سازه نگهبان سازه‌ای است که به منظور پایدارسازی و مقاوم سازی دیواره‌های محل گودبرداری و جلوگیری از ریزش آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. سازه‌های نگهبان دارای انواع مختلفی هستند. در این متن به توضیح انواع، نحوه اجرا، مزایا، محدودیت‌ها و مبانی طراحی این سازه‌ها میپردازیم. در ادامه مقاله به مبحث سازه نگهبان میپردازیم. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع خدمات مانند: مطالعات ژئوتکنیک ، مطالعات مکانیک خاک ، آزمایشات اسفالت ،آزمایشگاه محلی ، مطالعات راهسازی ، آزمایشات spt ، آزمایشات قیر، حفاری، پایدار سازی گود ، نیلینگ ، بهسازی خاک ، طراحی گود با شرکت خاک آزما کاوش تماس بگیرید.
گودبرداری چیست؟
«گودبرداری» یا (Excavation)، فرآیند حفاری، برداشت و ایجاد گودال داخل زمین است. این فرآیند به منظور استخراج مواد پرکننده برای خاکریز، حفر ترانشه یا شالوده برای فونداسیون، ساخت زیرزمین، آماده‌سازی محل پی سد، آماده‌سازی تکیه‌گاه‌های پل و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملیات گودبرداری با توجه به جنس خاک محل توسط دست، ماشین‌آلات سبک، ماشین‌آلات سنگین، ماشین‌آلات حفاری و مواد منفجره انجام می‌شود. مهندسی پی ( حاوی مباحث مربوط به گودبرداری و فونداسیون)، یکی از دروس تخصصی و از عنوان‌های اصلی در کتاب های مهندسی عمران است.
گودبرداری و سازه های نگهبان چیست؟
به منظور درک تاثیر گودبرداری بر روی وضعیت زمین، نخست باید با مفهوم فشار جانبی خاک آشنا شوید. فشار جانبی، فشاری است که توسط خاک در راستای عمود بر جاذبه به لایه‌های کناری اعمال می‌شود. در حالت عادی، فشار جانبی مقاطع متفاوت توده خاک، به علت محصور شدگی در حالت تعادل قرار دارد. پس از گودبرداری، توزیع تنش در اطراف گود نیز تغییر می‌کند. تغییر وضعیت تنش، افزایش موضعی فشار جانبی و اصطلاحا تمرکز تنش در نزدیکی دیواره‌های گود را نیز در پی دارد. این مسئله، سبب افزایش احتمال رخ دادن شکست و ریزش خاک می‌شود. هر چه زاویه دیواره‌های گود نسبت به افق بیشتر باشد، احتمال ریزش نیز افزایش خواهد یافت .
مفهوم سازه نگهبان:
«سازه نگهبان» یا (Retaining Structure یا Excavation Support)، مجموعه‌ای از المان‌های دائم و یا موقتی است که به منظور پایدارسازی و استحکام سازی خاک یا سنگ اطراف گودبرداری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بسیاری از موارد، سازه نگهبان با عنوان «دیوار حایل» یا (Retaining Wall) نیز شناخته می گردد. با این وجود، دیوار حائل، فقط یکی از سازه‌های نگهبان مورد استفاده برای نگهداری خاک و مقابله با فشار جانبی را اعمال شده بر روی آن می باشد. اجرای سازه‌های نگهبان، از فعالیت‌های بسیار مهم و حیاتی در ساخت انواع ساختمان (مسکونی، تجاری، عمومی)، سد، پل، راه (خاکریز)، کانال، تونل و غیره به شمار می‌روند.
اهمیت سازه نگهبان در چیست؟
وجود سازه‌های نگهبان، از خطرات احتمالی ناشی از ریزش خاک یا نشست آن به خوبی جلوگیری می‌کند. در صورت عدم اجرای سازه نگهبان یا اجرای نامناسب آن، احتمال آسیب‌دیدگی افراد، تخریب ساختمان‌های مجاور، آسیب به لوله‌کشی‌ها و غیره افزایش می‌یابد. این مسئله می‌تواند هزینه‌های مالی و جانی فراوانی را در پی داشته باشد. در خاکریز جاده‌ها، اهمیت بالا سازه نگهبان در جلوگیری از ریزش خاک به داخل جاده و رانش جاده به سطوح پایین‌تر است. در گودبرداری و اجرای فونداسیون‌ها، این سازه‌ها برای جلوگیری از ریزش، نشست خاک و تخریب سازه‌های اطراف اهمیت بسیار پیدا می‌کنند. در هر صورت، اجرای سازه‌های نگهبان، بخش جدایی‌ناپذیر در عملیات‌های گودبرداری می باشد.
انواع سازه نگهبان چه هستند؟
سازه‌های نگهبان معمولا به دو شکل دائمی و غیر دائمی اجرا می‌گردند. از سیستم‌های اجرای سازه‌های نگهبان می‌توان به روش دیوار حائل، سپرگونه، مهاربندی، خرپا، خاک مسلح، دیوار زیرزمین اشاره کرد. هر یک از اینگروه بندی ها به روش‌های متفاوت اجرا می‌شوند
عوامل موثر بر انتخاب سازه نگهبان چه هستند؟
نوع و میزان سازه‌های نگهبان به المان های نظیر پایداری و زاویه شیب طبیعی (پارامترهای مکانیک خاک)، نزدیکی گود به سازه‌های مجاور (جاده، تاسیسات، ساختمان)، سطح آب زیرزمینی، نوع خاک، عمق گودبرداری، زمان خودنگهداری دیواره‌های گود، فصل اجرا و شرایط جوی و محیطی بستگی دارد.
عمق اجرای سازه نگهبان چقدر است؟
امکان ریزش دیواره و آسیب به افراد در گودبرداری‌های کم عمق نیز وجود دارد. طبق یک قاون سر انگشتی، اگر عمق گود از ۱٫۲ متر بیشتر شود، اجرای سازه نگهبان حتمی خواهد بود. البته این قانون برای خاک‌های معمولی و بدون در نظر گرفتن شرایط بحرانی می باشد. در حالتی که شرایط خاک نامساعد بوده و یا میزان بارهای اعمال شده بر روی آن زیاد باشد، احتمال ریزش دیواره‌های گود با عمق پایین تر از ۱٫۲ متر نیز وجود دارد. این مسئله می‌تواند سبب آسیب به کارکنان درون گود شود.
طراحی های سازه نگهبان چگونه انجام می‌شود؟
طراحی سازه‌های نگهبان مطابق با دستورالعمل‌ها و استانداردهای متفاوت نظیر مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان و با استفاده از روش تنش مجاز یا حالات حدی انجام می‌گیرد.
حالت حدی سازه نگهبان چیست؟
حالت حدی سازه نگهبان، معیاری برای تعیین نوع شکست های احتمالی خاک پس از گودبرداری و اجرای سازه نگهبان است. سازه‌های نگهبان متفاوت، عملکرد مختلفی را در برابر حالت‌های متفاوت شکست از خود به نمایش می‌گذارند. به همین علت، طراحی این سازه‌ها متناسب با حالت‌های حدی انجام می‌گیرد. به عنوان مثال، در طراحی دیوارهای وزنی باید حالت‌های پایین را مد نظر قرار داد:
- لغزش
- واژگونی
- ظرفیت های باربری پی زیر دیوار
- پایداری کلی در دیوار
- خمش و برش سازه‌های دیوار
- نشست زمین
خدمات شرکت خاک آزما کاوش مانند: مطالعات ژئوتکنیک ، مطالعات مکانیک خاک ، آزمایشات اسفالت ، آزمایشگاه محلی ، مطالعات راهسازی ، آزمایشات spt ، آزمایشات قیر، حفاری، پایدار سازی گود ، نیلینگ ، بهسازی خاک ، طراحی گود
جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع خدمات مانند: مطالعات ژئوتکنیک ، مطالعات مکانیک خاک ، آزمایشات اسفالت ،آزمایشگاه محلی ، مطالعات راهسازی ، آزمایشات spt ، آزمایشات قیر، حفاری، پایدار سازی گود ، نیلینگ ، بهسازی خاک ، طراحی گود با شرکت خاک آزما کاوش تماس بگیرید.
مطالعات ژئوتکنیک ، مطالعات مکانیک خاک ، آزمایشات اسفالت ،آزمایشگاه محلی ، مطالعات راهسازی ، آزمایشات spt ، آزمایشات قیر، حفاری، پایدار سازی گود ، نیلینگ ، بهسازی خاک ، طراحی گود – مطالعات ژئوتکنیک ، مطالعات مکانیک خاک ، آزمایشات اسفالت ،آزمایشگاه محلی ، مطالعات راهسازی ، آزمایشات spt ، آزمایشات قیر، حفاری، پایدار سازی گود ، نیلینگ ، بهسازی خاک ، طراحی گود – آزمایشگاه محلی
نوشتن یک دیدگاه