سازه نگهبان

سازه نگهبان چیست؟سازه نگهدارنده (تکیه حفاری) مجموعه ای از اجزای فلزی و غیرفلزی دائمی یا موقتی است که برای تثبیت خاک اطراف گود استفاده می شود. در برخی موارد از سازه نگهبان به عنوان دیوار حائل یاد می شود. از سوی دیگر دیوار حائل یکی از انواع سازه های نگهبانی است. اصولاً در اکثر پروژه های ساختمانی، زمین به گونه ای حفاری می شود که دیواره های گودال عمودی باشد. فشارهای وارد بر دیوار گود عبارتند از:رانش زمین بر روی ساختمان های همسایه در مجاورت خاک در لبه گودالساختار محافظ برای جلوگیری از این خطرات احتمالی است که ساختمان را در برابر ریزش خاک مقاوم می کند. به منظور جلوگیری از ریزش ترانشه و عواقب منفی احتمالی گودبرداری ساختمان، سازه های موقتی برای مهار ترانشه اجرا می شود که سازه نگهبان نامیده می شود. نکته مهمی که باید در نظر داشته باشید این است که علاوه بر مهار دیوارهای مجاور، باید برنامه ای برای نگهداری خاک در زیر سازه های مجاور نیز داشته باشید. دارند. با اجرای انواع سازه های نگهبان و با استفاده از روش های مختلف می توان گود را ایمن کرد.هدف از استفاده از سازه های نگهبانسازه نگهبان در ساختمان ها با سه هدف اصلی استفاده می شود:حفاظت از جان افراد در داخل و خارج از گود حفاظت از تجهیزات و اموال داخل و خارج از گود ایجاد شرایط کار ایمننحوه صحیح اجرای انواع سازه های نگهباناجرای سازه های نگهبان در ساختمان ها باید زیر نظر مهندسین مجری انجام شود و تمامی عوامل موثر بر آن بررسی و ارزیابی شود. نحوه اجرای این فرآیند متفاوت است. در ادامه به معرفی انواع سازه های نگهبان و روش های اجرای هر یک می پردازیم.انواع سازه های نگهبان و روش های تثبیت گودالدر این قسمت به بررسی 5 نمونه متداول سازه نگهبان می پردازیم. سازه های نگهبان بر اساس مصالح و چیدمان اجزای آن انواع مختلفی دارند که هر کدام بسته به ویژگی های خود مورد استفاده قرار می گیرند.1. سازه های نگهدارنده خرپارایج ترین سازه نگهبان در گودبرداری های کم عمق، سازه نگهبان خرپایی است. تکمیل سازه نگهبان خرپایی به صورت مرحله ای انجام می شود. برای این منظور باید در محل اعضای عمودی خرپایی، نزدیک دیواره گود، چاه های کوچک حفر شود. عمق این چاه ها کمی بیشتر از عمق گودال است. زیرا برای اجرای شمع در انتهای عضو عمودی خرپا باید فضا را در نظر گرفت. پس از مونتاژ شمع انتهایی، عضو عمودی خرپا در داخل شمع قرار گرفته و بتن ریزی انجام می شود. پس از قرار دادن عضو شیبدار، دیوار گودال باید با شیب ایمن حفاری شود. این کار برای نصب پایه اعضای شیبدار انجام می شود. در نهایت صفحه ای به نام بیس پلیت در محل گودبرداری نصب می شود. اکنون اندام مایل به گونه ای قرار می گیرد که یک سر آن روی صفحه و انتهای دیگر روی اندام قائم قرار گیرد.توجه داشته باشید:سازه نگهبان خرپایی نباید هیچ فاصله ای از خاک داشته باشد زیرا در صورت وجود فاصله بین خاک و سازه حفاظ خرپایی این روش بی فایده و بی اثر خواهد بود. اگر خاک در اثر بارندگی اشباع شود، خاک عملاً روان است. و ساختار محافظ خرپایی ما عملاً تأثیر قابل توجهی در تثبیت گود نخواهد داشت.مزایای ساختار محافظ خرپاییمناسب برای اکثر گودال های مستقر در مناطق شهری، انعطاف پذیری بالا در اجرا، امکان استفاده مجدد از خرپاها و عدم نیاز به دستگاه های خاصمعایب سازه نگهبان خرپاییسرعت کمتر نسبت به روش های جدید اشغال فضای توخالی توسط خرپاها امکان برداشت دستی خاک2. دیوار حائل شمع ورقیکی از روش های تثبیت گودال استفاده از مقاطع فولادی، چوبی یا بتن مسلح می باشد. در این روش که به ساختار محافظ یا سپر مانند معروف است، لبه های مقاطع با هم جفت می شوند و سطح لازم برای نگهداری خاک و دیوارهای گودبرداری را فراهم می کنند. از کاربردهای حفاظ می توان به ساخت دیوارهای حائل، اصلاح خاک، سازه های زیرزمینی مانند پارکینگ ها و حتی سازه های فراساحلی اشاره کرد. عملکرد سپر به پارامترهایی مانند دائمی یا موقت بودن سازه نگهبان، شرایط محل اجرا، عمق نفوذ شمع (سپر)، گشتاور خشمگین، ماهیت سازه و نوع سازه بستگی دارد. ثبات مورد نیازتوجه داشته باشید:عملکرد ابررسانایی به پارامترهای زیر بستگی دارد:سازه دائمی یا موقت سازه نگهبان شرایط اجرا، عمق نفوذ شمع (سپر)، گشتاور، عصبانیت، ماهیت سازه و نوع پایداریفواید مارچوبهسرعت اجرای بالا به دلیل پروفیل های ایمنی نور مناسب انعطاف پذیری بالا برای طراحی در طول های مختلف امکان استفاده مجدد از سپرها گزینه مناسب برای اجرای کانال های طولانی نیاز به نگهداری کم در حضور آبمعایب مهر زنیبه تجهیزات خاصی نیاز دارد. نیاز به نیروی کار ماهر. برای عرضه های بزرگ ناکافی است. قرار دادن پروفیل در محیط های صخره ای و یا با بولدوزر. آلودگی صوتی در صورت استفاده از چکش های ارتعاشی.3. پشتیبانی متقابل یا پشتیبانی برش مهاربندی شدهبرای جلوگیری از جابجایی جانبی در گودال های باریک و در محیط های شهری از سازه نگهبان مهار متقاطع استفاده می شود که یک روش پشتیبان افقی و مایل است. در این روش چاه هایی با فاصله معین در دو طرف گود حفر می شود. سپس پروفیل های فولادی H در داخل آنها نصب می شود. انتهای بالایی پروفیل ها بالاتر از سطح بالایی گودال قرار می گیرد، سپس قسمت بالایی پروفیل عمودی با استفاده از تیرها متصل می شود. با این کار دو پروفیل به پایداری یکدیگر منجر می شوند. پس از انجام این مراحل می توان عملیات خاکبرداری را انجام داد. این روش را می توان ترکیبی از روش سمپاشی و خرپایی دانست.توجه داشته باشید:این روش را می توان ترکیبی از روش سمپاشی و خرپایی دانست.مزایای کنترل متقابلسرعت بالا، هزینه کم و فضای کم مورد نیاز برای اجرا در گودبرداری با عرض کم. عملکرد مناسب در اجرای کانال، موقت بودن المان ها و امکان استفاده مجدد از آنها در حفاری های دیگر. اجرای مستمر عملیات حفاری، نصب المان و پرکردن فضای پشتی خاکبرداریمعایب کنترل متقابلسختی مهاربندی عرضی یا طولی در گودهای با طول بیش از 10 متر و عمق زیاد مستلزم استفاده بیشتر از عناصر در خاک های سست است.4. سازه محافظ نیلینگاجرای سازه حفاظ نیلینگ مبتنی بر تقویت خاک با استفاده از عناصر فولادی است. به این ترتیب ابتدا خاک را به صورت مرحله‌ای تا عمق ثابتی که بستگی به نوع خاک و موارد دیگر دارد (بین 2 تا 4 متر) برداشته، سپس با استفاده از دستگاه حفاری سوراخ‌های افقی و اریب را با شیب تقریبی حفاری می‌کنند. 15-10 درصد و با قطر حدود 15-10 سانتی متر در سطح گودال به فواصل 2 تا 1 متر می باشد.در مرحله بعد میلگردهای فولادی از نوع AIII با قطر معمولاً 40-32 یا 28 میلی متر با طول های مشخص در نقشه های اجرایی تهیه شده و انتهای این میلگردها رزوه می شوند. پس از نصب اسپیسر (برای قرار دادن میخ در سوراخ) و لوله های تزریق پی وی سی، میخ ها وارد سوراخ ها می شوند. معمولا 2 لوله تزریق روی ناخن ها نصب می شود. یکی از این لوله ها برای تزریق دوغاب و دیگری برای تخلیه هوا از سوراخ ها و همچنین تعیین پر شدن داخل ورودی ها استفاده می شود.توجه داشته باشید:استفاده از سازه حفاظ نیلینگ در دو دهه اخیر در اکثر کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به دلیل اقتصادی بودن و مزایای منحصر به فرد آن برای تثبیت گودبرداری ها و همچنین تثبیت شیب های طبیعی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است. از این روش برای تثبیت شیب ها یا ترانشه های طبیعی مجاور جاده ها، تعریض جاده ها، حفاری در مجاورت سازه های موجود، تثبیت و تقویت سازه های نگهبان قدیمی و ... استفاده می شود.مزایای استفاده از میخمناسب برای فضاهای محدود با دسترسی سخت، نیاز به مصالح کم، آلودگی صوتی کم و اثرات مخرب محیطی، انعطاف پذیری و سرعت اجرا بالا، عدم محدودیت اجرا به دلیل ارتفاع دیوار، صرفه جویی در هزینه، زمان و نیروی کارمضرات میخکوبینامناسب برای زمین هایی با سطح آب زیرزمینی بالا. استفاده کوتاه مدت و غیر دائمی برای خاک های حساس و متورم. امکان خوردگی میخ های فلزی مورد نیاز نیروی کار ماهر5. سازه نگهبان لنگرگاهیکی از موثرترین روش ها در بین انواع سازه های نگهبان در تثبیت گودال های عمیق، سازه نگهبان لنگر نام دارد. این روش که مراحل اجرای آن شباهت زیادی به روش میخکوبی دارد، با نام های دیگری مانند دوخت پشتی، محور مهار و رشته نیز شناخته می شود. روش اجرای این سازه نگهبان بدین صورت است که ابتدا تا عمق گودبرداری علاوه بر عمق نفوذ شمع های بتنی در انتهای زیرین، در لبه محوطه گودبرداری چاه یا گمانه حفر می شود. سپس عمق گودبرداری علاوه بر عمق نفوذ شمع بتنی انتهای تحتانی، پروفیل های H یا I شکل قرار می گیرد. پس از مقاوم سازی و شروع عملیات حفاری، چاه های مایل در بدنه حفاری به قطر 10 تا 15 سانتی متر و عمق 5 تا 10 متر حفر می شود. در نهایت قطعات بتنی پیش ساخته بین پروفیل های عمودی قرار می گیرند. و این مراحل برای هر مرحله از خاکبرداری تکرار می شود.مزایای روش انکراژبهبود خواص مکانیکی و کاهش رانش خاک اشغال فضای بسیار کم در داخل گودال استفاده از خاک موجود برای مهار دیوارهامعایب روش انکراژمحدودیت استفاده از این روش در مجاورت ساختمان ها، تأسیسات و معابر شهری به دلیل لزوم استفاده از بدنه خاکی مجاور دیوار گودال. زمان اجرا در پروژه های کوچک نیروی کار ماهر که بر انتخاب ساختار نگهبان تأثیر می گذاردانتخاب نوع سازه نگهبان به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که برخی از آنها عبارتند از:پایداری و زاویه شیب طبیعی (نزدیک بودن گود به سازه های مجاور (جاده، تاسیسات، ساختمان) سطح آب زیرزمینی نوع عمق ترانشه گودبرداری خودنگهداری دیواره های گودال فصل اجرا و شرایط آب و هوایی نقش مهندس ناظر در سازه نگهبان و حفاریشناسایی ترک های خاک و کنترل افزایش عرض ترک از جمله وظایف مهم مهندس ناظر در اجرای سازه نگهبان می باشد. لازم به ذکر است که خاک به صورت ناگهانی و ناگهانی پاره نمی شود بنابراین باید به علائم فرار خاک از زیرسازی که منجر به گسیختگی خاک می شود توجه کرد. پارگی خاک به معنای ایجاد ترک و افزایش عرض آنها همراه با پوسته شدن خاک است.