گودبرداری چیست ؟

گودبرداری چیست؟ گودبرداری فرآیندی است که در پروژه‌های ساختمانی به منظور ایجاد فضاهای زیرزمینی و فونداسیون انجام می‌شود. گودبرداری به عملیاتی گفته می‌شود که طی آن خاک یا سنگ از یک محل خاص حذف می‌شود تا بتوان سازه‌ای را در آن محل ایجاد کرد.  این عملیات نیازمند سیستم‌های حفاظتی مانند دیوارهای حائل، شاتکریت و مهارهای انکراژ است تا از ریزش دیواره‌ها جلوگیری شود. روش‌های مختلفی مانند گودبرداری جزیره‌ای، پهنه‌بندی و ساخت بالا-پایین برای اجرای این عملیات به‌کار می‌روند. همچنین، در مناطق شهری که ساختمان‌های مجاور در معرض خطر قرار دارند، از تکنیک‌های پی‌بندی و روبندی برای محافظت از آنها استفاده می‌شود تا ایمنی و پایداری سازه‌ها تضمین شود.

روش گودبرداری چیست ؟

روش گودبرداری	توضیحات
گودبرداری جزیره‌ای	این روش شامل نگه‌داشتن خاک کنار دیواره‌ها به‌صورت شیبدار و ساخت سازه اصلی در بخش میانی است.
ساخت بالا-پایین	در این روش، عملیات گودبرداری تا عمق طراحی انجام می‌شود و سپس سازه از پایین به بالا ساخته می‌شود.
ساخت پهنه‌بندی‌شده	با استفاده از دیوار دیافراگمی و ایجاد کنج‌های محدب، تغییر شکل‌ها کاهش می‌یابد.

یکی از روش‌های متداول گودبرداری، خاکبرداری روباز ساده است. در این روش، هیچگونه حفاظتی برای دیواره‌های قائم گود در نظر گرفته نمی‌شود. به عبارت دیگر، با توجه به ویژگی‌های خاک، عمق پایدار گود محاسبه می‌شود و به نحوی اجرا می‌گردد که دیواره‌ی گود بدون نیاز به محافظتی خاص، پایدار باقی بماند. در این روش، چون دیواره‌ها بدون هیچ حفاظتی هستند، فضای داخلی گود کاملاً آزاد بوده و محدودیت فضایی برای کار در داخل گود به وجود نمی‌آید.

در گودبرداری، چندین روش معمول به کار گرفته می‌شود که هر یک با توجه به شرایط پروژه انتخاب می‌شوند:

روش انکراژ (Anchorage): این روش به کمک مهارهایی انجام می‌شود که در زمین حفر شده و با استفاده از تزریق دوغاب تثبیت می‌شوند. سپس، دیواره‌ها با بتن پاششی (شاتکریت) تقویت می‌شوند.

روش جزیره‌ای: در این روش ابتدا بخش مرکزی ساختگاه گودبرداری می‌شود و سازه اصلی در این بخش ساخته می‌شود. سپس به مرور خاک اطراف دیواره‌ها برداشته شده و سازه پیرامونی تکمیل می‌گردد.

روش ساخت بالا-پایین: در این روش، عملیات گودبرداری و ساخت سازه زیرین همزمان با ساخت بخش‌های فوقانی انجام می‌شود، به طوری که سازه به تدریج از بالا به پایین ساخته می‌شود.

روش پهنه‌بندی شده: در این روش، گودبرداری به بخش‌های کوچکتر تقسیم می‌شود تا پایداری دیواره‌ها بهتر حفظ شود و از تغییر شکل‌های ناشی از فشار خاک جلوگیری شود.

روش محاسبه ی عمق پایدار گود چیست ؟

برای محاسبه عمق پایدار گود، می‌توان از تئوری تعادل حدی رانکین استفاده کرد. در این روش، نیروی فشار جانبی خاک از رابطه‌ای به دست می‌آید که به آن نیروی محرک خاک می‌گویند. این نیروی محرک می‌تواند بسته به شرایط، مثبت، منفی یا صفر باشد. نیروی محرک خاک به سه مولفه تقسیم می‌شود: مولفه وزن خاک، مولفه سربار و مولفه چسبندگی. هر یک از این مولفه‌ها به شکلی خاص توزیع می‌شوند که توزیع وزن مثلثی و توزیع سربار و چسبندگی مستطیلی است.

حالت های نیروی محرک گودبرداری چیست ؟

در مواردی که گودبرداری بدون استفاده از حفاظ انجام می‌شود، لازم است که نیروی محرک خاک در تمامی دیواره‌ها کنترل شود. سه حالت ممکن برای نیروی محرک وجود دارد. در حالت اول، در تمام نقاط دیواره گود نیروی محرک مثبت است. در حالت دوم، در تاج گود نیروی محرک صفر است و در نقاط پایین‌تر مثبت می‌شود. در حالت سوم، تا یک عمق مشخص، نیروی محرک منفی است و پس از آن مثبت می‌شود. این عمق به عنوان عمق ترک کششی شناخته می‌شود و ترک‌های کششی معمولاً موازی با جداره‌های گود تشکیل می‌گردند.

سیستم‌های حفاظتی در گودبرداری

نوع سیستم حفاظتی	توضیحات
دیوار حائل	دیوارهای شمعی و سپری به‌عنوان دیوارهای حائل رایج در گودبرداری استفاده می‌شوند.
شاتکریت	رویه شاتکریتی برای تثبیت دیواره و جلوگیری از ریزش خاک به کار می‌رود.
مهارهای انکراژ	انکراژها به‌منظور تقویت و پایداری دیواره‌ها نصب می‌شوند و می‌توانند بر روی پَدهای بتنی یا فولادی قرار گیرند.

عمق بحرانی گودبرداری چیست ؟

یکی از مفاهیم کلیدی در گودبرداری، عمق بحرانی یا عمق پایدار گود است. اگر شرایط خاک به گونه‌ای باشد که ترک‌های کششی در دیواره گود ایجاد نشود، عمق بحرانی دو برابر عمق ترک کششی در نظر گرفته می‌شود و به آن ضریب اطمینان اضافه می‌گردد. اما در صورتی که ترک‌های کششی در خاک به وجود آید، عمق بحرانی برابر با عمق ترک کششی به اضافه ضریب اطمینان خواهد بود.

طبق مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان (ویرایش 1392)، عمق بحرانی گودبرداری با استفاده از ضریب اطمینان محاسبه می‌شود. برخی منابع علمی نیز این عمق را با ضریب اطمینان متفاوتی محاسبه می‌کنند. در هر صورت، هدف از تعیین عمق بحرانی، این است که گود بدون نیاز به سیستم‌های حفاظتی خاص، پایدار باقی بماند.

ملاحظات ایمنی در گودبرداری چیست ؟

گودبرداری بدون حفاظ تنها زمانی امکان‌پذیر است که خاک دارای چسبندگی کافی باشد. در خاک‌های دانه‌ای که فاقد چسبندگی هستند، این روش گودبرداری قابل استفاده نیست. به همین دلیل، استفاده از حفاظ و سیستم‌های پشتیبانی در گودبرداری بسیار اهمیت دارد. بر اساس مقررات ایمنی (OSHA)، در گودبرداری‌هایی که عمق آنها بیش از 1.5 متر است، حتماً باید از سیستم‌های حفاظتی استفاده شود، مگر آنکه دیواره‌ها به شیب پایدار اجرا شوند یا از جنس سنگ باشند.

گودبرداری عملی پیچیده و خطرناک است و نیاز به محاسبات دقیق و رعایت اصول ایمنی دارد.

دلیل اهمیت گودبرداری چیست؟

گودبرداری چیست و چرا در پروژه‌های ساختمانی اهمیت دارد؟ یکی از روش‌های گودبرداری که بدون استفاده از سیستم‌های حفاظتی صورت می‌گیرد، روش خاکبرداری روباز با مقطع شیبدار است. این روش بر پایه اصول مکانیک خاک و با تکیه بر شیب پایدار خاک انجام می‌شود. برای درک بهتر این روش، ابتدا باید مفهوم زاویه قرار خاک و شیب پایدار را بررسی کنیم.

زاویه قرار خاک و شیب پایدار

زاویه قرار خاک، که به عنوان زاویه شیب طبیعی خاک نیز شناخته می‌شود، زاویه‌ای است که خاک به طور طبیعی بر روی سطح افقی به خود می‌گیرد. هنگامی که توده‌ای از خاک بر روی یک سطح صاف ریخته شود، به شکل یک مخروط با شیب مشخص درمی‌آید. این شیب، همان زاویه قرار خاک است. در مقابل، شیب پایدار یا شیب ایمن، به شیبی گفته می‌شود که خاک در آن بدون جابجایی یا حرکت، پایدار باقی می‌ماند. انتخاب زاویه مناسب برای گودبرداری بدون حفاظت بر اساس این شیب پایدار صورت می‌گیرد.

روش گودبرداری روباز با مقطع شیبدار چیست ؟

در این روش، گودبرداری چیست و چگونه انجام می‌شود؟ در روش خاکبرداری روباز با مقطع شیبدار، هیچ حفاظتی برای دیواره‌های گود در نظر گرفته نمی‌شود و تنها با تکیه بر شیب پایدار خاک، گودبرداری انجام می‌شود. در این روش، به دلیل عدم وجود سازه‌های حفاظتی، فضای داخلی گود اشغال نمی‌شود و بنابراین محدودیتی برای انجام کارهای عمرانی درون گود ایجاد نخواهد شد. این روش بیشتر زمانی کاربرد دارد که عمق گودبرداری کم یا متوسط باشد و در اطراف گود نیز سازه‌های مهمی وجود نداشته باشد.

عوامل مؤثر در پایداری گودبرداری چیست؟

پایداری گودبرداری در روش روباز با مقطع شیبدار تحت تأثیر عواملی چون عمق گود، نوع و شرایط خاک، شیب دیواره‌ها، وضعیت آب زیرزمینی و مدت زمانی که دیواره گود باید پایدار بماند، قرار دارد. به منظور محاسبه و تعیین شیب ایمن، می‌توان از تئوری‌های تعادل حدی مکانیک خاک استفاده کرد و تحلیل پایداری شیروانی خاکی انجام داد. در عمل، از آیین‌نامه‌هایی مانند استاندارد OSHA برای تعیین شیب ایمن استفاده می‌شود.

استاندارد OSHA و طبقه‌بندی خاک‌ها برای گودبرداری چیست ؟

بر اساس استاندارد OSHA، خاک‌ها برای گودبرداری به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

• سنگ‌های پایدار: مواد معدنی جامدی که پس از گودبرداری، به صورت قائم باقی می‌مانند و ترک نمی‌خورند.
• خاک‌های نوع A: خاک‌های چسبنده با مقاومت فشاری بالا، مانند رس‌های سخت.
• خاک‌های نوع B: خاک‌هایی با مقاومت فشاری متوسط، مانند رس‌های نیمه‌سفت و خاک‌های دانه‌ای.
• خاک‌های نوع C: خاک‌هایی با مقاومت فشاری کم، مانند ماسه و خاک‌های مرطوب یا غرقابی.

شیب مجاز در گودبرداری چیست؟

استاندارد OSHA حداکثر شیب مجاز برای هر نوع خاک را تعیین کرده است. این شیب بستگی به نوع خاک دارد و بر اساس نسبت قائم به افقی محاسبه می‌شود. برای مثال، در خاک‌های نوع A، نسبت شیب قائم به افقی 1 به 0.75 است، در حالی که در خاک‌های نوع C این نسبت 1 به 1.5 است.

گودبرداری روباز با مقطع پلکانی چیست ؟

یکی دیگر از روش‌های گودبرداری چیست؟ گودبرداری روباز با مقطع پلکانی، که در آن نیز حفاظی برای دیواره‌های گود در نظر گرفته نمی‌شود، مبتنی بر مشخصات هندسی و شیب پله‌ها انجام می‌گیرد. این روش نیز مشابه روش شیبدار است، با این تفاوت که پله‌هایی در دیواره‌های گود ایجاد می‌شود که به پایداری بیشتر کمک می‌کنند.

چه عواملی در گودبرداری مهم است؟

گودبرداری روباز، چه به صورت شیبدار و چه پلکانی، یکی از روش‌های پرکاربرد در پروژه‌های ساختمانی است که نیاز به محاسبات دقیق و رعایت اصول ایمنی دارد. انتخاب شیب مناسب و تحلیل پایداری خاک از موارد حیاتی در اجرای صحیح گودبرداری است. همچنین، رعایت استانداردهای ایمنی مانند OSHA می‌تواند به جلوگیری از حوادث و ایجاد شرایط کاری ایمن کمک کند.

روش‌های گودبرداری حفاظت‌شده یکی از تکنیک‌های اساسی برای تأمین ایمنی و پایداری در پروژه‌های ساختمانی است. این روش‌ها بر اساس نیازهای پروژه و شرایط خاک متفاوت هستند. در این بازنویسی، با تمرکز بر مفهوم گودبرداری و سیستم‌های نگهبان به بررسی این روش‌ها می‌پردازیم.

حفاظت از ابنیه‌های همجوار

فرآیند حفاظت	توضیحات
برنامه‌ریزی پیش از گودبرداری	انجام تحقیقات زمین‌شناسی و ارزیابی وضعیت ساختمان‌های همجوار برای پیشگیری از آسیب‌های احتمالی.
پایش در حین ساخت	کنترل تغییر شکل‌های دیوار حائل و شرایط زمین با استفاده از سیستم‌های پایش برای جلوگیری از آسیب.
جبران خسارات	در صورت بروز آسیب، اقدامات لازم برای جلوگیری از گسترش خرابی و جبران خسارات وارده انجام می‌شود.

گودبرداری حفاظت‌شده چیست؟

گودبرداری حفاظت‌شده به معنای استفاده از سازه‌ها و تکنیک‌هایی است که برای پایداری دیواره‌های گود و جلوگیری از ریزش احتمالی در پروژه‌های ساختمانی به کار می‌رود. یکی از این تکنیک‌ها، استفاده از سازه‌های نگهبان است که نقش کلیدی در تأمین پایداری گود ایفا می‌کنند. در این روش، دیواره‌های گودبرداری با سازه‌هایی محافظت می‌شوند که مانع از جابجایی خاک و ریزش دیواره‌ها می‌شود. این روش‌ها بسته به نوع خاک، عمق گود و شرایط محیطی متنوع هستند.

سازه‌های نگهبان در گودبرداری

یکی از رایج‌ترین روش‌های گودبرداری حفاظت‌شده، استفاده از سازه‌های نگهبان خرپایی است. این سیستم به گونه‌ای طراحی شده که نیروی فشاری و کششی وارد بر دیواره‌های گود را به فونداسیون انتقال داده و پایداری لازم را تأمین کند. اعضای خرپایی شامل اجزای مختلفی نظیر اعضای مایل، اعضای قائم و جداربند است که در تعامل با یکدیگر ساختاری مقاوم در برابر تغییر شکل و فشارهای ناشی از خاک ایجاد می‌کنند.

فرآیند اجرای سازه نگهبان خرپایی چیست ؟

فرآیند اجرای سازه نگهبان خرپایی در چند مرحله انجام می‌شود:

1. جانمایی سازه‌های نگهبان خرپایی: این مرحله شامل تعیین محل قرارگیری خرپاها و برنامه‌ریزی برای جلوگیری از تداخل با ستون‌های ساختمان است. فاصله بین خرپاها معمولاً بین 3 تا 5 متر است تا پایداری کافی تأمین شود.
2. حفر چاه: در این مرحله چاه‌هایی در محل اعضای قائم خرپاها در مجاورت دیواره گود حفر می‌شود. عمق چاه‌ها به اندازه عمق گود به اضافه طول شمع محاسبه می‌شود و قطر چاه نیز به گونه‌ای در نظر گرفته می‌شود که امکان کار کردن مقنی در داخل چاه فراهم باشد.
3. اجرای عضو قائم خرپایی: پس از ساخت قفسه شمع، عضو قائم در داخل چاه نصب شده و بتن‌ریزی انجام می‌شود.
4. اجرای شالوده عضو مایل: شالوده عضو مایل نیز همزمان با گودبرداری تا عمق مورد نظر اجرا می‌شود.
5. اجرای عضو مایل: عضو مایل خرپایی از یک سمت به عضو قائم و از سمت دیگر به کفستون (base plate) متصل می‌شود تا پایداری لازم تأمین گردد.
6. تکمیل سازه خرپایی: با پیشرفت گودبرداری، اعضای داخلی خرپا و مهاربندها به ترتیب اجرا می‌شوند و در نهایت جداربند دیواره نصب می‌گردد.

روش انکراژ در گودبرداری چیست ؟

یکی دیگر از روش‌های گودبرداری حفاظت‌شده، استفاده از سیستم‌های انکراژ (Anchorage) است. در این روش، از انکرها برای تأمین پایداری دیواره‌ها استفاده می‌شود. این انکرها می‌توانند به صورت انکر مدفون (Deadman anchor)  یا انکر خاکی (ground anchor) باشند. استفاده از انکرهای خاکی در پروژه‌های ساختمانی رایج‌تر است. انکرها به عنوان اجزای پیشتنیده‌ای در خاک یا سنگ نصب شده و نیروهای کششی را از طریق تاندون به توده خاک منتقل می‌کنند.

محافظت از ابنیه همجوار

در گودبرداری‌های شهری، محافظت از ساختمان‌های مجاور اهمیت زیادی دارد، به ویژه وقتی این ساختمان‌ها قدیمی یا ضعیف باشند. برای این کار، از تکنیک‌هایی مانند پی‌بندی و روبندی استفاده می‌شود. پی‌بندی به معنای تقویت فونداسیون ساختمان مجاور با انتقال بار به لایه‌های مقاوم‌تر است. روبندی نیز به ایجاد تکیه‌گاه‌های جانبی برای ساختمان‌های مجاور اشاره دارد تا از رانش‌های احتمالی جلوگیری کند.

گودبرداری انکراژ

گودبرداری حفاظت‌شده یکی از مهم‌ترین اقدامات در پروژه‌های ساختمانی است که با استفاده از تکنیک‌های متنوعی مانند سازه‌های نگهبان خرپایی و سیستم‌های انکراژ، پایداری دیواره‌ها و جلوگیری از ریزش گود را تضمین می‌کند. انتخاب روش مناسب برای گودبرداری بستگی به شرایط خاک، عمق گود و نیازهای پروژه دارد و با تحلیل‌های مکانیک خاک و استفاده از آیین‌نامه‌های معتبر نظیر استاندارد OSHA صورت می‌گیرد.

جمع بندی : شیوه ها و  استانداردهای گودبرداری چیست ؟

گودبرداری به فرآیندی گفته می‌شود که طی آن زمین در یک پروژه ساختمانی به منظور ساخت سازه یا فراهم آوردن زیرساخت‌ها حفر می‌شود. این عملیات ممکن است برای احداث زیرزمین، فونداسیون یا تأسیسات زیرسطحی انجام شود و معمولاً به روش‌ها و سیستم‌های مختلفی نیاز دارد تا دیواره‌های گودبرداری پایدار نگه داشته شوند و از ریزش جلوگیری شود.

یکی از متداول‌ترین روش‌های حفاظت در گودبرداری، استفاده از دیوارهای حائل است. این دیوارها در عمق زمین قرار می‌گیرند و از ریزش دیواره‌های گود جلوگیری می‌کنند. در این میان، سیستم‌های نگهبانی مانند دیوارهای شمعی و دیوارهای سپری بیشترین کاربرد را دارند. در برخی موارد، برای تثبیت دیوارها از شاتکریت (بتن پاششی) همراه با سیستم‌های مهار و بلوک‌های بتنی استفاده می‌شود که به آن سیستم بلوک و مهار گفته می‌شود.

.