سازه نگهبان با ناودانی چیست

دی ۱۷, ۱۴۰۲
دانشنامه

سازه نگهبان به عنوان یکی از اجزای حیاتی در مهندسی عمران، نقش کلیدی در تأمین ایمنی گودبرداری ها دارد. این سازه ها با طراحی های متناسب با شرایط زمین، از ریزش خاک و آسیب به سازه های مجاور جلوگیری می کنند. شناخت و استفاده از انواع مختلف سازه های نگهبان، به ویژه در پروژه های پیچیده و چالش برانگیز، ضروری است. در این مقاله به بررسی انواع، مزایا و استانداردهای مرتبط با سازه های نگهبان پرداخته می شود تا تأثیر آنها بر ایمنی و پایداری محیط های ساخت وساز روشن شود.

آشنایی با سازه نگهبان

طراحی و اجرای سازه‌های نگهبان می‌تواند به صورت مختلفی باشد، از جمله استفاده از تسمه‌های فولادی، پایه‌های مخروطی، حائل‌های خاکی، دیوارهای جانبی پایدارسازی شده و یا دیوارهای توپر و غیره. این سازه‌ها بسته به شرایط خاص گودبرداری و نیازهای آن، با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف و با اهداف مشخص طراحی و اجرا می‌شوند تا از پیامدهای ناشی از ریزش و فروپاشی گودها جلوگیری کنند و ایمنی محیط کار و اطراف را تضمین کنند.

سازه‌های نگهبان در عملیات گودبرداری نقش حیاتی دارند. آنها از انواع مختلفی برخوردار هستند و بر اساس ویژگی‌های خاکی محل ساخته می‌شوند. آگاهی و شناخت کامل از خصوصیات و مشکلات مربوط به خاک و سازه‌های نگهبان، برای طراحی و اجرای صحیح آنها اساسی است. این سازه‌ها باید با استفاده از استانداردهای مهندسی طراحی و اجرا شوند تا بتوانند عملکرد مناسبی در مهار و پیشگیری از ریزش خاک و حرکات افقی آن داشته باشند.

همچنین، در اجرای عملیات گودبرداری، نگه‌داشتن خاک زیر سازه‌های مجاور گود نیز بسیار حائز اهمیت است. علاوه بر مهار دیوارهای مجاور، نگهداری و استحکام‌بخشی به خاک زیر سازه‌ها، به کاهش خطراتی نظیر فروپاشی و آسیب به سازه‌های مجاور کمک می‌کند. استفاده از روش‌هایی نظیر عایق‌کاری، تثبیت کننده‌های خاکی، استفاده از ناودانی های فولادی یا وسایل پایدارسازی دیگر می‌تواند در این زمینه موثر باشد. این اقدامات از اهمیت بالایی برخوردارند تا از پایداری و ایمنی سازه‌های مجاور گودها اطمینان حاصل کنند. قیمت ناودانی در این فرایند به عنوان یکی از عوامل کلیدی، می تواند تأثیر زیادی بر هزینه نهایی پروژه و انتخاب نوع سازه نگهبان داشته باشد، زیرا استفاده از ناودانی های با کیفیت و مناسب برای ایمنی و پایداری سازه های نگهبان بسیار ضروری است.

کاربرد سازه نگهبان

سازه‌های نگهبان یکی از عوامل مهم و اساسی در عملیات گودبرداری و حفاظت از محیط اطراف محل کار و ساختمان‌ها هستند. عدم اجرای این سازه‌ها می‌تواند منجر به اثرات مخرب و خطرات زیادی شود که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

ریزش یا نشست خاک: عدم استفاده از سازه‌های نگهبان ممکن است باعث ریزش خاک در اطراف گود شود که می‌تواند علاوه بر آسیب به محیط زیست، خطرات جدی برای افراد حاضر در محل را ایجاد کند.
آسیب به افراد و ساختمان‌های اطراف: در صورت عدم استفاده از این سازه‌ها، افراد در محدوده نزدیک و ساختمان‌های اطراف ممکن است به آسیب‌های جدی و حتی خطرات جانی وارد شوند.
آسیب به لوله‌کشی‌ها و زیرساخت‌های زیرزمینی: عدم استفاده از سازه‌های نگهبان می‌تواند باعث خرابی یا آسیب به لوله‌کشی‌ها و زیرساخت‌های زیرزمینی شود که برای تعمیرات نیاز به هزینه‌های زیادی دارد.
هزینه‌های بعدی و تأخیرها: عدم استفاده از این سازه‌ها ممکن است به هزینه‌ها و تأخیرهای بعدی در پروژه منجر شود که می‌تواند برنامه‌ریزی و مدیریت پروژه را تحت تأثیر قرار دهد.
رانش جاده و خسارات به سطوح پایین‌تر: در صورت وجود گود بدون سازه نگهبان، رانش خاک و آسیب به سطوح پایین‌تر از جمله جاده‌ها و ساختمان‌ها امکان‌پذیر است که ممکن است خطرات جدی برای اطرافیان و کاربران این مکان‌ها ایجاد کند.

در نتیجه، سازه‌های نگهبان به طور فعال در کاهش خطرات و آسیب‌های احتمالی در گودبرداری‌ها و سازه‌های مجاور تأثیر مهمی دارند و کمک می‌کنند تا این خطرات به حداقل برسد و امنیت و سلامت افراد و محیط زیرین تضمین شود.

مزایای سازه نگهبان

ساده بودن اجرا و عدم نیاز به دستگاه های خاص

امکان استفاده مجدد از خرپا

قابلیت اجرا در گودبرداری های شهری

عدم ورود به ملک مجاور و عدم نیاز به کسب رضایت همسایه

قابلیت انعطاف بالا

معایب سازه نگهبان

پایین بودن سرعت اجرای این روش در مقایسه با سایر روش های پیشرفته

جاگیر بودن خرپاها و اشغال فضای نسبتا زیاد

احتمال الزامی بودن برداشتن بخشی از خاک به روش دستی و افزایش هزینه ها

کاهش فضای حرکت ماشین آلات خاکبرداری به دلیل جاگیر بودن خرپاها

ایجاد مشکل در عملیات خاکبرداری در صورتی که عرض گود نسبت به عمق گودبرداری کم باشد

هزینه اجرای زیاد برای گودهای با عمق بالا

انواع سازه نگهبان

سازه نگهبان به روش خرپایی
سازه نگهبان به روش مهار متقابل
سازه نگهبان به روش نیلینگ ( میخ گذاری یا میخکوبی)
سازه نگهبان به روش انکراژ
سازه نگهبان به روش شمع درجا
سازه نگهبان به روش سپر کوبی

در برخی از انواع سازه‌های نگهبان، مانند سازه‌های نگهبان به روش نیلینگ (میخ گذاری یا میخکوبی)، ممکن است از نبشی (آهن‌آلات یا فولاد) استفاده شود. در این روش، میخ‌های فولادی به عنوان عناصر اصلی سازه نگهبان به زمین فروکشیده یا وارد زمین شده و به عنوان پایه‌های محکم و پایدار برای نگهداری از تکانها و فشارهای مختلف استفاده می‌شوند. بنابراین، در این نوع سازه‌ها، نبشی به عنوان یکی از اجزای اصلی و اساسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. درصورتی که علاقه مند به بررسی انواع نبشی هستید، کلیک نمایید.

سازه نگهبان خرپایی

سازه نگهبان خرپایی، یک روش متداول و معمولی برای پشتیبانی از دیواره‌های گودبرداری و پیشگیری از ریزش خاک در گودهای کم عمق است. این سازه معمولاً از المان‌هایی تشکیل شده که به شکل مثلث‌ها متصل شده‌اند و عمدتاً از سه بعدی‌های مختلف تشکیل شده است.

این سازه شامل عضوهای عمودی و مایل است که با عناصر افقی و قطری به هم پیوسته‌اند. این اجزا و المان‌ها با هم ترکیب شده و یک شبکه مثلثی را ایجاد می‌کنند که به خاک و دیواره‌های گود پشتیبانی می‌کند. این سازه علاوه بر پشتیبانی از دیواره‌ها، در ارتقاء استحکام و پایداری خاک اطراف نقطه گود نیز موثر است.

مصالحی که برای پر کردن پشت سازه نگهبان خرپایی استفاده می‌شود، باید مناسب و با کیفیت مناسبی داشته باشند تا سازه به خوبی با خاک متصل شود و پشتیبانی مطلوبی را ارائه دهد. این روش مرحله‌ای است و پس از خاکبرداری، المان‌ها به ترتیب تکمیل و به شکل مرحله‌ای پشت سازه نگهبان قرار می‌گیرند.

سازه نگهبان به روش مهار متقابل

سازه نگهبان به روش مهار متقابل یک روش است که از بندهای افقی و مایل برای جلوگیری از حرکت جانبی در گودهایی با عرض کم و در محیط‌های شهری استفاده می‌شود. این روش یک ترکیبی از دو روش سپرکوبی و خرپا است و در واقع از بندهای افقی و مایل برای تعادل نگه داشتن خاک و پیشگیری از حرکت گودها استفاده می‌کند.

بند‌های افقی و مایل در این روش به‌صورت متقابل قرار می‌گیرند تا با ایجاد فشار و مقاومت متقابل، جلوی تغییرات مکانی در گودها را بگیرند. این روش از نظر فنی و مهندسی برای جلوگیری از جابجایی خاک و ریزش گودها کاربرد دارد و به ویژه در گودهای با فضای محدود و شرایط شهری که نیاز به کنترل دقیق ترکیبات خاک دارند، موثر است.

سازه نگهبان به روش نیلینگ

روش نیلینگ یکی از روش‌های استفاده شده برای سازه نگهبان است که بر اساس مسلح کردن خاک با المان‌های فولادی مانند میله‌های فولادی انجام می‌شود. در این روش، ابتدا گمانه‌های خاکی خاص حفر می‌شوند، سپس المان‌های بلند فولادی (میله‌های فولادی) به داخل خاک وارد می‌شوند. سپس دوغاب یا یک مواد مشابه به داخل حفره‌ها و میله‌های فولادی ریخته می‌شود. این فرآیند می‌تواند به صورت همزمان با حفاری صورت گیرد یا مراحل مختلف جداگانه انجام شود.

در این روش، المان‌های پیش‌تنیده یا بدون تنیدگی مورد استفاده قرار می‌گیرند، که این امر با روش انکراژ متفاوت است. هدف این فرآیند، استحکام بخشیدن به خاک و افزایش پایداری ساختاری خاک به کمک المان‌های فولادی درون آن می‌باشد.

سازه نگهبان به روش انکراژ

روش انکراژ نیز یکی از روش‌های استفاده شده برای سازه نگهبان است. در این روش، مراحل ابتدایی شامل خاکبرداری مقطعی، حفاری گمانه‌ها، نصب میلگرد تسلیح، تزریق دوغاب سیمان در بخشی از طول گمانه، بتن‌پاشی و نصب صفحه سر نیل و مهره را شامل می‌شود.

پس از زمان مناسب برای عمل‌آوری دوغاب سیمان، با نصب جک و نیروسنج، نیروی پس تنیدگی تا مقدار مورد نظر طراحی به میلگرد تسلیح و دوغاب اطراف آن اعمال می‌شود. این عمل به منظور ایجاد تنش و تقویت ارتباط میان خاک و المان‌های فولادی است.

در بعضی از عملیات انکراژ، حفر چاه مورد نیاز نیست و روش‌های دیگری برای اعمال نیروی پس تنیدگی به کار می‌رود. به‌طور کلی، این روش همچنین برای تقویت و پایدارسازی سازه‌ها در معرض خطر ریزش خاک یا تغییر مکان جانبی گودهای با عرض کم و محیط‌های شهری استفاده می‌شود.

سازه نگهبان به روش شمع

سازه نگهبان به روش شمع درجا یک روش متداول برای افزایش پایداری جداره‌های گودبرداری است، به‌ویژه در زمین‌های نرم و سخت. در این روش، شمع‌های بتنی یا فولادی به صورت عمودی و در فواصل مشخصی در اطراف منطقه‌ای که گودبرداری می‌شود، نصب می‌شوند.

این شمع‌ها به عنوان ستون‌های عمودی به کمک بتن مسلح یا فولاد تقویت شده وظیفه حمایت و پایداری جداره‌های گودبرداری را بر عهده دارند. علاوه بر نقش حفاظتی و پایداری، این شمع‌ها می‌توانند نقش آب‌بندی هم ایفا کنند و در صورت لزوم بارهای عمودی ناشی از فشار خاک را هم تحمل می‌کنند.

مصالحی که برای شمع‌ها استفاده می‌شود می‌تواند از جمله بتن مسلح یا فولاد باشد. این شمع‌ها در فواصل مناسب و با محاسبات دقیق و مطابق با نیازهای محلی و موقعیت گود، نصب می‌شوند تا به افزایش پایداری و محافظت از گود کمک کنند.

سازه نگهبان به روش سپر کوبی

روش سپرکوبی یکی از روش‌های استفاده شده در گودبرداری است که برای ایجاد حفاظت و پایداری در اطراف منطقه‌ی گودبرداری اجرا می‌شود. مراحل این روش عموماً به شرح زیر است:

سپرکوبی: در این مرحله، ابتدا در اطراف منطقه‌ی مورد نظر، سپرهایی را می‌کوبند. این سپرها به صورت عمودی در اطراف گود نصب می‌شوند و به عنوان حائلی برای جلوگیری از ریزش خاک وارد گود به کار می‌روند.
خاکبرداری: بعد از نصب سپرها، شروع به خاکبرداری درون گود می‌شود تا به عمق مورد نیاز برسد.
نصب تیرهای افقی پشت‌بند: هنگامی که عمق گود به حد مطلوب رسید، تیرهای افقی به عنوان پشت‌بند بر روی سپرها و به اندازه‌ی مورد نیاز نصب می‌شوند. این تیرها به صورت افقی بر روی سطح سپرها قرار می‌گیرند تا به تقویت و استحکام اطراف گود کمک کنند.
وصل کردن قیدهای فشارهای قائم: در این مرحله، قیدهای فشارهای قائم (مانند میله‌ها یا تیرهای عمودی) به صورت عمود بر سطح سپرها به تیرهای افقی پشت‌بند وصل می‌شوند. این اقدام باعث می‌شود که قوس فشارهای عمودی ایجاد شده به سمت پشت‌بند هدایت شود و در نتیجه پایداری گود بیشتری به‌دست آید.

این روش از جمله روش‌های معمول و مؤثری است که برای جلوگیری از خطرات مرتبط با گودبرداری، استفاده می‌شود و بهبود پایداری محل گودبرداری را فراهم می‌آورد.

استانداردهای بین المللی سازه های نگهبان

استانداردهای بین المللی سازه های نگهبان شامل موارد زیر است:

BS 8002 و Eurocode 7 (EN 1997): اصول طراحی سازه های نگهدارنده زمین.

OSHA 1926.651 & 1926.652: ایمنی گودبرداری و دیواره ها.

ASTM D2488 و D698: بررسی و آزمایش ویژگی های خاک.

DIN 4124: ایمنی و پایداری گودبرداری در آلمان.

CIRIA C580: راهنمای طراحی اقتصادی دیوارهای نگهدارنده.

ISO 23469 و Eurocode 8: طراحی سازه ها در مناطق زلزله خیز.

این استانداردها به ایمنی و پایداری سازه های نگهبان و دیوارهای حائل می پردازند.

اهمیت و چالش های طراحی سازه های نگهبان در گودبرداری
سازه های نگهبان به عنوان یک عنصر کلیدی در عملیات گودبرداری، نقش حیاتی در حفظ ایمنی و پایداری محیط اطراف ایفا می کنند. طراحی مناسب این سازه ها با توجه به شرایط خاص زمین و نیازهای پروژه، می تواند خطرات ناشی از ریزش خاک و آسیب به سازه های مجاور را به طور چشمگیری کاهش دهد. با وجود مزایای زیادی که این سازه ها دارند، چالش هایی نیز از جمله هزینه های بالا و نیاز به فضایی بزرگ تر برای اجرای آن ها وجود دارد. لذا، انتخاب نوع مناسب سازه نگهبان و توجه به استانداردهای بین المللی در طراحی و اجرا، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به تأثیر مستقیم این سازه ها بر ایمنی پروژه و کاهش هزینه های آتی، می توان گفت که توجه به جزئیات طراحی و اجرای سازه های نگهبان نه تنها یک الزام مهندسی بلکه یک سرمایه گذاری هوشمند در تأمین امنیت پروژه های عمرانی است.