استرات چیست ؟ سازه نگهبان مهار متقابل زیر ذره‌بین + فیلم

آیا می‌دانید مهار متقابل یا استرات چیست ؟ آیا با مزایا و معایب سازه نگهبان مهار متقابل آشنا هستید؟! مهار متقابل یکی از روش‌های پایدار سازی گود محسوب می‌شود که به دلیل سهولت در اجرا و سرعت بالای آن در گودهایی با عرض کم بسیار متداول است. ما در این مقاله در مورد صفر تا صد اجرای روش مهار متقابل صحبت می‌کنیم. همچنین نکات اجرایی مهار متقابل در گود عریض و عمیق را نیز شرح می‌دهیم. تا انتهای این مقاله با ما در آکادمی عمران همراه باشید تا به جواب تمام سوال‌های خود برسید.

فیلم معرفی سازه نگهبان مهار متقابل

پیش از خواندن ادامه مقاله ابتدا فیلم زیر را مشاهده کنید تا به جواب سوال خود در مورد ” مهار متقابل یا استرات چیست ؟” برسید.

استرات یا روش مهار متقابل در گودبرداری 

روش مهار متقابل یک روش پایدار سازی متداول برای گودهایی با عرض کم (تا ۱۰ متر) است. با این وجود، می‌توان با استفاده از روش‌هایی، مهار متقابل را در گودهایی با عرض متوسط نیز اجرا کرد.

همانطور که در مقاله ” سازه نگهبان خرپایی “ گفتیم، یکی از محدودیت‌های روش سازه نگهبان خرپایی، جاگیری زیاد آن در گود است که این امر برای اجرای فونداسیون و سازه مزاحمت ایجاد می‌کند.

جاگیر بودن سازه نگهبان خرپایی در گودهایی با عرض کم، کار را مشکل و حتی امکان‌ناپذیر می‌کند. در این شرایط می‌توانیم از روش سازه نگهبان مهار متقابل استفاده کنیم.

پایدار سازی گود به روش مهار متقابل بسیاری از مزایای سازه نگهبان خرپایی را دارد. این مزایا عبارتند از:

• مناسب بودن در مناطق شهری
• انعطاف بالا در شرایط مختلف
• استفاده مجدد از مصالح
• سهولت روش اجرا
• عدم نیاز به تخصص بالای نیروی انسانی
• عدم نیاز به مصالح خاص و دستگاه‌های ویژه

روش مهار متقابل در گودبرداری مزایای دیگری نسبت به سازه نگهبان خرپایی نیز دارد، که عبارتند از: سرعت بیشتر اجرا، جاگیری بسیار کمتر، مرحله بندی کمتر اجرای کار، امکان بیشتر اجرای کار به صورت ماشینی.

طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه

مشاهده جزئیات

مراحل اجرای پایدار سازی گود به روش مهار متقابل

به طور کلی روش اجرای سازه نگهبان مهار متقابل به شرح زیر است:

1. حفر چاه‌هایی روبه‌روی هم در حاشیه زمین
2. قرار دادن قفسه‌های آرماتور در داخل چاهک‌ها
3. اتصال شاخک‌هایی مانند ناودانی و نبشی به پروفیل‌ها جهت درگیری بیشتر با بتن چاه
4. قرار دادن پروفیل‌های مناسب بسته به عمق گود و مشخصات در درون چاه‌ها
5. بتن‌ریزی درون چاه
6. اتصال قسمت فوقانی هر دو سولجر متقابل به یکدیگر با کمک تیرها یا خرپاها
7. پس از اجرای مراحل فوق عملیات گودبرداری به صورت مرحله به مرحله اجرا می‌گردد.

در ادامه این مراحل را با جزئیات بیشتری شرح می‌دهیم.

در این روش مشابه روش اجرای سازه نگهبان خرپایی، در دو طرف گود و در فواصلی معین از یکدیگر چاهک‌هایی را حفر می‌کنند که چاهک‌ها باید روبه‌روی هم قرار بگیرند.

همانطور که می‌دانید شمع‌ها به منظور تامین طول مهاری در انتهای تحتانی سولجرها اجرا می‌شوند.

پس عمق این چاهک‌ها برابر با عمق گود به علاوه عمق شمع سولجرها (به اندازه معمولا چیزی در حدود 1.25 تا 1.35 برابر عمق گود) است.

به طور مثال برای گودی به عمق 10 متر، میزان عمق این چاهک‌ها حدود 12 تا 14 متر است که باید توسط طراح ارائه گردد.

سپس قفسه آرماتورهای شمع‌ها آماده شده و سولجرها را بر اساس محاسبات و مطابق با نقشه‌های اجرایی، به آرماتوربندی شمع‌ها متصل می‌کنیم.

انتهای تحتانی سولجرها باید حداقل به یک میزان مشخص، داخل شمع فرو روند. سپس سولجرهای متصل به آرماتوربندی شمع‌ها را داخل چاه قرار می‌دهیم و سپس شمع انتهای چاهک‌ها را بتن ریزی می‌کنیم.

طول سولجرها معمولا به اندازه‌ای محاسبه می‌شود که قسمت فوقانی آن‌ها بالاتر از تراز لبه گود قرار گیرند.

با این امر و پس از نصب دستک فشاری فوقانی، از سرگیر شدن دستک‌ها برای کارگران و ماشین آلات حفاری جلوگیری می‌شود.

برای گودبرداری اولیه باید تا آن عمقی که خاک پایدار است (کمتر از عمق بحرانی) یا تا آن عمقی که سولجر بدون وجود دستک فشاری می‌تواند رانش خاک را تحمل کند و از نظر تغییر شکل خاک مشکلی پیش نمی‌آید، خاکبرداری را بدون نیاز به اجرای دستک فشاری سازه نگهبان انجام دهیم. این عمق را باید با محاسبه به دست آوریم.

در مرحله بعد دستک فشاری دو سولجر رو به روی هم را اجرا می‌کنیم که باعث پایداری هر دو سولجر می‌شود.

فشار رانش خاک وارد بر سولجرها باعث می‌شود که آن‌ها به طرف داخل گود خم شوند، ولی دستک‌های فشاری از این امر جلوگری می‌کنند، در نتیجه مقاومت خمشی سولجرها را به میزان بسیار زیادی افزایش می‌دهند.

به همین دلیل سیستم کلی دستک‌های فشاری بر اثر نیروهای رانش خاک که از طرف سولجرها بر آن‌ها وارد می‌شود، تحت نیروی فشاری و بر اثر وزن خود، تحت خمش و برش قرار می‌گیرند.

پس از آن، عملیات گودبرداری را به تدریج انجام می‌دهیم تا به کف گود برسیم.

اجرای روش استرات در گود عریض

در ادامه این مقاله سه روش اجرای سازه نگهبان مهار متقابل در گود عریض را شرح می‌دهیم.

روش اول:

• با زیاد شدن عرض گود، نیروی فشاری وارد بر دستک‌های فشاری افزایش خواهد یافت.در این صورت امکان خیز برداشتن دستک‌های فشاری وجود داشته و باید از مقاطعی استفاده کنیم که شعاع ژیراسیون بالایی دارند.

پروفیل‌های لوله‌ای یا پروفیل‌هایی با مقطع قوطی از شعاع ژیراسیون بالایی برخوردار هستند.

روش دوم:

• اگر برای دستک‌های فشاری از خرپاها و تیرهایی با مقطع I شکل که شعاع ژیراسیون کمی دارند، استفاده کنیم، یکی از دو روش زیر را باید اعمال کنیم:

در هر یک از طرفین گود، دو سولجر نزدیک به هم (مثلا با فاصله حدود نیم متر) را قرار می‌دهیم.

در مرحله بعد دو خرپا را با همان فاصله از هم به ترتیب به انتهای فوقانی سولجرها متصل می‌کنیم.

آنگاه بال‌های فوقانی و بال‌های تحتانی خرپاها را با المان سازه‌ای افقی که در راستاهای عمود و مایل نسبت به یال‌های خرپا قرار می‌گیرند، به هم متصل کنیم تا مجموعه دو خرپا و این المان‌های متصل کننده آن‌ها به صورت یک مقطع خرپایی سه بعدی با شعاع زیراسیون زیاد درآیند.

این مقاطع مشابه ستون جرثقیل‌های برجی، یعنی تاور کرین‌ها هستند.

روش سوم:

• روش دیگر این است که برای مقابله با کمانش این دستک‌های فشاری خرپایی یا تیرهایی با مقاطع I شکل، مقاطع دیگری را در راستای عمود بر دستک‌ها و در وسط دهانه آن‌ها به آن‌ها متصل می‌کنیم.

با این کار طول کمانش دستک‌ها کم شده و مقاومت خمشی بیشتری پیدا می‌کنند.

حتی می‌توانیم به جای یک ردیف مقاطع عمود بر دستک‌های فشاری، از چند ردیف مقاطع موازی در راستای عمود بر دستک‌ها، استفاده کرده و آن‌ها را به دستک‌های فشاری متصل کنیم.

روش مهار متقابل در گودبرداری عمیق

در صورتی که عمق گود زیاد باشد، لنگر خمشی ایجاد شده در سولجرها بسیار زیاد خواهد شد و لازم است از پروفیل‌های سنگین‌تری برای آن‌ها استفاده کنیم.

برای حل این مشکل می‌توانیم پس از اجرای سولجرها و دستک‌های فشاری متصل به انتهای فوقانی سولجرها، گودبرداری را شروع کنیم.

سپس، پس از رسیدن به یک عمق مشخص، دستک دیگری را در تراز پایین‌تر به سولجرها متصل کنیم تا سولجرها مانند یک تیر واقع بر روی چند تکیه گاه عمل کرده و لنگر خمشی ایجاد شده در آن‌ها کاهش یابد.

به این نکته توجه داشته باشید که باید فضای ارتفاعی کافی در زیر دستک فشاری وجود داشته تا سازه نگهبان هم برای کارگران و هم برای ماشین آلات حفاری خاک سرگیر نبوده و امکان عبور و مرور ماشین آلات خاکبرداری در محوطه زیر دستک فشاری فراهم باشد.

نکات مهم اجرای استرات

• در صورت وجود احتمال ریزش خاک در محدوده فاصله آزاد بین دو سازه نگهبان مجاور باید در بین سولجرها از شاتکریت یا انواع پانل‌ها استفاده کنیم.
• سیستم مهار متقابل گفته شده باید در جهت عمود بر سیستم قابی آن، یعنی در جهت طول گود نیز به صورتی مناسب مهاربندی شود. این عمل موجب تأمین صلبیت جانبی و پایداری سازه می‌شود.
• طول دستک‌های فشاری در صورتی که زیاد باشد، از حالت فعال به مقاوم در آمده و به دو طرف فشار وارد می‌کند. اگر طول دستک کم باشد، موجب کشش سولجر خواهد شد، لذا باید در اندازه‌گیری طول دستک‌های فشاری دقت کرد.

دستک‌ها مثل المان‌های واسط هستند و نیروی فشاری که از دو طرف خاک به آن‌ها وارد می‌کند را خنثی می‌کنند.

مزایا و معایب روش مهار متقابل

مزایای روش استرات

• سازه نگهبان مهار متقابل نه تنها موجب افزایش ظرفیت باربری سولجر می‌شود، بلکه موجب کاهش میزان تغییر شکل سولجر و در نتیجه کاهش میزان تغییر شکل و نشست احتمالی خاک پشت دیوار می‌شود.

این امر، به ویژه هنگامی که در مجاورت گود ساختمان‌هایی وجود داشته باشند، از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

• سرعت بالایی در اجرا دارد.
• نسبت به روش‌های دیگر هزینه آن کمتر است.
• نسبت به سازه نگهبان خرپایی، جاگیری کمتری دارد.
• اتصالات در مهار متقابل نسبت به سازه نگهبان خرپایی کمتر است.
• مهار متقابل با دیگر روش‌‌های پایدارسازی گود قابل ترکیب است.
• این روش، به ویژه در بسیاری از عملیات حفاری ترانشه‌ها و کانال‌ها می‌تواند بسیار مناسب باشد.
• سهولت روش اجرای مهار متقابل باعث می‌شود به تخصص بالای نیروی انسانی، مصالح و دستگاه‌های خاص نیازی نباشد.

معایب روش مهار متقابل

• اگر عرض گود زیاد باشد (مثلا بیش از 10 متر) ممکن است هزینه و زمان اجرای کار افزایش یافته و کار با سختی بیشتر انجام شود. در یک پروژه خاص باید این امر مورد مطالعه قرار گرفته و با دقت مشخص شود.
• اگر عمق گود زیاد باشد، ممکن است هزینه و زمان اجرای کار افزایش یابد. همچنین مهاربندی‌های تراز‌های مختلف می‌توانند دست و پا گیر باشند و موجب بروز مشکل شوند.
• مهار متقابل ممکن است برای ماشین آلات سرگیر باشد و در صورت خوردن ضربه به دستک‌ها ممکن است گود فرو بریزد.

آموزش پایدار سازی گود به روش مهار متقابل

سازه نگهبان مهار متقابل یا استرات یکی از روش‌های پایدارسازی گود است. گودبرداری غیراصولی هر ساله خسارات مالی و جانی بسیاری پدید می‌آورد. هر مهندس اجرایی عمران باید با ریزه‌کاری‌ها و اصول آن آشنا باشد.

پیشنهاد می‌کنیم برای این که به عنوان یک مهندس عمران بتوانید حرفی برای گفتن داشته باشید و جایگاه شغلی و درآمدی خودتان را تضمین کنید، اصلا آموزش اجرای ساختمان را از دست ندهید. همچنین ما در  آموزش گودبرداری  صفر تا صد روش مهار متقابل را همراه با فیلم کارگاهی مو به مو توضیح می‌دهیم.

روی تصویر زیر کلیک کنید تا با سرفصل‌های آموزشی و نمونه آموزش بیشتر آشنا شوید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری