پایدار سازی دیواره گود

کلیات گودبرداری و مهارسازی

گودبرداری یکی از مسائل پیچیده و دشوار برای ساخت و ساز های شهری محسوب می شود. به دلیل اینکه برای احداث پی ساختمان ها، زیرسازی اتوبان ها، ساخت پل ها و قطارهای زیرزمینی شهری و غیره باید گودبرداری انجام شود، لذا اطلاع دقیق از روش های گودبرداری و انتخاب روش مناسب گودبرداری متناسب با محل مورد نظر علاوه بر کاهش خسارات جانی از بروز خسارات مالی زیادی جلوگیری خواهد کرد.

فشار جانبی وارد بر جداره خاکبرداری شده، ناشی از عوامل زیر است: رانش خاک بر اثر وزن خود سربار های احتمالی روی خاک کنار گود روش های پایدارسازی مختلفی برای دیواره گود ها با توجه به شرایط پروژه ها طراحی شده اند. مانند: روش مهارسازی (آنکراژ)، مهاربندی توسط المان های کششی، روش دوخت به پشت (Nailing) ، روش دیواره دیافراگمی (Diaphragm walls)، روش مهار متقابل، روش اجرای شمع، روش سپرکوبی، روش خرپایی مورب و... از میان این روش ها، به طور خلاصه به توضیح 5 روش اول می پردازیم.

1)    روش مهارسازی (آنکراژ)

در این روش، برای مهار و رانش خاک، با استفاده از تمهیداتی خاص، از خاک های جداره منطقه گود برداری شده کمک گرفته می شود. ابتدا در حاشیه زمینی که قرار است گودبرداری شود، در فواصل معین چاه هایی حفر می شود. عمق چاه ها برابر عمق گود به اضافه 25% تا 30% عمق گود پایین تر از رقوم کف گود خواهد بود. پس از حفر چاه ها، پروفیل IPB داخل شمع جاگذاری می شود. در قسمت انتهایی این پروفیل ها شاخک هایی از نبشی یا ورق  به صورت مثلثی و مستطیلی جوش می دهند تا پس از قرار گرفتن در داخل شمع، مهار کافی در داخل شمع ایجاد نماید. سپس قسمت انتهایی شمع را که قبلا آرماتوربندی آن اجرا و کار گذاشته شده، بتن ریزی می شود. بدین ترتیب پروفیل های فولادی مزبور در شمع مهار می شود و پروفیل های فولادی همراه با شمع نیز در خاک مهار می گردند. پس از اجرای مراحل فوق، عملیات گودبرداری به صورت مرحله به مرحله اجرا می شود.

2)    مهاربندی توسط المان های کششی

از این سیستم به عنوان روش متداول در پایدارسازی موقت گود در مناطق شهری استفاده می گردد. در این روش از پروفیل های معمول فولادی به صورت ستون های پیوسته که درون خاک فرو برده می شوند استفاده می گردد و تا عمق کف گود  اجرا خواهند شد. فاصله بین المان ها بین 2 الی 4 متر است. بطوریکه بتوان فضای بین آنها را با الوار های چوبی مناسب پر نمود. در این روش از مهار های کششی به منظور حفاظت جانبی گود استفاده می شود و اتصال مابین ستونها توسط میل مهارها و جوشکاری انجام می شود.

 

3)    روش دوخت به پشت (Nailing)

این روش، مشابهت زیادی با روش مهارسازی دارد. در این روش نیز حفاری به صورت مرحله به مرحله و از بالا به پایین گود اجرا می شود. تئوری استفاده از روش نیلینگ بر مبنای مسلح کردن و مقاوم نمودن توده خاک با استفاده از دوختن توده خاک توسط مهار های کششی فولادی Nail با فواصل نزدیک به یکدیگر می باشد.

استفاده از این روش موجب:

1-افزایش مقاومت برشی توده خاک می گردد.

2- محدود نمودن و تحت کنترل درآوردن تغییر مکان های خاک در اثر افزایش مقاومت برشی در سطح لغزش بدلیل افزایش نیروی قائم می شود.

3- باعث کاهش نیروی لغزش در سطح گسیختگی و لغزشی می شود.

باید توجه داشت کلیه سطوح ترانشه های حفاری شده که توسط نیلینگ بایستی مسلح شوند با استفاده از شبکه مش و شاتکریت ابتدا حفاظت شده و سپس سیستم نیلینگ روی آنها اجرا شود.

 

4)    روش دیواره دیافراگمی (Diaphragm Walls)

یکی دیگر از روش های محافظت از جداره گود احداث دیواره دیافراگمی و یا دیوار دوغابی Slurry Wall می باشد. در این روش ابتدا توسط دستگاه های گراب متناسب با شرایط زمین حفاری قسمتی از دیوار انجام میشود و همزمان با حفاری جهت پایداری جداره دیواره حفاری شده و جلوگیری از ریزش های موضعی از دوغاب بنتونیت استفاده می شود. تشکیل کیک بنتونیت در داخل دیواره حفاری شده و نفوذ در لایه های دانه ای جداره باعث می گردد جداره همواره پایدار بماند. سپس قفسه آرماتور های دیواره نگهبان را، که از قبل ساخته و آماده کرده اند، در داخل محل حفر شده دیواره جای داده و آنرا بتن ریزی می کنند. بتن مصرفی معمولا از نوع بتن روان و با کارآیی بالا است. دیواره حاصل باربر بوده و می توان از آن به عنوان دیوار حائل نیز استفاده کرد.

 

5)    روش مهار متقابل

این روش معمولا برای گود های با عرض کم مناسب است. اجرای این روش به ترتیب زیر خواهد بود.

1)    در دو طرف گود، در فواصل معینی از یکدیگر چاهک هایی حفر می شود.

2)    طول چاهک ها برابر عمق گود به اضافه مقدار اضافه تر به میزان 25% تا 35% عمق گود پایین تر از کف گود می باشد. (این عمق به منظور تامین گیرداری انتهایی تحتانی پروفیل هایی می باشد که در چاهک ها قرار داده می شوند.)

3)    درون این چاهک ها پروفیل های فولادی H یا I مطابق محاسبات و نقشه های اجرایی قرار می گیرد. طول پروفیل تا حدودی بالاتر از سطح زمین، جهت مهار قرار داده می شود.

4)    در بعضی از موارد داخل چاهک ها را به جای پروفیل با میلگرد گذاری و عمل بتن ریزی پر می کنند. معمولا از پروفیل استوانه یا IPB برای مهار متقابل استفاده می شود.

5)    قسمت فوقانی هر دو پروفیل قائم متقابل مزبور را به کمک تیر ها یا خرپا هایی (کمرکش) به یکدیگر متصل می کنند. این کار موجب می شود که هر دو پروفیل قائم متقابل به پایداری یکدیگر کمک کنند.

6)     سپس عملیات گودبرداری را به تدریج انجام داده و در صورت لزوم نقاط دیگری از ارتفاع پروفیل های قائم را با سیستم مهار متقابل، اجرا می کنند.

7)    در صورتی که خاک، خیلی ریزشی باشد، می بایست بین اعضای قائم از الوار های چوبی یا صفحات فلزی مناسب استفاده کرد.

8) سیستم مهار متقابل می بایست در جهت عمود بر سیستم قاب، یعنی در جهت طول گود نیز به صورت مناسب مهاربندی شود.