طراحی سازه نگهبان

طراحی سازه نگهبان نیلینگ یا میخ‌کوبی

کاربرد نیلینگ یا میخ‌کوبی، برای ایجاد پایداری دیواره در گودبرداری است و از آن معمولا در گودهایی که نمی‌توان از روش‌های قبلی استفاده کرد یا ایمنی آن‌ها کمتر است، استفاده می‌شود.

روش اجرای آن اینگونه است که گودبرداری به اندازه‌ی عمق ایمن انجام شده سپس با استفاده از ماشین حفاری دریل واگن، سوراخ‌های مایل با شیب حدود 10-15% و با قطر حدود 10-15 سانتی‌متر در سطح گود به فاصله‌ی 1 الی 2 متر حفر می‌کنند.

در مرحله‌ی بعد میلگردهای فولادی از نوع A3 به قطر معمولا 32-40 و یا 28 میلی‌متر با طول‌های مشخص که در نقشه‌ها، اطلاعات آن‌ها آورده شده را درون این گمانه‌ها به وسیله‌ی اسپیسر فیکس می‌کنند. (انتهای این میلگردها رزوه می‌شود) سپس دو عدد لوله‌ی تزریق روی نیل‌ها قرار می‌دهند. یکی از این لوله‌ها، دوغاب را درون حفره‌ها تنظیم می‌کند و از لوله‌ی دیگر هوا خارج می‌شود و پر شدن حفره از دوغاب را نشان می‌دهد. بعد از آن دیواره‌ی خاکبرداری توسط مش و شات پوشانده می‌شود و سپس شبکه‌ی مش را به وسیله‌ی صفحه‌های تکیه‌گاهی و مهره و نیل‌ها به خاک پشت دیوار مهار می‌کنند.

در اجرای این سازه باید به نکات زیر دقت شود:

• دقت به نقشه‌های تأسیسات شهری در ترازی که قرار است حفاری زمین و نیل‌ها صورت بگیرد.
• این روش حتما توسط طراح و مجری و ناظری که تجربه و علم اجرای این روش دارند، اجرا شود.
• به علت اینکه نیل‌ها، به حدود ساختمان‌های مجاور وارد می‌شود، دریافت رضایت‌نامه از صاحب پلاک‌های مجاور الزامی است.

مزایای روش نیلینگ

1. قابل استفاده در فضاهای با دسترسی دشوار و محدود
2. مصالح مورد نیاز کم
3. آلودگی صوتی پایین
4. کاهش اثرات زیست محیطی
5. سرعت اجرای بالا
6. عدم وجود محدودیت ارتفاعی
7. صرفه‌جویی در زمان، هزینه و نیروی کار

معایب روش نیلینگ

1. این سازه‌ها را در زمین‌های با سطح آب زیرزمینی بالا نمی‌توان استفاده کرد.
2. برای خاک‌های متورم و حساس به مدت کوتاه می‌توان استفاده کرد.
3. احتمال خوردگی میلگردها
4. نیازمند نیروی کار متخصص

سازه نگهبان شمع‌کوبی یا اجرای شمع درجا

شمع کوبی (piling) یا اجرای شمع‌های درجا، یکی از روش‌های عالی و کاربردی برای افزایش پایداری خاک و پی‌های عمیق می‌باشد که در انواع خاک‌های نرم و سخت اجرا می‌شود. در این روش شمع‌ها را پیش از گودبرداری اجرا می‌کنند.

برای اجرای سازه نگهبان به روش اجرای شمع درجا ابتدا چاه‌هایی با قطر 80 تا 100 سانتی‌متر با استفاده از ماشین حفاری یا مقنی حفر می‌کنیم. در خاک‌های بسیار سست برای مهار دیواره‌ی خاک از غلاف فلزی (کیسینگ)، کول‌های بتنی و یا تزریق گل بنتونیت استفاده می‌کنند که باعث افزایش هزینه‌های اجرا می‌گردد. بعد از نصب اسپیسرها بر روی شبکه‌ی آرماتور شمع‌‌ها که شامل میلگردهای طولی و خاموت‌های دورپیچ می‌شود، توسط جرثقیل داخل شمع‌ها قرار می‌دهیم.

در این مرحله باید دقت شود که به دلیل اینکه وزن آرماتورها بالا می‌باشد، احتمال ریزش آرماتورها بعد از بلند کردن، توسط جرثقیل وجود دارد. پس باید در هنگام آرماتوربندی، میلگردها را محکم با سیم مفتول به هم متصل کنیم. بعد از جایگذاری شبکه‌ی آرماتور با استفاده از لوله‌ی ترمی، بتن‌ریزی را انجام می‌دهند و شمع‌های بعدی را در فاصله‌ی حدود 1 الی 2 متری به همین سبک اجرا می‌کنند. معمولا فاصله محور به محور شمع‌ها نباید از 2 برابر قطر شمع‌ها بیشتر شود. بعد از اجرای شمع‌ها گودبرداری آغاز می‌شود.

مزایای روش شمع‌کوبی

1. سرعت اجرای بالا
2. کاهش هزینه‌ها در پروژه‌های بزرگ
3. هم به عنوان سازه نگهبان و هم به عنوان دیوار حائل در سازه‌ها استفاده می‌شوند.

معایب روش شمع‌کوبی

1. افزایش تعداد و مقطع شمع مورد نیاز در عمق‌های بیشتر
2. عدم امکان استفاده از شمع‌های پیش ساخته در پروژه‌های شهری به علت مشکلات شمع‌کوبی

سازه نگهبان دیوار دیافراگمی

دیوار دیافراگمی (Diaphragm Wall) یا دیوار دوغابی (Slurry Wall) یکی دیگر از روش‌های پایداری گود است. در این روش برای پایداری دیواره از دیواره‌ای از جنس بتن مسلح استفاده می‌شود. از این دیوار در زمین‌های با خاک نرم یا زمین‌های با سطح آب زیرزمینی بالا استفاده می‌شود. از این روش معمولا به منظور ایجاد دیوارهای آب‌بند در اطراف تونل‌ها، فونداسیون‌ها و… استفاده می‌کنند. اجرای دیوارهای دیافراگمی هزینه‌ی بالایی دارد اما سرعت اجرای آن‌ها نیز بالا می‌باشد و فضای کمی اشغال می‌کنند. کاربرد اصلی این سازه‌ها در ساخت و سازهای شهری است.

روش اجرای دیوار دیافراگمی اینگونه است که در مرحله‌ی اول محل دیوار را به کمک دستگاه‌های مخصوص حفر می‌کنند. در مرحله‌ی دوم همزمان با حفر، محل حفاری را با گل بنتونیت و سیمان به منظور جلوگیری از ریزش دیواره پر می‌کنند. در مرحله‌ی سوم آرماتوربندی دیوار را همراه با اسپیسرها به وسیله‌ی جرثقیل در محل دیوار جایگذاری کرده و سپس با بتن اسلامپ بالا به وسیله‌ی لوله‌ی ترمی بتن‌ریزی می‌کنند. در مرحله‌ی آخر نیز شروع به گودبرداری محل مورد نظر می‌کنند.

مزایای دیوار دیافراگمی

1. سرعت اجرای بالا
2. ایمنی اجرای کار بالا
3. کاربرد هم به عنوان سازه نگهبان و هم به عنوان دیوار حائل
4. برای حفاری‌ها و گودبرداری‌های با طول زیاد کاربردی هستند.

معایب دیوار دیافراگمی

1. عدم صرفه اقتصادی در پروژه‌های کوچک
2. فضای کار زیادی توسط دستگاه‌های حفاری اشغال می‌کند.
3. به دستگاه‌های حفاری ویژه نیاز است.
4. برای اجرای آن به نیروی متخصص نیاز است.