پایدارسازی گود

با توجه به جمعیت در کلان شهرها و بدنبال آن رشد روز افزون عملیات ساخت و ساز، افزایش قیمت مسکن از یک سو و از سوی دیگر لزوم تامین فضای مسکونی لازم برای جمعیت ساکن در شهرها سازندگان تمایل دارند از فضای بیشتری برای ساخت و ساز با هدف تامین مشاعات بیشتر و کاربردی تر استفاده کنند. بدلیل وجود جمعیت زیاد در شهرها و کمبود فضای کافی برای تامین مشاعات بیشتر در سازه ها از فضاهای زیر زمینی استفاده می شود. اجرای ساختمان های مرتفع که دارای طبقات زیرزمینی هستند و لزوم انجام گود برداری در مجاورت سازه های موجود سبب ضرورت انجام عملیات پایدارسازی گود برای پیشگیری از ریزش گود، آسیب دیدن و تخریب ساختمان های مجاور خواهد شد. عملیات پایدارسازی گود نوعی سیستم های حفاظت جانبی برای دیوارهای گود محسوب می شوند که به روش مختلفی صورت می گیرند و هدف تمامی روش های پایدارسازی گود تامین استحکام و پایداری جدارهای گود برداری است.
 

هدف از پایدارسازی گود 

پس از ایجاد یک گود لازم است تا نسبت به پایدارسازی آن اقدام گردد. گودبرداری سبب تشکیل یه دیوار قائم می گردد که بر این دیوار دو نیرو وارد می شود: 
۱- نیروهای مقاوم: نیروهایی که با ایجاد پایداری در گود از ریزش آن ها جلوگیری می کنند. 
۲-نیروهای محرک: نیروهای محرک نیز با هدف تخریب دیواره ی گود اعمال می شوند. 
بنابراین انتظار می رود زمانی که جمع نیروهای محرک اعمالی بیش از نیروهای مقاوم شود، شاهد فرو ریزش دیوار گود باشیم. هدف اصلی از اجرای روش های پایدارسازی گود، افزایش نیروهای مقاوم تا غلبه ی آن به نیروهای محرک است. افزایش نیروهای مقاوم سبب، پایداری دیوارهای گود را بدنبال خواهد داشت. گودبرداری و تخریب به دلیل احتمال وقوع خطرات متعدد، ریسک بالایی دارد و در صورت عدم استفاده از روش های مناسب احتمال وقوع حوادث ناگوار افزایش خواهد یافت. پیشگیری از وقوع خسارت های جانی و مالی، نگهداری از اموال موجود در داخل و مجارت گود و در نهایت ایجاد شرایط مطمئن و کم خطر برای اجرای کار از اهداف اصلی اجرای روش های پایدارسازی گود است که به این منظور می توان از راهکار های فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مختلفی استفاده کرد. از طرفی پایدارسازی خاک سبب کنترل ویژگی های به خصوصی از قبیل استحکام، پایداری حجمی، نفوذپذیری، مقاومت و تغییر پذیری در خاک خواهد شد. میخکوبی و نیلینگ از روش های مکانیکی پایدارسازی خاک و مقاوم سازی با شاتکریت بتن و دوغاب نیز از روش های شیمیایی تثبیت خاک حین گودبرداری می شود. 
 

پایدارسازی گود با سازه نگهبان 

پایدارسازی دیوار گود برای حفاظت از آنها و پیشگیری از ریزش آنها حین عملیات گود برداری یکی از اقدامات ضروری است که به روش های مختلفی انجام می گیرد و اصطلاحا پایدارسازی گود به روش سازه نگهبان نامیده می شود. در پایدارسازی گود به روش سازه ناگهبان علاوه بر مهار کردن دیوارهای مجاور اقداماتی برای حفظ خاک زیر سازه هایی که در مجاورت محل گود برداری قرار دارند نیز انجام می شود تا ایستایی سازه را تامین کند. امکان اجرای سازه نگهبان به عوامل متعددی از جمله عمق گودبرداری، نوع و شدت ضعف خاک، مقدار رطوبت در خاک، زاویه شیب خاکبرداری و.... بستگی دارد. سازه های نگهبان ایجاد شده جهت حفظ ایمنی در گود برداری می توانند بصورت دائمی یا موقتی باشند.
 

روش های پایدارسازی گود 

همانطور که گفتیم پایدارسازی گودها به روش های مختلفی انجام می شود که ضروری است در هر پروژه پیش از اجرای روش مورد نظر اطلاعات کافی درباره ی شرایط موجود را به دقت بررسی کنیم تا روش انتخابی مورد نظر هم از نظر اقتصادی هم از نظر اجرایی مناسب باشد. در بسیاری از پروژه های کوچک گزینه های زیادی برای پایدارسازی گود وجود ندارد چراکه اجرای تمامی روش های موجود مقرون به صرفه نمی باشد در حالیکه در پروژه های بزرگ گزینه های بیشتری برای انتخاب روش پایدارسازی گود وجود دارد که می توان با تحلیل و بررسی وضعیت موجود، هزینه ی طرح،‌ مشخصات خاک منطقه و نواحی مجاور نسبت به انتخاب بهینه ترین روش پایدارسازی گود اقدام کرد. 
 

انواع پایدارسازی گود

۱)پایدارسازی گود به روش مهارسازی
۲)پایدارسازی گود به روش نیلینگ
۳)پایدارسازی گود به روش دیافراگم
۴)پایدارسازی گود به روش مهار متقابل
۵)پایدارسازی گود با شمع
۶)پایدارسازی گود به روش سپرکوبی
۷)پایداری سازی گود به روش خرپایی
۸)پایدارسازی گود به روش پشت بندهای افقی و مایل
 

پایدارسازی گود به روش نیلینگ

یکی از روش های متدوال در پایدارسازی گود اجرای روش نیلینگ و پایدارسازی به روش میخکوبی می باشد. اجرای این روش باید در چند مرحله صورت بگیرد . در ابتدا عملیات حفاری در عمق ۱ تا ۲ متر انجام می گیرد پس از آن با استفاده از دستگاه های مخصوص دیواره های خاک را با زاویه ی مایل و عمق ۱۰ الی ۱۵ حفاری می کنیم. پس از انجام حفاری براساس طرح موجود میلگرد ها را داخل سوراخ های ایجاد شده قرار می دهیم و با استفاده از ماشین آلات مخصوص برای ایجاد گیرش مورد نظر، داخل حفره ها را دوغاب تزریق می کنیم. مراحل ذکر شده در فواصل مشخصی در تمام نواحی مورد نظر صورت می گیرد. پس از اتمام مراحل ذکر شده برای ایجاد پایداری موقت با استفاده از شاتکریت روی سطح دیوار را بتن پاشی می کنیم و مرحله ی بعدی را انجام می دهیم و آنرا تا رسیدن به ارتفاع کف گود ادامه می دهیم.
 

پایدارسازی گود به روش دیواره ی دیافراگمی

یکی دیگر از روش های پایدارسازی گود استفاده از روش دیوار دیافراگمی است که در آن دیوار های نگهبان را با استفاده از دستگاه های حفاری مخصوص حفر می کنیم و در همان زمان گل بنتونیت و سیمان را نیز به آن تزریق می کنیم تا مانع از تخریب و ریزش دیوارهای حفر شده شویم پس از این مرحله باید شبکه ی آرماتوربندی دیوار را داخل ناحیه حفر شده تعبیه کنیم و بتن ریزی را انجام دهیم. عموما پایدار سازی به روش دیواره دیافراگمی با استفاده از بتن های روان که کارایی بالایی دارند انجام می شوند.
 

پایدارسازی گود به روش سپر کوبی 

برای اجرای پایدارسازی به روش سپرکوبی در ابتدا باید دیوارهای اطراف گود را با صفحات فولادی به داخل بکوبیم پس از آن تا رسیدن به تراز کف گود عملیات خاک برداری را انجام می دهیم. پس از حفاری در کمرکش سپرها و برروی آنها تیرهای پشت بند افقی را نصب می کنیم و پس از آنه قید های قائم را به شکل عمود بر صفحه سپرها به پشت بندهای افقی متصل می کنیم.


 

پایدارسازی گود به روش خرپایی 

یکی از مرسوم ترین روش ها برای انجام عملیات پایدارسازی گود استفاده از روش خرپایی است. پایدارسازی گود به روش خرپایی بدلیل سادگی، عدم پیچیدگی و در دسترس بودن مصالح آن در گودهای ساختمان شهری نیز بسیار متداول است. سازه نگهبان خرپایی می تواند مجددا مورد استفاده قرار بگیرد. سازه نگهبان خرپایی از طریق انتقال نیروهای جانبی از ریزش خاک محل گودبرداری پیشگیری می کند. البته سازه نگهبان خرپایی معایبی از جمله سرعت پایین اجرا، فضاگیر بودن سازه نگهبان و ضرورت برداشتن بخشی از خاک در محل اجرا دارد.برای اجرای پایدارسازی به این روش در ابتدا قبل از خاک برداری باید شمع هایی را بصورت عمودی تعبیه کرد طی این عملیات در انتهای شمع ها شبکه ی آرماتور بسته می شود سپس المان قائم در آن قرار می گیرد و سپس آن محل بتن ریزی می شود تا المان قائم یک سرگیردار داشته باشیم. پس از انجام این مرحله عملیات گود برداری را به صورت مایل تا تراز کف انجام می دهیم. پس از پایان گود برداری نواحی مربوط به اجرای انتهای المان ها را قالب بندی و آٰرماتور بندی می کنیم سپس صفحات بیس پلیت را روی فونداسیون تعبیه می کنیم.سپس بخش میانی فونداسیون اجرا می شود سپس آن نیز المان مورد از بخش بالای قائم به صفحات روی فونداسیون وصل می شود. در اخر نسبت به برداشتن خاک تا ارتفاع المان افقی خرپا اقدام می کنیم المان های افقی و مورب داخل خرپا را مرحله به مرحله پس از خاکبرداری تعبیه می کنیم تا در نهایت عملیات خاکبرداری داخل به روش خرپایی انجام پذیرفته و به پایان رسد. مراحل اجرای سازه نگهبان به روش خرپایی بسور خلاصه به شرح زیر است:
 

مراحل پایدارسازی گود به روش خرپایی

۱)انجام عملیات حفاری در عمقی به اندازه ی عمق گود بعلاوه ۲۵ الی ۳۵ درصد از عمق گود در دو طرف محل گود برداری و با فاصله های مشخص از یکدیگر
۲)تعبیه ی پروفیل هایی با طولی بزرگتر از طول عمق و از جنس فولاد یا بتن درون حفرات 
۳)ایجاد اتصال در هر دو پروفیل قائم متقابل به یکدیگر به کمک تیر یا خرپا
۴)انجام عملیات گود برداری
 

پایدارسازی گود به روش مهار متقابل 

پایداری سازی گود به این روش عموما در گودهای کم عرض پیشنهاد می شود. روش پایداری سازی به روش مهار قائم نیز شباهت زیادی به روش پایدارسازی با خرپایی دارد. در پایدارسازی به روش مهار متقابل هم شمع هایی که دارای ارتفاعی بیشتر از ارتفاع گود هستند وجود دارد، درون این شمع ها المان های قائم تعبیه می گردد که می توانند ظاهری H یا I شکل داشته باشند. المان قائم را باید در دو طرف گود جای دهیم و سپس آنها را با تیرها و سایر المان های افقی به همدیگر وصل کنیم. این اتصال سبب تامین پایداری مورد نظر خواهد شد.


 

پایدارسازی گود به روش اجرای شمع 

پایدارسازی گود به روش اجرای شمع یکی از روش های متداول است که می تواند با استفاده از شمع ها بتنی، فولادی و چوبی انجام گیرد. در پایدارسازی گود به روش اجرای شمع با در نظر گرفتن نوع خاک و ویژگی های آن در اطراف گود شمع های پیش ساخته یا درجا تعبیه می کنیم. برای ایجاد سازه نگهبان چاه هایی را با قطر از پیش تعیین شده حفر می کنند و سپس شبکه ی آرماتوربندی را ایجاد می کنند و بتن ریزی صورت می گیرد. عملکرد این سیستم در پایدارسازی گود با تحمل نیروی جانبی خاک توسط شمع های تعبیه شده می باشد. 
 

مراحل اجرای سازه نگهبان شمع

۱)انجام عملیات حفاری
۲)کیسینگ گذاری تا عمف عبوری از لایه ریزشی
۳)انجام مجدد عملیات حفاری از داخل کیسینگ
۴)ایجاد انباره در انتهای شمع
۵)تعبیه قفسه آرماتور
۶) انجام عملیات بتن ریزی
۷)خروج کیسینگ
 

پایدارسازی گود به روش انکراژ

یکی از روش های مناسب در پایدارسازی گود به ویژه گودهای عمیق استفاده از سیستم انکراژ است. روش انکراژ و نیلینگ شباهت زیادی با یکدیگر دارند با این تفاوت که در روش انکراژ میل مهارها پیش تنیده می شوند و دو لایه از خاک که دارای مقاومت کافی هستند قبل از حرکت توده به یکدیگر دوخته می شوند. از سایر تفاوت های انکراژ‌ با نیلینگ در هزینه ی اجرا و نیروهای انسانی لازم است. مراحل اجرای پایدارسازی گود به روش انکراژ مشابه نیلینگ است و نحوه ی عملکرد آن در پیشگیری از جا به جایی زیاد در نواحی از دیواره ی گود است که انتظار جا به جایی زیادی داریم این پیشگیری با تسلیح خاک با میل مهارها انجام می گیرد. 
 

پایدارسازی گود به روش تاپ دان 

پایدارسازی گود به روش تاپ دان یکی از روش های نوین در پایدارسازی گود است. در این روش بطور همزمان بخش روی سازه که بالاتر از سطح زمین است همزمان با پیشروی به طبقات زیر زمین اجرا می شود. در واقع در این امکان همزمان طبقات روی سطح زمین با پیشروی به تراز پی و خاکبرداری وجود دارد.پایدارسازی گود به روش تاپ دان عموما زمانی توصیه می شود که سطح آب زیر زمین بالا باشد، فضای عملکرد محدود باشد یا امکان گرفتن رضایت همسایگان مجاور برای گود برداری وجود نداشته باشد.در نهایت پایدارسازی به روش تاپ دان با اجرای فونداسیون به پایان می رسد.

پایدارسازی گود به روش پشت بندهای افقی و مایل 

روش پشت بندهای افقی و مایل در پایدارسازی گود یکی از راه های به خصوص برای ایجاد پایداری در گود است که عموما در گودهایی عمیق که عرض کمی دارند اجرا می گردد. پایدار سازی گود به این روش از سه بخش عمودی، افقی و مایل تشکیل شده است. بخش افقی در روش پشت بندهای افقی و مایل در زاویه ای به موازات عرض گود اجرا می گردد. بخش قائم در این روش نیز بصورت موازی با عمق گود یا دیواره های آن و در نهایت بخش مایل برای ایجاد سختی و استحکام بیشتر اجرا می شود. برای پایدارسازی گود به روش پشت بندهای افقی و مهاری در ابتدا در طرفین ناحیه ی مورد نظر دو گودال حفر می کنیم تا اجزای عمودی را در آنها تعبیه کنیم پس از آن عملیات حفاری را برای قرار گیری اجزای افقی با فاصله های مشخص ادامه می دهیم. پایدارسازی گود به روش پشت بندهای افقی و مایل در مناطقی که دارای خاک سست است گزینه ی بسیار مناسبی است  البته بدلیل استفاده ی زیاد از اجزای پایدارسازی بخش زیادی از فضای مناسب هدر می رود.
 

پایدارسازی گود به روش دیوار برلنی 

پایدارسازی گود به روش سازه نگهبان دیوار برلنی روشی مبتنی بر شمع فولادی یا مبتنی و پوشش بتنی است که در رهسازی، پل سازی و... مورد استفاده قرار می گیرد. علت استفاده از شمع های بتنی تامین گیرداری پروفیل ها است و علت استفاده از شمع های فولادی نیز پیشگیری از ریزش خاک بدلیل انتهای گیردار آنهاست. برای اجرای سازه نگهبان دیوار برلنی بعد از گودبرداری نسبت به قرارگیری شبکه ی آرماتور بین پروفیل ها اقدام می شود و پس از عملیات قالب بندی و بتن ریزی انجام می شود. 

پایدارسازی گود برداری 

بطور کلی گود برداری فرآیندی است که طی آن نواحی پایین تر از سطح زمین که در برخی مواقع از زیر پی ساختمان های مجاور پایین تر می شود با هدف اجرای مشاعات، دست یابی به خاک محکم و اجرای بخشی از سازه در زیر زمین حفر می شود. بطور کلی توصیه می شود پیش از گود برداری برخی اقدامات برای پیشگیری از تخریب سازه های مجاور تحت عنوان پایدارسازی گود انجام گیرد. از جمله مواردی که باید پیش از اقدام هب پایدارسازی گودبرداری صورت گیرد عبارتند از : 
۱)بررسی ژئوتکنیکی میزان پایداری زمین و خاک منطقه ی گود برداری 
۲)ضرورت نظارت مجری بر نقشه و فرآیند تقویت دیواره های گود 
۳)مطالعه و بررسی تاسیسات موجود در زیر زمین از جمله لوله های آب و فاضلاب، کابل های برق و تلفن و...به منظور پیشگیری از بروز حادثه حین گودبرداری
۴)بررسی دقیق چاه های آب و فاضلاب 
۵)ارزیابی وضعیت ساختمان ها و معابر مجاور منطقه ی مورد نظر پیش از گودبرداری
۶)بررسی و ارزیابی خاک زمین های زراعی و باغات در مجاورت محل گودبرداری
۷)در صورتیکه گودبرداری در مجاورت معابر عمومی باشد باید حداقل ۱۵۰ سانتی متر از لبه ی گود تا محل های عبور فاصله باشد
۸)ضروری است ساکنین ساختمان های مجاور از زمان گودبرداری باخبر باشند و هشدارهای لازم به آنها داده شود.