برای مشاهده آموزش‌های کاربردی مهندسی عمران در حوزه اجرا و دفترفنی و سرمایه گذاری روی خودت، حتما روی این بنر کلیک کن!
0
02144030986

سازه نگهبان خرپایی | ۷ مرحله اجرای سازه نگهبان خرپایی

سازه نگهبان خرپایی

گودبرداری و انتخاب روش پایدارسازی گود یکی از مراحل مهم ساخت و ساز است. هر ساله اجرای غیر اصولی گودبرداری، خسارات جانی و مالی بسیاری در پی دارد. از این رو، داشتن دانش کافی در زمینه گودبرداری و انواع روش‌های آن امری ضروری است. اجرای سازه نگهبان خرپایی یکی از روش‌های پایدارسازی گود است. اما چه قدر در مورد مراحل اجرای سازه نگهبان خرپایی می‌دانید؟! ما در این مقاله گودبرداری را بررسی کرده و نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی را زیر ذره‌بین می‌بریم. تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.

آنچه که در این مقاله می آموزید :

گودبرداری و سازه های نگهبان

روش‌های گودبرداری

سازه نگهبان خرپایی

نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی

۱) حفاری چاه در امتداد مسیر گودبرداری

۲) نصب عضو قائم

۳) گودبرداری با شیب پایدار

۴) اجرای فونداسیون برای عضو مایل

۵) نصب عضو مایل

۶) نصب اولین عضو افقی و ردیف‌های بعدی اعضای افقی و قطری

۷) تثبیت جداره‌های گود

نکات مهم اجرای سازه نگهبان خرپایی

برچیدن سازه نگهبان خرپایی

مزایای سازه نگهبان خرپایی

معایب سازه نگهبان خرپایی

گودبرداری و سازه های نگهبان

گودبرداری به عملیاتی گفته می‌شود که طی آن، حفاری و خاکبرداری در تراز پایین تر از سطح زمین یا زیر پی ساختمان مجاور صورت می‌گیرد.

ایجاد پایداری مناسب برای ساختمان‌های کناری در هنگام تخریب، گودبرداری و اجرای سازه نگهبان یکی از مراحل مهم در ساخت و سازهای درون شهری و برون شهری است.

گودبرداری جزء عملیات‌های خاکی خطرناک است که عدم رعایت مسائل فنی و ایمنی موجب بروز خسارات جانی و مالی خواهد شد.

لذا آشنایی با این عملیات و رعایت اصول آن در حوزه طراحی و اجرا، امری ضروری است.

برای مطالعه بیشتر در مورد گودبرداری به مقاله ” گودبرداری چیست ؟ صفر تا صد اصول گودبرداری و ایمنی گود + فیلم” مراجعه کنید.

سازه نگهبان خرپایی

روش‌ های گودبرداری

شما به عنوان یک مهندس عمران باید با توجه به شرایط، نوع روش گودبرداری را انتخاب کنید. عوامل موثر بر انتخاب روش گودبرداری به شرح زیر است:

حجم کار

عمق گود

میزان سربار

محل قرارگیری گود (درون شهری یا برون شهری)

وضعیت سازه‌های مجاور گود

تجهیزات و تکنولوژی در دسترس

شرایط اقتصادی

با پایدارسازی گود می‌توان خاک زیرسازه مجاور را نگه داشت. با این کار خود به خود سازه‌ی روی خاک هم پایدار می‌شود.

برای پایدارسازی گودبرداری از روش‌های مختلفی استفاده ‌می‌شود. از انواع روش های گودبرداری و سازه نگهبان می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

سازه های نگهبان خرپایی

نیلینگ

برای اینکه در مورد نیلینگ و مراحل اجرای آن بیشتر بدانید به مقالات “نیلینگ چیست ؟ صفر تا صد ویژگی‌ها، مکانیزم رفتاری و نکات مهم نیلینگ + فیلم” و “شرح کامل ۶ مرحله روش اجرای نیلینگ در گودبرداری” سر بزنید.

 

اجرا ساختمان

 

انکراژ

 انکراژ از نظر ظاهری تقریبا شباهت ظاهری با نیلینگ دارد، برای اینکه در مورد انکراژ و تفاوتش با نیلینگ بدانید به مقالات “همه جزئیات روش انکراژ یا میل مهار در پایدارسازی گود” و ” بررسی جزئیات تفاوت نیلینگ و انکراژ در ابعاد مختلف” مراجعه کنید.

روش مهار متقابل

شمع کوبی

دیواره‌های دیافراگمی و سپرکوبی

دیوار برلنی

 روش اجرای بالا به پایین سازه

در ادامه این مطلب، به شرح جزئیات ویژگی‌ها و نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی می‌پردازیم.

 

سازه نگهبان خرپایی

سازه نگهبان خرپایی متدوال‌ترین شیوه در گودبرداری کم عمق است. نکته مهم در این روش، خاکبرداری و تکمیل المان‌ها به صورت مرحله‌ای و پر کردن پشت سازه نگهبان با مصالح مناسب و اتصال کامل آن به خاک است.

سازه نگهبان خرپایی از یک عضو عمودی و مایل تشکیل شده. بقیه اعضا به شکل افقی و قطری قرار می‌گیرند و ترکیب آن‌ها یک شبکه مثلثی به وجود می‌آورد.

سازه نگهبان خرپایی

 

در این سازه فقط نیروی محوری وجود داشته و به علت عدم وجود نیروی برشی و لنگر خمشی در اعضا متشکله خرپا، اتصالات باید به صورت مفصلی مدل شوند.

هرگونه فاصله بین سازه نگهبان خرپایی و دیوار گود موجب بی فایده بودن و عدم کارایی آن می‌گردد.

فاصله خرپاها در این روش بنا به نوع و جنس خاک متغیر است، ولی حداکثر فاصله نباید از ۴ متر بیشتر شود.

هم‌چنین در صورت اشباع شدن خاک در اثر بارندگی، عملا خاک جاری شده و سازه نگهبان تاثیر محسوسی در پایداری گود نخواهد داشت.

سازه نگهبان خرپایی

 

نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی

در تصویر زیر طرح شماتیک نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی را مشاهده می کنید. در ادامه به شرح این مراحل می‌پردازیم. 

سازه نگهبان خرپایی

 

۱) حفاری چاه در امتداد مسیر گودبرداری

در محل اعضای قائم خرپاها که در مجاورت دیواره گود و منتهی الیه زمین و در مرز همسایه قرار دارند، چاهک‌هایی حفر می‌شود.

عمق این چاهک‌ها متاثر از نوع خاک، عمق گودبرداری و میزان سربار تعیین می‌گردد. به طور کلی عمق آن‌ها از سطح زمین برابر با عمق گود به علاوه طول لازم جهت ایجاد گیرداری مناسب عضو قائم در خاک کف گود است (یعنی حدود ۱٫۲۵ تا ۱٫۳۵ برابر عمق گودبرداری).

قطر این چاهک­‌ها معمولا حدود ۸۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر است. قطرشان بایستی به گونه ای باشد که کارگر به راحتی بتواند داخل آن شده و حفاری نماید. لذا توصیه می شود کمتر از ۸۰ سانتی متر نباشد.

فاصله چاه ها از هم نیز با توجه به پلان ستون گذاری سازه اصلی طوری در نظر گرفته می شود که خرپا مزاحمتی در نصب و اجرای ستون ها و اسکلت سازه ایجاد ننماید.

بهتر است پس از حفاری، دیواره آن‌ها جهت جلوگیری از تماس خاک با بتن توسط پلاستیک پوشانده شود.

سازه نگهبان خرپایی

 

۲) نصب عضو قائم

در انتهای هر چاه آرماتوربندی پاشنه گیردار انجام شده و سپس عضو قائم خرپا توسط جرثقیل در چاهک‌ها قرار می‌گیرد. به این ترتیب پس از سخت شدن بتن، انتهای عضو قائم در زمین به صورت گیردار عمل خواهد نمود.

عضو قائم خرپا معمولا از پروفیل دوبل IPE ساخته شده که جهت درگیری بیشتر با بتن، چند ردیف برش ‌گیر از نبشی یا ناودانی روی آن نصب می‌گردد.

سازه نگهبان خرپایی

دقت شود در این مرحله طول پاشنه گیرداری باید طوری محاسبه و اجرا شود که پس از بتن ریزی، بتواند کشش ایجاد شده در عضو قائم خرپا را تحمل نماید که معمولا حدود ۲۵ درصد عمق گود است. 

قسمت انتهایی چاهک تا تراز کف گود (زیر پی ساختمان در دست احداث) با بتن پر می شود تا پس از سخت شدن بتن، عضو قائم خرپا در زمین گیردار شود.

سازه نگهبان خرپایی

نکته حائز اهمیت آن است که عضو قائم باید کاملا در تماس با سازه مجاور قرار گرفته باشد.

در صورت عدم امکان این تماس، پس از گیرش بتن فضای خالی با مصالح مناسب مانند آجر فشاری و ملات پر شود.

۳) گودبرداری با شیب پایدار

پس از گیرش بتن، نوبت به اجرای عضو مایل می‌رسد اما به دلیل وجود خاک، امکان اجرا وجود ندارد. به همین دلیل خاک مجاور عضو قائم جهت اجرای عضو مایل خرپا به صورت مرحله‌ای برداشته می‌شود. 

در خاک‌های مقاوم‌تر می‌توان به جای حفر چاه از ابتدا محل خرپاها را به صورت ترانشه شیب دار برداشت. همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید خاکبرداری باید مرحله ای و با فاصله باشد.

سازه نگهبان خرپایی

 

۴) اجرای فونداسیون برای عضو مایل

در این مرحله پس از گودبرداری و رسیدن به تراز کف پی، فونداسیون منفرد عضو مایل قالب بندی و آرماتوربندی شده و پس از نصب صفحه ستون، بتن ریزی انجام می‌شود.

تکیه گاه مناسب برای عضو مایل، عموما به صورت شالوده‌ای منفرد و مربعی به ابعاد تقریبی ۸۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر و ضخامت ۵۰ سانتی‌متر است. تراز روی این تکیه گاه نباید از کف گود بالاتر باشد.

سازه نگهبان خرپایی

۵) نصب عضو مایل

پس از گیرش بتن و حصول مقاومت مناسب، عضو مایل خرپا از پایین به شالوده اجرا شده در کف گود و از بالا به عضو قائم خرپا جوش داده می شود.

جهت یکپارچگی این سازه، اعضای مایل به وسیله شناژ با یکدیگر متصل می‌گردند.

سازه نگهبان خرپایی

۶) نصب اولین عضو افقی و ردیف‌های بعدی اعضای افقی و قطری

خاک محصور بین عضو قائم و مایل خرپاها در سرتاسر امتداد دیواره گود به صورت مرحله ای برداشته می شود. پس از هر مرحله خاکبرداری اعضای افقی و قطری جهت صلبیت بیشتر خرپا به تدریج نصب می شوند.

در مرحله بعد، پس از تکمیل سازه نگهبان، خاک بین خرپاها به صورت دستی یا ماشینی تراشیده می‌شود. در خاک‌های ریزشی و سست جهت مهار خاک در فضای بین دو خرپا و جلوگیری از ریزش آن از مهاربندی قطری و تخته ‌گذاری استفاده می‌شود.

سازه نگهبان خرپایی

۷) تثبیت جداره‌های گود

در مرحله آخر به منظور جلوگیری از ریزش موضعی و جزئی خاک جداره های گود، شبکه فولادی (مش) و بتن پاشی (شاتکریت) به منظور تثبیت جداره‌های گود استفاده می‌شود.

برای مطالعه بیشتر در مورد شاتکریت به مقاله بتن شاتکریت یا بتن پاشی از صفر تا صد + فیلم سر بزنید.

سازه نگهبان خرپایی

نکات مهم اجرای سازه نگهبان خرپایی

 سازه نگهبان خرپایی یکی از روش‌های متدوال در ساخت و ساز شهر است که عموما مطالعات ژئوتکنیک به درستی در آن انجام نمی‌شود. لذا رعایت جوانب احتیاط و افزایش ضرایب اطمینان در طرح و اجرای این روش ضروری است در غیر این صورت خسارات زیادی پدید می‌آورد.

سازه نگهبان خرپایی

 در خاک‌های سست نباید گودبرداری را تا تراز نهایی انجام داد و سپس اقدام به اجرای سازه نگهبان نمود زیرا ممکن است قبل از اجرای سازه نگهبان، دیواره گود ریزش کند.

عملیات حفر چاه باید با رعایت ضوابط اصول ایمنی و فنی مربوطه انجام شود.

استفاده از وسایل مناسب نظیر قیف، لوله و شوت برای ریختن بتن شمع‌ها ضروری است.

هندسه خرپا به گونه‌ای در نظر گرفته شود تا اعضای افقی سازه نگهبان در ترازهایی نصب شوند که با تراز سقف ساختمان یکسان باشند.

عبور عضو مایل خرپا از سقف ساختمان در دست احداث بلامانع است.

 جهت حفاظت بهتر و انتقال مناسب نیرو، ترجیحا باید خرپاها در محل ستون‌های ساختمان مجاور انجام شود.

دقت شود که خرپاها نباید در محل ستون‌های سازه در حال احداث قرار گیرند.

 برقراری اتصال کامل عضو قائم خرپا با خاک یا سازه مجاور به عنوان یکی از عوامل اصلی در عملکرد سازه نگهبان محسوب می‌شود.

به جرات می‌توان گفت یکی از دلایل اصلی ریزش گود در این روش عدم توجه به همین نکته به ظاهر ساده است.

لذا اکیدا توصیه می‌شود فضای خالی بین عضو قائم و سازه مجاور با آجر فشاری یا تخته بنایی پر گردد.

سازه نگهبان خرپایی

هر گونه تغییر در وضعیت خاک شامل تغییر رطوبت، حرکت نسبی لایه‌ها و بروز ترک باید با دقت بیشتری مورد بررسی قرار گیرد.

پاشیدن دوغاب گچ روی ترانشه‌ها یکی از روش‌های موثر در مشاهده و پایش ترک‌های احتمالی است.

اتصالات یکی از موارد مهم در ساخت خرپاست که معمولا بی‌توجهی به آن موجب گسیختگی سازه نگهبان در اثر افزایش تنش‌های وارده است.

لذا جهت رسیدن به طول جوش مناسب ترجیحا از صفحات فلزی با ابعاد مناسب جهت اتصالات استفاده شده و از جوشکاری مستقیم اعضا مخصوصا در گودهای عمیق اجتناب کنید.

جهت جلوگیری از پیچش خرپا، اتصال عضو مایل و عناصر فرعی کاملا در آکس عضو قائم اجرا شود.

این روش در خاک‌های ریزشی با چسبندگی بسیار کم، موثر نبوده و باید از سایر روش‌ها استفاده شود.

در صورت ضعیف بودن خاک، حتما در فضای بین دو سازه نگهبان از روش بتن پاشی یا تخته ‌گذاری استفاده شود.

سازه نگهبان خرپایی

 

هم‌چنین اتصال عرضی خرپاها جهت افزایش ضریب ایمنی و جلوگیری از کمانش جانبی آن‌ها تحت نیروهای وارده مفید است.

رقوم بالای پی شناژ قائم و مایل با رقوم کف فونداسیون سازه اصلی برابر باشد. این رقوم، رقوم کف گودبرداری است.

 بین شمع و پی‌های مجاور بهتر است شناژ افقی اجرا شود (از شناژهای فلزی نیز می‌توان استفاده کرد).

 هنگام استفاده از سازه نگهبان خرپایی در زیر سفره آب زیرزمینی اجرای عملیات زهکشی و خشک سازی لازم و ضروری است.

 وظیفه مهم مهندس ناظر در اجرا سازه نگهبان، شناسایی ترک‌ها است.

 

شناسایی ترک ها در روش سازه نگهبان خرپایی

خاک به تدریج گسیخته می‌شود و یکباره این اتفاق نمی‌افتد. لذا مهندس ناظر با شناسایی ترک‌ها و کنترل عرض آن‌ها می‌تواند تمهیداتی در نظر بگیرد و از فرار خاک زیر سازه جلوگیری کند. 

برای شناسایی و کنترل ترک‌ها می‌توان به دو روش عمل کرد.

۱) در روش سنتی و کم هزینه، روی خاک و مناطق پرخطر مانند درزها، دوغاب گچ استفاده می‌کنند. گچ در برابر کشش هیچ مقاومتی ندارد. بنابراین در صورت بروز ترک به سرعت آن را نشان می‌دهد و قابل شناسایی و بررسی است.

۲) در روش دوم به وسیله دوربین‌های نقشه‌برداری و حرکت خاک، ترک‌ها را کنترل می‌کنند.

در این روش یک نقطه را به عنوان نقطه نشانه در نظر می‌گیرند و حرکت دیگر نقاط را نسبت به این نقطه کنترل می‌کنند.

سازه نگهبان خرپایی

برچیدن سازه نگهبان خرپایی

زمانی که بخشی از سازه احداث شود که توانایی تحمل رانش خاک را داشته باشد، می‌توان سازه نگهبان خرپایی را برداشت. این بخش از سازه می‌تواند دیوار حائل و یا بخشی از قاب سازه باشد.

اگر بخواهیم تمام یا بخشی از قاب سازه در دست احداث جایگزین سازه نگهبان خرپایی شود، باید طراح سازه در هنگام طراحی این امر را مد نظر قرار داده و قاب را برای بارهای وارده نیز طراحی کند.

 

مزایای سازه نگهبان خرپایی

روش گودبرداری مناسب در مناطق درون شهری

مناسب برای عمق کم و سازه نگهبان سبک

قابلیت انعطاف بالا

 قابلیت انطباق با روش‌های زهکشی

به صرفه و اقتصادی بودن

امکان استفاده مجدد از مصالح و هم‌چنین بازیافت آن‌ها

روش اجرای ساده

 عدم ورود به زمین مجاور

 عدم نیاز به اجازه همسایه‌ها

 قابلیت اجرا در پروژه‌هایی با هندسه نامنظم

 

معایب سازه نگهبان خرپایی

با توجه به اینکه جلو حرکت خاک را می‌گیرد، از نظر ایمنی و تکنولوژی‌های جدید جایگاه مناسبی ندارد. 

سرعت اجرا نسبت به روش‌های پیشرفته‌تر پایین‌تر است.

خرپاها جاگیرند و در اجرا اخلال ایجاد می کنند.

 بخشی از خاک باید به صورت دستی برداشته شود.

 برای گودهای عمیق نامناسب است.

 تداخل خرپاها در کنج‌های مقعر وجود دارد.

 به دلیل سهولت اجرا، ورود افراد غیرمتخصص در این حوزه زیاد است.

امیدواریم در پایان این مقاله دید خوبی نسبت به نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی پیدا کرده باشید و از اینکه تا پایان مقاله با ما همراه بودید، تشکر می‌کنیم. اگر هنوز سوال یا نظری در مورد این مقاله دارید، با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران

برای مشاهده تمامی مسیرهای یادگیری مهندسی عمران به صفحه زیر سر بزنید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *