گودبرداری چیست؟ صفر تا صد اصول گود برداری و ایمنی گود

ایجاد پایداری مناسب در هنگام تخریب، گودبرداری و اجرای سازه نگهبان یکی از مراحل مهم ساخت و سازهای شهری است. لذا باتوجه به اهمیت موضوع، در این مقاله به صورت مفصل به شرح جزئیات و نکات ضروری گود برداری پرداخته‌ایم تا به تمام سوال‌ها و ابهامات شما در این مورد که ” گودبرداری چیست ؟” پاسخ دهیم. با آکادمی عمران همراه باشید.

گودبرداری چیست؟

پیش از خواندن ادامه مقاله ابتدا فیلم زیر را مشاهده کنید تا با اصول گود برداری در کارگاه آشنا شوید.

ابتدا پیش از شرح گودبرداری و اصول آن شما را با مفاهیم خاک برداری، گودبرداری، پی کنی، ترانشه برداری و کانال کنی آشنا می‌کنیم.

خاک برداری به معنای هموار کردن زمین است که در آن برآمدگی‌ها برداشته شده و با سطح زمین هم تراز می‌شوند. همچنین کندن زمین را حداکثر تا عمق 60 سانتی‌متری خاک برداری می‌گویند.

به هر گونه حفاری و خاکبرداری در تراز پایین تر از سطح طبیعی زمین یا در تراز پایین تر از زیر پی ساختمان مجاور، گودبرداری گفته می‌شود.

پی کنی به معنای کندن زمین جهت اجرای پی تا عمقی که دچار یخ‌زدگی نشود، است.

ترانشه برداری و کانال کنی را به ترتیب در شکل‌های زیر مشاهده می‌کنید.

گود برداری جزء عملیات‌های خاکی خطرناک است که هر ساله به دلیل عدم رعایت مسائل فنی و ایمنی، موجب بروز حوادث ناخوشایندی می‌شود.

لذا لزوم اتخاذ تصمیمات صحیح و احتیاط فراوان در این مرحله از نکات کاملا ضروری است و هر گونه سهل انگاری و بی‌احتیاطی، آینده کاری یک مهندس عمران را با چالش کلی روبرو می‌نماید.

سازه نگهبان در گودبرداری چیست؟

فشار جانبی وارد بر دیواره‌های گود ناشی از رانش خاک پشت دیوارها است. رانش خاک ناشی از وزن خود خاک بالای تراز گود برداری و سرباره‌هایی مانند سازه‌های مجاور است.

به منظور جلوگیری از ریزش دیواره گود از سازه‌های موقت یا دائمی استفاده می‌شود که به آن‌ها سازه‌های نگهبان گفته می‌شود. سازه‌های نگهبان شامل انواع دیوارها، المان‌ها و تسلیح خاک می‌شود.

بنابراین می‌توان گفت که سازه‌های نگهبان هم شامل سازه‌های نگهبان موقت گود برداری و هم شامل دیوارهای حائل دائمی زیرزمین ساختمان‌ها و نظایر آن‌ها می‌شوند.

همچنین ممکن است سازه‌های نگهبان در عین حال هم به صورت موقت و هم به صورت دائم عمل کنند.

از جمله این سازه‌ها، سازه های نگهبانی هستند که پس از اتمام گودبرداری برچیده نمی‌شوند و پس از آن، به عنوان دیوارهای حائل دائمی عمل می‌کنند.

همچنین گاهی اوقات ممکن است پس از اجرای سازه نگهبان موقت گودبرداری، آن‌ها را تکمیل یا تقویت کرده و به عنوان دیوار حائل دائمی مورد استفاده قرار دهند.

اهداف اصلی ایمن سازی دیواره‌های گود با استفاده از سازه‌های نگهبان عبارتند از:

1. حفظ جان انسان‌های خارج گود
2. حفظ جان انسان‌های داخل گود
3. حفظ اموال خارج گود
4. حفظ اموال داخل گود
5. فراهم آوردن شرایط امن و مطمئن برای اجرای کار
6. امکان‌پذیر کردن برنامه‌ریزی کارگاهی

موضوع گودبرداری، طراحی و اجرای سازه‌های نگهبان در مهندسی عمران دارای گستره وسیعی است و نیاز به مطالعات و ملاحظات ژئوتکنیکی، سازه‌ای، مواد و مصالح، تکنولوژیکی، اجرایی، اقتصادی و اجتماعی دارد.

در نتیجه می‌توان گفت که انتخاب روش مناسب برای حل مسائل ناشی از گودبرداری، به جمیع شرایط تأثیرگذار بستگی دارد و می‌تواند در شرایط مختلف، به صورت‌های گوناگونی اتخاذ شود.

تئوری‌ها و روش‌های اجرایی گود برداری و سازه‌های نگهبان، هم مبتنی بر اصول تئوریک و هم متأثر از ملاحظات اجرایی و تجربی است.

تخریب ساختمان

در اکثر پروژه‌ها اولین مرحله برای شروع ساخت و ساز تخریب بوده و پس از آن گود برداری آغاز می‌شود. ما در مقاله ” تخریب ساختمان “ درباره جزئیات اصول تخریب ساختمان و ضوابط آن صحبت می‌کنیم ولی در این مقاله به شرح مختصری از آن بسنده می‌کنیم.

تخریب ساختمان به معنای جدا کردن المان‌های یک سازه به صورت مرحله به مرحله است. در اکثر ساخت و سازها پیش از شروع گود برداری ابتدا باید سازه قبلی را تخریب کرد.

تخریب ساختمان با هدف نوسازی یا بازسازی انجام می‌شود. عملیات تخریب ساختمان پس از گرفتن پروانه تخریب و نوسازی آغاز می‌شود.

تخریب ساختمان به کمک وسایلی مانند پتک، کلنگ، چکش، قلم تخریب، بیل، تیفور، دستگاه هوابرش، بیل مکانیکی، بولدوزر، گوی تخریب و مواد منفجره انجام می‌شود.

به طور کلی تخریب ساختمان به دو روش دستی و مکانیکی صورت می‌پذیرد.

روش دستی

در روش دستی پس از تخریب ساختمان به وسیله پتک، چکش و غیره، ضایعات به وسیله کامیون بارگیری شده و به خارج از کارگاه منتقل می‌شوند.

مراحل تخریب دستی به شرح زیر است:

• محصور کردن محیط اطراف کارگاه و اجرای راهروی ایمنی موقت و قرار دادن علامت‌های هشدار
• جداسازی شیشه‌ها، درب، پنجره، پریزها، کولر، کابینت و غیره
• حذف المان‌ها طره‌ای و پیش آمده
• تخریب دال‌ها و کف که از وسط دهانه آغاز می‌شود تا به تیرها برسد.
• تخریب تیرها به ترتیب تیرهای طره‌ای، تیرچه‌ها و تیرهای اصلی
• تخریب ستون‌ها و در انتها دیوارهای باربر

در هنگام تخریب ساختمان به روش دستی به نکات زیر توجه کنید:

یک سوراخ هم مرکز در طبقات برای ریختن ضایعات در طبقات پایین ایجاد گردد.

بیش از حد روی یک سقف ضایعات دپو نشود زیرا خطر ریزش وجود دارد.

تمام اجزایی که قابل استفاده مجدد هستند در گوشه‌ای دپو شوند.

وجود دیوار مشترک با همسایه قبل از تخریب بررسی شود.

قسمت‌های بزرگ سازه به یکباره روی زمین انداخته نشوند و بهتر است مرحله به مرحله و تیکه تیکه این اتفاق بیفتد.

قسمت‌های در حال تخریب نباید به صورت مهار نشده رها شوند.

روش مکانیکی

روش مکانیکی از سرعت اجرای بالایی برخوردار است و معمولا برای ساختمان‌های دو تا سه طبقه بسیار کاربردی بوده و از نظر امنیت نیز مناسب است. این روش برای شرایطی مناسب است که فضای اطراف ساختمان باز باشد.

برای حفاظت اپراتور، شیشه‌ها باید ضدضربه بوده و ماشین باید حداقل به اندازه نصف ارتفاع از سازه فاصله داشته باشد.

تخریب ساختمان به روش مکانیکی از بیرونی‌ترین قسمت ساختمان آغاز می‌شود و از بالا به پایین خواهد بود.

از ویژگی‌های تخریب به روش مکانیکی می‌توان به سرعت بالا در اجرا، هزینه زیاد، لرزش زیاد و ایمنی پایین اشاره کرد.

همانطور که گفتیم تخریب ساختمان به روش مکانیکی معمولا با استفاده از بیل مکانیکی و گوی تخریب انجام می‌شود. بیل مکانیکی نسبت به گوی تخریب از امنیت بالاتری برخوردار است.

در این روش به انتهای بازوی بیل‌ها، قیچی یا پیکور یا سنگ شکن یا پتک متصل می‌کنند و عملیات تخریب در محدوده مجاز حرکت ماشین انجام می‌شود.

برای مشخص کردن محدوده مجاز حرکت ماشین باید روی کف‌ها از انواع علائم هشداردهنده و آگاهی دهنده نظیر انواع نوارها، ایجاد نوارهای مشخص کننده بر روی کف‌ها از طریق رنگ کردن کف‌ها یا سایر وسایل مناسب استفاده کرد.

تخریب ساختمان به وسیله گوی تخریب با حرکات رفت و برگشت گوی انجام می‌شود. این عملیات با استفاده از گوی تخریب نیاز به مهارت بالای اپراتور و فضای بسیار باز دارد.

اقدامات پیش از شروع گودبرداری

• اخذ مجوزهای لازم از ادارات و سازمان‌های ذی ربط نظیر شهرداری، شرکت گاز، شرکت آب و فاضلاب، شرکت توزیع برق، شرکت مخابرات و نظایر آن‌ها
• اعلام مراتب اجرای کار به نزدیکترین ایستگاه آتش نشانی و امداد و خدمات ایمنی
• انجام مطالعات ژئوتکنیکی کافی قبلی که نتایج این آزمایشات اطلاعاتی مثل مشخصات خاک محل و سطح آب‌های زیرزمینی به ویژه وجود و عمق خاک‌های مسئله‌داری نظیر خاک‌های دستی، توصیه‌های فنی در مورد نوع پی، مقاومت مجاز خاک‌ زیر پی، نشست‌های مورد انتظار و پارامترهای طراحی دیوارهای حائل را می‎‌دهد.

• بررسی و مطالعه تأسیسات زیرزمینی احتمالی در محل
• بررسی و مطالعه چاه‌های آب و فاضلاب و قنوات، اعم از متروکه و دایر، در محل
• بازرسی ساختمان‌های مجاور گود؛ صدور دستورات لازم برای تخلیه آب استخرها و کالاهای انبارهای مجاور گود، به ویژه کالاهای سنگین یا قابل اشتعال، در صورت لزوم و با رعایت ضوابط حقوقی و قانونی
• آماده کردن کلیه تجهیزات و لوازم و دستگاه‌های موردنیاز برای اجرای عملیات گودبرداری
• آموزش نیروهای انسانی مورد نیاز و نیز به کارگیری نیروهای انسانی آموزش دیده و با تجربه
• برنامه‌ریزی و زمان‌بندی کارهای اجرایی، متناسب با شرایط کار، اوضاع جوی و فصل انجام کار
• نصب موانع حفاظتی لازم در محل‌هایی که احتمال سقوط وجود دارد.
• تامین روشنایی لازم در محل گودبرداری و اطراف آن
• نصب علائم هشداردهنده و اخطاردهنده موردنیاز در محل گود و نزدیکی آن، در صورت لزوم

• تهویه گازها و گردوغبار درون چاه‌ها، با وسایل و تجهیزات مناسب
• نصب وسایل بالابر و وینچ‌های موردنیاز، به صورتی محکم و اصولی
• اجتناب از تجهیز کارگاه و احداث محل‌های استراحت کارگران و دفاتر کارگاه در پای دیواره گودها و نیز در لبه آن‌ها
• بررسی و مطالعه نقشه ساختمان‌های مجاور، در صورت امکان
• برنامه ریزی و انجام اقدامات لازم برای بیمه انسان‌ها و اموال واقع در داخل محل گودبرداری، ساختمان های مجاور، عابران پیاده و سواره کنار گود، وسایل نقلیه پارک شده یا در حال تردد از کنار محل گودبرداری و به طور کلی در حریم مؤثر گود
• اجتناب از تخلیه مصالح ساختمانی، نخاله‌های ساختمانی، و خاک‌های مازاد حاصل از گودبرداری، و نیز اجتناب از قراردادن اشیاء سنگین یا ناپایدار در لبه گود، تا حد امکان
• بررسی وجود باغچه یا زمین زراعی دایر، در مجاورت گود
• انتخاب مجریان و مهندسان ناظر ذی صلاح
• پایش مستمر ساختمان‌ها و معابر مجاور، پیش از انجام عملیات گودبرداری و نیز در حین آن، توسط مهندسان ذی صلاح

• جلوگیری از ریزش و جریان آب‌های حاصل از بارش باران یا آب‌های زیرزمینی در بدنه و لبه گود
• تهیه وسایل حفاظت فردی، از قبیل کفش ایمنی، کلاه ایمنی، عینک محافظ چشم، ماسک تنفسی، و نظایر آن ها برای کارگران، آموزش روش استفاده از این وسایل به آن‌ها و نظارت بر به کارگیری این وسایل توسط آن‌ها
• مطالعات لازم در مورد چاه‌های آب و فاضلاب احتمالی در اطراف گود و اتخاذ اقدامات پیشگیرانه لازم برای جلوگیری از فروریزش این چاه‌ها یا ورود آب‌های آن‌ها به دیواره و داخل گود
• وجود یا عدم وجود تاسیسات مدفون در زمین و چگونگی محل دقیق آن‌ها مشخص شود.
• کابل‌های برق، تلفن (فیبر نوری)، لوله‌های آب و فاضلاب، لوله‌های گاز و غیره بررسی شود. کابل‌های برق و لوله گاز می‌توانند موجب برق گرفتگی، آتش سوزی یا انفجار شده و مرگ آفرین باشند. شکسته شدن لوله‌های آب و فاضلاب نیز می‌تواند موجب ورود آب به سطح لبه گود و نیز داخل آن شده و پایداری گود را به مخاطره ‌اندازند.

انواع گودبرداری از نظر ابعاد و عمق

در ادامه این مقاله شما را با انواع گودبرداری از ابعاد و عمق آشنا می‌کنیم.

گودهای باز گودهایی هستند که در آن‌ها عرض گود از عمق آن بیشتر است.

گود ترانشه‌ای گودی است که در آن عمق گود از عرض آن در کف بیشتر است.

اصول گودبرداری و مراحل لازم جهت رسیدن به مرحله پی ریزی

1. ترازهای طبیعی زمین با روش‌های مناسب نقشه برداری برداشت شود.
2. نقشه تسطیح با توجه به تراز زمین‌های مجاور و شیب‌های لازم برای زهکشی، تراز پی‌ها و عمق مدفون آن‌ها طراحی گردد.
3. گودبرداری و پایدار سازی دیواره گودها انجام شود.
4. خاک نباتی برداشته شده و خاک زیر شالوده‌ها تثبیت گردد. احداث سازه‌های سنگین روی خاکریز متشکل از خاک رس و لای یا ماسه ریزدانه مجاز نیست.
5. اگر تسطیح اراضی با خاکریزی همراه است، اجرای خاکریزی مهندسی در لایه‌های کم ضخامت و با مشخصات مد نظر طراح، ضروری است.

نشانه‌های خطرناک بودن گود

1) ضعیف و یا حساس ‌بودن ساختمان مجاور

مواردی نظیر عدم وجود اسکلت، ضعیف بودن ملات دیوارها و علائم ضعف اجرایی ساختمان، وجود ترک و شکستگی یا نشست و شکم‌دادگی دیوارها، از این جمله‌اند.

وجود دیوار مشترک بین ساختمان مورد نظر برای تخریب و ساختمان مجاور آن نیز غالباً می‌تواند منبع ایجاد مشکل باشد.

طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه

مشاهده جزئیات

در بعضی موارد دیوار مجاور به ساختمان مورد نظر برای تخریب تکیه داده است و با انجام تخریب ممکن است بدون هرگونه خاکبرداری ساختمان مجاور ریزش کند.

در دادگاه‌هایی که برای رسیدگی به تخریب ساختمان‌های مجاور در اثر فعالیت‌های ساختمانی انجام می‌شود، مسئول اجرای ساختمان نمی‌تواند به بهانه اینکه ساختمان مجاور،‌ خود ضعیف بوده از زیر مسئولیت‌های ریزش و خرابی ایجاد شده شانه خالی کند.

جواب قاضی در این گونه موارد این است که شما باید به تناسب ضعف ساختمان مجاور اقدامات حفاظتی و احتیاطی بیشتری به کار می‌بستید.

2) ضعیف بودن خاک

معمولاً هر چه خاک محل ضعیف‌تر باشد، خطر بیشتری برای ریزش گود و تخریب ساختمان‌های مجاور وجود دارد.

خاک‌های دستی بارزترین نمونه خاک‌های ضعیف هستند. توضیح آنکه در گذشته بسیاری از نقاطی که اکنون در داخل شهر تهران هستند، خارج از شهر محسوب می‌شده‌اند و کامیون‌های حامل خاک و نخاله بار خود را در آنجا تخلیه می‌کرده‌اند.

بعدها با ضمیمه شدن این محل‌ها به داخل شهر، اغلب این خاک‌ها و نخاله‌ها در همان جا بدون تراکم مهندسی تسطیح شده‌اند و اکنون خاک دستی را تشکیل می‌دهند.

همچنین در بسیاری از موارد محل به صورت تپه و ماهور و یا بستر مسیل بوده و با خاک یا نخاله به صورت غیرمهندسی تسطیح شده است.

همچنین در بعضی بخش‌های جنوبی تهران به ویژه مناطق 12 و 16 در گذشته گودهایی بعضاً عمیق به منظور تهیه مواد اولیه ساخت آجر وجود داشته که بسیاری از آنها با خاک دستی پر شده‌اند.

رسوبات سست جوان که غالباً در اطراف مسیل‌ها و پای دامنه‌ها وجود دارند نیز از جمله خاک‌های ضعیف محسوب می‌شوند.

3) عمیق بودن گود

معمولاً هرچه عمق گود بیشتر شود، خطر بیشتری کارکنان و ساختمان‌های مجاور را تهدید می‌کند. در سال‌های اخیر با افزایش تراکم ساختمانی، ‌نیاز به پارکینگ و انباری و سطوح مشاع دیگر افزایش یافته و باعث افزایش تعداد طبقات زیرزمین شده است.

باید توجه شود که با افزایش عمق گود، خطر ریزش آن به مراتب افزایش می‌یابد.

اگر در گذشته می‌شد که در گودهای کم عمق بدون بررسی‌های همه‌جانبه و طرح‌های مهندسی دقیق، تنها با عقد قراردادی با مباشر ماشین‌آلات خاکبرداری و با حضور چند کارگر و بنا اقدام به گودبرداری نمود، اکنون با افزایش عمق گودها و افزایش ارزش ساختمان‌ها و تأسیسات مجاور،‌ گودبرداری غیرفنی بسیار خطرناک بوده و خسارات جانی و مالی جبران‌ناپذیری را در پی دارد.

4) مدت بازماندن گود

معمولاً با افزایش زمان بازماندن گود حتی اگر بارندگی یا تغییرات جوی مطرح نباشد، خطر ریزش گود بیشتر می‌شود.

اما افزایش زمان بازماندن گود به ویژه در فصل های بارندگی و رطوبت (زمستان و بهار)، با وقوع بارش‌هایی گاه سنگین و سیل‌آسا همراه است که با اشباع خاک و یا جاری شدن آب‌های سطحی خطر ریزش گود را به مراتب افزایش می‌دهد.

به طوری که بسیاری از ریزش‌های گود در گذشته به فاصله چند ساعت تا چند روز بعد از شروع بارندگی روی داده است.

5) آب‌های سطحی ‌و زیرسطحی

بالا بودن سطح عمومی آب‌های زیرزمینی در منطقه، معمولاً عملیات آبکشی جهت پایین انداختن سطح آب زیرزمینی را ضروری می‌سازد.

معمولاً وجود سطح آب‌ زیرزمینی بالا خطر ریزش گود را به ویژه بعد از چند روز از انجام عملیات گودبرداری و رسیدن سطح آب زیرزمینی به تعادل افزایش می‌دهد.

همچنین وجود جریان‌های آب زیرزمینی از طرقی نظیر نهرهای مدفون یا قنات‌ها می‌تواند در افزایش خطر ریزش گود بسیار مؤثر باشد.

جریان‌های آب‌های سطحی نیز از عواملی هستند که می‌توانند باعث فرسایش خاک گود و اشباع شدن آن شده و به افزایش خطر ریزش گود کمک کنند.

دور نگه‌داشتن جریان آب‌های سطحی موجود یا محتمل (مثلاً در اثر بارندگی) از مهم‌ترین و اصلی‌ترین قدم‌های اولیه حفاظت گود است.

روش‌های غیراصولی گودبرداری

• اجرا نکردن سازه نگهبان
• ابتدا گودبرداری را انجام داده سپس اقدام به مهار دیواره گود یا ساختمان مجاور می‌کنند.
• بسنده کردن به فاصله گرفتن از لبه گود و سپر خاکی
• خالی کردن خاک زیر دیوار و پی ساختمان مجاور
• استفاده از تیرآهن‌های کهنه و ضعیف
• استفاده از تیرهای چوبی با مقطع گرد و عموما غیر مستقیم و اتصال با میخ و گچ
• تکیه دادن قطعات و سیستم مهاری گود به ساختمان مجاور با فرض نگهداری از ساختمان
• محافظت ساختمان مجاور به جای اجرای سازه نگهبان بر روی سطح دیواره خاک

• رها کردن دیواره گود در فاصله بین شروع گودبرداری و اتمام اجرای سیستم مهاری
• توصیه می‌شود ابتدا یک سازه نگهبان متناسب و مقدماتی اجرا شود و به تدریج که عملیات حفاری و گود برداری ادامه می‌یابد و رانش خاک افزایش می‌یابد، سازه نگهبان به مرور تکمیل و قوی‌تر شود.
• اگرچه سازه نگهبان موقت است اما باید توسط مهندس محاسب طراحی شود و اگر از نقشه‌های تیپ استفاده می‌کنید توسط مهندس محاسب کنترل گردد.
• اتصال مستقیم اعضای روبندی به دیوارهای پیرامونی ساختمان‌ها می‌تواند سبب بروز برش پانچ و سوراخ شدن دیوار شود.

انواع روش‌های پایش گود

پایش و کنترل گودبرداری با هر عمق و در تمامی شرایط باید انجام شود. پایش و کنترل گود در موارد زیر صورت می‌گیرد:

• بررسی و کنترل و تحلیل هرگونه ترک ایجادشده در سطح زمین‌های مجاور گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هرگونه ترک ایجادشده در دیواره گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هرگونه ترک ایجادشده در معابر مجاور گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هرگونه ترک ایجادشده در دیوارها و کف‌ها و سقف‌های ساختمان‌های مجاور گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هر گونه فرونشست ایجاد شده در سطح زمین‌ها یا معابر مجاور گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هرگونه برآمدگی و پشته کردن کف گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هر گونه جوشش آب از کف گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هرگونه شکم دادگی و برآمدگی دیواره گود
• بررسی و کنترل و تحلیل هرگونه تغییر مکان افقی و قائم خاک دیواره گود

انواع روش‌های پایش گودها و سازه‌های نگهبان به شرح زیر است:

1. از طریق نقشه‌برداری و ابزارگذاری از جمله نقشه‌برداری دقیق و مستمر و استفاده از انحراف‌ سنج‌ها، فشارسنج‌ها و کرنش‌سنج‌ها و نظایر آن‌ها
2. پایش چشمی از جمله:

• ارزیابی مستمر سازه نگهبان و اطراف آن
• بازدید چشمی منظم سازه نگهبان از نظر بروز ترک در آن و پیگیری و پایش مستمر تغییرات این ترک‌ها در طول زمان
• بررسی و پایش مستمر اطراف گود به ویژه ساختمان‌ها و معابر اطراف گود و کف‌های معابر سواره‌رو و پیاده‌رو کنار گود
• پیگیری و پایش مستمر تغییرات این ترک‌ها در طول زمان

عوامل موثر بر انتخاب روش های گودبرداری چیست؟

انتخاب هریک از روش‌ها یا تلفیقی از آن‌ها، به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

• حجم کار
• عمق گود
• شرایط قرار گیری طرح (داخل شهریا خارج آن، شلوغی یا خلوتی محیط طرح)
• موقعیت اطراف طرح (زمین بایر و کاربری آن، معبر و عرض آن، ساختمان و تعداد طبقات آن)
• شیب زمین
• ماشین آلات موجود
• نیروی انسانی موجود
• قوانین و ضوابط اداری و فنی
• شرایط اقتصادی

انواع سازه نگهبان گودبرداری

• گود برداری با شیب مایل و پلکانی

در این روش به صورت مرحله به مرحله تا عمق بحرانی گودبرداری می‌شود.

• سازه نگهبان خرپایی

در فیلم زیر به بررسی پایدارسازی گود به روش سازه نگهبان خرپایی می‌پردازیم.

سازه نگهبان خرپایی از یک عضو قائم و یک عضو مایل تشکیل شده است و بقیه اعضا به صورت افقی و قطری قرار داده می‌شوند و یک شبکه مثلثی را ایجاد می‌کنند.

سازه نگهبان خرپایی به صورت مرحله به مرحله تکمیل شده و خاکبرداری انجام می‌شود. در مورد نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی به طور کامل در “ سازه نگهبان خرپایی “ صحبت می‌کنیم.

• مهار متقابل

فیلم زیر را مشاهده کرده تا با روش مهار متقابل در گودبرداری بیشتر آشنا شوید.

در این روش مانند سازه نگهبان خرپایی ابتدا عضو‌های قائم نصب می‌شوند و سپس دستک‌های فشاری مابین هر دو عضو قائم روبه‌روی هم اجرا می‌گردند. برای مطالعه بیشتر در مورد روش مهار متقابل  و دیتیل اجرایی این روش سازه نگهبان مقاله ” استرات چیست “ را مطالعه فرمایید.

• اجرای شمع

شمع‌ها همان پی‌های عمیق هستند که با آرایش‌های مختلفی در گودبرداری اجرا می‌شوند. فیلم زیر را مشاهده کنید تا با این روش پایدارسازی گود بیشتر آشنا شوید.

شمع‌ها می‌توانند با فاصله از هم، مماس و متقاطع اجرا شوند. در صورتی که نیاز باشد آب بندی انجام شود و تراز آب زیرزمینی بالا باشد، شمع‌ها به صورت متقاطع اجرا می‌شوند. در مورد جزئیات اجرایی شمع‌ها و شمع کوبی در مقاله ” شمع کوبی “ صحبت می‌کنیم.

• سپرکوبی

در روش سپرکوبی مقاطع فلزی توسط سپرکوب در زمین کوبیده می‌شوند و سپس خاک جلوی آن‌ها برداشته می‌شوند. روش سپرکوبی را می‎‌توان به صورت ترکیب با مهار متقابل یا نیلینگ و انکراژ انجام داد.

در مقاله ” شیت پایل چیست “ با روش سپرکوبی بیشتر آشنا شوید و همچنین در فیلم زیر به شرح مختصری از این روش می‌پردازیم.

• دیوار دیافراگمی

در روش دیوار دیافراگمی ابتدا حفاری توسط هیدروفرز یا گراب انجام شده و سپس قفسه آرماتورها درون آن قرار داده می‌شود و در مرحله آخر بتن ریزی انجام می‌شود. این روش برای متروها بسیار کاربردی است. مقاله ” دیوار دیافراگمی “ را مطالعه کنید تا با روش اجرای دیوار دیافراگمی در گودبرداری بیشتر آشنا شوید.

• روش میخ گذاری خاک (Soil Nailing)

در فیلم زیر به بررسی پایدارسازی گود به روش نیلینگ می‌پردازیم.

در این روش دو توده خاک به وسیله المان‌های فولادی به یکدیگر دوخته می‌شوند.

نکته مهمی که در این روش وجود دارد این است که نیروی کششی در المان‌های فولادی زمانی فعال می‌گردد که مقداری جابه‌جایی در سیستم ایجاد شود.

این موضوع ممکن است در ساختمان‌های مجاور با کاربری حساس، موجب مشکل شود. بنابراین در انتخاب نوع سیستم نگهدارنده باید مقدار مجاز جابجایی سازه‌های مجاور مدنظر قرار گرفته شود.

برای مطالعه بیشتر در مورد سیستم نیلینگ و روش اجرای آن به مقاله‌ ” نیلینگ ” مراجعه کنید.

• استفاده ازمیل مهار (انکراژ)

فیلم زیر را مشاهده کرده تا با روش انکراژ در گودبرداری بیشتر آشنا شوید.

روش اجرای انکراژ یا میل مهار مانند نیلینگ در گودبرداری است با این تفاوت که در روش انکراژ المان‌های فولادی پیش تنیده می‌شوند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیستم انکراژ به مقاله‌ ” انکراژ ” سر بزنید و همچنین فیلم زیر را مشاهده کنید.

• ساخت از بالا به پایین

روش تاپ دان یا ساخت از بالا به پایین  یک روش پایدارسازی گود محسوب نشده و بیشتر یک روش اجرای سازه به حساب می‌آید. در این روش ابتدا تا عمق بحرانی گودبرداری انجام شده و ستون‌ها و دال کف اجرا می‌شوند. روش تاپ دان ریزه‌کاری‌های بسیاری دارد. با مشاهده فیلم زیر و خواندن مقاله ” تاپ دان “ به درک بهتری از این روش برسید.

• ساخت جزیره ای

روش تاپ دان از روش ساخت جزیره‌ای الهام گرفته شده است. در حال حاضر این روش به دلیل معایبی که دارد منسوخ شده است. در مقاله تاپ دان که در بخش قبل گفتیم، به شرح مراحل ساخت جزیره‌ای در گودبرداری نیز می‌پردازیم.

• دیوار برلنی

در روش دیوار برلنی ابتدا و سپس پانل‌ها بین سولجرها قرار می‌گیرند. این روش به تنهایی ناپایدار است و باید با روش نیلینگ مهار شوند. برای مطالعه بیشتر در مورد این روش به مقاله ” دیوار برلنی “ سر بزنید.

موارد ایمنی مربوط به پایدارسازی گودبرداری چیست؟

همانطور که گفته شد، گودبرداری جزء عملیات خاکی خطرناک محسوب می‌شود. از این رو باید ایمنی در سطح بالایی اجرا شود. این موارد شامل:

• ایمنی کارکنان داخل و اطراف گود و عابران و وسایل نقلیه در مقابل حوادث احتمالی به ویژه خطر ریزش گود
• خطر آسیب‌دیدگی و تخریب ساختمان‌های مجاور گود در اثر گودبرداری یا ریزش گود
• خطر آسیب‌دیدگی تاسیسات و شریان‌های شهری در اثر گودبرداری یا ریزش گود می‌شود.

نکات و اصول ایمنی در عملیات گودبرداری چیست؟

بسته به سطح خطر، حجم و اهمیت پروژه، می‌توان موارد زیر را جهت کاهش خطرات احتمالی ناشی از گودبرداری به حداقل ممکن کاهش داد. این اقدامات اگرچه در ابتدای امر موجب افزایش هزینه‌ها شده، ولی از صرف هزینه‌های احتمالی آتی جهت پرداخت خسارات مالی و جانی تا حد زیادی پیشگیری می‌نماید.

• انجام محاسبات مربوط به سازه نگهبان و یا نوع روش گودبرداری و حفاظت گود، توسط مهندس محاسب با استفاده از اطلاعات گزارش مکانیک خاک صورت گیرد.

لذا نقشه‌ها و طراحی‌های گود باید بر اساس گزارش‌های مکانیک خاک و توصیه‌های مشاور ژئوتکنیک تهیه شده و مراحل کار، روش انجام گود برداری، نحوه حفاظت ترانشه‌ها و مشخصات ساره‌های نگهبان و سایر اقداامات حفاظتی به خوبی مشخص شود.

• در خاک های رسی با رطوبت بالا، خشک شدن خاک با بروز ترک‌های عمیق همراه است. خاک‌های رسی خشک در اثر جذب رطوبت متورم شده و مستعد ریزش می‌شوند.

نفوذ رطوبت در خاک‌های شنی و ماسه‌ای رس‌دار موجب کاهش چسبندگی بین ذرات و افزایش احتمال ریزش خواهد بود.

لذا دوره باز بودن گود باید زمان بندی مشخص داشته باشد و در حداقل زمان ممکن خاتمه یابد. پایداری خاک در ساعات یا روزهای اولیه پس از گود برداری دلیلی بر پایداری دائم آن نخواهد بود.

• نظارت مهندس ناظر یا نماینده شرکت مکانیک خاک بر روند عملیات ضروری است.
• گود برداری و اجرای سازه نگهبان مطابق اصول فنی و مشخصات مندرج در نقشه‌ها صورت بگیرد.
• در خاک‌های ریزشی هیچ‌گاه نباید گود برداری از لبه دیوار همسایه به صورت یکجا صورت گیرد. در این موارد رعایت فاصله حداقل 1 تا 1.5 متری از ملک مجاور و گودبرداری به صورت شیبدار الزامی است.
• در هنگام گودبرداری، هرگونه ترک، صدای غیرعادی، بروز نشانه‌های نشست ساختمان‌های مجاور نظیر باز نشدن یا گیر کردن در و پنجره‌ها، شکستن شیشه‌ها و غیره، مورد بررسی قرار گرفته و اقدامات لازم انجام گیرد.

این اقدامات شامل تخلیه فوری ساختمان و یا انعکاس موضوع به مسئولین پروژه و شهرداری جهت انجام اقدامات اصلاحی، است.

• از دپوی مصالح در لبه‌های گود و ایجاد ارتعاش ماشین آلات در نواحی گود برداری جلوگیری شود.
• در صورت حضور افراد در داخل گود، کلیه عملیات اجرایی بر روی دیوارها و سطوح مشرف به گود برای جلوگیری از سقوط اشیا به داخل گود متوقف گردد. هم چنین استفاده از کلاه ایمنی جهت پیشگیری از بروز حوادث احتمالی اجباری است.
• استفاده از پوشش نایلونی بر روی خاک ترانشه‌ها جهت جلوگیری از نفوذ آب باران از موارد ساده ولی بسیار موثر در کاهش خطر ریزش آن‌ها است.
• پاشیدن دوغاب گچ بر روی ترانشه‌ها جهت کاهش هوازدگی، حفظ رطوبت طبیعی خاک و نیز امکان بررسی ترک‌های احتمالی از موارد ساده و کاربردی در پروژه‌های کوچک به شمار می‌رود.
• دوره باز ماندن گود باید زمان‌بندی مشخصی داشته باشد (زمان شروع گودبرداری، زمان برپایی سازه نگهبان، زمان خاتمه گود برداری)، زیرا ممکن است خاک به سرعت دچار ناپایداری شود.

لذا حداکثر سرعت در گودبرداری همراه با رعایت جوانب ایمنی باید در دستور کار قرار گیرد. پایداری خاک در ساعات یا روزهای اولیه پس از گود برداری، دلیلی بر پایداری دائم آن نخواهد بود.

• در صورت مواجهه با ترافیک عبوری، حتما روشنایی کافی تامین شده و از پوشش‌های براق، شبرنگ و علامت‌های هشدار در محل پروژه استفاده گردد.
• از ورود به گود با نشانه‌های تجمع آب اجتناب شود، مگر آنکه تمهیدات ایمنی به خوبی رعایت شده باشد.
• در صورت مواجهه با تاسیسات و لوله‌های شهری گاز، آب، مخابرات و غیره در مسیر گودبرداری، باید به مراجع ذیربط اطلاع داده شود.

بررسی‌های مکانیک خاک

بررسی‌های محلی در مورد زمین‌شناسی عمومی، مشخصات خاک محل و سطح آب‌های زیرزمینی است و به ویژه باید وجود و عمق خاک‌های مسئله‌داری نظیر خاک‌های دستی را مشخص شود.

توصیه‌های فنی در مورد نوع پی، مقاومت مجاز خاک‌ زیر پی و نشست‌های مورد انتظار و پارامترهای طراحی دیوارهای حایل، دیگر بخش‌های ضروری گزارش مکانیک خاک را تشکیل می‌دهند.

با توجه به عمق گودبرداری مورد نیاز و مشخصات ساختمان‌ها و دیگر تأسیسات مجاور نظیر معابر، خطوط گاز، فاضلاب و غیره باید خطر گود برداری ارزیابی شده و روش گود برداری، شیب ایمنی، مراحل گود برداری، نیاز به سازه نگهبان، نوع سازه نگهبان و روش طراحی و اجرای آن به تفصیل بیان شود.

برای این کار لازم است که مشخصات ساختمان‌ها و تأسیسات مجاور به تفصیل برداشت شده و در گزارش ارائه گردد.

برای انجام بررسی‌های مکانیک خاک، بعد از بررسی نقشه‌های اولیه و بازدید محلی، گمانه‌هایی با توجه به وسعت پروژه به صورت دستی یا ماشینی حفر شده و از خاک نمونه برداری می‌گردد.

نکات بررسی‌های مکانیک خاک جهت ایمنی در عملیات گود برداری

• خطرات احتمالی نظیر وجود چاه‌ها، قنات‌ها و حفره‌های زیرزمینی دیگر باید شناسایی شده و عمق، موقعیت و میزان تاثیر آن‌ها بر ساختمان و نحوه مقاوم سازی به تفصیل بیان گردد.
• تعیین نوع زمین جهت برآورد تاثیر آن بر مقدار نیروی زلزله در طراحی ساختمان از موارد مهمی هستند که باید در گزارش ذکر شوند.
• در کلیه ساختمان‌ها به ویژه در گودهای با عمق بیش از 1.5 متر، بررسی‌های مکانیک خاک انجام شود.

این بررسی‌ها اگر به درستی انجام شوند، ایمنی پروژه و عملیات ساختمانی را تضمین کرده و حتی می‌تواند از طریق تعیین دقیق مقاومت خاک و نوع زمین، تاثیر زیادی در جلوگیری افزایش غیرضروری هزینه‌ها داشته باشند.

• این بررسی‌ها توسط شرکت‌های معتبر انجام شود. متاسفانه از دید بعضی کارفرمایان در پروژه‌های عمرانی، گزارش‌های مکانیک تنها به عنوان آیتم بی اهمیت و هزینه‌بر تلقی شده و دریافت تاییدیه لازم بدون بررسی‌های معتبر و اصولی توسط آزمایشگاه‌های فاقد صلاحیت را یک دستاورد می‌دانند.
• معمولا برای انجام بررسی های مکانیک خاک، بعد از بررسی نقشه‌‌های اولیه و بازدید محلی، گمانه‌هایی با توجه به وسعت پروژه به صورت دستی یا ماشینی حفر شده و از خاک نمونه یرداری می‌گردد.

توجه و دقت در اخذ نمونه دست خورده یا دست نخورده متناسب با نوع آزمایش مورد نظر در حصول نتیج معتبر بسیار تاثیرگذار خواهد بود.

• حتما باید فرد متخصصی از شرکت هنگام حفاری‌ها و انجام آزمایش‌های محلی حاضر باشد و شرایط حفاری و نمونه برداری را کنترل کند.
•  گزارش باید به طور کامل تهیه شده باشد و در صورت لزوم، جهت کنترل و رفع نواقص به فرد یا شرکتی متخصص ارائه گردد.

هرگونه نقص در این قسمت می‌تواند مخارج زیادی را در جریان گود برداری به پروژه تحمیل کرده و یا باعث ریزش گود شود. مهندس محاسب ساختمان باید این گزارش را در طراحی پی، سازه نگهبان و سازه اصلی مورد استفاده قرار دهد.

گسیختگی ها، مشکلات و خطرات گود برداری چیست؟

• ریزش دیواره ها و سقوط آوار، خفگی ناشی از کمبود اکسیژن

• سقوط از ارتفاع

• نشست، تورم خاک و تغییر مکان ساختمان مجاور گود

عواملی مانند اعمال بار روی سطح خاک، پایین آمدن سطح سفره آب زیرزمینی و صعود مویینگی باعث افزایش تنش موثر خاک می‌گردد. در صورتی که خاک از نوع رس اشباع باشد، تحکیم و در نهایت نشست رخ می‌دهد.

حال اگر تنش موثر خاک در رس اشباع، کاهش یابد (یعنی خلاف حالت قبلی)، خاک رس کمی افزایش حجم داده و با جذب مقداری آب متورم می‌شود.

در صورت وقوع نشست و تورم، احتمال تغییر مکان ساختمان مجاور گود وجود دارد که این مسئله باید توسط مهندس طراح در نظر گرفته شود.

• بالازدگی کف گود

خاک‌های ریزدانه و چسبنده به دلیل نفوذپذیری بسیار کمی که دارند، در کوتاه مدت همانند یک جسم صلب عمل می‌نماید. در صورتی که سطح آب زیرزمینی بالاتر از تراز کف گود باشد، در این حالت احتمال بالازدگی در خاک ریزدانه وجود خواهد داشت.

به این شکل که فشار آب حفره‌ای در زیر سطح لایه رسی، نیرو بلندکننده ایجاد می‌کند. در صورتی که این نیرو از وزن لایه رسی بیشتر شود، بالازدگی رخ می‌دهد.

در صورت رفع خطر بالازدگی، در بلند مدت، آب به درون خاک ریزدانه نفوذ کرده و در صورت چسبنده نبودن آن، مسئله جوشش مطرح شده و باید کنترل گردد.

• جوشش

خاک‌های اصطکاکی (فاقد چسبندگی) عمدتا شامل درشت دانه‌ها و ریزدانه‌هایی هستند که مقدار قابل توجهی ماسه یا لای دارند. در این نوع خاک، چنانچه گرادیان هیدرولیکی خاک (در راستای عمود) به حد بحرانی برسد، تنش موثر خاک صفر شده و مقاومت خاک از بین می‌رود.

در این حالت خاک دچار جوشش (رگاب، روانگرایی و در ماسه‌ها به آن پدیده ماسه زنده نیز گفته می‌شود) می‌گردد.

نکته حائز اهمیت در مورد بررسی بالازدگی و جوشش این است که اگر خاک ریزدانه بوده و اصطکاکی باشد مانند رس سلیتی، رس شن دار و غیره، در این حالت مهندس طراح باید ضریب اطمینان در برابر بالازدگی و نیز ضریب اطمینان در برابر جوشش را مد نظر قرار بدهد.

• مشکلات ناشی از لرزش گود برداری در سازه های اطراف گود

گاهی ماشین آلات مورد استفاده در عملیات گودبرداری لرزش‌هایی ایجاد می‌کنند. این مسئله در صورت ضعیف بودن سازه‌های مجاور گود، مشکلاتی به وجود می‌آید.

لذا استحکام سازه‌های مجاور باید مورد بررسی قرار بگیرد.

• خطرات ناشی از برخورد و ایجاد صدمات به تاسیسات زیرزمینی همانند گاز، برق ،آب و غیره

قبل از گودبرداری باید از وجود تاسیسات زیرزمینی در محل گود و اطراف آن مطلع شد. در روش‌هایی مانند نیلینگ و انکراژ که به زمین‌های مجاور تعرض می‌کنند، احتمال برخورد با تاسیسات بیشتر است که این مسئله ایجاد مشکل می‌نماید.

طبق آماری که سازمان ایمنی و سلامت حرفه‌ای ایالات متحده آمریکا OSHA ارائه داده است:

میانگین آمار حوادث گود برداری ترانشه‌ها در آمریکا به قرار زیر است:

الف) در ترانشه‌های با عمق 0 تا 1.5 متر: حدود 37 درصد

ب) در ترانشه‌های با عمق 1.5 تا 3 متر: حدود 26 درصد

ج) در ترانشه‌های با عمق 3 تا 4.5 متر: حدود 26 درصد

د) در ترانشه‌های با عمق 4.5 تا 6 متر: حدود 11 درصد

برای یادگیری کامل تمام مراحل اجرای ساختمان از جمله گودبرداری ” آموزش اجرای ساختمان “ را از دست ندهید!

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری