سازه نگهبان چیست؟
سازه نگهبان به مجموعهای از روشها و تجهیزات مهندسی گفته میشود که برای حفاظت از دیوارهای گودبرداری شده و جلوگیری از ریزش خاک و امنیت ساختمانهای مجاور، در پروژههای عمرانی و ساختمانی مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع زمانی که در فرایند ساختوساز نیاز به گودبرداری عمیق برای احداث فوندانسیون، پارکینگ یا سازههای زیرزمینی داریم، وجود سازه نگهبان الزامی است.
چرا استفاده از سازه نگهبان اهمیت دارد؟
اجرای سازه نگهبان علاوه بر افزایش ایمنی پروژه، مزایای زیر را دارد:
- جلوگیری از ریزش خاک و حوادث ساختمانی
- حفاظت از ساختمانها و تاسیسات مجاور
- ایجاد شرایط ایمن برای نیروهای انسانی
- امکان گودبرداری عمیق و مطمئن
- کاهش هزینههای جبران خسارات مالی
انواع سازه نگهبان
سازه نگهبان مثل یک تکیهگاه یا محافظ موقت است که وقتی خاک اطراف گودبرداری میل به ریزش دارد، جلوی این اتفاق را میگیرد. سازههای نگهبان با توجه به شرایط خاک، عمق گودبرداری و موقعیت پروژه به روشهای مختلفی اجرا میشوند. مهمترین و پرکاربردترین انواع سازه نگهبان عبارتند از:
1- سازه نگهبان مهار متقابل
نحوه اجرا:
در این روش دو طرف گود با تیرهای فولادی یا بتنی به هم وصل میشوند و مثل یک تیر عرضی دو دیواره را مهار میکند.
کاربری:
برای گودهایی که عرض کم دارند (کمتر از 20 متر) مناسب است.
مزایا: اجرای سریع، کنترل تغییر شکل دیوارهها
معایب: فقط برای گودهای باریک مناسب است، تیرهای مهاری فضای گود را اشغال میکنند.
2- سازه نگهبان خرپایی
نحوه اجرا:
ابتدا ستونهای فلزی H یا I در لبه گود کوبیده یا شمع کوبی میشوند. سپس با المانهای مورب و افقی، یک سازه مثلثی (خرپا) ساخته میشود که به دیواره گود تکیه میدهد.
کاربری:
تقریبا پرکاربردترین روش در ایران است، مخصوصا وقتی گود برداری در مجاورت ساختمانهای قدیمی باشد.
مزایا: اقتصادی، شناخته شده، قابلیت استفاده مجدد از مصالح فلزی.
معایب: نیاز به فضای گود و اشغال فضا، زمان اجرای نسبتا طولانی.
3- نیلینگ Soil Nailing
نحوه اجرا:
سوراخهایی در دیواره گود حفر میشود و میلگردهای فولادی داخل آن قرار میگیرند. سپس با تزریق دوغاب سیمان، میلگردها به خاک میچسبند و دیوار گود را محکم نگه میدارد؛ در نهایت روی سطح گود یک بتن پاششی اجرا میشود.
کاربری:
برای گودهای عمیق و زمینهای با خاک نسبتا متراکم و خشک.
مزایا: سرعت بالا، نیاز نداشتن به فضای زیاد داخل گود، مناسب برای پروژههای شهری.
معایب: در خاکهای سست یا مناطقی با سطح آب زیرزمینی بالا عملکرد خوبی ندارد.
4- انکراژ Anchorage
نحوه اجرا:
شبیه نیلینگ است با این تفاوت که کابلهای فولادی پیش تنیده داخل زمین تزریق میشوند و کشیده میشوند تا نیروی نگهدارنده بیشتری ایجاد شود.
کاربری:
برای گودهای بسیار عمیق و پروژههای بزرگ مثل مترو و تونل.
مزایا: ایمنی بالا، توان تحمل بارهای سنگین.
معایب: هزینه زیاد، نیاز به تجهیزات تخصصی.
5- دیوار دیافراگمی
نحوه اجرا:
قبل از شروع گودبرداری، دیوارهای بتنی مسلح به صورت عمودی در اطراف زمین ساخته میشوند. این دیوارها هم نقش نگهبان دارند و هم در آینده میتوانند جزئی از سازه اصلی باشند.
کاربری:
برای پروژههای بزرگ، گودهای خیلی عمیق، یا منطقهای که سطح آب زیرزمینی بالاست.
مزایا: ایمنی و پایداری بالا، دو منظوره بودن (نگهبان+دیوار دائمی)
معایب: هزینه بالا، نیاز به دستگاههای پیشرفته.
6- دیوار وزنی
نحوه اجرا:
در این روش از دیوارهای سنگی یا بتنی سنگین در کنار گود استفاده میشود تا صرفا با وزن خودشان جلوی فشار خاک را بگیرند.
کاربری:
برای گودهای کمعمق یا در پروژههای کوچک.
مزایا: ساده و قابل اجرا بدون تجهیزات خاص.
معایب: نیاز به فضای زیاد، مناسب نبودن برای گودهای عمیق.
7- سپرکوبی
نحوه اجرا
پلیتها یا سپرهای فولادی یا بتنی در خاک کوبیده میشوند و مثل دیواری پیوسته عمل میکنند.
کاربری:
برای خاکهای سست یا مجاور رودخانهها، دریاچه و جایی که آب زیرزمینی زیاد است.
مزایا: سرعت بالا و مقاوم در برابر آب.
معایب: سر و صدای زیاد حین کوبش، هزینه بالا، نیاز به دستگاههای خاص.
جمعبندی
سازه نگهبان یکی از مهمترین اجزا هر پروژه ساختمانی است که با هدف افزایش ایمنی و جلوگیری از ریزش دیوارهای گودبرداری به کار میرود. انتخاب روش مناسب و اجرای صحیح آن نقش کلیدی در کاهش خسارتهای جانی و مالی دارد. در نتیجه استفاده از تیمهای متخصص در طراحی و اجرای سازه نگهبان، امری ضروری واجتناب ناپذیر است.
پرتکرارترین سازه نگهبان در ایران، خرپایی است، زیرا هم مصالح در دسترسی دارد (تیرآهن و مقاطع فولادی) و هم پیمانکاران آشنایی بیشتری با آن دارند. یکی دیگر از دلایل محبوبت این سازه در ایران اقتصادی بودن و قابلیت بازیافت آهن آلات آن است.