Persian
Turkish
Arabic
Russian
German UK_english
US_english Swedish French
دستمزد کارشناس
ارزش موضوع ارزیابی
دستمزد کارشناس
کاتالوگ
کاتالوگ
متن تعرفه
متن تعرفه
توانمندیها
توانمندیها
توانمندیها
محاسبات
راهنما
راهنما
چاپ
چاپ
ارتباط با ما
تلفـن
30 86 25 22
38 86 25 22
98 11 76 22
96 11 76 22
فکس
49 86 25 22
95 11 76 22
پیغام گیر
97 11 76 22
تلفن همراه
فقط برای موضوع
تعیین قیمت املاک
ساعت تماس: 9صبح تا 10 شب

3060 - 315 - 0919
3060 - 315 - 0910
3060 - 315 - 0902
3060 - 315 - 0912
نشانی
تهران،  بلوار میرداماد
ایستگاه نفت جنوبی
شماره 268
پیغام گیر

سازه نگهبان و خاکبرداری و گود برداري


1- گود برداري و سازه هاي نگهبان
در بسياري از پروژه هاي ساختماني لازم است که زمين به صورتي خاکبرداري شود که جداره هاي آن قائم يا نزديک به قائم باشد. اين کار ممکن است به منظور احداث زير زمين ، کانال ، منبع آب و .. صورت گيرد. فشار جانبي وارد بر اين جداره ها ناشي از رانش خاک بر اثر وزن خود آن ، و نيز سر بار هاي (surcharge) احتمالي روي خاک کنار گود مي باشد. اين سربارها مي توانند شامل خاک بالاتر از تراز افقي لبه ي گود ، ساختمان مجاور ، بارهاي ناشي از بهره برداري از معابر مجاور و ... باشند. به منظور جلوگيري از ريزش ترانشه و تبعات منفي احتمالي ناشي از اين خاکبرداري ، سازه هاي موقتي را براي مهار ترانشه اجرا مي کنند که به آن سازه هاي نگهبان (retaining structures;support systems) مي گويند.

اهداف اصلي ايمن سازي جداره هاي گود با استفاده از سازه هاي نگهبان عبارتند از : حفظ جان انسانهاي خارج و داخل گود ، حفظ اموال خارج و داخل گود و نيز فراهم آوردن شرايط امن و مطمئن براي اجراي کار.
موضوع گودبرداري و طراحي و اجراي سازه هاي نگهبان در مهندسي عمران داراي گستره وسيعي است و نياز به بررسي ها و مطالعات و ملاحظات ژئوتکنيکي، سازه اي ، مواد و مصالح، تکنولوژيکي و اجرايي و اقتصادي و اجتماعي دارد. در نتيجه مي توان گفت که انتخاب روش مناسب بستگي به جميع شرايط تأثيرگذار دارد و مي توان در شرايط مختلف، به صورت هاي گوناگوني باشد. از سوي ديگر، تئوري ها و روش هاي اجرايي گود برداري و سازه هاي نگهبان، هم مبتني بر اصول تئوريک و هم متأثر از ملاحظات اجرايي و تجربي، توأماً است.
پايدارسازي جداره هاي گودبرداري به صورتها و روشهاي مختلفي صورت مي گيرد که از جمله آنها به روشهاي : مهار سازي (anchorge) ، دوخت به پشت (tie back) ، ديواره ديافراگمي (diaphragm wall) ، مهار متقابل (reciprocal support) ، اجراي شمع

2- انواع روشهاي پايدارسازي گود
2-1- روش مهار سازي
در اين روش، براي مهار حرکت و رانش خاک، با استفاده از تمهيداتي خاص، از خود خاک هاي ديواره کمک گرفته مي شود. ابتدا در حاشيه زميني که قرار است گودبرداري شود، در فواصل معين چاههايي حفر مي کنيم. عمق اين چاهها برابر با عمق گود به اضافه ي مقداري اضافه براي شمع بتني انتهاي تحتاني اين چاهها است.
پس از حفر چاهها، در درون آنها پروفيل هاي شکل يا شکل قرار مي دهيم. به منظور تأمين گيرداري و مهاري کافي براي اين پروفيل ها، انتهاي پروفيل ها را به ميزان 0.25 تا 0.35 عمق گود، پايين تر از رقوم کف گود در درون بخش شمع ادامه مي دهيم و در انتهاي پروفيل ها نيز شاخکهايي را در نظر مي گيريم.
سپس، شمع انتهاي تحتاني را ، که قبلاً آرماتوربندي آن را اجرا کرده و کار گذاشته ايم، بتن ريزي مي کنيم. بدين ترتيب پروفيل هاي فولادي مزبور در شمع مهار مي شوند و پروفيل هاي فولادي همراه با شمع نيز در خاک مهار مي گردند. پس از اجراي مراحل فوق، عمليات گودبرداري را به صورت مرحله به مرحله اجرا مي کنيم. در هر مرحله، پس از برداشتن خاک در عمق آن مرحله، براي جلوگيري از ريزش خاک، با استفاده از دستگاههاي حفاري ويژه، در بدنه ي گود چاهکهايي افقي يا مايل، به قطر حدود 10 تا 15 سانتيمتر، دزر جداره ي گود حفر مي کنيم. آنگاه درون اين چاهکها ميلگردهايي را کار گذاشته و سپس درون آنها بتن تزريق مي کنيم. طول اين چاهکها، به نوع خاک و پارامترهاي فيزيکي و مکانيکي آن، و نيز به عمق گود بستگي دارد و مقدار آن در حدود 5 تا 10 متر است.
پس از انجام اين مرحله، پانلهاي بتني پيش ساخته اي را در بين پروفيلهاي قائم قرار داده و آنها را از سويي به ميلگردهاي بيرون آمده از چاهکها به نحو مناسبي متصل مي کنيم و از سويي ديگر پانلها را به پروفيلهاي قائم وصل مي کنيم. به جاي استفاده از اين پانلهاي پيش ساخته مي توانيم آنها را به صورت درجا اجرا کنيم. همچنين مي توانيم ابتدا بر روي ديواره آرماتور بندي کرده و سپس بر روي آن بتن پاشي (shotcrete) کنيم.
براي اتصال پانلها به ميلگردهاي بيرون آمده از چاهکها مي توانيم سر ميلگردهاي مزبور را رزوه کرده با استفاده از صفحات سوراخ دار تکيه گاهي و مهره، آنها را با پانل درگير کنيم.
کليه عمليات فوق را به صورت مرحله به مرحله، از بالا به پايين اجرا مي کنيم. ملات يا خميري که براي تزريق استفاده مي کنيم، مخلوطي است از سيمان و آب يا سيمان و آب و ماسه که ممکن است در آن از مواد


افزودني نيز استفاده کنيم. همچنين مي توانيم از مواد پليمري و دوغاب هاي با پايه غير از سيمان پرتلند و با ترکيبات خاص نيز براي تزريق استفاده کنيم. در تزريق با استفاده از سيمان پرتلند، نسبت آب به سيمان در ابتدا در حدود 1.5 است که به تدريج آن را کاهش داده و به حدود 0.5 مي رسانيم. طراحي و برنامه ريزي و اجراي عمليات تزريق بايد توسط متخصصان آشنا به موضوع و با استفاده از دستگاههاي خاص و طبق استانداردها و ضوابط خاص صورت گيرد. همچنين بايد توجه داشته باشيم که در صورتي که فشار به کار برده شده براي تزريق بيش از حد لزوم باشد، ممکن است ناپايداري ها و شکستهايي در خاک ايجاد شود.

2-1-1- مزاياي روش مهار سازي
1. مشخصات مکانيکي خاک بر اثر تزريق بتن در درون چاهکها بهبود مي يابد،لذا بر اثر اين امر، علاوه بر کمک گرفتن از خاک اطراف جداره براي مهار رانش خاک، ميزان رانش خاک نيز بر اثر بهبود مشخصات مکانيکي خاک کاهش مي يابد.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگير نيست.
3. از خاک موجود براي مهار ديواره گود استفاده مي شود.

2-1-2- معايب روش مهار سازي
1. استفاده از بدنه ي خاک مجاور ديواره گود ضروري است. لذا در مواردي که خاک مجاور گود در زير يک ساختمان يا در حريم همسايه يا در حريم تاسيسات و معابر شهري باشد، از اين روش نمي توان استفاده کرد يا استفاده از آن با محدوديت همراه است.
2. به دليل ضرورت اجرا عمليات به صورت مرحله به مرحله، به زمالن زيادي نياز دارد. البته اين امر ممکن است در پروژه هاي بزرگ مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلي اجرا کار نيز، به ويژه با مديريت صحيح، کاهش يابد.
3. هزينه اجراي عمليات، به دليل تکنولوژي پيشرفته تر، در مقايسه با روشهاي ساده تر بيشتر است. ولي در پروژه هاي بزرگ و در احجام زياد ممکن است اين امر مطرح نباشد و برعکس هزينه کلي کار کاهش يابد.
4. به دستگاه هاي خاص نظير دستگاه هاي لازم براي حفر چاهکها، تزريق، حمل پانلها و ... نياز دارد.
5. به افراد با تخصص هاي بالاتر در رده هاي مختلف فني براي اجراي عمليات مربوطه، در مقايسه با روشهاي ساده تر نياز دارد.

2-2- روش دوخت به پشت
اين روش، مشابهت زيادي به روش مهارسازي دارد. در اين روش نيز حفاري را به صورت مرحله به مرحله و از بالا به پايين گود اجرا مي کنيم.
در هر مرحله به کمک دستگاههاي حفاري ويژه، چاهکهاي افقي يا مايل در بدنه ي ديواره ي گود حفر مي کنيم. سپس، درون اين چاهکها کابلهاي پيش تنيده قرار مي دهيم و با تزريق بتن در انتهاي چاهک، اين کابلها را کاملاً در خاک مهار مي کنيم. سپس کابلهاي مزبور را به کمک جکهاي ويژه اي مي کشيم و انتهاي بيرون آمده ي کابل را بر روي سطح جداره ي گودمهار مي کنيم. آنگاه به درون چاهکهاي مزبور بتن تزريق مي کنيم. پس از سخت شدن بتن و کسب مقاومت کافي آن، کابلها را از جک آزاد مي کنيم. اين کار موجب آن مي شود که نيروي پيش تنيدگي موجود در کابل خاک را فشرده سازد، و در نتيجه خاک فشرده تر و متراکم تر شده و رانش ناشي از آن کاهش يابد، و در عين حال که نيروي رانش خاک در جداره گود به خاکهاي داخل بدنه ي ديواره منتقل شده و خاک بدنه ي انتهايي، به عنوان سازه ي نگهبان عمل کرده و رانش خاک بدنه ي مجاور جداره را تحمل مي کند.
عمق گودبرداري در هر مرحله، بستگي به نوع خاک و فاصله ي بين چاهکها دارد و معمولاً در حدود 2 تا 3 متر است.

2-2-1- مزاياي روش دوخت به پشت
1. مشخصات مکانيکي خاک بر اثر تزريق بتن به درون چاهکها و نيز پيش تنيده شدن خاک بهبود مي يابد. در نتيجه هم از خاک اطراف جداره براي مهار رانش خاک استفاده مي شود و هم ميزان رانش خاک بر اثر بهبود مشخصات مکانيکي خاک کاسته مي شود.
2. سازه نگهبان در داخل گود جاگير نيست.
3. از خاک موجود براي مهار ديواره ي گود استفاده مي شود.

2-2-2- معايب روش دوخت به پشت
1. استفاده از بدنه خاک مجاور ديواره ي گود ضروري است. لذا در مواردي که خاک مجاور گود در زير يک ساختمان يا در حريم همسايه يا در حريم تاسيسات و معابر شهري باشد، از اينت روش نمي توان استفاده کرد يا استفاده از آن با محدوديت همراه است.
2.به دليل ضرورت اجراي عمليات به صورت مرحله به مرحله، به زمان زيادي نياز دارد. البته ممکن است در پروژه هاي بزرگ اين امر مطرح نباشد بلکه برعکس ممکن است زمان کلي اجراي کار نيز، به ويژه با مديريت صحيح، کاهش يابد.
3.هزينه ي اجراي عمليات،به دليل تکنولوژي پيشرفته تر، در مقايسه با روش هاي ساده تر بيشتر است. ولي در پروژه هاي بزرگ و در احجام زياد ممکن است اين امر مطرح نباشدو برعکس هزينه ي کلي کار کاهش يابد.
4. به دستگاه هاي خاص نظير دستگاه هاي لازم براي حفر چاهکها، تزريق، پيش تنيدگي کابلها و ... نياز دارد.
5. به افراد با تخصص هاي بالاتر در رده هاي مختلف فني براي اجراي عمليات مربوطه، در مقايسه با روشهاي ساده تر نياز دارد.

2-3- روش ديواره ي ديافراگمي (diaphragm wall)
در اين روش ابتدا به کمک دستگاه هاي حفاري ويژه محل ديوار نگهبان را حفر مي کنيم. سپس به طور همزمان محل حفر شده را با گل بنتونيت (bentonite slurry) و سيمان پر مي کنيم تا از ريزش خاک ديواره محل حفر شده جلوگيري شود. سپس قفسه ي آرماتور هاي ديوار نگهبان را، که از قبل ساخته و آماده کرده ايم، در داخل محل حفر شده ي ديوار جا مي دهيم. آنگاه بتن ريزي ديوار را انجام مي دهيم. بتن مصرفي معمولاً از نوع بتن روان و با کارآيي زياد است.
ديوارهاي ديافراگمي به صورت پيش ساخته (precast diaphragm walls) و پس کشيده (post –tensioned diaphragm walls) نيز اجرا مي شود.
2-3-1- مزاياي روش ديواره ي ديافراگمي
1. سرعت اجراي کار بسيار زياد است.
2. درجه ي ايمني کار بسيار زياد است.
3. ديوار ديافراگمي هم به عنوان سازه نگهبان گود رفتار مي کند و هم در حين بهره برداري از آن به عنوان ديوار حايل استفاده مي شود.
4.ديوار ديافراگمي به ويژه براي حفاري ها و گودهاي با طول زياد مناسب است.


2-3-2- معايب روش ديواره ي ديافراگمي
1. در احجام کم، هزينه ي اجراي کار بسيار زياد است، ولي در احجام زياد هزينه ي کلي کار مي تواند از روشهاي ساده تر کمتر تيز باشد.
2. در اين روش، دستگاه هاي حفاري مربوطه نياز به فضاي کار زيادتري دارند و در صورتي که از نظر فضاي دو طرف ديواره محدوديت داشته باشيم، اجراي کار ناممکن خواهد بودو يا اينکه به سختي صورت مي گيرد.
3. در اين روش به دستگاه هاي حفاري ويژه اي نياز است.
4. در اين روش به نيروهاي با تخصص بالا براي کار با دستگاه هاي مورد نظر و ساير موارد نياز است.


2-4- روش مهار متقابل
اين روش براي گودهاي به عرض کم مناسب است. در اين روش ابتدا در دو طرف گود، در فواصاي معين از يکديگر چاهکهايي را حفر مي کنيم. طول اين چاهکها برابر با عمق گود به اضافه ي مقداري اضافه تر حدود 0.25 تا 0.35 برابر عمق گود است. اين عمق اضافه به منظور تأمين گيرداري انتهاي تحتاني پروفيلهايي است که در چاهک قرار داده مي شوند.
سپس در درون اين چاهکها پروفيلهاي فولادي يا ، مطابق با محاسبات و نقشه هاي اجرايي، قرار مي دهيم. طول اين پروفيل ها را معمولاً به گونه اي در نظر مي گيريم که انتهاي فوقاني آنها تا حدي بالاتر ازتراز بالايي گود قرار گيرند.
آنگاه قسمت فوقاني هر دو پروفيل قائم متقابل مزبور را به کمک تير ها يا خرپاهايي به يکديگر متصل مي کنيم. اين کار موجب ميشود که هر دو پروفيل قائم متقابل، به پايداري يکديگر کمک کنند.
پس از آن، عمليات گودبرداري را به تدريج انجام مي دهيم . در صورت لزوم، در نقاط ديگري از ارتفاع پروفيلهاي قائم نيز سيستم مهار متقابل را اجرا مي کنيم.
در صورتي که خاک خيلي ريزشي باشد بايد در بين اعضاي قائم از الوارهاي چوبي يا اعضاي مناسب ديگر استفاده کنيم.
سيستم مهار متقابل فوق الذکر بايد در جهت عمود بر سيستم قابي آن، يعني در جهت طول گود، نيز به صورت مناسب مهاربندي شود.

2-4-1- مزاياي روش مهار متقابل
1. در گودبرداري هاي با عرض کم داراي مزاياي بسيار زيادي است که از آن جمله سرعت زيادتر، هزينه ي
کمتر ، و جاگيري کمتر را مي توان نام برد.
2. اين روش، به ويژه در بسياري از عمليات اجراي کانالها مي تواند بسيار سودمند واقع شود.

2-4-2- معايب روش مهار متقابل
1. در صورتي که عرض گود زياد، مثلاً بيش از حدود 10 متر، شود و نيز در صورتي که عمق گود زياد باشد ممکن است مهاربندي هاي عرضي و يا مهار بندي هاي ترازهاي مختلف دست و پاگير شده و موجب بروز مشکل در اجراي کار بشود.


2-5- روش اجراي شمع
در اين روش، در پيرامون زميني که قرار است گودبرداري شود در فواصل معيني از هم، شمعهايي را اجرا مي کنيم. اين شمعها مي توانند از انواع مختلف مصالح سازه اي نظير فولاد، بتن و چوب باشند. همچنين شمعهاي بتني را مي توان به صورت پيش ساخته يا درجا اجرا کرد.
در اين روش، شمعها فشار جانبي خاک را به صورت تيرهاي يک سر گيردار تحمل مي کنند. طول گيرداري لازم در انتهاي شمعها چيزي در حدود 0.3 است.
پس از اجراي شمعها، مي توان عمليات گودبرداري را اجرا کرد. در صورت لزوم بايد شمعها را در امتداد ديواره ي گود مهاربندي کرد.

2-5-1- مزاياي روش اجراي شمع
1. سرعت عمليات اجرايي بسيار بالا است.
2. سيستم به هيچ وجه دست و پاگير نيست.
3. در احجام زياد، هزينه ي عمليات کاهش مي يابد.
4.گاهي از اوقات مي توان از شمع ها به عنوان سازه نگهبان دائم( نظير ديوار حائل) يا بخشي از آن نيز استفاده کرد.
5. شمع هاي پيش ساخته را پس از جمع آوري مي توان در پروژه هاي ديگر نيز استفاده کرد.
6. در گودهاي با عمق تا حدود 5 متر، معمولاً اقتصادي اند.

2-5-2- معايب روش اجراي شمع
1. در صورتي که ارتفاع گودبرداري زيادباشد، هم بايد فواصل شمعها از هم کم شود و هم بايد از مقاطع سازه اي قويتري براي اجراي کار استفاده کرد.
2. در بسياري از پروژه هاي شهري، به دليل مشکلات شمع کوبي، نمي توان از شمعهاي پيش ساخته استفاده کرد و فقط بايد شمعها را به صورت درجا اجرا کرد.


2-6- روش سپرکوبي
در اين روش، ابتدا در طرفين گود سپرهايي را مي کوبيم و سپس خاکبرداري را شروع مي کنيم. پس از آنکه خاکبرداري به حد کافي رسيد در کمرکش سپرها و بر روي آنها، تيرهاي پشت بند افقي (wales) را نصب مي کنيم. سپس قيدهاي فشاري قائم (struts) را در جهت عمود بر صفحه ي سپرها به اين پشت بندهاي افقي وصل مي کنيم. سپرها و پشت بندها و قيدهاي فشاري در عرضهاي کم و خاکهاي غير سست، معمولاً از نوع چوبي است ولي در عرضهاي بيشتر و خاکهاي سست تر استفاده از سپرها و پشت بندها و قيدهاي فشاري فلزي اجتناب ناپذير است.

2-6-1- مزاياي روش سپرکوبي
1. سرعت اجراي کار بسيار زياد است.
2. درجه ي ايمني کار بسيار زياد است.
3. براي اجراي کانالها، به ويژه با طول هاي زياد، بسيار مناسب است.

2-6-2- معايب روش سپرکوبي
1. در اين روش به دستگاه هاي سپرکوبي، که به هر حال يک دستگاه ويژه است، نياز است.
2. اين روش به نيروهاي با تخصص بالاتر، نسبت به روشهاي ساده تر، نيا ز دارد.
3. دستگاه هاي سپرکوب به جاي کافي براي اجراي کار نياز دارند.
4. اين روش براي عرض هاي کم مناسب تر است.


2-7- روش خرپايي
اين روش، يکي از مناسب ترين و متداول ترين روش هاي اجراي سازه نگهبان در مناطق شهري است. اجراي آن ساده بوده و نياز به تجهيزات و تخصص بالايي ندارد، و در عين حال قابليت انعطاف زيادي از نظر اجرا در شرايط مختلف دارد.
براي اجراي اين نوع سازه نگهبان، ابتدا در محل عضوهاي قائم خرپا، که در مجاورت ديواره ي گود قرار دارند، چاههايي را حفر مي کنيم.عمق اين چاه ها برابر با عمق گود به اضافه مقداري اضافه براي اجراي شمع انتهاي تحتاني عضو خرپا است.طول شمع (length of pile) را، که با نشان داده مي شود از طريق محاسبه بدست مي آوريم. آنگاه درون شمع را آرماتوربندي کرده و عضو قائم را در داخل شمع قرار مي دهيم و سپس شمع را بتن ريزي مي کنيم. پس از سخت شدن بتن، انتهاي تحتاني عضو قائم به صورت گيردار در داخل شمع قرار خواهد داشت.
سپس خاک را در امتداد ديواره ي گود با يک شيب مطمئن بر مي داريم. آنگاه فونداسيون پاي عضو مايل را اجرا مي کنيم. اين فونداسيون در پلان به صورت مربعي است. بعد يا عرض فونداسيون (Breadth of foundation) را با و ضخامت يا ارتفاع آن را با نشان مي دهيم. پس از آن، عضو مايل را از يک طرف به عضو قائم و از طرف ديگر به ورق کف ستون بالاي فونداسيون متصل مي کنيم.
عمليات فوق را براي کليه ي خرپاهاي سازه نگهبان در امتداد ديواره به صورت همزمان اجرا مي کنيم.
حال خاک محصور بين اعضاي قائم و افقي خرپاها را در سرتاسر امتداد ديواره، به صورت مرحله به مرحله برمي داريم و در هر مرحله اعضاي افقي و قطري خرپا را بتريج نصب مي کنيم تا آنکه خرپا تکميل شود.

2-7-1- مزاياي روش خرپايي
1. براي عموم گودهاي واقع در مناطق شهري مناسب است.
2. از نظر اجرا در شرايط مختلف،قابليت انعطاف زيادي دارد.
3. امکان استفاده مجدد از خرپا وجود دارد.
4. ساده است و به تخصص و دستگاه هاي خاص نياز ندارد.


2-7-2- معايب روش خرپايي
1. سرعت اجرا، در مقايسه با روش هاي پيشرفته تر نسبتاً کمتر است.
2. خرپاها جاگيراند.
3. احتمال الزامي لودن برداشت بخشي از خاک با روشهاي دستي وجود دارد.

منبع: کتاب اصول و مباني گود برداري و سازه هاي نگهبان تأليف دکتر حميد رضا اشرفي
به نقل از وب سايت مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن -
( 1 Vote )

Last Updated (Sunday, 13 January 2013 11:02)

 
سید مهرداد جوادی