتنی یا تزریق گل بنتونیت (نوعی خاک برای ساخت شمع) استفاده می شود.

پس از نصب اسپیسرها در توری تقویت کننده، شمع ها (که توسط پیچ های گرد و میلگردهای طولی بسته می شوند) با جرثقیل در گودال قرار می گیرند و در صورت زیاد بودن وزن قفس تقویت کننده امکان ریزش شمع ها وجود دارد. . پس از بلند شدن توسط جرثقیل پایین می آید به همین دلیل اتصال میلگردها با سیم محکم در هنگام آرماتور بسیار مهم است.

اکنون نوبت بتن ریزی به کمک لوله های حرارتی است و شمع های زیر با همین روش در فواصل 1-2 متری اجرا می شوند. دقت کنید که فاصله مرکز تا مرکز شمع های نصب شده بیش از دو برابر قطر شمع ها نباشد.

نوع ششم – ساختار جانبی زره

در این روش ابتدا چند سپر دور گود کوبیده می شود و سپس حفاری آغاز می شود. هنگامی که گودبرداری در عمق مناسب انجام می شود، تیرهای نگهدارنده افقی در پشت سپرها و بالای آنها نصب می شود. اکنون نوبت به اتصال عناصر تراکم عمودی به آرماتورهای افقی عقب و عمود بر سپرها رسیده است. جنس این سپرها، تسمه‌های پشتی و عناصر فشاری در خاک‌های نرم و عرض‌های کوچک، چوب و در پهن‌های بزرگ و خاک‌های نرم فلزی است.

از روش چکش و ارتعاش برای کوبیدن ورق ها (شمع های ورق) به کف و دیواره گودال استفاده می شود. سپس به هم متصل می شوند و یک دیوار پیوسته را تشکیل می دهند.

یکی از دلایل محبوبیت روش بولدوزر این است که به راحتی چکش می شوند و در نهایت پس از عملیات حفاری خارج می شوند. همچنین در این روش می توان از این دستگاه ها برای پروژه های دیگر نیز استفاده کرد. نکته بعدی این است که نیاز کمتری به المان های افقی و شیبدار است و به همین دلیل فضای کمتری در داخل گود اشغال می شود و محدودیت فضای داخل گود در این روش وجود ندارد.

البته علاوه بر مزایای فراوان این روش، استفاده از آن در محیط های شهری با محدودیت های ناشی از ارتعاشات و نویز ناشی از برخورد ضربه گیرها همراه است. یکی دیگر از معایب روش فوق این است که انداختن این سپرهای فلزی بر روی زمین سنگی یا زمین با تراکم زیاد دشوار است.

جداسازی سازه نگهبان:

اما چه زمانی می توان سازه نگهبان را از ساختمان اصلی جدا کرد؟ زمانی که قسمتی از ساختمان در حال ساخت تکمیل شود (مثلاً دیوار حائل یا قسمتی از اسکلت ساختمان) و می توان از مقاومت این قسمت در برابر لغزش اطمینان حاصل کرد. البته دقت کنید که در هنگام طراحی به تمامی این موارد توجه داشته باشید و در صورتی که قصد دارید قسمتی از ساختمان را با سازه جانبی جایگزین کنید، باید قاب ها را با دقت بالایی برای تحمل بارهای ذکر شده طراحی و اجرا کنید.

سخن نهایی

در این مقاله درباره سازه نگهبان و روش های اجرای آن، اهمیت سازه نگهبان و کاربردهای آن و همچنین کاربردی ترین انواع و روش های اجرای هر کدام به تفصیل صحبت کردیم. امیدواریم از این مقاله لذت برده باشید.