سازه نگهبان

سازه نگهبان چیست؟

در سال های اخیر به علت ساخت ساختمان های با ارتفاع و طبقات بالا و نیاز به گود برداری های عمیق تر نیاز به ایمن کردن محیط کارگاه و منازل مجاور محل ساخت میباشد در گذشته مهار دیوار های مجاور مرسوم بوده است که در گاهی اوقات این روش کار آمدی مناسب را نداشته و باعث بروز تلفات جانی و مالی شده است و از این رو مهندسین این صنعت قوانین جدید را در گود برداری اعمال کرده اند و در این قوانین نگه داشتن خاک زیر یا همان پی ساختمان های مجاور توسط یکسری سازه در اولویت قرار گرفته است و اصلی ضروری در شروع مراحل ساخت ساختمان در هنگام گود برداری است که این نیاز توسط سازه های نگهبان برطرف میشود.

و یا به زبان ساده تر میتوان گفت به پایدار کردن گود هنگام گود برداری یکی از مهمترین مراحل ساخت و ساز است که در صورت اجرا نشدن آن میتواند یک خسارت بزرگ مالی یا جانی بر روی دست سازنده گذاشته و اجرا پروژه به حالت تعلیق موقت و یا دائم درآید.

انواع سازه نگهبان:

سازه نگهبان به روش خرپایی

سازه نگهبان به روش مهار متقابل

سازه نگهبان به روش نیلینگ ( میخ گذاری یا میخکوبی)

سازه نگهبان به روش انکراژ

سازه نگهبان به روش شمع درجا

سازه نگهبان به روش سپر کوبی

اولین روش که جزو پرکاربرد ترین و پر طرفدار ترین روش های ساخت سازه های نگهبان است روش خرپایی است.

 

سازه نگهبان به روش خرپایی :

اجزا سازنده سازه نگهبان خرپایی :

اجزا قائم ( اجزا اصلی ) – اجزا مایل  – پی اجزا قائم ( به صورت شمع اجرا میشود ) – پی اجزا مایل ( به صورت پی ساختمان اجرا میشود ) – اجزا افقی ( اتصال اجزا قائم به یکدیگر) – بادبند مایل و قائم

در اجرا سازه نگهبان خرپایی یکی مواردی که حتما باید اجرا شود اتصال سازه نگهبان به دیوار مجاور (پی ساختمان و دیوار همسایه ) است که به دو روش انجام میشود :

روش اول فیلر گیری :

فاصله بین اجزا قائم و اجزا افقی و بادبند ها را باید با آجر و گچ و خاک پر کنیم.

روش دوم نصب مش و شات کریت :

نصب شبکه فولادی ( مش ) که بین اجزا قائم و دیوار مجاور قرار داده و با بتن پاشی (شات کریت) مش ها را روی دیوار ثابت میکنیم و فاصله بین دیوار و اجزا قائم پر میشود.

 

 نحوه اجرا سازه نگهبان خرپایی :

در این روش یا هر روش دیگه ای مهندس ژئوتکنیک پارامتر های مکانیکی خاک ، ارتفاع آبهای زیر زمینی و بقیه مولفه های خاک را بررسی و اندازه گیری میکند و نسبت به آنها نقشه سازه نگهبان طراحی میشود.

نحوه اجرا به صورت مختصر و کلی به صورت زیر است:

مرحله اول : باید طبق نقشه و چسبیده به دیوارهای همسایه و با فاصله های مشخص یکسری چاهک برای اجرای ستون ها حفر میشود. که معمولا تا عمق یک متر از تراز اصلی پی پایین تر میرود.

مرحله دوم : درگام بعدی ستون ها ( شمع ها ) را با بتن ریزی واستفاده از نبشی برای گیرداری بیشتر به جداره همسایه و داخل حفره نسب میکنیم.

مرحله سوم : پس از مرحله دوم گود برداری با حفظ یک شیب پایدار شروع میشود ولی هنوز شانه های خاکی را برنمیداریم و فقط در نقاطی که ستون ها قرار گرفته اند شانه ها را به صورت تدریجی برمیداریم وپشت ستون را با ملات مناسب پر میکنیم تا کاملا با دیوار یکپارچه بشود.

مرحله چهارم : پس از رسیدن به کف برای اجرا اعضا مورب برای هر عنصر مورب یک فنداسیون مستقل اجرا میکنیم تا روی آن سوار شود و بعد خرپاها را به صورت اصولی بر تکمیل میکنیم

مرحله پنجم : در آخر شانه های خاکی را به صورت آرام برداشته و مش بندی و ملات پاشی میکنیم و مش ها باید پشت بندی داشته باشند تا با اتصال به ستون ها یکپارچگی خوب با سازه برقرا کنند.

 

سازه نگهبان به روش مهار متقابل :

سازه نگهبان مهار متقابل که به روش پشت بندهای افقی و مایل است ، که برای جلوگیری از تغییر مکان جانبی در گودهایی با عرض کم و در محیط های شهری استفاده می شود ، که این روش را می‌توان به عنوان ترکیبی از روش سپرکوبی و خرپا در نظر گرفت.

مزایا استفاده از این روش :

از مزایا این روش میتوان به سرعت بالا و هزینه پایین و محدوده اجرا کم  وموقتی بودن المان ها و امکان استفاده مجدد از آنها در گود برداری های دیگر و عملکرد مناسب در اجرا کانال ها اشاره کرد.

معایب استفاده از این روش :

این روش فضای زیادی را در داخل گود اشغال می کند که باعث محدودیت در بکارگیری ماشین آلات و تجهیزات موردنیاز و همچنین احتمال برخورد ماشین آلات و تجهیزات به المان ها و در نتیجه باعث به خطر افتادن گود می شود  و همچنین دشوار شدن مهار بندی های عرضی یا طولی در گود هایی با طول بیش از 10 متر و عمق زیاد و نیاز به استفاده از المان های بیشتر در خاک های سست

نحوه اجرا 

مرحله اول : حفر چندین چاهک با فواصل مشخص در دو طرف محدوده گودبرداری

مرحله دوم : مشخص نمودن جانمایی پروفیل‌های فولادی،  پروفیل‌ها باید مقداری بیشتر از عمق کل حفاری باشد.

مرحله سوم : اتصال انتهای بالایی پروفیل‌های متقابل (رو به رویی) توسط تیر یا خرپا

مرحله چهارم : شروع اجرای تدریجی عملیات گودبرداری

مرحله پنجم : اجرای مهار متقابل در نقاط دیگر پروفیل‌های قائم در صورت نیاز

مرحله ششم : استفاده از الوارهای چوبی یا دیگر المان‌های مناسب بین پروفیل‌های قائم در صورت ریزشی بودن خاک

 

توجه داشته باشید که مهار متقابل باید در جهت عمود بر تیر یا خرپاهای متصل شده نیز به صورت مناسب اجرا شود.

سازه نگهبان به روش نیلینگ ( میخ گذاری یا میخکوبی) :

سازه نگهبان دیگر، روش نیلینگ بر مبنای مسلح کردن خاک با استفاده از المان های فولادی نظیر میلگرد می باشد  ، در این روش، پس از حفاری گمانه‌های مخصوص، المان‌های بلندی نظیر میله‌های فولادی را درون خاک وارد می‌کنند. سپس، دوغاب را به درون حفره می‌ریزند. البته امکان اجرای همزمان حفاری و ریختن دوغاب نیز وجود دارد. توجه داشته باشید که در روش نیلینگ، برخلاف روش انکراژ، از المان‌های پیش تنیده یا بدون تنیدگی استفاده می‌شود.

 مزایا استفاده از این روش :

این نوع سازه نگهبان مزایی هم چون کم بودن مصالح مورد نیاز و انعطاف پذیری و سرعت اجرا بالا و عدم وجود محدودیت اجرا با توجه به ارتفاع دیوار ها و صرفه جویی در هزینه و زمان و کارگر میباشد.

معایب استفاده از این روش :

از معایب این سازه میتوان به نامناسب بودن برای زمینهایی با سطح آب زیر زمینی بالا و کاربری کوتاه مدت و غیر دائمی بودن آن واحتمال خوردگی میخ های فلزی و نیاز به نیرو کار متخصص و ماهر میتوان اشاره کرد.

اجرا سازه نگهبان به روش نیلینگ ( میخ گذاری یا میخکوبی):

در ابتدا گود برداری را تا عمقی که مهندس سازنده اعلام کرده است ( نسبت به جنس و مقاومت خاک ) حفاری کرده و سپس با استفاده از دریل واگن سوراخ های مایل و افقی با شیب 10 تا 15 درصد و با حدود 10 تا 15 سانتی متر قطر در سطح خاکبرداری شده به فاصله های 1 تا 2 متری ایجاد میکنند.

در مرحله ی بعد میلگردهای A3   به قطر معمولا ۴۰-۳۲ و یا ۲۸ میلی متر با طول های از قبل تایین شده در نقشه های اجرایی آماده می شود و انتهای این میلگردها را رزوه می کنند. بعد از نصب اسپیسر (برای قرار گرفتن میخ در سوراخ) و لوله های تزریق از جنس PVC، نیل ها را درون سوراخ ها قرار می دهند. معمولا ۲ عدد لوله ی تزریق روی نیل ها نصب می کنند. یکی از این لوله ها برای تزریق دوغاب و یکی هم برای خالی شدن هوا از داخل سوراخ ها و همچنین برای مشخص کردن، پر شدن داخل نیل ها از دوغاب استفاده می کنند.

 

سازه نگهبان به روش انکراژ:

 

این روش تشابه زیادی با روش نیلینگ دارد و تفاوت اصلی آن اعمال نیرو پس تنیدگی برای المان تسلیح است.

مراحل اولیه  مشابه روش نیلینگ و شامل خاکبرداری مقطعی، حفاری گمانه‌ها، نصب میلگرد تسلیح، تزریق دوغاب سیمان در بخشی از طول گمانه، بتن‌پاشی و نصب صفحه سر نیل و مهره است.

بعد از گذشت زمان مناسب  برای عمل‌آوری دوغاب سیمان، با نصب جک و نیروسنج، نیروی پس تنیدگی تا مقدار مورد نظر طراحی به میلگرد تسلیح و دوغاب اطراف آن اعمال می‌شود.

البته در بعضی از عملیات به روش انکراژ حفر چاه وجود ندارد .

در نهایت پس از این مرحله عملیات کشش المان تسلیح (اعمال نیروی پس تنیدگی) صورت می‌پذیرد.

وسایل مورد استفاده در روش انکراژ شامل:

۱. غلاف

۲. اسپیسر

۳. سنترالایزر

۴. سر انکر و گوه

۵. لوله ی تزریق گروت

۶. کابل (استرند) یا میلههای فولادی

 

مزایا استفاده از این روش :

بهبود مشخصات مکانیکی خاک و کاهش رانش آن

اشغال فضای بسیار کم در محدود گود برداری

استفاده از خاک به دست آمده از گود برداری و صرفه جویی در استفاده از مصالح

معایب استفاده از این روش :

محدودیت استفاده از این روش به دلیل لزوم به کارگیری بدنه خاک های مجاور دیواره گود در مجاورت با ساختمان ها و تاسیسات و معابر شهری

زمان بر بودن اجرا سازه به دلیل فرآیند مرحله ای

اقتصادی نبودن در پروژه های کوچک

نیاز به تجهیزات خاص و نیرو کار ماهر

 

اجرا سازه نگهبان انکراژ :

مرحله اول : یک سازه نگهبان باید اجرا شود.

مرحله دوم : خاک‌برداری تا تراز نصب اولین ردیف انکرها انجام می‌گردد.

مرحله سوم : حفاری گمانه جهت اجرای انکر بولت انجام می‌گردد.

مرحله چهارم : تزریق و در مرحله پنجم پس از گیرش دوغاب عملیات کشش و خاک‌برداری و اجرای پوشش بتنی انجام می‌گردد.

در این روش امکان اجرای پوشش دائمی نیز در صورت نیاز وجود دارد.

این پوشش‌ها نیز می‌تواند از نوع بتن شاتکریت، بتن پیش‌ساخته، بتن درجا ریز و سایر انواع تکنولوژی‌های جدیدتر برای اجرای پوشش طرح‌دار و سازگار با محیط می‌باشد.

در روش انکراژ انواع روش‌های تزریق جهت تامین مقاومت قسمت گیردار وجود دارد.

 

سازه نگهبان به روش شمع درجا:

استفاده از شمع‌های بتنی درجا یکی از روش‌های عالی برای افزایش پایداری جداره‌ی گودبرداری می‌باشد که در انواع خاک‌های نرم و سخت اجرا می‌شود.

در برخی موارد علاوه بر ایفای نقش حفاظت جانبی نقش آب بندی را نیز انجام می دهد و همواره درصورت نیاز بار قائم نیز تحمل می کند.

در این روش پیرامون زمینی که قرار است گودبرداری شود در فواصل معینی که محاسب برآورد میکند، شمعهایی را اجرا می­کنیم. این شمع­ها می­توانند از انواع مختلف مصالح سازه ای نظیر فولاد یا بتن مسلح باشند.

مزایا استفاده از این روش :

سرعت اجرا بسیار بالا

دست و پا گیر نبودن سازه نگهبان هنگام ساخت  بنا

در حجم بالا هزینه ها کاهش می یابند

گاهی از اوقات می­توان از شمع­ها به عنوان سازه نگهبان دائم (نظیر دیوار حایل) یا بخشی از آن نیز استفاده کرد.

شمع ها را میتوان پس از پایان پروژه و جمع آوری در سازه های دیگر و پروژه های دیگر نیز استفاده کرد.

در گود هایی با عمق تا 5 متر اقتصادی تر و کمهزینه تر هستند

معایب استفاده از این روش :

در صورت عمیق بودن گود ها باید تعداد بیشتری شمع اجرا شود و از مقاطع سازه ای قوی تری برای اجرا استفاده کرد که باعث بالا رفتن هزینه پروژه میشود.

در بسیاری از پروژه های داخل شهری نمیتوانیم از شمع پیش ساخته به دلیل مشکلات شمع کوبی آن استفاده کنیم و باید شمع ها به صورت در جا ساخته و اجرا شوند.

 

مراحل اجرا سازه نگهبان شمع درجا:

مرحله اول : استفاده از خاک رس نرم که به آن گل بنتونیت دارگویند در صورت ریزشی بودن خاک تزریق دوغاب بنتونیت عموما همزمان با کار دستگاه حفاری (روتاری) انجام می شود تا یک لایه کاملا یکدست را در بنده چاه ایجاد نماید.

در صورتی که بتونیت مقاومت کافی برای پایدار سازی را نداشته باشد می توان از مخلوط کردن آن با دوغاب سیمان به مقاومت بالاتری دست یافت. البته دوغاب سیمان عموما در زمین هایی که بافت ماسه ای داشته باشند میتواند باعث ایجاد مقاومت بالاتر گردد.

مرحله دوم : در مرحله بعدی کنار دیواره هایی که نیاز به اجرا سازه نگهبان دارد  تا محل مورد نظر را حفر کرده و لوله  غلاف کیسینگ را نصب میکنیم.

مرحله سوم : بعد از رسیدن به عمق مورد نظر و مورد تایید اقدام به حفر چاه مینماییم این امر موجب ایجاد پاشنه در پایین شمع شده و ایستادگی شمع را بالا خواهد برد و در حقیقت به عنوان فونداسیون شمع عمل می کند.

مرحله چهارم : پس از پایان عملیات حفاری حال نوبت به قراردادن بسکت ها ( سبدها ) آرماتور داخل چاه حفر شده می باشد که قبلا توسط اکیپ آرماتوربندی با اندازه های مشخص شده کار بافت آن (معمولا به طول ۱۲ متر) انجام شده و بوسیله بالابر و جرثقیل داخل چاه قرار خواهد گرفت.

مرحله پنجم : پس از فولاد گذاری نوبت به عملیات بتن ریزی میباشد و تا پایان بتن ریزی هر شمع نباید این عملیات را متوقف نمود ، در حین عملیات بتن ریزی نباید فراموش کرد غلاف ها (کیسینگ) را از چاه خارج نماییم، این کار همزمان با بتن ریزی در تراز کیسینگ و قبل از پایان گیرش نهایی بتن قابل انجام می باشد.

بتن ریزی حدودا تا ۲۰ سانتی متر بالاتر از دهنه چاه باید ادامه یابد و پس از اتمام بتن ریزی بابت اطمینان از پیوستگی بتن داخل چاه، حجم اولیه محاسبه شده را با حجم بتن ریخته شده مقایسه نمایید.

 

سازه نگهبان به روش سپر کوبی:

در این روش ابتدا در اطراف محل گودبرداری را سپر می كوبند و سپس شروع به خاكبرداری می کنند.

بعد از آن كه عمق گود برداری به حد مطلوب رسید در كمر سپرها و بر روی آنها، تیرهای افقي پشت بند را نصب می كنند.

سپس قیدهای فشارهای قائم را در جهت عمود بر صفحه سپرها به اين پشت بندهای افقی وصل می كنند.

مزایا استفاده از این روش :

سرعت اجرای کار بالا.

ایمنی کار بسیار زیاد بالا.

برای اجرای کانالها با طولهای زیاد بسیار مناسب است.

مناسب برای  عرض های کم.

معایب استفاده از این روش :

نیاز به دستگاه های تخصصی.

نیاز به متخصصین ماهر .

جهت سپر کوبی نیاز است ماشین های بزرگ مخصوص سپر کوبی وارد محدوده کارگاهی شوند که این امر فضای زیادی را در محل گود برداری نیاز دارد.

 

زمان حذف سازه های نگهبان:

سازه نگهبان را زمانی می‌توان برچید که بخشی از سازه در دست احداث، که بتواند رانش خاک را تحمل کند، ساخته شده باشد.

این سازه می‌تواند دیوار حائل سازه و یا تمام یا بخشی از قاب ساختمان باشد.

در صورتی که قرار باشد تمام یا بخشی از ساختمان در دست احداث جایگزین سازه نگهبان بشود، بایستی در هنگام طراحی ساختمان این امر را مدنظر قرار داده و قاب را برای بارهای مزبور نیز طراحی کنیم.

 

مجموعه تیک آهن مرجع تخصصی فروش آهن آلات با 10 سال سابقه کاری در زمینه آهن و فولاد آماده ارائه انواع تجهیزات اولیه سازه های نگهبان از قبیل ( تیرآهن – نبشی – ناودانی – مش – توری – میلگرد –  بلت و مهره – ورق – سپری – انواع لوله – قوطی – تیرچه و … ) با کمترین قیمت و بالاترین کیفیت در سطحاستان خراسان میباشد.