مقدمه
سازه نگهبان یک ساختار موقتی است که برای پشتیبانی از دیواره‌های خاکی یا ساختمان‌های مجاور در حین انجام عملیات حفاری و ساخت و ساز به کار می‌رود. این سازه‌ها از ریزش خاک، نشست ساختمان‌های اطراف و خطرات ناشی از ناپایداری زمین جلوگیری می‌کنند. کاربردهای سازه نگهبان شامل حفاظت از گودبرداری‌های عمیق، جلوگیری از آسیب به تأسیسات شهری، ایمن سازی سایت‌های ساختمانی و ایجاد شرایط پایدار برای اجرای فونداسیون و سایر مراحل ساخت است. انواع مختلفی از سازه‌های نگهبان مانند دیوار حائل، شمع بندی، مهارگذاری و سپرهای فولادی بسته به شرایط پروژه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه این مقاله قصد داریم به بررسی سازه نگهبان و روش اجرا آن بپردازیم. پس برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه با ما همراه شوید.
سازه نگهبان و روش اجرا آن
سازه نگهبان نوعی ساختار موقتی یا دائمی است که برای حفظ پایداری دیواره‌های خاکی، جلوگیری از ریزش زمین و حفاظت از ساختمان‌های مجاور در حین عملیات گودبرداری و ساخت و ساز به کار می‌رود. این سازه نقش مهمی در تأمین ایمنی پروژه‌های ساختمانی، به ویژه در مناطق شهری با تراکم بالا دارد. سازه‌های نگهبان معمولاً از روش‌هایی مانند دیوارهای حائل، شمع‌های فولادی، نیلینگ (میخکوبی خاک)، انکراژ (مهارگذاری) و سپرهای فولادی ساخته می‌شوند که بسته به شرایط خاک و عمق گودبرداری انتخاب می‌شوند.
موارد استفاده از سازه نگهبان
- گودبرداری‌های عمیق: جلوگیری از ریزش خاک و افزایش ایمنی کارگران و تجهیزات ساختمانی.
- محافظت از ساختمان‌های مجاور: جلوگیری از نشست و تخریب سازه‌های اطراف پروژه.
- ایجاد بستر پایدار برای فونداسیون: تأمین شرایط مناسب برای اجرای پی و سایر مراحل ساخت.
- تأسیسات شهری: حفاظت از خطوط لوله، کابل‌های برق و سایر تأسیسات زیرزمینی.
- پروژه‌های عمرانی و زیرساختی: در احداث تونل‌ها، پل‌ها و مترو برای جلوگیری از ریزش دیواره‌ها.
- استفاده از سازه نگهبان باعث افزایش ایمنی، کاهش هزینه‌های ناشی از خسارات احتمالی و بهبود کیفیت اجرای پروژه‌های ساختمانی می‌شود.
روش اجرای سازه نگهبان
روش اجرای سازه نگهبان به عوامل مختلفی مانند نوع خاک، عمق گودبرداری، شرایط سازه‌های مجاور و الزامات فنی پروژه بستگی دارد. با این حال، اجرای سازه نگهبان معمولاً شامل مراحل زیر است:
1. بررسی و مطالعات اولیه
قبل از شروع هرگونه عملیات اجرایی برای ساخت سازه نگهبان، اولین گام انجام مطالعات ژئوتکنیکی است. این مطالعات شامل آزمایش‌های خاک، بررسی ساختار زمین، تعیین عمق سطح آب‌های زیرزمینی و ویژگی‌های فیزیکی خاک است. این اطلاعات به مهندسان کمک می‌کند تا ویژگی‌های خاک را شبیه سازی کرده و بهترین روش ساخت سازه نگهبان را انتخاب کنند. در این مرحله، اطلاعات درباره نحوه تعامل خاک با سازه‌های مجاور و همچنین هرگونه تهدید بالقوه مانند ناپایداری خاک، گازهای زیرزمینی یا منابع آبی نیز بررسی می‌شود.
همچنین، در این مرحله بررسی‌های دقیق بر روی ابعاد گودبرداری و سازه‌های اطراف انجام می‌شود. به عنوان مثال، محاسبه میزان فشارهایی که دیواره‌های گود می‌توانند تحمل کنند و تعیین نوع بارهایی که به سازه نگهبان وارد می‌شود، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این ارزیابی‌ها به مهندسان این امکان را می‌دهد که پیش‌بینی کنند چه نوع مصالح و روش‌هایی باید برای تثبیت گود انتخاب شود تا خطرات احتمالی در آینده کاهش یابد.
2. انتخاب روش مناسب سازه نگهبان
انتخاب روش مناسب برای اجرای سازه نگهبان بستگی به شرایط پروژه، نوع خاک، عمق گودبرداری و همچنین ویژگی‌های خاص منطقه دارد. یکی از روش‌های رایج در این حوزه استفاده از دیوارهای حائل بتنی است که به ویژه در گودبرداری‌های عمیق و برای مناطقی که نیاز به مقاومت بالای دیواره‌ها دارند، کاربرد دارد. این دیوارها می‌توانند به صورت پیش ساخته یا در محل ساخته شوند و در برابر فشار خاک و دیگر نیروهای جانبی مقاوم هستند.
روش دیگر، شمع‌های فولادی هستند که در این روش از پروفیل‌های فولادی برای ایجاد دیواره‌های محافظ استفاده می‌شود. شمع‌ها به داخل زمین رانده شده و می‌توانند برای تثبیت دیواره‌های خاکی مورد استفاده قرار گیرند. روش‌های دیگر مانند نیلینگ (میخکوبی خاک) و انکراژ (مهارگذاری) نیز برای پروژه‌های خاص انتخاب می‌شوند. در نیلینگ، میله‌های فولادی در خاک فرو برده می‌شوند و با دوغاب سیمان تثبیت می‌شوند، در حالی که در انکراژ، کابل‌های فولادی برای مهار دیواره‌های خاکی به کار می‌روند.
3. اجرای مراحل سازه نگهبان
در این مرحله، پس از انتخاب روش مناسب، عملیات اجرایی شروع می‌شود. اولین اقدام، حفاری مرحله‌ای است که برای جلوگیری از ریزش خاک در عمق‌های بالا انجام می‌شود. گودبرداری معمولاً به طور تدریجی و با استفاده از تجهیزات خاص انجام می‌شود. این فرآیند به ویژه در پروژه‌های گودبرداری عمیق اهمیت دارد چرا که هرگونه ریزش خاک ممکن است موجب بروز خطرات جدی برای افراد و تجهیزات شود.
پس از انجام حفاری، مرحله بعدی نصب المان‌های سازه‌ای است. در این مرحله، شمع‌های فولادی، میلگردها، کابل‌های انکراژ یا دیوارهای حائل طبق طرح‌های طراحی شده در محل نصب می‌شوند. این المان‌ها به صورت موقت یا دائمی در نظر گرفته می‌شوند تا به تثبیت دیواره‌های گود کمک کنند. در برخی از پروژه‌ها، برای جلوگیری از فشارهای هیدرواستاتیکی آب‌های زیرزمینی، سیستم‌های زهکشی نیز نصب می‌شوند تا از تجمع آب در گود جلوگیری شود. در نهایت، مهندسان نظارت دقیق بر اجرای صحیح سازه‌ها دارند تا اطمینان حاصل کنند که تمامی المان‌ها به درستی و مطابق با استانداردهای ایمنی نصب شده‌اند.
4. تکمیل گودبرداری و اجرای سازه اصلی
پس از اتمام مراحل نصب سازه نگهبان و تثبیت دیواره‌ها، مرحله گودبرداری ادامه می‌یابد. در این مرحله، عمق گود به طور تدریجی افزایش می‌یابد و عملیات گودبرداری به صورت مرحله‌ای انجام می‌شود. در برخی پروژه‌ها، سازه نگهبان ممکن است به عنوان بخشی از ساختار دائمی باقی بماند، به ویژه در پروژه‌های عمرانی بزرگ که نیاز به پایداری طولانی مدت دارند.
پس از تکمیل گودبرداری و تثبیت دیواره‌ها، عملیات اجرایی فونداسیون و سایر مراحل ساخت و ساز پروژه آغاز می‌شود. در نهایت، وقتی که پروژه ساختمانی به پایان رسید و سازه اصلی ساخته شد، در برخی موارد ممکن است سازه نگهبان حذف شود، در حالی که در برخی دیگر از پروژه‌ها، این سازه به عنوان بخشی از سازه‌های دائمی باقی می‌ماند تا در برابر هرگونه فشار جانبی از محیط اطراف مقاومت کند.
انواع سازه نگهبان کدام است؟
همانطور که گفتیم، سازه‌های نگهبان برای حفاظت از گودبرداری‌ها و تثبیت خاک در پروژه‌های ساختمانی و عمرانی به کار می‌روند و بسته به شرایط پروژه و نوع خاک، انواع مختلفی دارند. در ادامه، به توضیح برخی از رایج‌ترین انواع سازه‌های نگهبان پرداخته‌ایم:
1. دیوار حائل بتنی
دیوار حائل بتنی یکی از متداول‌ترین انواع سازه‌های نگهبان است که برای جلوگیری از ریزش خاک در گودبرداری‌های عمیق و یا در شرایطی که نیاز به مقاومت بالای دیواره‌ها است، استفاده می‌شود. این دیوارها می‌توانند به صورت پیش ساخته یا در محل ساخته شوند. دیوارهای حائل بتنی قادر به تحمل فشارهای زیاد از طرف خاک و دیگر نیروهای جانبی هستند. این نوع سازه‌ها برای پروژه‌هایی مانند ساختمان‌های بلند، زیرگذرها، و جاده‌ها مناسب هستند.
2. شمع بندی (سازه سپری)
در این روش، پروفیل‌های فولادی به داخل زمین رانده می‌شوند تا دیواره‌هایی برای نگهداشتن خاک ایجاد کنند. این پروفیل‌ها معمولاً به صورت عمودی در زمین نصب می‌شوند و می‌توانند بارهای جانبی و فشارهای خاک را تحمل کنند. شمع بندی یکی از روش‌های پرکاربرد برای گودبرداری‌های عمیق و پروژه‌هایی است که نیاز به ساخت سازه‌های محکم در نزدیکی سایر ساختمان‌ها دارند. این روش به ویژه در زمین‌های نرم و خاک‌های سست کاربرد دارد.
3. نیلینگ (میخکوبی خاک)
نیلینگ روشی است که در آن میله‌های فولادی به طول‌های مختلف در خاک فرو برده می‌شوند و با استفاده از دوغاب سیمان، خاک تثبیت می‌شود. این روش به‌طور ویژه برای خاک‌های ناپایدار و مناطق با شیب‌های تند استفاده می‌شود. نیلینگ باعث تقویت دیواره‌ها و جلوگیری از ریزش خاک در پروژه‌های گودبرداری می‌شود. این روش به‌ویژه در پروژه‌های حفاری در مناطق شهری که نیاز به کاهش فضا برای نصب سازه نگهبان وجود دارد، کاربرد دارد.
4. انکراژ (مهارگذاری)
انکراژ به معنای استفاده از کابل‌های فولادی است که در عمق خاک مهار شده و به تثبیت دیواره‌های گود کمک می‌کند. در این روش، کابل‌ها در زمین فرو برده شده و سپس کشیده می‌شوند تا فشارهای خاک را مهار کنند. انکراژ در مواقعی که فشار خاک زیاد است یا نیاز به تثبیت خاک در عمق‌های زیاد است، بسیار موثر است. این روش در پروژه‌های بزرگ مانند تونل‌ها و متروها استفاده می‌شود.
5. خرپاهای فولادی
در این روش، از سازه‌های خرپایی فولادی برای پشتیبانی از دیواره‌های گود استفاده می‌شود. خرپاها به طور معمول از ترکیب تیرهای افقی و میله‌های عمودی ساخته می‌شوند و می‌توانند به عنوان یک سیستم نگهدارنده برای تثبیت خاک در هنگام گودبرداری عمل کنند. این نوع سازه برای گودبرداری‌های با عمق متوسط مناسب است و قابلیت انعطاف بالایی دارد.
6. دیوارهای حائل خرپایی (سازه خرپایی)
این نوع سازه‌ها ترکیبی از دیوارهای حائل و سازه‌های خرپایی هستند. در این روش، دیوارهای حائل با استفاده از سازه‌های خرپایی تقویت می‌شوند. این ترکیب موجب افزایش پایداری و کاهش بارهای جانبی وارده به دیوار می‌شود. سازه‌های خرپایی به طور عمده در پروژه‌های پیچیده یا در جاهایی که فشار خاک بالا است، کاربرد دارند.
7. سپر فولادی (Shoring)
سپر فولادی به ویژه در پروژه‌های کوتاه مدت و در مکان‌هایی که نیاز به پایداری فوری وجود دارد، استفاده می‌شود. این سپرها را معمولاً به صورت ورق‌های فولادی می‌سازند و به صورت عمودی در زمین فرو می‌روند. این روش برای گودبرداری‌های کم عمق یا متوسط مفید است و سرعت اجرای بالایی دارد.
8. دیوارهای خاک مسلح (Retaining Walls)
این نوع دیوارها از مواد مختلفی مانند بتن، خاک، سنگ یا مصالح ترکیبی ساخته می‌شوند. دیوارهای خاک مسلح معمولاً در شرایطی استفاده می‌شوند که نیاز به حمایت از دیواره‌های خاکی وجود داشته باشد. در این روش، خاک تقویت شده به وسیله میلگرد یا شبکه‌های فولادی به صورت لایه‌ای در دیوار قرار می‌گیرد.
این انواع مختلف سازه‌های نگهبان با توجه به شرایط خاص هر پروژه انتخاب می‌شوند و می‌توانند به طور موقت یا دائمی استفاده شوند.
خرید مصالح ساختمانی در اصفهان
برای خرید مصالح ساختمانی در اصفهان، جهان آسین سپاهان یکی از معتبرترین گزینه‌هاست که طیف وسیعی از محصولات را با کیفیت بالا و قیمت مناسب ارائه می‌دهد. این مجموعه با تأمین مصالح ساختمانی از جمله فولاد، میلگرد، سیمان، بتن و دیگر مواد اولیه مورد نیاز برای پروژه‌های عمرانی اعتماد بسیاری از پیمانکاران و سازندگان را جلب کرد. علاوه بر ارائه محصولات با استانداردهای بین‌المللی، جهان آسین سپاهان خدمات مشاوره فنی و حمل و نقل سریع را نیز برای مشتریان خود فراهم می‌آورد، که این امر باعث راحتی و اطمینان خاطر در خرید مصالح می‌شود.
سخن آخر
سازه نگهبان یک ساختار موقتی است که برای تثبیت دیواره‌های خاکی در هنگام گودبرداری و جلوگیری از ریزش خاک به کار می‌رود. این سازه‌ها برای حفاظت از پروژه‌های ساختمانی و تأسیسات زیرزمینی، به ویژه در عمق‌های زیاد و نزدیکی به ساختمان‌های مجاور، ضروری هستند. روش‌های اجرای سازه نگهبان شامل استفاده از دیوارهای حائل بتنی، شمع‌های فولادی، نیلینگ (میخکوبی خاک)، انکراژ (مهارگذاری) و خرپاهای فولادی است که بر اساس ویژگی‌های خاک، عمق گودبرداری و نوع پروژه انتخاب می‌شوند. این روش‌ها به صورت مرحله‌ای نصب و به تثبیت دیواره‌های خاک و جلوگیری از آسیب به محیط اطراف کمک می‌کنند. در این مقاله به بررسی سازه نگهبان و روش اجرا آن پرداختیم. شما عزیزان می‌توانید سوالات خود را در این زمینه با کارشناسان ما در میان بگذارید.
سوالات متداول
1. سازه نگهبان چیست؟
سازه نگهبان یک ساختار موقتی است که برای تثبیت دیواره‌های خاکی در هنگام گودبرداری و جلوگیری از ریزش خاک و آسیب به ساختمان‌های مجاور به کار می‌رود.
2. چه روش‌هایی برای اجرای سازه نگهبان وجود دارد؟
روش‌های مختلف شامل دیوارهای حائل بتنی، شمع بندی فولادی، نیلینگ، انکراژ و خرپاهای فولادی است که بسته به شرایط خاک و عمق گودبرداری انتخاب می‌شوند.
3. چرا سازه نگهبان ضروری است؟
سازه نگهبان برای حفظ ایمنی پروژه‌های گودبرداری، جلوگیری از ریزش خاک، حفظ ساختارهای مجاور و تسهیل اجرای فونداسیون ضروری است.