طراحی سازه نگهبان
سازه نگهبان در واقع یکی از سازه هایی است که برای افزایش قدرت پایداری دیواره های محل گود برداری و جلوگیری از ریزش آن طراحی و اجرا می شود. ما در این مقاله قصد داریم در مورد اهمیت طراحی سازه نگهبان و انواع آن، نکاتی را به اطلاع شما عزیزان برسانیم؛ خوشحال می شویم اگر همچنان با ما همراه باشید. همچنین شما می توانید طراحی سازه نگهبان را به مهندسان مجموعه بناباما بسپارید و از دانش و تجربیات ارزشمند مهندسان ما در این زمینه برخوردار شوید.
مدت زمان تخمینی مطالعه: 16 دقیقه
فهرست مطالب
مشاوره رایگان در زمینه طراحی انواع سازه های نگهبان
سازه نگهبان چیست ؟
قبل از آن که در مورد طراحی سازه نگهبان توضیح دهیم، ابتدا باید به این سوال پاسخ دهیم که سازه نگهبان چیست؟ سازه نگهبان به مجموعه ای از المان های موقتی یا دائم گفته می شود که توسط آن ها می توان خاک یا سنگ هایی که در اطراف محل گودبرداری وجود دارند را به نهایت پایداری و مقاومت رساند. بسیاری از افراد، این سازه را به عنوان دیوار حائل نیز می شناسند، در صورتی که دیوار حائل، تنها یکی از انواع سازه های نگهبان است. از دیوار حائل برای نگهداری خاک و همچنین مقابله با فشار جانبی که به خاک وارد می شود بهره می برند.
این روزها طراحی سازه نگهبان اهمیت بسیار زیادی دارد؛ چرا که بسیاری از مهندسان و کارفرمایان برای بنای ساختمان های مسکونی، تجاری، اداری، سد، پل، کانال، تونل، خاکریز و… از سازه نگهبان استفاده می کنند.
طراحی سازه نگهبان چه اهمیتی دارد؟
ممکن است برای شما عزیزان نیز این سوال به وجود آمده باشد که طراحی سازه نگهبان چه اهمیتی دارد؟ چرا برای بنای ساختمان ها و پروژه های عمرانی مختلف، تا این میزان بر سازه نگهبان تاکید می شود؟ در پاسخ به این سوال باید بگوییم هنگام اجرای یک ساختمان یا یک پروژه عمرانی، خطرات بسیار زیادی جان و مال افراد را تهدید می کند. ممکن است در اثر بنای یک ساختمان جدید، به ساختمان های مجاور آن آسیب برسد. ممکن است لوله کشی و سایر تاسیسات محل اجرا با آسیب های جدی مواجه شوند. حتی ممکن است جان انسان هایی که در حال اجرای پروژه عمرانی هستند به خطر افتد.
در چنین شرایطی است که مقوله ای به نام طراحی سازه نگهبان مطرح می شود. یک سازه نگهبان خطر ریزش یا نشست خاک را به کمترین میزان خود می رساند. زمانی که شما در حال گودبرداری و اجرای فونداسیون بنای مورد نظر خود هستید، سازه نگهبان به کمک شما آمده و از ریزش و نشست خاک جلوگیری به عمل می آورد. در یک کلام باید گفت در هنگام عملیات گودبرداری، طراحی و اجرای سازه های نگهبان، به عنوان یک بخش لاینفک و جدایی ناپذیر پروژه به شمار می رود.
با انواع طراحی سازه نگهبان آشنا شوید
به طور کلی طراحی سازه نگهبان به دو شیوه دائمی و موقتی انجام می شود. سازه های نگهبان دارای انواع و اقسام مختلفی هستند که مهندسان یکی از آن ها را برای اجرای پروژه خود انتخاب می کنند. ما در این قسمت قصد داریم چند نمونه از انواع سازه های نگهبان را (که این روزها در پروژه های مختلف کاربرد فراوانی دارند) به شما عزیزان معرفی کنیم؛ پس همچنان ما را همراهی کنید:
1. طراحی سازه نگهبان خرپایی
اگر بخواهیم به یکی از اقتصادی ترین و متداول ترین نوع سازه های نگهبان اشاره کنیم، بدون شک از سازه نگهبان خرپایی نام خواهیم برد. از این سازه برای گودبرداری در مناطق شهری بهره گرفته می شود. از جمله اصلی ترین قسمت های تشکیل دهنده سازه خرپایی، می توان به عضو قائم و مایل اشاره نمود. معمولاً برای عضو قائم سازه نگهبان خرپایی از دوبل IPE بهره گرفته می شود. برای آن که بتوان در این سازه المان های درون گود را به خوبی نصب نمود، در قسمت لبه های کناری گود، اقدام به حفر چاه می کنند. یکی از مهم ترین پارامترها برای طراحی سازه نگهبان این است که عضو قائم آن باید در کنار سازه مجاور قرار بگیرد. در صورتی که شرایط برای انجام این کار وجود نداشت، باید قسمت پشت سازه قائم را با مصالحی مانند آجر فشاری پر کنند تا استحکام آن تثبیت شود.
سازه نگهبان خرپایی با اجزای بسیار ساده ای تهیه می شود و در هنگام اجرا، از قدرت انعطاف پذیری بالایی برخوردار است. همچنین این سازه را می توان برای سایر پروژه ها نیز استفاده نمود. طراحی سازه نگهبان خرپایی با قیمت اقتصادی قابل انجام است و برای طراحی و اجرای آن نیازی به اجازه همسایه ها وجود ندارد.
2. طراحی سازه نگهبان مهار متقابل
معمولاً برای پروژه هایی که گودبرداری آن ها با عرض کمی انجام می شود، از طراحی سازه نگهبان مهار متقابل استفاده می کنند. برای طراحی و اجرای چنین سازه ای، دیوارهای دو سمت گود را با کمک اعضای فلزی به همدیگر مهار می کنند. چنین المان هایی به شکل افقی و عمودی و در ترازهای مختلف اجرا می شوند. خوشبختانه هزینه اجرای سازه نگهبان مهار متقابل نیز بسیار مناسب است و نیاز به صرف بودجه چندان زیادی ندارد. با استفاده از این سازه، فضای عملیاتی کافی در کف گود باقی می ماند و به همین سبب، اکیپ های اجرایی به راحتی می توانند وارد عمل شود. سازه مهار متقابل برای اجرای عملیات کانال ها، یک انتخاب عالی به شمار می رود.
3. طراحی سازه نگهبان نیلینگ
طراحی سازه نگهبان نیلینگ (که برخی از افراد آن را به نام میخ کوبی نیز می شناسند) برای به وجود آوردن پایداری دیواره در گودبرداری مورد استفاده قرار می گیرد. در شرایطی که نتوان برای انجام عملیات گودبرداری از سازه نگهبان خرپایی یا مهار متقابل استفاده نمود، سازه نگهبان نیلینگ طراحی و اجرا می شود. قابل ذکر است که ایمنی این سازه، در قیاس با دو روش قبلی که برای شما توضیح دادیم بسیار بیشتر است.
طراحی سازه نگهبان نیلینگ و اجرای آن به این صورت است که ابتدا اقدام به گودبرداری تا عمق ایمن می نمایند. در ادامه با استفاده از ماشین حفاری دریل واگن، اقدام به حفر سوراخ های مایل با شیب حدود 10 الی 15 درصد و با قطر 10 الی 15 سانتی متر می نمایند. این سوراخ ها در سطح گود انجام شده و به فاصله 1 الی 2 متر حفر می شوند. در ادامه میلگردهای فولادی که طول آن ها با دقت مشخص شده است را در قسمت درون این گمانه ها به وسیله اسپیسر فیکس می نمایند.
سپس دو لوله تزریق بر روی نیل ها قرار می گیرند؛ یکی از این لوله ها مسئول تنظیم دوغاب درون حفره ها بوده و از لوله دیگر، هوا به سمت بیرون خارج می شود. در ادامه با استفاده از مش و شات، اقدام به پوشاندن دیواره خاکبرداری می نمایند. در نهایت نیز شبکه مش با استفاده از صفحه های تکیه گاهی، مهره و نیل به خاکی که در قسمت پشت دیوار قرار دارد مهار می شود.
به دنبال یک طراح حرفه ای برای طراحی سازه می‌گردید؟
4. طراحی سازه نگهبان انکراژ
یکی دیگر از متداول ترین نوع سازه نگهبان، سازه انکراژ نام دارد. برای اجرای این سازه، ابتدا اقدام به حفر چاهک در حاشیه محدوده گودبرداری نموده و سپس پروفیل های H و I را در آن فیکس می کنند. در ادامه پروفیل ها را در قسمت شمع آرماتوربندی شده در خاک زیرین مهار می نمایند. پس از انجام این امور، عملیات گودبرداری آغاز شده و به صورت مرحله ای تا عمق پایدار ادامه پیدا می کند. در این مرحله چاه های مایل با قطر 10 تا 15 سانتی متر و عمق 5 تا 10 متر و در قسمت دیواره خاک حفر می شوند. سپس میلگردها را درون آن ها قرار داده و در نهایت بتن ریزی می کنند.
در ادامه قطعات بتنی از پیش ساخته میان پروفیل های قائم H و I نصب می شوند. البته می توان از بتن ریزی درجا یا آرماتور بندی دیواره و اجرای شاتکریت نیز به جای بتن پیش ساخته استفاده نمود. پس از این مرحله، میلگردهای درون حفره های مایل را به وسیله مهره و صفحات سوراخ دار تکیه گاهی با بتن درگیر می کنند. در نهایت تمامی مراحلی که برای شما عزیزان ذکر کردیم، تا زمانی که گودبرداری به عمق خود برسد، ادامه پیدا می کنند.
5. طراحی سازه نگهبان دوخت به پشت
سازه نگهبان دوخت به پشت، از نظر طراحی و اجرا، شباهت بسیار زیادی به سازه انکراژ دارد. در این روش نیز گودبرداری تا عمق مشخصی انجام شده و چاهک های افقی یا مایل به دیوار حفر می شوند. در ادامه کابل های پیش تنیده در قسمت درونی چاهک قرار داده می شوند و در انتهای گمانه، بتن تزریق می شود. بعد از گیرش بتن انتها، کابل ها توسط جک های مخصوص کشیده شده و قسمت بیرون زدن کابل به دیواره گود مهار می شود. در ادامه اقدام به تزریق بتن به درون چاهک ها نموده و پس از آن که بتن سخت شده، جک ها را آزاد می کنند. تمامی این مراحل تا زمانی که به عمق مورد نظر برسند، ادامه پیدا می کند.
6. شمع کوبی
یکی دیگر از بهترین سازه های نگهبان، شمع کوبی است که نقش بسیار موثری در افزایش پایداری خاک و پی های عمیق ایفا می کند. برای آن که بتوان سازه نگهبان شمع کوبی را به بهترین شکل ممکن اجرا نمود، در ابتدا چاه هایی با قطر 80 تا 100 سانتی متر حفر می کنند. اگر خاکی سست باشد برای مهار دیواره خاک از غلاف فلزی، کول های بتنی یا تزریق گل بنتونیت استفاده می نمایند. پس از آن اسپیسرها بر روی شبکه آرماتور شمع ها (که شامل میلگردهای طولی و خاموت های دورپیچ هستند) با کمک جرثقیل درون شمع ها قرار می گیرند.
در سازه نگهبان شمع کوبی، باید وزن آرماتورها بالا باشد؛ چرا که ممکن است آرماتورها پس از آن که توسط جرثقیل بلند شدند، دچار ریزش گردند. بنابراین باید در هنگام اجرای آرماتوربندی ، تمامی میلگردها را با استفاده از سیم مفتول به صورت محکم به همدیگر اتصال دهیم. پس از آن که شبکه آرماتور با استفاده از لوله ترمی جایگذاری شد، بتن ریزی شروع می شود. در ادامه شمع ها را با فاصله 1 الی 2 متری در کنار همدیگر قرار داده و شروع به انجام عملیات گودبرداری می نمایند.
7. طراحی سازه نگهبان دیافراگمی
یکی از بهترین روش های پایداری گود، طراحی و اجرای سازه نگهبان دیافراگمی است. در این روش برای آن که پایداری دیواره را افزایش دهند، از دیواره ای از جنس بتن مسلح استفاده می نمایند. این دیواره برای زمین هایی که دارای خاک نرم هستند و یا زمین هایی که دارای سطح آب زیر زمینی بالا هستند استفاده می شود. سازه نگهبان دیافراگمی برای ایجاد دیوارهای آب بند در قسمت تونل، فونداسیون و… به کار می رود. هر چند این نوع سازه دارای هزینه بالایی است، اما نه تنها سرعت اجرای بسیار خوبی دارد، بلکه فضای کمی نیز اشغال می کند. این روزها برای بسیاری از ساخت و سازهای شهری، از سازه نگهبان دیافراگمی استفاده می کنند.
سازه دیافراگمی نه تنها به عنوان یک سازه نگهبان قدرتمند به شمار می رود، بلکه از آن به عنوان دیوار حائل نیز استفاده می نمایند. این سازه برای حفاری ها و گودبرداری هایی که دارای طول زیادی هستند، مورد استفاده قرار می گیرد.
8. سپر کوبی
برای طراحی و اجرای چنین سازه ای، در ابتدا سپرهایی در قسمت اطراف گود کوبیده و شروع به انجام عملیات خاکبرداری می نمایند. پس از آن تیرهای پشت بند افقی را در کمرکش و بر روی سپرها (پس از رسیدن به عمق کافی) نصب می کنند. در ادامه قیدهای فشاری قائم بر صفحه سپرها را به پشت بندها اتصال می دهند. سپرهایی که در سازه نگهبان سپر کوبی مورد استفاده قرار می گیرند از جنس چوب، بتن و فلز هستند. اگر بخواهیم به مزایای این نوع سازه نگهبان اشاره کنیم، بدون شک از سرعت اجرای بالای آن نام خواهیم برد و این موضوع به علت سبک بودن پروفیل هاست.
سازه نگهبان سپر کوبی دارای قدرت ایمنی بسیار بالایی است و از آن می توان برای پروژه هایی که طول زیاد و عرض کمی دارند استفاده نمود. علاوه بر این، در سایر پروژه ها نیز می توان از این سپرها استفاده نمود و آنها همچنان کاربرد خاص خود را دارند.
سفارش طراحی سازه نگهبان با مجموعه بناباما
بدون شک یکی از مهم ترین پیش نیازهای عملیات گود برداری در مناطق شهری و به خصوص ساختمان هایی که در مجاورت با منازل مسکونی قرار دارند، طراحی سازه نگهبان است. سازه نگهبان انواع مختلفی دارد که با توجه به نیاز پروژه، یکی از انواع آن انتخاب شده و در هنگام عملیات گودبرداری اجرا می شود. مهندسان با تجربه و حرفه ای ما در مجموعه بناباما، همواره آماده هستند تا با افتخار به شما برای طراحی انواع سازه نگهبان کمک کنند. ارائه خدمات طراحی بهترین سازه نگهبان با توجه به پروژه شما، در حیطه تخصیص مهندسان تیم ما قرار دارد. پس با ما تماس بگیرید و با طراحی بهترین سازه نگهبان، ایمنی همه جانبه ای را در هنگام عملیات گودبرداری برای پروژه خود به وجود آورید.
طراحی سازه نگهبان را به بناباما بسپارید
سخن پایانی
طراحی سازه نگهبان به منظور حفظ جان و مال انسان ها از خطرات مختلف در هنگام عملیات گودبرداری انجام می شود. یکی از مهم ترین وظایف مهندسان پروژه های عمرانی این است که با توجه به نوع پروژه، یکی از انواع سازه نگهبان را انتخاب کرده و آن را اجرا نمایند. متاسفانه گاهی اوقات مشاهده شده که خاکبرداری غیر اصولی در برخی از پروژه ها، باعث فرو ریختن ساختمان های مجاور شده است. در برخی از این ساختمان ها، حتی ساکنین فرصت تخلیه خانه خود را نداشته اند و آسیب های جانی و مالی بسیار زیادی برای افراد به وجود آمده است.
ما با ارائه این مقاله تلاش کردیم شما را با اهمیت طراحی سازه نگهبان و انواع آن آشنا کنیم. فراموش نکنید که برای حفظ جان و مال انسان ها، قبل از شروع هر نوع عملیات خاکبرداری و گودبرداری، از مهندسان متخصص و با تجربه مشورت گرفته و یکی از انواع سازه های نگهبان را برای پروژه خود انتخاب کنید.
سوالات متداول
پارامترهای مختلفی وجود دارند که مهندسان با توجه به آن ها یکی از انواع سازه نگهبان را انتخاب می نماید؛ این موارد عبارتند از:
تیپ خاک (که باید در آزمایشگاه های مخصوص نوع آن مشخص شود)
وضعیت ساختمان های مجاور
تاسیساتی که در معابر و اطراف پروژه قرار دارند
عمق گودبرداری
مساحت زمین
بودجه ای که کارفرمای پروژه برای طراحی سازه نگهبان اختصاص داده است
تصمیم بر این که در یک پروژه از سازه نگهبان استفاده شود یا خیر؟ بر عهده مهندس طراحی سازه قرار دارد. عوامل مختلفی بر روی این موضوع تاثیر گذار هستند که از جمله آن ها می توان به عمق گودبرداری، نوع خاک، وضعیت ساختمان های مجاور و… اشاره نمود. اما بهتر است همواره و برای حفظ جان و مال افراد، در تمامی پروژه ها از طراحی سازه نگهبان استفاده کنیم.
بدون شک تمامی سازه های نگهبان، مزایا و معایب خاص خود را دارند. تصمیم این که برای هر پروژه ای از کدام سازه نگهبان استفاده کنیم، به نظر مهندسان پروژه و شرایط گودبرداری بستگی دارد. به عنوان مثال اگر عمق گودبرداری کم است، می توان از سازه نگهبان خرپایی استفاده نمود. برای گودبرداری با عرض کم، سیستم مهار متقابل پیشنهاد می شود و برای گودبرداری هایی که عمق بیشتری دارند، بهتر است از سازه نگهبان نیلینگ استفاده نمود.
