×
×

گودبرداری؛ اساس ایمنی و دوام سازه‌های شهری

  • کد نوشته: 119286
  • ۲۶ مهر
  • 576 بازدید
  • ۲ دیدگاه
  • در سال‌های اخیر با رشد ساخت‌وسازهای شهری، اهمیت گودبرداری ایمن و اصولی بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود.

    گودبرداری؛ اساس ایمنی و دوام سازه‌های شهری

     گودبرداری مرحله‌ای حساس و حیاتی در اجرای پروژه‌های ساختمانی است که کیفیت اجرای آن می‌تواند تفاوت میان یک ساختمان ایمن و یک سازه پرخطر باشد. اگر این فرایند به درستی طراحی و نظارت نشود، خطراتی مانند رانش خاک، فروریزش دیواره‌ها و خسارات جانی و مالی گسترده رخ می‌دهد.

    در این مقاله قصد داریم به زبان ساده و علمی درباره گودبرداری، انواع روش‌های آن (نیلینگ، مهار متقابل، انکراژ، روش تاپ دان (Top-Down) و …) و عوامل مؤثر بر انتخاب روش مناسب توضیح دهیم.

    گودبرداری چیست و چرا اهمیت دارد؟

    گودبرداری به مجموعه عملیاتی گفته می‌شود که برای برداشتن خاک یا سنگ از سطح زمین با هدف رسیدن به تراز مورد نظر جهت احداث سازه انجام می‌شود. در پروژه‌های ساختمانی، معمولاً هدف از گودبرداری ایجاد فضای لازم برای ساخت فونداسیون، پارکینگ‌های زیرزمینی یا طبقات منفی است.

    اهمیت گودبرداری تنها در ایجاد فضا نیست؛ بلکه اجرای صحیح آن تأثیر مستقیم بر ایمنی سازه‌های مجاور و پایداری ساختمان در طول عمر بهره‌برداری دارد. به بیان ساده، هر چقدر گودبرداری اصولی‌تر و با روش مناسب‌تری انجام شود، احتمال بروز خطرات و خسارات کاهش می‌یابد.

    انواع روش‌های گودبرداری

    انتخاب روش گودبرداری به عوامل متعددی مانند نوع خاک، عمق گود، موقعیت پروژه، شرایط آب زیرزمینی و سازه‌های مجاور بستگی دارد. در ادامه، پرکاربردترین روش‌های گودبرداری را بررسی می‌کنیم:

    ۱. گودبرداری با شیب ملایم

    در این روش دیواره گود به‌صورت شیبدار و با زاویه مشخص نسبت به افق حفر می‌شود. این شیوه برای گودهای کم‌عمق و در زمین‌هایی با فضای آزاد مناسب است.
    مزیت اصلی آن سادگی و هزینه پایین است، اما در مناطق شهری به دلیل محدودیت فضا معمولاً قابل استفاده نیست.

    ۲. روش تاپ دان (Top-Down)

    در پروژه‌های بزرگ شهری که محدودیت فضا، ترافیک سنگین و نیاز به زمان کوتاه اجرا وجود دارد، روش تاپ دان به عنوان یکی از نوآورانه‌ترین روش‌های گودبرداری مورد توجه قرار گرفته است. این روش نه تنها ایمنی بالایی دارد، بلکه امکان هم‌زمانی عملیات سازه‌ای در طبقات فوقانی و تحتانی را فراهم می‌کند.

    تاپ دان

    تعریف روش تاپ دان

    در روش تاپ دان، برخلاف روش‌های سنتی که ابتدا کل گودبرداری انجام و سپس ساخت طبقات زیرزمین آغاز می‌شود، عملیات از بالا به پایین صورت می‌گیرد.
    به عبارت دیگر، ابتدا ستون‌ها و دیوارهای پیرامونی اجرا می‌شوند و سپس سقف طبقه همکف ساخته می‌شود. پس از آن، خاک زیر سقف همکف به تدریج برداشت شده و طبقات زیرزمین از بالا به پایین ساخته می‌شوند.

    مراحل اجرای روش تاپ دان

    1. اجرای دیوار دیافراگمی (Diaphragm Wall):
      این دیوارها پیرامون گود اجرا شده و نقش سازه نگهبان دائمی را دارند.
    2. حفر شفت‌ها و نصب ستون‌های بتنی یا فولادی:
      ستون‌های دائمی از سطح زمین تا عمق نهایی گود نصب می‌شوند.
    3. اجرای سقف همکف و انتقال بارها:
      سقف همکف که معمولاً بتن‌آرمه است اجرا شده و بخشی از بارهای سازه‌ای را تحمل می‌کند.
    4. گودبرداری مرحله‌ای زیر سقف:
      در هر مرحله، خاک از زیر سقف قبلی برداشت و سپس سقف بعدی ساخته می‌شود.
    5. اتمام ساخت زیرزمین و اجرای طبقات روی زمین:
      پس از اتمام طبقات منفی، عملیات ساخت طبقات مثبت (روی زمین) ادامه می‌یابد.

    مزایای روش تاپ دان

    روش تاپ دان به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، در پروژه‌های بزرگ و حساس به روش غالب تبدیل شده است. در ادامه مهم‌ترین مزایای آن را بررسی می‌کنیم:

    ۱. افزایش ایمنی در گودبرداری‌های عمیق

    به دلیل اینکه در هر مرحله سقف اجرا شده به عنوان مهار جانبی دیواره‌ها عمل می‌کند، احتمال ریزش خاک و رانش کاهش می‌یابد. این ویژگی، ایمنی کارگران و سازه‌های مجاور را به طرز چشمگیری بالا می‌برد.

    ۲. صرفه‌جویی در زمان و هزینه

    در روش‌های سنتی، ابتدا باید گودبرداری کامل انجام شود و سپس ساخت آغاز گردد. اما در تاپ دان، گودبرداری و ساخت طبقات به‌صورت همزمان انجام می‌شود. این هم‌زمانی باعث کاهش مدت زمان کل پروژه و در نهایت صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌گردد.

    ۳. کاهش مزاحمت برای محیط اطراف

    در مناطق پرتراکم شهری، کنترل آلودگی صوتی و ارتعاش اهمیت زیادی دارد. اجرای تاپ دان به دلیل پوشیده بودن گود در بیشتر مراحل، سر و صدا و گرد و غبار کمتری ایجاد می‌کند و مزاحمت برای ساکنان اطراف به حداقل می‌رسد.

    ۴. مناسب برای مناطق با محدودیت فضا

    از آنجا که عملیات از بالا آغاز می‌شود، نیاز به فضای آزاد در اطراف پروژه کمتر است. این ویژگی، روش تاپ دان را برای پروژه‌هایی که در مرکز شهر یا بین ساختمان‌های موجود اجرا می‌شوند بسیار مناسب می‌سازد.

    ۵. پایداری دائمی دیواره‌ها

    در این روش، دیوارهای دیافراگمی از ابتدا به‌عنوان بخشی از سازه دائمی ساختمان طراحی می‌شوند. بنابراین نیازی به حذف سازه‌های موقت نگهبان پس از اتمام کار نیست، که این امر دوام و ایمنی بیشتری به سازه می‌بخشد.

    ۳. نیلینگ یا میخکوبی دیواره ها

    یکی از پرکاربردترین و مطمئن‌ترین روش‌های پایدارسازی گود در پروژه‌های عمرانی، گودبرداری به روش نیلینگ (Soil Nailing) است. این روش که ترکیبی از اصول مهندسی خاک و سازه‌های نگهبان است، به دلیل سرعت بالا، هزینه مناسب و عملکرد مؤثر در تثبیت دیواره‌ها، به یکی از گزینه‌های محبوب در پروژه‌های شهری تبدیل شده است.

    روش نیلینگ در گودبرداری

    نیلینگ چیست؟

    در روش نیلینگ، تعدادی میل‌گرد یا میله فولادی (معمولاً با قطر ۲۵ تا ۴۰ میلی‌متر) درون دیواره گود با زاویه‌ای مایل (حدود ۱۰ تا ۲۰ درجه) حفاری و کار گذاشته می‌شود. سپس فضای بین میله و دیواره با دوغاب سیمانی پر می‌گردد تا چسبندگی میان میل‌گرد و خاک ایجاد شود. این میله‌ها نقش «میخ‌های مهندسی» را دارند و با ایجاد مقاومت برشی در برابر نیروهای رانشی خاک، از تغییر شکل و ریزش دیواره جلوگیری می‌کنند.

    در واقع، نیلینگ نوعی دوخت خاک است که باعث می‌شود توده خاک به‌صورت یکپارچه و پایدار عمل کند. این روش ابتدا در کشورهای اروپایی توسعه یافت و امروزه در پروژه‌های عمرانی ایران نیز به‌صورت گسترده به کار گرفته می‌شود.

    مراحل اجرای گودبرداری به روش نیلینگ

    1. حفاری مرحله‌ای گود:
      گود به‌صورت مرحله‌ای و در ارتفاع‌های مشخص (معمولاً ۱.۵ تا ۲ متر) حفاری می‌شود تا پایداری خاک در طول عملیات حفظ شود.
    2. حفاری چال‌ها برای نصب میل‌گرد:
      در دیواره گود، چال‌هایی با زاویه و عمق طراحی‌شده حفر می‌شود. این چال‌ها معمولاً با دستگاه حفاری دورانی یا ضربه‌ای ایجاد می‌شوند.
    3. نصب میل‌گردها (Nails):
      میل‌گردهای فولادی درون چال‌ها قرار می‌گیرند و با فاصله‌های افقی و عمودی مشخص تنظیم می‌شوند.
    4. تزریق دوغاب سیمانی:
      فضای اطراف میل‌گرد با دوغاب سیمانی تزریق می‌شود تا چسبندگی لازم بین خاک و میل‌گرد ایجاد گردد.
    5. نصب مش فولادی و شاتکریت سطحی:
      پس از تثبیت میل‌گردها، روی سطح گود مش فولادی نصب و با بتن پاشیده (شاتکریت) پوشانده می‌شود. این پوشش سطحی از فرسایش خاک و جدا شدن ذرات جلوگیری می‌کند.

    مزایای روش نیلینگ

    • افزایش ایمنی و پایداری گود:
      با تثبیت توده خاک و مهار رانش جانبی، احتمال ریزش یا تغییر شکل دیواره‌ها به حداقل می‌رسد.
    • سرعت بالای اجرا:
      به دلیل سادگی نسبی تجهیزات و امکان اجرای مرحله‌ای، این روش زمان‌بندی پروژه را بهبود می‌بخشد.
    • مقرون‌به‌صرفه بودن:
      نسبت به سایر روش‌های گودبرداری عمیق، نیلینگ هزینه کمتری دارد و برای پروژه‌های متوسط گزینه‌ای اقتصادی محسوب می‌شود.
    • انعطاف‌پذیری در انواع خاک:
      این روش در خاک‌های چسبنده، ماسه‌ای و حتی سنگ‌های ضعیف قابل اجرا است و با طراحی مناسب می‌توان آن را در شرایط متنوع زمین‌شناسی به کار برد.
    • قابلیت ترکیب با سایر سیستم‌های نگهبان:
      در برخی پروژه‌ها، نیلینگ با شاتکریت یا مهارهای پس‌تنیده ترکیب می‌شود تا عملکرد سازه‌ای بهینه‌تری حاصل شود.

    محدودیت‌ها و نکات اجرایی نیلینگ

    اجرای موفق نیلینگ مستلزم دقت بالا در طراحی و کنترل کیفی دوغاب‌ریزی است. در صورت تزریق ناقص یا ناهماهنگی در طول میل‌گردها، کارایی سیستم کاهش می‌یابد. همچنین در خاک‌های بسیار سست یا با سطح آب زیرزمینی بالا، ممکن است نیاز به تمهیدات اضافی مانند زهکشی یا مهارهای کمکی باشد.

    همچنین باید توجه داشت که روش نیلینگ برای گودهایی با عمق بسیار زیاد یا در مجاورت سازه‌های حساس، نیازمند بررسی دقیق ژئوتکنیکی و پایش مداوم تغییر شکل‌هاست.

    ۴. سازه نگهبان خرپایی

    یکی از روش‌های متداول و مؤثر در پایداری گودهای عمیق، سازه نگهبان خرپایی است. این روش به دلیل استحکام بالا، قابلیت اجرا در شرایط متنوع خاک و انعطاف‌پذیری در طراحی، همچنان یکی از گزینه‌های محبوب مهندسان ژئوتکنیک در پروژه‌های شهری به شمار می‌رود.

    سازه نگهبان خرپایی ترکیبی از اعضای فولادی یا بتنی است که به شکل مثلثی یا مشبک در دیواره گود نصب می‌شوند تا نیروهای جانبی خاک را مهار کنند. خرپاها معمولاً به کمک المان‌های فشاری و کششی طراحی می‌شوند و در بخش پایین خود به المان‌های تکیه‌گاهی یا شمع‌های مهاری متصل هستند. این سیستم علاوه بر عملکرد مکانیکی مناسب، از نظر اجرایی نیز نسبتاً سریع و مقرون‌به‌صرفه است.

    اجزای اصلی سازه نگهبان خرپایی

    1. پروفیل‌های قائم (ستون‌ها):
      این اعضا معمولاً از تیرآهن‌های دوبل یا مقاطع فولادی H شکل ساخته می‌شوند و نقش انتقال نیرو از دیواره گود به خرپا را بر عهده دارند.
    2. اعضای مورب و افقی خرپا:
      اعضای مورب به عنوان المان‌های کششی یا فشاری عمل می‌کنند و با تشکیل قاب مثلثی، پایداری کلی سیستم را تضمین می‌نمایند.
    3. تکیه‌گاه پایینی یا شمع فشاری:
      نیروی منتقل‌شده از خرپا به زمین از طریق تکیه‌گاه یا شمع‌های مهاری جذب می‌شود. طراحی دقیق این بخش برای جلوگیری از نشست یا واژگونی بسیار حیاتی است.
    4. مهارهای عرضی و اتصالات:
      اتصالات باید به گونه‌ای طراحی شوند که انتقال نیرو به‌صورت یکنواخت انجام گیرد. در برخی پروژه‌ها از جوش و در موارد دیگر از پیچ و مهره‌های مقاوم استفاده می‌شود.

    مراحل اجرای سازه نگهبان خرپایی

    1. حفاری مرحله‌ای گود:
      گودبرداری در چند مرحله انجام می‌شود تا پایداری خاک در طول عملیات حفظ شود.
    2. نصب ستون‌های قائم:
      پس از حفاری اولیه، پروفیل‌های قائم درون شفت‌ها نصب و با بتن‌ریزی در محل خود تثبیت می‌شوند.
    3. ساخت اعضای مورب و افقی خرپا:
      پس از نصب ستون‌ها، اعضای مورب و افقی متصل شده و قاب خرپایی شکل می‌گیرد.
    4. تکرار مراحل تا عمق نهایی گود:
      این فرایند تا رسیدن به تراز نهایی گودبرداری تکرار می‌شود.

    مزایای روش خرپایی

    • ایمنی بالا و کنترل دقیق تغییر شکل‌ها: با انتقال مؤثر نیروها از دیواره به خرپا، احتمال ریزش یا رانش خاک کاهش می‌یابد.
    • امکان اجرا در زمین‌های نسبتاً ضعیف: این سیستم در خاک‌های با چسبندگی کم نیز عملکرد خوبی دارد.
    • دسترسی آسان به تجهیزات: برای اجرای سازه نگهبان خرپایی نیاز به تجهیزات پیچیده نیست و می‌توان آن را با امکانات معمولی نیز اجرا کرد.
    • قابلیت استفاده مجدد از مصالح: بسیاری از المان‌های فولادی پس از اتمام پروژه قابل بازیافت و استفاده مجدد هستند.

    ۵. گودبرداری به روش انکراژ 

    در این روش از کابل‌ها یا میل‌مهارهایی استفاده می‌شود که پس از حفاری درون خاک قرار گرفته و با تزریق دوغاب و پیش‌تنیدگی، نیروهای رانشی را مهار می‌کنند. انکراژ برای گودهای بسیار عمیق مناسب است، اما هزینه اجرای آن بالاتر از روش‌های سنتی است.

    این روش با استفاده از مهارهای فولادی و تزریق دوغاب سیمانی، نیروهای رانشی را به لایه‌های عمیق‌تر و مقاوم‌تر زمین منتقل می‌کند و پایداری گود را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد.

    تعریف روش انکراژ

    در روش انکراژ، تعدادی کابل فولادی یا میل مهار (Anchor) با زاویه‌ای مشخص (معمولاً بین ۱۰ تا ۳۰ درجه) از سطح دیواره گود به درون خاک یا سنگ حفاری و نصب می‌شوند. این مهارها پس از تزریق دوغاب سیمانی درون چال‌ها و انجام عملیات پیش‌تنیدگی (Tensioning)، نیروی کششی قابل توجهی ایجاد می‌کنند که در برابر فشارهای جانبی خاک و آب مقاومت می‌نماید.

    در واقع، انکراژ مانند دستانی فولادی است که دیواره گود را از بیرون مهار کرده و اجازه هیچ‌گونه رانشی را نمی‌دهد. این روش بیشتر در پروژه‌هایی به کار می‌رود که عمق گود زیاد، سازه‌های مجاور حساس و محدودیت فضا وجود دارد.

    عکس انکراژ

    مراحل اجرای گودبرداری به روش انکراژ

    1. حفاری مرحله‌ای گود:
      گود به‌صورت مرحله‌به‌مرحله و کنترل‌شده حفاری می‌شود تا در هر مرحله دیواره پایدار بماند.
    2. حفاری چال‌های مهاری:
      در هر مرحله، چال‌هایی با قطر معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ سانتی‌متر و طول ۸ تا ۲۵ متر در دیواره گود حفر می‌شود.
    3. نصب مهارهای فولادی:
      کابل‌های فولادی چند رشته‌ای یا میل مهارها درون چال‌ها قرار گرفته و با تجهیزات مخصوص ثابت می‌شوند.
    4. تزریق دوغاب سیمانی:
      فضای اطراف مهار با دوغاب سیمانی پر می‌شود تا چسبندگی و انتقال نیرو بین مهار و خاک به‌طور کامل برقرار گردد.
    5. پیش‌تنیدگی مهارها:
      پس از گیرش دوغاب، کابل‌ها با جک‌های هیدرولیکی کشیده می‌شوند تا نیروی کششی طراحی‌شده در آنها اعمال شود.
    6. نصب صفحات سر مهار و پوشش دیواره:
      پس از انجام پیش‌تنیدگی، سر مهار به صفحه فولادی و مهره قفل‌کننده متصل شده و سپس سطح دیواره با شاتکریت یا بتن مسلح پوشانده می‌شود.

    مزایای روش انکراژ

    • ایمنی بسیار بالا در گودهای عمیق:
      مهارهای فولادی در عمق زمین نیروهای رانشی را خنثی می‌کنند و مانع از تغییر شکل یا ریزش دیواره‌ها می‌شوند.
    • کاهش نیاز به فضای پشت دیواره:
      بر خلاف سازه‌های نگهبان خرپایی که به فضای پشت خرپا نیاز دارند، انکراژ تقریباً در هر محل محدود قابل اجرا است.
    • امکان کنترل و تنظیم نیرو:
      به‌دلیل خاصیت پیش‌تنیدگی، می‌توان نیروی هر مهار را در حین اجرا یا حتی پس از مدتی تنظیم کرد.
    • دوام بالا و عملکرد طولانی‌مدت:
      در صورت طراحی و اجرای اصولی، مهارهای انکراژ می‌توانند بخشی از سیستم دائمی سازه زیرزمینی باشند.

    محدودیت‌ها و ملاحظات اجرایی

    اجرای روش انکراژ نیازمند تجهیزات پیشرفته حفاری و نیروی متخصص است. کنترل کیفیت دوغاب، اجرای دقیق پیش‌تنیدگی و پایش نشست‌ها از عوامل حیاتی در موفقیت این روش به شمار می‌رود.

    همچنین در زمین‌هایی با نفوذپذیری زیاد یا سطح آب زیرزمینی بالا، اجرای صحیح تزریق دوغاب اهمیت ویژه‌ای دارد تا از نشت آب به گود جلوگیری شود. در چنین شرایطی، استفاده از افزودنی‌های ضدآب یا لایه‌های آب‌بند توصیه می‌شود.

    ۶. روش مهار متقابل (Braced Excavation)

     این روش که در ایران با عنوان گودبرداری با مهار متقابل یا مهاربندی متقاطع یا استرات نیز شناخته می‌شود، بر پایه تعادل نیروها میان دیواره‌های مقابل گود طراحی شده است و یکی از پرکاربردترین گزینه‌ها در پروژه‌های شهری متراکم به شمار می‌رود.

    تعریف و اصول عملکرد مهار متقابل

    در روش مهار متقابل، دیواره‌های روبه‌روی گود با استفاده از تیرها و المان‌های افقی یا قطری به یکدیگر متصل می‌شوند تا نیروی رانشی خاک در یک سمت، توسط دیواره مقابل مهار گردد. در واقع، به جای آنکه دیواره هر سمت گود به‌صورت مستقل نیرو را تحمل کند، دو دیواره با کمک اعضای مهاری در تعادل قرار می‌گیرند و فشار جانبی بین آنها تقسیم می‌شود.

    این سیستم معمولاً شامل ستون‌های قائم فولادی یا بتنی، تیرهای افقی (Struts) و گاهی تیرهای قطری (Braces) است که در چند تراز مختلف نصب می‌شوند. طراحی و محل قرارگیری این اعضا بسته به عمق گود و نوع خاک تعیین می‌شود.

    مراحل اجرای گودبرداری به روش مهار متقابل

    1. حفاری مرحله‌ای گود:
      گود در چند مرحله با عمق مشخص حفر می‌شود تا در هر مرحله، مهارهای جدید نصب شوند.
    2. نصب ستون‌های قائم در پیرامون گود:
      ستون‌های فولادی یا بتنی به‌عنوان اعضای نگهدارنده اصلی در دیواره‌ها نصب و در بتن‌ریزی فونداسیون جانمایی می‌شوند.
    3. نصب تیرهای افقی مهاری:
      پس از حفاری هر مرحله، تیرهای افقی میان دیواره‌های مقابل نصب و با جوش یا پیچ‌ومهره محکم می‌شوند.
    4. تکرار مراحل تا رسیدن به تراز نهایی گود:
      با پیشرفت گودبرداری، در ترازهای پایین‌تر مهارهای جدید اضافه می‌شوند تا پایداری کل سیستم حفظ شود.
    5. برداشت تدریجی مهارها پس از اجرای سازه زیرزمین:
      پس از اتمام ساخت طبقات زیرزمینی، مهارهای متقابل به‌صورت مرحله‌ای باز و خارج می‌شوند.

    مزایای روش مهار متقابل

    • مناسب برای مناطق شهری متراکم:
      این روش نیازی به فضای آزاد در اطراف ندارد و می‌توان آن را در پروژه‌هایی با مرز مشترک با ساختمان‌های مجاور اجرا کرد.
    • ایمنی بالا در گودهای عمیق:
      تعادل متقابل نیروها بین دیواره‌ها موجب پایداری بسیار بالا و کاهش تغییر شکل جانبی می‌شود.
    • امکان اجرا با تجهیزات متعارف:
      برای اجرای مهار متقابل نیازی به دستگاه‌های خاص یا حفاری عمیق نیست و با ابزارهای متداول ساختمانی قابل انجام است.
    • قابلیت تنظیم نیرو در طول اجرا:
      در صورت نیاز می‌توان تنش یا موقعیت مهارها را در طول اجرای گود اصلاح کرد تا عملکرد سیستم بهینه شود.

    محدودیت‌ها و چالش‌های اجرایی

    اجرای مهار متقابل نیازمند برنامه‌ریزی دقیق است، زیرا المان‌های افقی نصب‌شده در فضای گود، ممکن است مانع حرکت ماشین‌آلات حفاری و بتن‌ریزی شوند. همچنین در گودهای بسیار وسیع، طول زیاد مهارها ممکن است موجب افزایش خمش و تغییر شکل تیرها شود که در این حالت باید از تیرهای قوی‌تر یا سیستم‌های ترکیبی استفاده شود.

    از دیگر نکات مهم در اجرای این روش، کنترل دقیق تغییر شکل‌ها و نظارت مداوم بر تنش اعضا است تا از عملکرد صحیح سیستم در برابر بارهای متغیر خاک و آب اطمینان حاصل شود.

    ۷. سپرکوبی

    یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال کارآمدترین روش‌های پایدارسازی گود، روش سپرکوبی است. این روش بر پایه ایجاد دیوارهای پیوسته و نفوذناپذیر در اطراف گود طراحی شده است و به‌ویژه در خاک‌های سست، مناطق دارای سطح آب زیرزمینی بالا و پروژه‌های نزدیک به رودخانه یا دریا کاربرد گسترده‌ای دارد.

    در سال‌های اخیر، با توسعه ماشین‌آلات مدرن سپرکوبی، این روش در پروژه‌های عمرانی شهری نیز دوباره مورد توجه قرار گرفته و به عنوان گزینه‌ای مطمئن در کنار روش‌های نیلینگ، انکراژ و مهار متقابل شناخته می‌شود.

    اصول عملکرد سپرکوبی

    در این روش، سپرها (Sheet Piles) که معمولاً از فولاد، بتن یا گاهی از جنس کامپوزیت ساخته می‌شوند، به‌صورت عمودی در خاک کوبیده می‌شوند تا یک دیوار پیوسته و مقاوم در برابر فشار جانبی خاک ایجاد کنند. هر سپر دارای زبانه‌ای در لبه خود است که با سپر مجاور درگیر می‌شود و در نهایت دیواری بدون درز و مقاوم در برابر نشت آب و خاک تشکیل می‌دهد.

    پس از نصب سپرها، گودبرداری در داخل محدوده انجام می‌شود و در صورت نیاز، برای جلوگیری از تغییر شکل دیواره‌ها، مهارهای افقی یا پشت‌بندهای موقت نیز به کار گرفته می‌شوند. این سیستم به‌ویژه در پروژه‌هایی که سطح آب بالا است یا خاک فاقد چسبندگی کافی می‌باشد، نقش حیاتی در کنترل پایداری دارد.

    مراحل اجرای گودبرداری به روش سپرکوبی

    1. بررسی شرایط زمین و طراحی دیوار سپرکوبی:
      مهندسان ابتدا نوع خاک، عمق گود، تراز آب زیرزمینی و بارهای وارده را بررسی کرده و طول و ضخامت سپرهای مورد نیاز را تعیین می‌کنند.
    2. انتخاب نوع سپر مناسب:
      سپرهای فولادی به دلیل استحکام بالا و قابلیت بازیافت، بیشترین کاربرد را دارند. در پروژه‌های سبک‌تر می‌توان از سپرهای بتنی یا پلیمری استفاده کرد.
    3. کوبیدن سپرها به داخل زمین:
      با استفاده از دستگاه‌های ویبره یا چکش هیدرولیکی، سپرها تا عمق طراحی‌شده در زمین فرو برده می‌شوند. اتصال بین سپرها باید کاملاً محکم و آب‌بند باشد.
    4. حفاری در داخل محدوده سپرکوبی:
      پس از ایجاد دیواره نگهبان، گودبرداری آغاز می‌شود و در طول کار، تغییر شکل دیواره‌ها و نشست زمین کنترل می‌گردد.
    5. در صورت نیاز، نصب مهارهای افقی یا پشت‌بندها:
      برای گودهای عمیق، استفاده از تیرهای مهاری بین دیواره‌ها الزامی است تا از کمانش یا جابه‌جایی دیواره جلوگیری شود.
    6. برداشت سپرها پس از پایان کار:
      در بسیاری از پروژه‌ها پس از اتمام سازه زیرزمینی، سپرها به صورت مرحله‌ای از زمین خارج می‌شوند و در پروژه‌های دیگر مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرند.

    مزایای روش سپرکوبی

    • سرعت اجرای بالا:
      نصب سپرها به کمک دستگاه‌های مکانیکی در زمان کوتاهی انجام می‌شود و سرعت پروژه را افزایش می‌دهد.
    • قابلیت استفاده مجدد از سپرها:
      در پروژه‌های موقت، سپرهای فولادی را می‌توان پس از اتمام کار برداشت و دوباره استفاده کرد که از نظر اقتصادی بسیار به‌صرفه است.
    • مقاومت بالا در برابر نفوذ آب:
      این روش بهترین گزینه برای گودبرداری در مناطق با سطح بالای آب زیرزمینی است و از ورود آب به داخل گود جلوگیری می‌کند.
    • پایداری زیاد در خاک‌های سست:
      در زمین‌هایی که تراکم کم دارند یا خطر ریزش دیواره‌ها وجود دارد، سپرکوبی ایمنی بسیار بالایی فراهم می‌کند.

    محدودیت‌ها و نکات اجرایی

    اجرای سپرکوبی در زمین‌های سنگی یا دارای موانع سخت، دشوار است و ممکن است نیاز به حفاری اولیه یا روش‌های ترکیبی داشته باشد. همچنین در محیط‌های شهری، لرزش ناشی از کوبیدن سپرها می‌تواند بر ساختمان‌های مجاور اثر بگذارد؛ در چنین شرایطی معمولاً از روش ویبره کمتر یا کوبش با کنترل ارتعاش استفاده می‌شود.

    علاوه بر این، طراحی دقیق اتصالات بین سپرها برای جلوگیری از نشت آب اهمیت فراوانی دارد. کوچک‌ترین درز در محل اتصال می‌تواند عملکرد سیستم را تضعیف کند.

    روش نیلینگ در گودبرداری

    جمع بندی:

    گودبرداری، اگرچه بخشی ابتدایی از پروژه‌های عمرانی به نظر می‌رسد، اما نقش حیاتی در ایمنی و پایداری سازه‌ها دارد. انتخاب روش مناسب گودبرداری، اجرای دقیق و نظارت مستمر، کلید موفقیت در این مرحله حساس است.

    برای اجرای گودبرداری‌های دقیق و اصولی، همکاری با شرکت‌های متخصص در زمینه ژئوتکنیک و مهندسی خاک ضروری است. شرکت تهران پی گستر با سال‌ها تجربه در زمینه گودبرداری عمیق، طراحی سازه‌های نگهبان و اجرای روش های نوین همچون تاپ دان، آماده ارائه خدمات مشاوره و اجرای تخصصی به کارفرمایان و پیمانکاران است. این مجموعه با تکیه بر دانش مهندسان مجرب و تجهیزات به‌روز، تضمین‌کننده کیفیت، ایمنی و سرعت در پروژه‌های عمرانی است.

    https://www.tehranpeygostar.com/

    منبع: tehranpeygostar.com

    اخبار مشابه:

    ۲ پاسخ به “گودبرداری؛ اساس ایمنی و دوام سازه‌های شهری”

    1. اعتمادی گفت:

      روش تاپ دان برای چه نوع پروژه‌هایی مناسب‌تره؟

      • کارشناس روابط عمومی گفت:

        روش تاپ دان بیشتر برای پروژه‌های شهری با محدودیت فضا، ترافیک سنگین یا نیاز به اجرای سریع مناسب است. چون در این روش می‌تونید هم‌زمان با گودبرداری، ساخت طبقات بالایی رو هم شروع کنید. این ویژگی باعث صرفه‌جویی در زمان و افزایش ایمنی در محیط‌های پرتردد شهری می‌شه. برای پروژه‌هایی مثل مجتمع‌های تجاری، برج‌ها یا ساختمان‌های بلندمرتبه در بافت متراکم شهری، تاپ دان انتخابی هوشمندانه‌ست. ✅🏙️

    دیدگاهتان را بنویسید

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *