همه چیز در خصوص گودبرداری ساختمان و پایدارسازی آن

برای ساخت بناهای بزرگ عمرانی و حتی ساختمان‌های ساده مسکونی به طراحی فونداسیون در بستر عمیق زمین نیاز داریم. بنابراین در ابتدای پروژه تمامی فعالیت‌های عمرانی برای طراحی و ساخت شالوده بنا اقدام می‌کنیم. این کار با گودبرداری ساختمان آغاز می‌شود.

گودبرداری ساختمان مرحله مقدماتی فاز اجرایی تمامی سازه‌های عمرانی است و با هر گونه حفاری و یا خاک برداری پایین‌تر از سطح طبیعی زمین انجام خواهد شد. به ‌طورکلی هر مقدار حفاری که پایین‌تر از سطح طبیعی زمین و یا پی ساختمان‌های مجاور صورت بگیرد را گودبرداری می‌گویند. البته این مرحله با حفاری‌های نسبتاً عمیق در حجم گسترده انجام می‌شود که با چالش‌ها و خطراتی مانند رانش زمین، نشست ساختمان‌های مجاور و ریزش دیوارها و... همراه است. از طرفی هزینه گودبرداری خصوصاً در مناطق شهری قابل‌ توجه است و برای مدیریت چنین پروژه‌ای باید شناخت فنی کافی از این مرحله کلیدی داشته باشید. در این مقاله از گروه متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی مراحل گودبرداری می‌پردازیم و این فاز مقدماتی اما کلیدی از مراحل اجرایی سازه‌ها را چه با نگاه علمی و عملیاتی بررسی می‌کنیم. اگر قصد خرید قطعه بتنی دارید همکاران ما شما را راهنمایی می‌کنند.

گودبرداری ساختمان

محدودیت ها برای انجام گودبرداری ساختمان

در یک تعریف کلی هر نوع حفاری پایین‌تر از سطح زمین برای اجرای فونداسیون را اصطلاحاً گودبرداری می‌گویند. اما این حفاری‌ها خصوصاً در مکان‌های شهری با ساختمان‌های بلند مجاور پروژه، چالش‌هایی به دنبال دارد. تمامی گودبرداری های ساختمان و حتی سازه‌های عمرانی مانند پل‌ها و یا سازه‌های صنعتی به‌ صورت جداره‌های قائم و یا نزدیک به قائم انجام می‌شود. در بسیاری از پروژه‌ها هدف از گودبرداری ایجاد طبقات زیرین است که لزوم حفاری با دیواره‌های قائم را اجتناب‌ناپذیر می‌کند. اما همین حفاری با دیواره‌های قائم بحث‌های فنی و تخصصی متعددی به ‌دنبال دارد. چرا که جداره‌های سست و ناپایدار خاک کاملا تحت تأثیر وزن خود و یا وزن سازه‌های مجاور هستند. در این ‌صورت همیشه احتمال رانش خاک و ریزش جداره‌های قائم حفاری وجود دارد.

رانش خاک بدون تردید بزرگترین چالش در گودبرداری کنار ساختمان قدیمی و یا هر سازه‌ی بزرگ و کوچک شهری و صنعتی است. برای حل این مشکل نیز از سازه‌های نگهدارنده و موقتی استفاده می‌کنند. سازه‌های نگهدارنده به‌ سرعت پس ‌از اجرای خاک برداری در مجاورت دیواره‌های عمودی نصب می‌شوند تا از رانش زمین در اثر وزن سنگین خاک بالاسری جلوگیری کنند.

هدف از گودبرداری های ساختمانی چیست؟

قاعدتاً پاسخ به این سوال ساده است؛ زیرا مرحله خاک برداری برای رسیدن به عمق زمین با هدف اجرای فونداسیون انجام می‌شود. اما طراحی فونداسیون تنها یکی از برنامه‌های جامع گودبرداری های ساختمانی است. در انجام مراحل گودبرداری عمیق اهداف گوناگونی از قبیل موارد زیر را دنبال می‌کنیم:

  • استفاده از فضای گسترده‌ی زیر سطح طبیعی زمین برای ایجاد طبقات زیرزمینی
  • اجرای فونداسیون عمیق و سنگین مناسب احداث سازه‌های بزرگ بتنی و یا فولادین
  • حفظ جان تمامی افراد چه در داخل و یا خارج از محوطه گودبرداری شده
  • اطمینان از مقاوم بودن جداره‌های قائم و حفظ شرایط امن برای سازه‌های مجاور پروژه

گودبرداری عمیق در بسیاری از سازه‌های عمرانی خصوصاً ساختمان‌های شهری الزامی است. زیرا به استفاده‌ی مناسب از فضای بزرگ زیر بستر خاکی در طراحی سازه نیاز داریم. در غیر این ‌صورت با یک حفاری ساده به ‌راحتی قادر به طراحی فونداسیون‌های خیلی مقاوم هستیم؛ اما دیگر نمی‌توانیم از فضای طبقات زیرزمین استفاده کنیم. حفاری در عمق زیاد با حضور تعداد زیاد کارگران و سازه‌های سنگین در مجاورت پروژه چالش جدی است که نیاز به اجرای اصولی انواع گودبرداری ساختمان دارد. اگر نیازمند کسب اطلاعات درباره بهترین بتن برای فوندانسیون هستید این مقاله را از دست ندهید.

شرایط انتخاب روش گودبرداری ساختمان

برای خاک برداری و حفاری‌های عمیق انواع روش گودبرداری ساختمان وجود دارد که با توجه به ملاحظات فنی سازه و شرایط کلی پروژه انتخاب می‌شود. شرایط تأثیرگذار برای انتخاب انواع گودبرداری در ساختمان به قرار زیر هستند:

  • ملاحظات ژئوتکنیکی با بررسی لایه‌های خاکی و ارزیابی مقاومت بستر زمین در عمق‌های گوناگون
  • ملاحظات فنی و عمرانی نوع سازه اعم از ارتفاع، فرم هندسی، وزن، نوع اسکلت و پلان ساختمان
  • نوع فونداسیون و نوع مصالح کار شده در طراحی فونداسیون
  • بررسی ملاحظات اجرایی، مباحث اقتصادی، اجتماعی و...
  • قوانین شهرداری‌ها در نحوه اجرای گودبرداری عمیق
  • هم‌جواری سازه‌های عمرانی خصوصاً وجود ساختمان‌های قدیمی
  • و...

مهندسین با در نظر گرفتن تمامی این نکات برای انتخاب روش گودبرداری در ساختمان اقدام می‌کنند. هر چند در کل تمامی روش‌ها از مراحل کم ‌و بیش یکسانی برخوردار هستند.

گودبرداری های ساختمان

ماشین آلات گودبرداری

در انواع گودبرداری ساختمان خصوصاً پروژه‌های عمیق با حجم خاک برداری قابل ‌توجهی رو به رو هستیم. در عین ‌حال لایه‌های زیر زمین در بسترهای گوناگونی از خاک‌های سست رسی و یا لایه‌های سنگی و شنی و... وجود دارند. برای حفاری‌های عمیق به انواع ماشین آلات گودبرداری با کاربری تخصصی نیاز داریم.

انواع این ماشین‌آلات شامل بیل مکانیکی، مینی بیل مکانیکی، بابکت، بیل‌های دکل بلند، انواع جرثقیل، انواع باکت‌های حمل خاک، تاور کرین‌ها، خاور و یا کامیون‌های حمل خاک و... می‌شود. در پروژه‌های کوچک برای گودبرداری دستی اقدام می‌کنند که در این ‌صورت به برخی از ابزارهای خرد کننده سطوح سنگی مانند انواع پیکور و یا هیلتی نیاز دارید. به هر صورت مجموع ماشین آلات گودبرداری شامل ابزارهای حفاری مانند بیل مکانیکی و ابزارهای حمل خاک و نخاله مانند انواع کامیون و خاور می‌شود. اما ترتیب استفاده و حتی ابعاد ماشین آلات گودبرداری با توجه به بزرگی حجم پروژه انتخاب خواهد شد. همچنین در تمامی پروژه‌های گودبرداری باید برای ایجاد رمپ خاکی یا همان شیب‌راهه مناسب حمل‌ونقل ماشین‌آلات سبک و سنگین اقدام کنید.

انواع گودبرداری ساختمان با در نظر گرفتن عمق حفاری

انواع گودبرداری های ساختمان را با توجه به عمق حفاری دسته‌بندی می‌کنند. هر اندازه ابعاد پروژه و وزن و اندازه سازه بزرگتر باشد، قاعدتاً به عمق حفاری بیشتری نیاز داریم. در این ‌صورت حجم خاک برداری به شکل تصاعدی افزایش پیدا می‌کند. لذا نوع ماشین آلات گودبرداری از پروژه‌های کوچک تا پروژه‌های بزرگ متفاوت است. این دسته‌بندی براساس عمق حفاری به قرار زیر هستند:

  1. گودبرداری های کوچک تا عمق ۳ متری: حجم خاک برداری در این پروژه‌ها چندان زیاد نیست و به ‌راحتی می‌توانیم با مینی بیل‌ها انجام دهیم. معمولاً کل پروژه با یک مینی بیل مکانیکی و ایجاد رمپ دستی پایان می‌پذیرد.
  2. گودبرداری متوسط تا عمق ۶ متری: برای اجرای این نوع گودبرداری ساختمان از بیل مکانیکی استفاده می‌کنند؛ اما همچنان می‌توانیم از تکنیک ایجاد رمپ دستی برای خروج بیل از فضای حفاری‌ شده استفاده کنیم.
  3. گودبرداری نیمه ‌عمیق تا عمق ۹ متری: در این عمق با پروژه‌های کاملاً حرفه‌ای سروکار داریم که اجرای آن نیاز به مطالعات کامل ژئوتکنیکی خاک، بررسی مراحل گودبرداری و توجه جدی به طراحی رمپ عبور وسایل نقلیه دارد. رمپ باید محکم و به ‌اندازه‌ی کافی عریض باشد تا حین عبور وسایل نقلیه نشست پیدا نکند. در اجرای این نوع گودبرداری ها معمولاً از بیل مکانیکی در کنار مینی بیل و بابکت استفاده می‌کنند. همچنین در انتهای پروژه از دکل بلند بیل برای تخلیه رمپ و آماده‌سازی فضای گودبرداری شده استفاده می‌شود.
  4. گود برداری‌های عمیق از عمق ۹ متر به بالاتر: هر نوع گودبرداری ساختمان از عمق ۹ متر به بالاتر در دسته‌بندی ارتفاع‌های عمیق قرار می‌گیرند و برای حفاری چنین فضاهایی حداقل از دو بیل مکانیکی استفاده می‌کنند. اصولاً روش جمع‌آوری رمپ از ارتفاع ۹ متری به بالاتر در تمامی پروژه‌های گودبرداری یکسان است. اما با توجه به ابعاد پروژه تعداد ماشین‌آلات متفاوت است. معمولاً برای جمع‌آوری رمپ و یا تخلیه خاک این پروژه‌ها از تکنیک باکت به باکت با دو بیل مکانیکی استفاده می‌کنند. اما می‌توانید از ماشین‌آلات حرفه‌ای‌تر مانند بیل دکل بلند با بوم ۱۲ متری نیز استفاده کنید.

برای حفاری‌های فوق عمیق مثلاً عمق بیشتر از ۱۴ متر، علاوه‌بر انواع ماشین‌آلات مانند بیل‌های دکل بلند، جرثقیل‌ها و یا بیل‌های مکانیکی به نصب تاور کرین نیز نیاز دارید. از این تاور کرین برای حمل خاک و تخلیه نخاله حفاری استفاده می‌کنند.

اصول مهندسی گودبرداری ساختمان

گودبرداری ساختمان به ‌ظاهر ماجرای ساده‌ای است. کافی است ماشین‌آلات مخصوص حفاری را تهیه کنید تا به ‌سرعت برای خاک برداری و کندن زمین آن‌هم تا عمق زیاد دست ‌به ‌کار شوید. اما ماجرا وقتی بحث‌ برانگیز است که با مشکلاتی مانند رانش خاک، تخریب جداره‌ها، آسیب سازه‌های مجاور و عدم ثبات دیواره‌ها مواجه باشیم. در این ‌صورت حتی امنیت کارکنان در مراحل گودبرداری و ساخت فونداسیون با چالش‌های جدی همراه است.

متأسفانه در بسیاری از پروژه‌ها چندان توجهی به اصول مهندسی گودبرداری ساختمان نمی‌شود. گودبرداری غیراصولی تهدیدی جدی است که علاوه ‌بر امنیت پروژه می‌تواند امنیت سازه‌های هم‌جوار پروژه را تهدید کند. برای گودبرداری اصولی مجموعه جامعی از استانداردها و دستورالعمل‌ها تدوین شده ‌است. با این ‌وجود این اصول را در چند مرحله از آغاز پروژه و حین اجرای پروژه تفکیک می‌کنیم.

نکات گودبرداری ساختمان قبل ‌از شروع کار

قبل ‌از آغاز هر مرحله اجرایی برای حفاری خاک و استفاده از ماشین‌آلات این نکات را جدی بگیرید:

  • از نوع خاک پروژه در لایه‌های مختلف اطلاع داشته باشید. لازم است تا مقدار مقاومت خاک در لایه‌های مختلف تا عمق مؤثر وزن سازه را محاسبه کنید.
  • نوع و چگونگی نصب تأسیسات زیرزمینی ساختمان آینده پروژه را بررسی کنید.
  • از تمام لوله‌های آب، برق، گاز، فاضلاب در سطح پروژه و حتی محیط اطراف پروژه اطلاع داشته باشید و در صورت لزوم با همکاری سازمان مربوطه قطع کنید.
  • با ایستگاه‌های آتش‌نشانی نزدیک پروژه در ارتباط باشید.
  • وضعیت تمامی ساختمان‌های هم‌جوار پروژه را بررسی کنید و برای طراحی سازه‌های نگهدارنده جهت محافظت از سازه‌های هم‌جوار اقدام کنید.
  • با نصب تابلوها و یا تعیین محدوده‌ها تمامی افراد و ساکنین مجاور پروژه را از مراحل گودبرداری مطلع سازید.
  • برای اخذ مجوزهای لازم از سازمان‌ها و ادارات ذی‌ربط مانند شهرداری‌ها، شرکت گاز، شرکت آب و و فاضلاب، شرکت توزیع برق و شرکت مخابرات و... اقدام کنید.
  • وجود تمامی چاه‌های آب، فاضلاب و یا قنات و حتی هر نوع چاه متروکه و یا دایر را بررسی کنید.
  • برای تهیه و آماده کردن تمامی تجهیزات و لوازم گودبرداری اقدام کنید.
  • برای آغاز پروژه تا پایان آخرین مرحله گودبرداری ساختمان برنامه‌ریزی کنید و در این برنامه‌ریزی به نکته‌هایی از قبیل شرایط جوی و موقعیت جغرافیایی و... توجه داشته باشید.
  • موانع حفاظتی استاندارد را در محل پروژه نصب کنید.
  • برای تأمین روشنایی محل پروژه اقدام کنید.
  • برای نصب سیستم‌های تهویه مناسب جمع‌آوری گازها و گرد و غبار از سطح پروژه اقدام کنید.
  • وسایل بالابر و وینچ‌های حمل نخاله با ظرفیت و تعداد کافی نصب شود.
  • هر نوع خاک و یا نخاله تخلیه شده از گودبرداری را در لبه ناپایدار پروژه قرار ندهید.
  • هر نوع باغ، باغچه و یا زمین‌های زراعتی و یا هر نوع جریان آب، مانند رودخانه‌های دائمی و یا فصلی در اطراف محل پروژه را بررسی کنید.
  • برای جلوگیری از جریان آب باران به داخل محل گودبرداری اقدام کنید.

نکات گودبرداری ساختمان

نکات گودبرداری ساختمان حین اجرای پروژه

  • خاک برداری به شکل مرحله‌ای انجام شده و در پایان هر مرحله سریعاً برای نصب سازه‌های نگهدارنده اقدام کنید.
  • در صورتی‌ که با محدودیت خاصی مواجه نیستید، دیواره‌ها را با شیب ملایمی متناسب با شیب مجاز خاک برداشت کنید.
  • در گودبرداری پایین‌تر از پی‌ریزی ساختمان‌های مجاور برای پایدارسازی خاک زیر پی ساختمان‌ها با طراحی سازه‌های نگهدارنده اصولی اقدام کنید.

خطرات گودبرداری غیراصولی چیست؟

گودبرداری غیراصولی از بحث‌های همیشه جدی در مهندسی عمران و طراحی سازه‌های بزرگ ساختمانی است. همواره هرازگاهی شاهد خبرهایی از حوادث تکان‌دهنده هستیم که به‌ علت گودبرداری غیراصولی و دراثر رانش زمین و تخریب سازه‌ها اتفاق افتاده است.

از نگاه حقوقی افرادی مانند مالک ساختمان، مهندس طراحی، پیمانکار گودبرداری و مهندس مجری به‌ همراه مهندس ناظر از جمله افرادی هستند که در مقابل حوادث ناشی از گودبرداری غیراصولی پاسخ‌گو هستند. قاعدتاً غیراصولی شدن این حفاری‌ها یک اتفاق ساده نیست و گاهاً زنجیره‌ای از اشتباهات و یا کم اهمالی‌ها و حتی صرفه‌جویی‌های بی‌مورد هزینه منجر به اقدامات غیراصولی می‌شوند. خطرات بالقوه حفاری‌های غیراصولی در محوطه‌های ساختمانی به ‌قرار زیر هستند:

  • احتمال ریزش دیواره‌ها و رانش زمین و آب به سازه‌های هم‌جوار پروژه وجود دارد.
  • احتمال سقوط کارگران و حتی عابرین حین اجرای پروژه زیاد است.
  • تمامی ماشین‌آلات و تجهیزات چه در داخل گود و یا خارج از آن در خطر هستند.
  • احتمال نشت بخارات و گازهای سمی و مسموم شدن افراد حین اجرای پروژه زیاد است.
  • احتمال آسیب به تأسیسات زیرزمینی و ایجاد خسارات بزرگ در ابعاد شهری و منطقه‌ای زیاد است.

فاکتورهای موثر در گودبرداری اصولی

برای آنکه در هر نوع گودبرداری ساختمان دچار مشکل نشویم و از امنیت تمامی مراحل کار در ابتدا تا انتهای پروژه اطمینان داشته باشیم، لازم است تا برخی فاکتورها را جدی بگیرید. از قبیل:

  • بررسی شرایط فیزیکی و فونداسیون تمامی ساختمان‌های کناری
  • بررسی شرایط دیوارهای مشترک مرزی پروژه با سازه‌های کناری
  • بررسی قدیمی بودن و یا جدید بودن سازه‌های هم‌جوار پروژه
  • بررسی هر المان مشترک مانند سقف‌ها، دیوارها، تیرها و... با سازه‌های کناری
  • بررسی تمامی ترک‌ها و درزها در فونداسیون و یا جداره‌های سازه‌های هم‌جوار
  • وجود هر نوع بازشو در سازه‌های هم‌جوار
  • بررسی هر نوع تأسیسات اعم از لوله دودکش‌ها، داکت‌های تأسیساتی، لوله‌های آب و فاضلاب و... در سازه‌های هم‌جوار

شرایط گودبرداری ایده آل برای آغاز مراحل پی‌ریزی

هر نوع گودبرداری با هدف انجام پی‌ریزی ساختمان‌ها و یا هر سازه عمرانی انجام می‌شود. قاعدتاً تمام مراحل گودبرداری ساختمان برای ایجاد شرایط ایده‌آل مناسب پی‌ریزی هستند. لذا گودبرداری اصولی مناسب آغاز پی‌ریزی به ‌قرار زیر است:

  • ترازهای طبیعی زمین با توجه به نقشه‌برداری دقیق برداشته شده باشد.
  • دیواره‌های گود پایدارسازی شده باشند. در بسیاری از پروژه‌ها نیاز به سازه نگهدارنده داریم.
  • نقشه تسطیح با توجه به سطح تراز زمین‌های مجاور انجام پذیرد. در این مرحله هر نوع شیب لازم برای زهکشی، تراز پی‌ها و یا عمق مدفون پی‌ها پیش‌ بینی شود.
  • هر نوع خاک نباتی برداشته شده باشد تا به خاک باثبات زیر شالوده دسترسی داشته باشیم.

گودبرداری در ساختمان

بررسی انواع زمین در پروژه‌های گودبرداری ساختمان

در بحث مقدماتی قبل ‌از آغاز پروژه‌های گودبرداری به اهمیت مطالعات بسترهای خاکی اشاره کرده‌ایم. جنس خاک در مناطق جغرافیایی گوناگون متفاوت است و حتی در لایه‌های متفاوت از ارتفاع حفاری تغییر می‌کند. اهمیت بررسی خاک در تمامی پروژه‌های گودبرداری الزامی است. انواع زمین و جنس خاک پروژه‌های گوناگون را می‌توان در ۵ دسته‌بندی کلی قرار داد:

  1. زمین با خاک نرم که بدون وجود لایه‌های سنگی به ‌راحتی توسط ابزارهایی ساده مانند بیل‌های دستی و مکانیکی کنده می‌شوند.
  2. زمین‌ها با خاک‌های لجنی یا گل‌آلود که بر اثر جذب اشباع آب خصوصاً در اقلیم‌های پرباران وجود دارند.
  3. زمین‌های کلنگی که از لایه‌های متراکم خاکی و کاملاً فشرده ایجاد شده‌اند. در این خاک با سطح سخت لایه متراکم اما غیر سنگی مواجه هستیم.
  4. زمین‌های دنج که دارای لایه‌های کاملاً فشرده خاک هستند. به شکلی که در اثر کلنگ زدن جای ضربه باقی می‌ماند. حفاری این نوع خاک دشوار است و نیاز به ابزارهای قدرتمند مانند انواع هیلتی داریم.
  5. زمین‌های سنگی که سخت‌ترین نوع زمین‌ها برای حفاری هستند و در اجرای گودبرداری آنها باید از مجموعه تجهیزات کوبنده مانند هیلتی‌ها و یا پیکورهای دستی و ماشینی استفاده کنیم.

نشانه‌های گودبرداری‌های خطرناک

گودبرداری خصوصاً حفاری برای سازه‌های بزرگ که در عمق بیش ‌از ۹ متری انجام می‌شود، مرحله دشواری است که تمام مدت با خطر رانش زمین و تخریب سازه‌های هم‌جوار و تهدید جان افراد همراه است. حتی در اصولی‌ترین روش‌های گودبرداری ساختمان نیز باید احتمال خطرات بالقوه را داشته باشید. برخی نشانه‌ها از گودبرداری خطرناک به‌ قرار زیر هستند:

  • ضعیف بودن لایه‌های خاکی: هر اندازه تراکم خاک پروژه کم و مقاومت فیزیکی زمین در عمق گود کمتر باشد، احتمال ریزش جداره‌های گود و تخریب ساختمان‌های مجاور زیاد است. خاک‌های دستی بزرگترین چالش در گودبرداری هستند. این نوع خاک به شکل مصنوعی و از قبل برای تسطیح زمین اضافه شده و حین گودبرداری ساختمان استحکام لازم را ندارند.
  • وجود نشانه‌هایی در سازه‌های مجاور: گودبرداری کنار ساختمان قدیمی همواره بحث ‌برانگیز است. لازم است تا دائماً شرایط سازه‌های مجاور را از نظر وجود ترک و یا شکستگی، نشت سیالات و یا شکم دادگی دیوارها بررسی کنید.
  • گودبرداری‌های خیلی عمیق: هر اندازه گودبرداری در عمق بیشتری انجام پذیرد، به همان اندازه خطر گسست جداره‌ها و نشست خاک و تخریب دیواره‌ها وجود دارد. امروزه گودبرداری عمیق اجتناب‌ناپذیر است؛ اما باید در چنین عمق‌هایی تمامی جوانب ایمنی خصوصاً نصب سازه نگهدارنده را جدی بگیریم.
  • طولانی شدن بیش ‌از حد پروژه گودبرداری: هر اندازه مرحله پی‌ریزی و طراحی فونداسیون ساختمان پس ‌از گودبرداری با تأخیر انجام شود، خطر سقوط و تخریب جداره‌های گود افزایش پیدا می‌کند. معطل گذاشتن پروژه باعث طولانی شدن مدت زمان باز ماندن گود خواهد شد. این در حالی است که با تغییرات فصلی و خصوصاً ورود به فصل سرد مانند پاییز و زمستان خطر ریزش جداره‌ها را به‌ دنبال دارد.
  • مشاهده هر نوع جریان آب‌های سطحی و یا زیرسطحی: وجود جریان آب در سطح و یا لایه‌های زیرین از مشکلات جدی گودبرداری ساختمان است. جریان آب‌های زیرزمینی احتمال ریزش جداره‌های گود را به ‌شدت افزایش می‌دهد. از طرفی وقوع بارندگی‌های شدید و جریان یافتن آب‌های سطحی خطر جدی در پروژه‌های عمرانی است. ما به بررسی دقیق شرایط خاک، شرایط سازه‌های مجاور، شرایط جریان‌های آبی و حتی بررسی تغییرات اقلیمی نیاز داریم. در عین ‌حال هر اندازه فاصله زمانی اجرای فونداسیون از پایان گودبرداری کمتر باشد، قاعدتاً احتمال مواجه شدن با خطرات کمتر است.

عوامل تاثیر گذار در انتخاب روش گودبرداری ساختمان

برای آغاز مراحل حفاری در پروژه‌های گوناگون با فاکتورهای متعددی روبرو هستیم که هر کدام از آنها تأثیر عمیق بر چگونگی مراحل اجرای پروژه دارند. از جمله این فاکتورها می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

  • حجم پروژه گودبرداری
  • عمق پروژه گودبرداری
  • موقعیت جغرافیایی پروژه در محوطه شهری و یا خارج از شهری
  • موقعیت سازه‌ها و یا زمین‌های اطراف پروژه از نظر وجود ساختمان و یا زمین‌های زراعی
  • مقدار شیب زمین محل پروژه
  • تعداد نیروی انسانی برای اجرای پروژه
  • نوع و امکانات ماشین‌آلات مورد استفاده در پروژه
  • قوانین و ضوابط اداری سازمان‌های شهری و مراجع قانونی
  • هزینه گودبرداری

 

روش گودبرداری ساختمان

سازه نگهبان در گودبرداری ساختمان چیست؟

سازه‌های نگهبان برای محافظت از جداره گود احداث می‌شوند. این سازه‌ها موقتی هستند و لزوماً یک ساختار یکپارچه نمی‌باشند؛ بلکه به روش‌های گوناگون برای استقرار هر چه بیشتر جداره‌ی محل حفاری اجرا می‌شوند. انواع این سازه‌های نگهبان به ‌قرار زیر هستند.

  • سازه‌های خرپایی: سازه‌هایی هستند که از دو عضو قائم و مایل در یک ساختار مثلثی تشکیل ‌شده‌اند. این سازه‌ها با توجه به عمق گودبرداری ساختمان و به شکل مرحله به مرحله تکمیل می‌شوند. سازه‌های خرپایی از ساده‌ترین و کارآمدترین روش‌های محافظت از دیواره گود هستند.
  • سازه‌های مهار متقابل: سازه‌هایی هستند که به شکل عضوهای قائم در کنار جداره گود نصب می‌شوند و از دستک‌هایی عمودی برای نگهداری دیواره استفاده می‌کنند.
  • سازه‌های شمعی: این سازه‌ها نوعی بولت‌های بزرگ فلزی و یا بتنی هستند که با کوبیده شدن در لایه‌های عمیق خاک از جابجایی و یا نشت آنها در اثر گودبرداری جلوگیری می‌کنند. در پروژه‌های گوناگون بسته به شرایط سازه‌های هم‌جوار پروژه از انواع شمع‌ها به شکل جدا از هم، مماس بر هم و یا متقاطع استفاده می‌کنند.
  • سپر کوبی: سپر کوبی از بهترین روش‌های محافظتی گودبرداری ساختمان‌ها با پی‌های عمیق است. در حفاری‌های عمیق اجرای سازه‌های خرپایی و یا مهار متقابل امکان‌پذیر نیست؛ اما می‌توانیم از تکنیک سپر کوبی و قطعات پهن فلزی از جابجایی خاک جلوگیری کنیم.
  • سازه‌های میخ دوزی: در این روش به مانند لحافی بزرگ دو توده خاک جدا ازهم را به وسیله کوبیدن میخ‌هایی نازک و فولادین به یکدیگر می‌دوزند. این روش را اصطلاحاً نیلینگ می‌گویند و از ایده‌های مناسب در گودبرداری‌های کم‌عمق با تراکم ساختمانی زیاد است.
  • دیوارهای دیافراگمی: در این روش از صفحات بتن‌آرمه برای محافظت از جداره گود استفاده می‌کنند. به شکلی که ابتدا بر روی پهنه‌ی دیواره‌ها آرماتوربندی شده و سپس مرحله بتن‌ریزی با تکنیک‌هایی مانند شاتکریت انجام می‌شود. درآخر یک پهنه دیواری یکپارچه با ظاهری دیافراگمی ایجاد می‌شود. از این تکنیک برای طراحی سازه محافظ جداره‌ها تحت تنش سنگین بار ساختمان‌های مجاور استفاده می‌کنند.

انکراژ (میل مهار)، تاب دادن یا ساخت از بالا به پایین، سازه‌های جزیره‌ای و دیوار برلنی از دیگر روش‌های اجرای سازه‌های نگهدارنده جداره گودبرداری ساختمان هستند که برای پروژه‌های حساس استفاده می‌شوند.

نکات ایمنی در پروژه‌های گودبرداری

برای ارتقاء ایمنی و حفاظت هر چه بیشتر از جداره گود و تمامی ساختمان‌های مجاور لازم است تا نکات ایمنی زیر را در نظر داشته باشید:

  • با دقت و کاملاً مهندسی شده روش گودبرداری ساختمان را انتخاب کرده و در اجرای سازه نگهبان محاسبات لازم را انجام دهید.
  • تمامی نقشه‌ها و طراحی‌های حفاری باید براساس گزارش‌های مهندسی شده از مکانیک خاک و با در نظر گرفتن مطالعات ژئوتکنیکی تهیه شوند.
  • در حین گودبرداری و طراحی سازه نگهدارنده متوجه رطوبت خاک باشید؛ زیرا سطح رطوبت خاک مرطوب جداره‌های گود پس‌ از خشک شدن ترک بر می‌دارند. این پدیده در خاک‌های رسی چالش ‌برانگیز است. لذا مدت زمان باز بودن گودبرداری در خاک‌های رسی باید کوتاه باشد.
  • تمامی مراحل و اجرای گودبرداری های ساختمان باید مطابق با اصول فنی و دقیقاً براساس مشخصات فنی درج شده در نقشه‌های تأیید شده مهندس ناظر صورت بگیرد.
  • هیچ‌گاه از روش گودبرداری لبه دیوار همسایه آن‌هم به‌ صورت یک‌جا در خاک‌های ریزشی استفاده نکنید. در چنین شرایطی لازم است تا حداقل فاصله ۱ و یا ۱.۵ متری از لبه دیواره همسایه را کنار بگذارید.
  • در تمامی مراحل گودبرداری ساختمان هر نوع ترک، صدای نامتعارف، نشتی و یا شکسته شدن شیشه و... در ساختمان‌های هم‌جوار را جدی بگیرید.
  • به هیچ حالت نخاله‌های خارج شده را در لبه گود دپو نکنید.
  • تا زمانی ‌که افراد در داخل محوطه گود هستند، از تداوم عملیات حفاری جلوگیری کنید. همچنین تمامی افراد باید از کلاه ایمنی استفاده کنند.
  • از پوشش‌های نایلونی بر روی خاک ترانشه‌های گود جهت محافظت از نفوذ آب باران استفاده کنید.
  • از تکنیک پاشیدن دوغاب گچی بر روی ترانشه‌ها برای جلوگیری از کاهش هوازدگی و حفظ رطوبت خاک و کاهش احتمالی ترک استفاده کنید.
  • تا حد ممکن دوره باز ماندن گودبرداری کوتاه باشد.
  • در صورت تجمع آب‌های روان در کف گود از تردد افراد به داخل آن تا برطرف شدن کامل مشکل جلوگیری کنید.
  • هر نوع لوله و یا تأسیسات اکتشاف شده حین گودبرداری در صورتی ‌که از قبل هیچ اطلاعاتی راجع‌ به آن ندارید را به سازمان‌های مربوطه گزارش کنید.

 

توصیه هایی برای گودبرداری ساختمان

گودبرداری ساختمان به ‌تنهایی یک پروژه تمام ‌عیار است و این مقاله با تمام نکاتی که ذکر شد، تنها بخش کوچکی از این دنیای بزرگ از مهندسی عمران است. پروژه‌ها با یکدیگر متفاوت هستند و در زمین‌ها با خاک‌های متفاوت و هم‌جواری های گوناگونی ساخته می‌شوند. این مقاله به همت تیم کارشناسی گروه متسل تهیه شده است. اما ماجرای گودبرداری اصولی بسیار فراتر از این مطلب مختصر و فهرست گونه است. شما در تمام پروژه‌ها به مطالعات تخصصی شرایط خاک و تحلیل جامع روش گودبرداری نیاز دارید. برای این منظور توصیه می‌کنیم که مطالعه استانداردهای مربوطه در تمامی مراحل گودبرداری ساختمان را جدی بگیرید.

همه چیز در خصوص گودبرداری ساختمان و پایدارسازی آن

برای ساخت بناهای بزرگ عمرانی و حتی ساختمان‌های ساده مسکونی به طراحی فونداسیون در بستر عمیق زمین نیاز داریم. بنابراین در ابتدای پروژه تمامی فعالیت‌های عمرانی برای طراحی و ساخت شالوده بنا اقدام می‌کنیم. این کار با گودبرداری ساختمان آغاز می‌شود.

گودبرداری ساختمان مرحله مقدماتی فاز اجرایی تمامی سازه‌های عمرانی است و با هر گونه حفاری و یا خاک برداری پایین‌تر از سطح طبیعی زمین انجام خواهد شد. به ‌طورکلی هر مقدار حفاری که پایین‌تر از سطح طبیعی زمین و یا پی ساختمان‌های مجاور صورت بگیرد را گودبرداری می‌گویند. البته این مرحله با حفاری‌های نسبتاً عمیق در حجم گسترده انجام می‌شود که با چالش‌ها و خطراتی مانند رانش زمین، نشست ساختمان‌های مجاور و ریزش دیوارها و... همراه است. از طرفی هزینه گودبرداری خصوصاً در مناطق شهری قابل‌ توجه است و برای مدیریت چنین پروژه‌ای باید شناخت فنی کافی از این مرحله کلیدی داشته باشید. در این مقاله از گروه متسل موتور جستجوی تخصصی صنعت ساختمان به بررسی مراحل گودبرداری می‌پردازیم و این فاز مقدماتی اما کلیدی از مراحل اجرایی سازه‌ها را چه با نگاه علمی و عملیاتی بررسی می‌کنیم. اگر قصد خرید قطعه بتنی دارید همکاران ما شما را راهنمایی می‌کنند.

گودبرداری ساختمان

محدودیت ها برای انجام گودبرداری ساختمان

در یک تعریف کلی هر نوع حفاری پایین‌تر از سطح زمین برای اجرای فونداسیون را اصطلاحاً گودبرداری می‌گویند. اما این حفاری‌ها خصوصاً در مکان‌های شهری با ساختمان‌های بلند مجاور پروژه، چالش‌هایی به دنبال دارد. تمامی گودبرداری های ساختمان و حتی سازه‌های عمرانی مانند پل‌ها و یا سازه‌های صنعتی به‌ صورت جداره‌های قائم و یا نزدیک به قائم انجام می‌شود. در بسیاری از پروژه‌ها هدف از گودبرداری ایجاد طبقات زیرین است که لزوم حفاری با دیواره‌های قائم را اجتناب‌ناپذیر می‌کند. اما همین حفاری با دیواره‌های قائم بحث‌های فنی و تخصصی متعددی به ‌دنبال دارد. چرا که جداره‌های سست و ناپایدار خاک کاملا تحت تأثیر وزن خود و یا وزن سازه‌های مجاور هستند. در این ‌صورت همیشه احتمال رانش خاک و ریزش جداره‌های قائم حفاری وجود دارد.

رانش خاک بدون تردید بزرگترین چالش در گودبرداری کنار ساختمان قدیمی و یا هر سازه‌ی بزرگ و کوچک شهری و صنعتی است. برای حل این مشکل نیز از سازه‌های نگهدارنده و موقتی استفاده می‌کنند. سازه‌های نگهدارنده به‌ سرعت پس ‌از اجرای خاک برداری در مجاورت دیواره‌های عمودی نصب می‌شوند تا از رانش زمین در اثر وزن سنگین خاک بالاسری جلوگیری کنند.

هدف از گودبرداری های ساختمانی چیست؟

قاعدتاً پاسخ به این سوال ساده است؛ زیرا مرحله خاک برداری برای رسیدن به عمق زمین با هدف اجرای فونداسیون انجام می‌شود. اما طراحی فونداسیون تنها یکی از برنامه‌های جامع گودبرداری های ساختمانی است. در انجام مراحل گودبرداری عمیق اهداف گوناگونی از قبیل موارد زیر را دنبال می‌کنیم:

  • استفاده از فضای گسترده‌ی زیر سطح طبیعی زمین برای ایجاد طبقات زیرزمینی
  • اجرای فونداسیون عمیق و سنگین مناسب احداث سازه‌های بزرگ بتنی و یا فولادین
  • حفظ جان تمامی افراد چه در داخل و یا خارج از محوطه گودبرداری شده
  • اطمینان از مقاوم بودن جداره‌های قائم و حفظ شرایط امن برای سازه‌های مجاور پروژه

گودبرداری عمیق در بسیاری از سازه‌های عمرانی خصوصاً ساختمان‌های شهری الزامی است. زیرا به استفاده‌ی مناسب از فضای بزرگ زیر بستر خاکی در طراحی سازه نیاز داریم. در غیر این ‌صورت با یک حفاری ساده به ‌راحتی قادر به طراحی فونداسیون‌های خیلی مقاوم هستیم؛ اما دیگر نمی‌توانیم از فضای طبقات زیرزمین استفاده کنیم. حفاری در عمق زیاد با حضور تعداد زیاد کارگران و سازه‌های سنگین در مجاورت پروژه چالش جدی است که نیاز به اجرای اصولی انواع گودبرداری ساختمان دارد. اگر نیازمند کسب اطلاعات درباره بهترین بتن برای فوندانسیون هستید این مقاله را از دست ندهید.

شرایط انتخاب روش گودبرداری ساختمان

برای خاک برداری و حفاری‌های عمیق انواع روش گودبرداری ساختمان وجود دارد که با توجه به ملاحظات فنی سازه و شرایط کلی پروژه انتخاب می‌شود. شرایط تأثیرگذار برای انتخاب انواع گودبرداری در ساختمان به قرار زیر هستند:

  • ملاحظات ژئوتکنیکی با بررسی لایه‌های خاکی و ارزیابی مقاومت بستر زمین در عمق‌های گوناگون
  • ملاحظات فنی و عمرانی نوع سازه اعم از ارتفاع، فرم هندسی، وزن، نوع اسکلت و پلان ساختمان
  • نوع فونداسیون و نوع مصالح کار شده در طراحی فونداسیون
  • بررسی ملاحظات اجرایی، مباحث اقتصادی، اجتماعی و...
  • قوانین شهرداری‌ها در نحوه اجرای گودبرداری عمیق
  • هم‌جواری سازه‌های عمرانی خصوصاً وجود ساختمان‌های قدیمی
  • و...

مهندسین با در نظر گرفتن تمامی این نکات برای انتخاب روش گودبرداری در ساختمان اقدام می‌کنند. هر چند در کل تمامی روش‌ها از مراحل کم ‌و بیش یکسانی برخوردار هستند.

گودبرداری های ساختمان

ماشین آلات گودبرداری

در انواع گودبرداری ساختمان خصوصاً پروژه‌های عمیق با حجم خاک برداری قابل ‌توجهی رو به رو هستیم. در عین ‌حال لایه‌های زیر زمین در بسترهای گوناگونی از خاک‌های سست رسی و یا لایه‌های سنگی و شنی و... وجود دارند. برای حفاری‌های عمیق به انواع ماشین آلات گودبرداری با کاربری تخصصی نیاز داریم.

انواع این ماشین‌آلات شامل بیل مکانیکی، مینی بیل مکانیکی، بابکت، بیل‌های دکل بلند، انواع جرثقیل، انواع باکت‌های حمل خاک، تاور کرین‌ها، خاور و یا کامیون‌های حمل خاک و... می‌شود. در پروژه‌های کوچک برای گودبرداری دستی اقدام می‌کنند که در این ‌صورت به برخی از ابزارهای خرد کننده سطوح سنگی مانند انواع پیکور و یا هیلتی نیاز دارید. به هر صورت مجموع ماشین آلات گودبرداری شامل ابزارهای حفاری مانند بیل مکانیکی و ابزارهای حمل خاک و نخاله مانند انواع کامیون و خاور می‌شود. اما ترتیب استفاده و حتی ابعاد ماشین آلات گودبرداری با توجه به بزرگی حجم پروژه انتخاب خواهد شد. همچنین در تمامی پروژه‌های گودبرداری باید برای ایجاد رمپ خاکی یا همان شیب‌راهه مناسب حمل‌ونقل ماشین‌آلات سبک و سنگین اقدام کنید.

انواع گودبرداری ساختمان با در نظر گرفتن عمق حفاری

انواع گودبرداری های ساختمان را با توجه به عمق حفاری دسته‌بندی می‌کنند. هر اندازه ابعاد پروژه و وزن و اندازه سازه بزرگتر باشد، قاعدتاً به عمق حفاری بیشتری نیاز داریم. در این ‌صورت حجم خاک برداری به شکل تصاعدی افزایش پیدا می‌کند. لذا نوع ماشین آلات گودبرداری از پروژه‌های کوچک تا پروژه‌های بزرگ متفاوت است. این دسته‌بندی براساس عمق حفاری به قرار زیر هستند:

  1. گودبرداری های کوچک تا عمق ۳ متری: حجم خاک برداری در این پروژه‌ها چندان زیاد نیست و به ‌راحتی می‌توانیم با مینی بیل‌ها انجام دهیم. معمولاً کل پروژه با یک مینی بیل مکانیکی و ایجاد رمپ دستی پایان می‌پذیرد.
  2. گودبرداری متوسط تا عمق ۶ متری: برای اجرای این نوع گودبرداری ساختمان از بیل مکانیکی استفاده می‌کنند؛ اما همچنان می‌توانیم از تکنیک ایجاد رمپ دستی برای خروج بیل از فضای حفاری‌ شده استفاده کنیم.
  3. گودبرداری نیمه ‌عمیق تا عمق ۹ متری: در این عمق با پروژه‌های کاملاً حرفه‌ای سروکار داریم که اجرای آن نیاز به مطالعات کامل ژئوتکنیکی خاک، بررسی مراحل گودبرداری و توجه جدی به طراحی رمپ عبور وسایل نقلیه دارد. رمپ باید محکم و به ‌اندازه‌ی کافی عریض باشد تا حین عبور وسایل نقلیه نشست پیدا نکند. در اجرای این نوع گودبرداری ها معمولاً از بیل مکانیکی در کنار مینی بیل و بابکت استفاده می‌کنند. همچنین در انتهای پروژه از دکل بلند بیل برای تخلیه رمپ و آماده‌سازی فضای گودبرداری شده استفاده می‌شود.
  4. گود برداری‌های عمیق از عمق ۹ متر به بالاتر: هر نوع گودبرداری ساختمان از عمق ۹ متر به بالاتر در دسته‌بندی ارتفاع‌های عمیق قرار می‌گیرند و برای حفاری چنین فضاهایی حداقل از دو بیل مکانیکی استفاده می‌کنند. اصولاً روش جمع‌آوری رمپ از ارتفاع ۹ متری به بالاتر در تمامی پروژه‌های گودبرداری یکسان است. اما با توجه به ابعاد پروژه تعداد ماشین‌آلات متفاوت است. معمولاً برای جمع‌آوری رمپ و یا تخلیه خاک این پروژه‌ها از تکنیک باکت به باکت با دو بیل مکانیکی استفاده می‌کنند. اما می‌توانید از ماشین‌آلات حرفه‌ای‌تر مانند بیل دکل بلند با بوم ۱۲ متری نیز استفاده کنید.

برای حفاری‌های فوق عمیق مثلاً عمق بیشتر از ۱۴ متر، علاوه‌بر انواع ماشین‌آلات مانند بیل‌های دکل بلند، جرثقیل‌ها و یا بیل‌های مکانیکی به نصب تاور کرین نیز نیاز دارید. از این تاور کرین برای حمل خاک و تخلیه نخاله حفاری استفاده می‌کنند.

اصول مهندسی گودبرداری ساختمان

گودبرداری ساختمان به ‌ظاهر ماجرای ساده‌ای است. کافی است ماشین‌آلات مخصوص حفاری را تهیه کنید تا به ‌سرعت برای خاک برداری و کندن زمین آن‌هم تا عمق زیاد دست ‌به ‌کار شوید. اما ماجرا وقتی بحث‌ برانگیز است که با مشکلاتی مانند رانش خاک، تخریب جداره‌ها، آسیب سازه‌های مجاور و عدم ثبات دیواره‌ها مواجه باشیم. در این ‌صورت حتی امنیت کارکنان در مراحل گودبرداری و ساخت فونداسیون با چالش‌های جدی همراه است.

متأسفانه در بسیاری از پروژه‌ها چندان توجهی به اصول مهندسی گودبرداری ساختمان نمی‌شود. گودبرداری غیراصولی تهدیدی جدی است که علاوه ‌بر امنیت پروژه می‌تواند امنیت سازه‌های هم‌جوار پروژه را تهدید کند. برای گودبرداری اصولی مجموعه جامعی از استانداردها و دستورالعمل‌ها تدوین شده ‌است. با این ‌وجود این اصول را در چند مرحله از آغاز پروژه و حین اجرای پروژه تفکیک می‌کنیم.

نکات گودبرداری ساختمان قبل ‌از شروع کار

قبل ‌از آغاز هر مرحله اجرایی برای حفاری خاک و استفاده از ماشین‌آلات این نکات را جدی بگیرید:

  • از نوع خاک پروژه در لایه‌های مختلف اطلاع داشته باشید. لازم است تا مقدار مقاومت خاک در لایه‌های مختلف تا عمق مؤثر وزن سازه را محاسبه کنید.
  • نوع و چگونگی نصب تأسیسات زیرزمینی ساختمان آینده پروژه را بررسی کنید.
  • از تمام لوله‌های آب، برق، گاز، فاضلاب در سطح پروژه و حتی محیط اطراف پروژه اطلاع داشته باشید و در صورت لزوم با همکاری سازمان مربوطه قطع کنید.
  • با ایستگاه‌های آتش‌نشانی نزدیک پروژه در ارتباط باشید.
  • وضعیت تمامی ساختمان‌های هم‌جوار پروژه را بررسی کنید و برای طراحی سازه‌های نگهدارنده جهت محافظت از سازه‌های هم‌جوار اقدام کنید.
  • با نصب تابلوها و یا تعیین محدوده‌ها تمامی افراد و ساکنین مجاور پروژه را از مراحل گودبرداری مطلع سازید.
  • برای اخذ مجوزهای لازم از سازمان‌ها و ادارات ذی‌ربط مانند شهرداری‌ها، شرکت گاز، شرکت آب و و فاضلاب، شرکت توزیع برق و شرکت مخابرات و... اقدام کنید.
  • وجود تمامی چاه‌های آب، فاضلاب و یا قنات و حتی هر نوع چاه متروکه و یا دایر را بررسی کنید.
  • برای تهیه و آماده کردن تمامی تجهیزات و لوازم گودبرداری اقدام کنید.
  • برای آغاز پروژه تا پایان آخرین مرحله گودبرداری ساختمان برنامه‌ریزی کنید و در این برنامه‌ریزی به نکته‌هایی از قبیل شرایط جوی و موقعیت جغرافیایی و... توجه داشته باشید.
  • موانع حفاظتی استاندارد را در محل پروژه نصب کنید.
  • برای تأمین روشنایی محل پروژه اقدام کنید.
  • برای نصب سیستم‌های تهویه مناسب جمع‌آوری گازها و گرد و غبار از سطح پروژه اقدام کنید.
  • وسایل بالابر و وینچ‌های حمل نخاله با ظرفیت و تعداد کافی نصب شود.
  • هر نوع خاک و یا نخاله تخلیه شده از گودبرداری را در لبه ناپایدار پروژه قرار ندهید.
  • هر نوع باغ، باغچه و یا زمین‌های زراعتی و یا هر نوع جریان آب، مانند رودخانه‌های دائمی و یا فصلی در اطراف محل پروژه را بررسی کنید.
  • برای جلوگیری از جریان آب باران به داخل محل گودبرداری اقدام کنید.

نکات گودبرداری ساختمان

نکات گودبرداری ساختمان حین اجرای پروژه

  • خاک برداری به شکل مرحله‌ای انجام شده و در پایان هر مرحله سریعاً برای نصب سازه‌های نگهدارنده اقدام کنید.
  • در صورتی‌ که با محدودیت خاصی مواجه نیستید، دیواره‌ها را با شیب ملایمی متناسب با شیب مجاز خاک برداشت کنید.
  • در گودبرداری پایین‌تر از پی‌ریزی ساختمان‌های مجاور برای پایدارسازی خاک زیر پی ساختمان‌ها با طراحی سازه‌های نگهدارنده اصولی اقدام کنید.

خطرات گودبرداری غیراصولی چیست؟

گودبرداری غیراصولی از بحث‌های همیشه جدی در مهندسی عمران و طراحی سازه‌های بزرگ ساختمانی است. همواره هرازگاهی شاهد خبرهایی از حوادث تکان‌دهنده هستیم که به‌ علت گودبرداری غیراصولی و دراثر رانش زمین و تخریب سازه‌ها اتفاق افتاده است.

از نگاه حقوقی افرادی مانند مالک ساختمان، مهندس طراحی، پیمانکار گودبرداری و مهندس مجری به‌ همراه مهندس ناظر از جمله افرادی هستند که در مقابل حوادث ناشی از گودبرداری غیراصولی پاسخ‌گو هستند. قاعدتاً غیراصولی شدن این حفاری‌ها یک اتفاق ساده نیست و گاهاً زنجیره‌ای از اشتباهات و یا کم اهمالی‌ها و حتی صرفه‌جویی‌های بی‌مورد هزینه منجر به اقدامات غیراصولی می‌شوند. خطرات بالقوه حفاری‌های غیراصولی در محوطه‌های ساختمانی به ‌قرار زیر هستند:

  • احتمال ریزش دیواره‌ها و رانش زمین و آب به سازه‌های هم‌جوار پروژه وجود دارد.
  • احتمال سقوط کارگران و حتی عابرین حین اجرای پروژه زیاد است.
  • تمامی ماشین‌آلات و تجهیزات چه در داخل گود و یا خارج از آن در خطر هستند.
  • احتمال نشت بخارات و گازهای سمی و مسموم شدن افراد حین اجرای پروژه زیاد است.
  • احتمال آسیب به تأسیسات زیرزمینی و ایجاد خسارات بزرگ در ابعاد شهری و منطقه‌ای زیاد است.

فاکتورهای موثر در گودبرداری اصولی

برای آنکه در هر نوع گودبرداری ساختمان دچار مشکل نشویم و از امنیت تمامی مراحل کار در ابتدا تا انتهای پروژه اطمینان داشته باشیم، لازم است تا برخی فاکتورها را جدی بگیرید. از قبیل:

  • بررسی شرایط فیزیکی و فونداسیون تمامی ساختمان‌های کناری
  • بررسی شرایط دیوارهای مشترک مرزی پروژه با سازه‌های کناری
  • بررسی قدیمی بودن و یا جدید بودن سازه‌های هم‌جوار پروژه
  • بررسی هر المان مشترک مانند سقف‌ها، دیوارها، تیرها و... با سازه‌های کناری
  • بررسی تمامی ترک‌ها و درزها در فونداسیون و یا جداره‌های سازه‌های هم‌جوار
  • وجود هر نوع بازشو در سازه‌های هم‌جوار
  • بررسی هر نوع تأسیسات اعم از لوله دودکش‌ها، داکت‌های تأسیساتی، لوله‌های آب و فاضلاب و... در سازه‌های هم‌جوار

شرایط گودبرداری ایده آل برای آغاز مراحل پی‌ریزی

هر نوع گودبرداری با هدف انجام پی‌ریزی ساختمان‌ها و یا هر سازه عمرانی انجام می‌شود. قاعدتاً تمام مراحل گودبرداری ساختمان برای ایجاد شرایط ایده‌آل مناسب پی‌ریزی هستند. لذا گودبرداری اصولی مناسب آغاز پی‌ریزی به ‌قرار زیر است:

  • ترازهای طبیعی زمین با توجه به نقشه‌برداری دقیق برداشته شده باشد.
  • دیواره‌های گود پایدارسازی شده باشند. در بسیاری از پروژه‌ها نیاز به سازه نگهدارنده داریم.
  • نقشه تسطیح با توجه به سطح تراز زمین‌های مجاور انجام پذیرد. در این مرحله هر نوع شیب لازم برای زهکشی، تراز پی‌ها و یا عمق مدفون پی‌ها پیش‌ بینی شود.
  • هر نوع خاک نباتی برداشته شده باشد تا به خاک باثبات زیر شالوده دسترسی داشته باشیم.

گودبرداری در ساختمان

بررسی انواع زمین در پروژه‌های گودبرداری ساختمان

در بحث مقدماتی قبل ‌از آغاز پروژه‌های گودبرداری به اهمیت مطالعات بسترهای خاکی اشاره کرده‌ایم. جنس خاک در مناطق جغرافیایی گوناگون متفاوت است و حتی در لایه‌های متفاوت از ارتفاع حفاری تغییر می‌کند. اهمیت بررسی خاک در تمامی پروژه‌های گودبرداری الزامی است. انواع زمین و جنس خاک پروژه‌های گوناگون را می‌توان در ۵ دسته‌بندی کلی قرار داد:

  1. زمین با خاک نرم که بدون وجود لایه‌های سنگی به ‌راحتی توسط ابزارهایی ساده مانند بیل‌های دستی و مکانیکی کنده می‌شوند.
  2. زمین‌ها با خاک‌های لجنی یا گل‌آلود که بر اثر جذب اشباع آب خصوصاً در اقلیم‌های پرباران وجود دارند.
  3. زمین‌های کلنگی که از لایه‌های متراکم خاکی و کاملاً فشرده ایجاد شده‌اند. در این خاک با سطح سخت لایه متراکم اما غیر سنگی مواجه هستیم.
  4. زمین‌های دنج که دارای لایه‌های کاملاً فشرده خاک هستند. به شکلی که در اثر کلنگ زدن جای ضربه باقی می‌ماند. حفاری این نوع خاک دشوار است و نیاز به ابزارهای قدرتمند مانند انواع هیلتی داریم.
  5. زمین‌های سنگی که سخت‌ترین نوع زمین‌ها برای حفاری هستند و در اجرای گودبرداری آنها باید از مجموعه تجهیزات کوبنده مانند هیلتی‌ها و یا پیکورهای دستی و ماشینی استفاده کنیم.

نشانه‌های گودبرداری‌های خطرناک

گودبرداری خصوصاً حفاری برای سازه‌های بزرگ که در عمق بیش ‌از ۹ متری انجام می‌شود، مرحله دشواری است که تمام مدت با خطر رانش زمین و تخریب سازه‌های هم‌جوار و تهدید جان افراد همراه است. حتی در اصولی‌ترین روش‌های گودبرداری ساختمان نیز باید احتمال خطرات بالقوه را داشته باشید. برخی نشانه‌ها از گودبرداری خطرناک به‌ قرار زیر هستند:

  • ضعیف بودن لایه‌های خاکی: هر اندازه تراکم خاک پروژه کم و مقاومت فیزیکی زمین در عمق گود کمتر باشد، احتمال ریزش جداره‌های گود و تخریب ساختمان‌های مجاور زیاد است. خاک‌های دستی بزرگترین چالش در گودبرداری هستند. این نوع خاک به شکل مصنوعی و از قبل برای تسطیح زمین اضافه شده و حین گودبرداری ساختمان استحکام لازم را ندارند.
  • وجود نشانه‌هایی در سازه‌های مجاور: گودبرداری کنار ساختمان قدیمی همواره بحث ‌برانگیز است. لازم است تا دائماً شرایط سازه‌های مجاور را از نظر وجود ترک و یا شکستگی، نشت سیالات و یا شکم دادگی دیوارها بررسی کنید.
  • گودبرداری‌های خیلی عمیق: هر اندازه گودبرداری در عمق بیشتری انجام پذیرد، به همان اندازه خطر گسست جداره‌ها و نشست خاک و تخریب دیواره‌ها وجود دارد. امروزه گودبرداری عمیق اجتناب‌ناپذیر است؛ اما باید در چنین عمق‌هایی تمامی جوانب ایمنی خصوصاً نصب سازه نگهدارنده را جدی بگیریم.
  • طولانی شدن بیش ‌از حد پروژه گودبرداری: هر اندازه مرحله پی‌ریزی و طراحی فونداسیون ساختمان پس ‌از گودبرداری با تأخیر انجام شود، خطر سقوط و تخریب جداره‌های گود افزایش پیدا می‌کند. معطل گذاشتن پروژه باعث طولانی شدن مدت زمان باز ماندن گود خواهد شد. این در حالی است که با تغییرات فصلی و خصوصاً ورود به فصل سرد مانند پاییز و زمستان خطر ریزش جداره‌ها را به‌ دنبال دارد.
  • مشاهده هر نوع جریان آب‌های سطحی و یا زیرسطحی: وجود جریان آب در سطح و یا لایه‌های زیرین از مشکلات جدی گودبرداری ساختمان است. جریان آب‌های زیرزمینی احتمال ریزش جداره‌های گود را به ‌شدت افزایش می‌دهد. از طرفی وقوع بارندگی‌های شدید و جریان یافتن آب‌های سطحی خطر جدی در پروژه‌های عمرانی است. ما به بررسی دقیق شرایط خاک، شرایط سازه‌های مجاور، شرایط جریان‌های آبی و حتی بررسی تغییرات اقلیمی نیاز داریم. در عین ‌حال هر اندازه فاصله زمانی اجرای فونداسیون از پایان گودبرداری کمتر باشد، قاعدتاً احتمال مواجه شدن با خطرات کمتر است.

عوامل تاثیر گذار در انتخاب روش گودبرداری ساختمان

برای آغاز مراحل حفاری در پروژه‌های گوناگون با فاکتورهای متعددی روبرو هستیم که هر کدام از آنها تأثیر عمیق بر چگونگی مراحل اجرای پروژه دارند. از جمله این فاکتورها می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

  • حجم پروژه گودبرداری
  • عمق پروژه گودبرداری
  • موقعیت جغرافیایی پروژه در محوطه شهری و یا خارج از شهری
  • موقعیت سازه‌ها و یا زمین‌های اطراف پروژه از نظر وجود ساختمان و یا زمین‌های زراعی
  • مقدار شیب زمین محل پروژه
  • تعداد نیروی انسانی برای اجرای پروژه
  • نوع و امکانات ماشین‌آلات مورد استفاده در پروژه
  • قوانین و ضوابط اداری سازمان‌های شهری و مراجع قانونی
  • هزینه گودبرداری

 

روش گودبرداری ساختمان

سازه نگهبان در گودبرداری ساختمان چیست؟

سازه‌های نگهبان برای محافظت از جداره گود احداث می‌شوند. این سازه‌ها موقتی هستند و لزوماً یک ساختار یکپارچه نمی‌باشند؛ بلکه به روش‌های گوناگون برای استقرار هر چه بیشتر جداره‌ی محل حفاری اجرا می‌شوند. انواع این سازه‌های نگهبان به ‌قرار زیر هستند.

  • سازه‌های خرپایی: سازه‌هایی هستند که از دو عضو قائم و مایل در یک ساختار مثلثی تشکیل ‌شده‌اند. این سازه‌ها با توجه به عمق گودبرداری ساختمان و به شکل مرحله به مرحله تکمیل می‌شوند. سازه‌های خرپایی از ساده‌ترین و کارآمدترین روش‌های محافظت از دیواره گود هستند.
  • سازه‌های مهار متقابل: سازه‌هایی هستند که به شکل عضوهای قائم در کنار جداره گود نصب می‌شوند و از دستک‌هایی عمودی برای نگهداری دیواره استفاده می‌کنند.
  • سازه‌های شمعی: این سازه‌ها نوعی بولت‌های بزرگ فلزی و یا بتنی هستند که با کوبیده شدن در لایه‌های عمیق خاک از جابجایی و یا نشت آنها در اثر گودبرداری جلوگیری می‌کنند. در پروژه‌های گوناگون بسته به شرایط سازه‌های هم‌جوار پروژه از انواع شمع‌ها به شکل جدا از هم، مماس بر هم و یا متقاطع استفاده می‌کنند.
  • سپر کوبی: سپر کوبی از بهترین روش‌های محافظتی گودبرداری ساختمان‌ها با پی‌های عمیق است. در حفاری‌های عمیق اجرای سازه‌های خرپایی و یا مهار متقابل امکان‌پذیر نیست؛ اما می‌توانیم از تکنیک سپر کوبی و قطعات پهن فلزی از جابجایی خاک جلوگیری کنیم.
  • سازه‌های میخ دوزی: در این روش به مانند لحافی بزرگ دو توده خاک جدا ازهم را به وسیله کوبیدن میخ‌هایی نازک و فولادین به یکدیگر می‌دوزند. این روش را اصطلاحاً نیلینگ می‌گویند و از ایده‌های مناسب در گودبرداری‌های کم‌عمق با تراکم ساختمانی زیاد است.
  • دیوارهای دیافراگمی: در این روش از صفحات بتن‌آرمه برای محافظت از جداره گود استفاده می‌کنند. به شکلی که ابتدا بر روی پهنه‌ی دیواره‌ها آرماتوربندی شده و سپس مرحله بتن‌ریزی با تکنیک‌هایی مانند شاتکریت انجام می‌شود. درآخر یک پهنه دیواری یکپارچه با ظاهری دیافراگمی ایجاد می‌شود. از این تکنیک برای طراحی سازه محافظ جداره‌ها تحت تنش سنگین بار ساختمان‌های مجاور استفاده می‌کنند.

انکراژ (میل مهار)، تاب دادن یا ساخت از بالا به پایین، سازه‌های جزیره‌ای و دیوار برلنی از دیگر روش‌های اجرای سازه‌های نگهدارنده جداره گودبرداری ساختمان هستند که برای پروژه‌های حساس استفاده می‌شوند.

نکات ایمنی در پروژه‌های گودبرداری

برای ارتقاء ایمنی و حفاظت هر چه بیشتر از جداره گود و تمامی ساختمان‌های مجاور لازم است تا نکات ایمنی زیر را در نظر داشته باشید:

  • با دقت و کاملاً مهندسی شده روش گودبرداری ساختمان را انتخاب کرده و در اجرای سازه نگهبان محاسبات لازم را انجام دهید.
  • تمامی نقشه‌ها و طراحی‌های حفاری باید براساس گزارش‌های مهندسی شده از مکانیک خاک و با در نظر گرفتن مطالعات ژئوتکنیکی تهیه شوند.
  • در حین گودبرداری و طراحی سازه نگهدارنده متوجه رطوبت خاک باشید؛ زیرا سطح رطوبت خاک مرطوب جداره‌های گود پس‌ از خشک شدن ترک بر می‌دارند. این پدیده در خاک‌های رسی چالش ‌برانگیز است. لذا مدت زمان باز بودن گودبرداری در خاک‌های رسی باید کوتاه باشد.
  • تمامی مراحل و اجرای گودبرداری های ساختمان باید مطابق با اصول فنی و دقیقاً براساس مشخصات فنی درج شده در نقشه‌های تأیید شده مهندس ناظر صورت بگیرد.
  • هیچ‌گاه از روش گودبرداری لبه دیوار همسایه آن‌هم به‌ صورت یک‌جا در خاک‌های ریزشی استفاده نکنید. در چنین شرایطی لازم است تا حداقل فاصله ۱ و یا ۱.۵ متری از لبه دیواره همسایه را کنار بگذارید.
  • در تمامی مراحل گودبرداری ساختمان هر نوع ترک، صدای نامتعارف، نشتی و یا شکسته شدن شیشه و... در ساختمان‌های هم‌جوار را جدی بگیرید.
  • به هیچ حالت نخاله‌های خارج شده را در لبه گود دپو نکنید.
  • تا زمانی ‌که افراد در داخل محوطه گود هستند، از تداوم عملیات حفاری جلوگیری کنید. همچنین تمامی افراد باید از کلاه ایمنی استفاده کنند.
  • از پوشش‌های نایلونی بر روی خاک ترانشه‌های گود جهت محافظت از نفوذ آب باران استفاده کنید.
  • از تکنیک پاشیدن دوغاب گچی بر روی ترانشه‌ها برای جلوگیری از کاهش هوازدگی و حفظ رطوبت خاک و کاهش احتمالی ترک استفاده کنید.
  • تا حد ممکن دوره باز ماندن گودبرداری کوتاه باشد.
  • در صورت تجمع آب‌های روان در کف گود از تردد افراد به داخل آن تا برطرف شدن کامل مشکل جلوگیری کنید.
  • هر نوع لوله و یا تأسیسات اکتشاف شده حین گودبرداری در صورتی ‌که از قبل هیچ اطلاعاتی راجع‌ به آن ندارید را به سازمان‌های مربوطه گزارش کنید.

 

توصیه هایی برای گودبرداری ساختمان

گودبرداری ساختمان به ‌تنهایی یک پروژه تمام ‌عیار است و این مقاله با تمام نکاتی که ذکر شد، تنها بخش کوچکی از این دنیای بزرگ از مهندسی عمران است. پروژه‌ها با یکدیگر متفاوت هستند و در زمین‌ها با خاک‌های متفاوت و هم‌جواری های گوناگونی ساخته می‌شوند. این مقاله به همت تیم کارشناسی گروه متسل تهیه شده است. اما ماجرای گودبرداری اصولی بسیار فراتر از این مطلب مختصر و فهرست گونه است. شما در تمام پروژه‌ها به مطالعات تخصصی شرایط خاک و تحلیل جامع روش گودبرداری نیاز دارید. برای این منظور توصیه می‌کنیم که مطالعه استانداردهای مربوطه در تمامی مراحل گودبرداری ساختمان را جدی بگیرید.