متأسفانه در بین حوادث ساختمانی، حوادث مربوط به گودبرداری جزء پرتکرارترین حوادث است و این موضوع، به عدم آشنایی با اصول گودبرداری و بی‌دقتی در اجرای سازه نگهبان باز می‌گردد. اجرای انواع سازه نگهبان، بسیار ساده است و به زمان کمی نیاز دارد. در این مقاله، ما قصد داریم تا شما را با انواع این سازه و مزایا و معایب هر کدام آشنا کنیم.
سازه نگهبان چیست؟
سازه نگهبان مجموعه‌ای از المان‌های فولادی و غیر فولادی است که به منظور جلوگیری از ریزش خاک و سنگ در دیواره‌های گود مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از سازه نگهبان، منجر به ایمن‌سازی محوطه گودبرداری شده می‌شود و علاوه بر حفاظت از تجهیزات و کارگرانی که در داخل گود کار می‌کنند، از سازههای مجاور گود نیز محافظت کرده و خاک زیر آن‌ها را مقاوم می‌کند.
البته از سازه نگهبان تنها در گودبرداری ساختمان استفاده نمی‌شود. برخی از سازههای نگهبان دائمی هستند و از آن‌ها برای جلوگیری از ریزش دیواره تونل‌ها، پل‌ها، جاده‌های مرتفع، کانال، سد و ... استفاده می‌شود. این نوع از سازههای نگهبان دائمی هستند و زیبایی بیشتری دارند.
وظیفه مهندس ناظر هنگام اجرای سازه نگهبان چیست؟
وظیفه سازه نگهبان، جلوگیری از ترک خوردن خاک اطراف گود و عمیق شدن این ترک‌ها است. زمانی که این اتفاق می‌افتد، یعنی خاک اطراف گود در حال گسیخته شدن است و به‌زودی خواهد ریخت. یکی از نشانه‌های این اتفاق، پوسته‌پوسته شدن خاک اطراف گود است.
وظیفه مهندس ناظر شناسایی این ترک‌ها در مراحل اولیه و جلوگیری از فرار خاک است. این کار با تقویت سازه نگهبان در زمان مناسب صورت می‌گیرد.
چند نوع سازه نگهبان وجود دارد؟
انتخاب نوع سازه نگهبان مناسب، به عمق گود و نوع خاک اطراف آن بستگی دارد. بهصورت کلی، شش نوع سازه نگهبان وجود دارد که در ادامه با هر کدام آشنا می‌شوید:
1. سازه نگهبانی خرپایی
رایج‌ترین سازه نگهبان، سازه نگهبان خرپایی است که از آن در گودبرداری اکثر ساختمان‌های شهری استفاده می‌شود. سازه نگهبان خرپایی مخصوص گودبرداری‌های کم‌عمق است و طی مراحل زیر اجرا می‌شود:
• ابتدا در کنار دیواره گود، گودال مخصوص استقرار عضو عمودی خرپا حفر می‌شود. عمق این گودال به نوع خاک، میزان سرباره و نوع گودبرداری بستگی دارد.
• سپس درون گودال آرماتوربندی انجام می‌شود و دو تیرآهن معمولی که به یکدیگر جوش داده شده‌اند، به عنوان عضو قائم وارد آن میشوند.
• پس از قرار دادن عضو قائم، چاهک مربوطه بتن‌ریزی می‌شود و نوبت به کندن چاهک مخصوص عضو مایل می‌رسد.
• پس از آرماتوربندی و قرار دادن عضو مایل و اتصال آن به عضو عمود، این چاهک هم بتن‌ریزی می‌شود.
• سپس عضو عمودی و مایل توسط اعضای افقی و قطری به یکدیگر متصل میشوند و کل این فرایند در دورتادور گود تکرار می‌شود.
مزایا و معایب سازه نگهبان خرپایی
از مزایای این نوع سازه نگهبان می‌توان به عدم نیاز به تجهیزات پیچیده، سهولت و سادگی اجرا، عدم نیاز به نیروی متخصص و قابلیت استفاده مجدد اشاره نمود. معایب آن نیز شامل نیاز به فضای زیاد، سرعت اجرای پایین و نیاز به خاک‌برداری مجدد است.
2. سازه نگهبان مهار متقابل
سازه نگهبان مهار متقابل را با نام روش پشت‌بندهای افقی و مایل نیز می‌شناسند. این نوع سازه نگهبان، بیشتر در گودهای دارای عرض کم که در مناطق شهری حفر شده‌اند، استفاده می‌شود و هدف از اجرای آن، جلوگیری از تغییر مکان جانبی خاک است.
در این روش، اعضای عمودی و افقی دیواره‌های مقابل، توسط تیرآهن‌های IPE به یکدیگر متصل میشوند.
مزایا و معایب سازه نگهبان مهار متقابل
اشغال فضای زیاد داخل گود و محدودیت به‌کارگیری ماشین‌آلات و تجهیزات داخل گود، از جمله معایب سازه نگهبان مهار متقابل است که می‌تواند منجر به آسیب دیدن اعضای سازه نگهبان و ریختن گود شود.
3. سازه نگهبان نیلینگ یا میخ گذاری
در این روش اجرای سازه نگهبان، خاک را همانند بتن با استفاده از مقاطع فولادی مثل میلگرد مقاوم می‌کنند. در این روش، ابتدا خاک را بهصورت مرحله‌ای و تا عمق 2 تا 4 متری بر می‌دارند. سپس دیواره گود را در فواصل یک تا دومتری سوراخ می‌کنند که قطر این سوراخ‌ها بین 10 تا 15 سانتی‌متر و شیب آن‌ها نیز 10 تا 15 درجه است.
پس از آن، نوبت به ساخت نِیل می‌رسد. عضو اصلی نیل، میلگرد A3 در قطرهای 28 تا 40 میلی‌متری است که انتهای آن رزوه می‌شود و در داخل اسپیسری که از قبل در سوراخ کاشته شده، قرار می‌گیرد. میلگرد به همراه دو لوله تزریق از جنس PVC داخل سوراخ قرار داده می‌شود؛ یکی از این لوله‌ها به انتقال ملات و دیگری به خروج هوا اختصاص دارد.
مزایا و معایب سازه نگهبان نیلینگ
از سازه نگهبان نیلینگ می‌توان در جاهایی که فضا کم و دسترسی دشوار است استفاده نمود. همچنین استفاده از مصالح کم و صرفه‌جویی در هزینه، زمان و کار، از مزایای این روش است. از معایب آن هم می‌توان به عدم تناسب آن با زمین‌های دارای سطح آب زیرزمینی بالا، احتمال خوردگی و عمر موقت، اشاره نمود.
4. سازه نگهبان انکراژ
اجرای سازه نگهبان انکراژ، شباهت زیادی با سازه نگهبان نیلینگ دارد و آن را با نام «میل مهار و استرند» و «دوخت به پشت» نیز می‌شناسند. تفاوت این روش با روش نیلینگ این است که در آن بین میل‌های مهار، پروفیل‌های قائم و صفحات پیش‌ساخته بتن قرار می‌گیرد.
مزایا و معایب سازه نگهبان انکراژ
استفاده از سازه نگهبان انکراژ منجر به بهبود مشخصات مکانیکی خاک شده و فضای کمی را داخل گود اشغال می‌کند. از معایب آن هم می‌توان به صرف زمان و هزینه زیاد، نیاز به تجهیزات خاص و نیروی کار ماهر اشاره نمود.
5. سازه نگهبان سرکوبی
در روش سازه نگهبان سرکوبی، ابتدا در طرفین گود سپرهایی کوبیده میشوند و سپس خاک‌برداری را آغاز می‌کنند. پس از پایان خاک‌برداری، تیرهای پشت‌بند افقی را در کمرکش سپرها نصب می‌کنند. در انتها نیز قیدهای فشاری قائم به پشت‌بندهای افقی متصل و روی صفحه سپر کوبیده میشوند.
مزایا و معایب سازه نگهبان سرکوبی
سرعت اجرای بالا، انعطاف‌پذیری در اجرا، امکان استفاده مجدد از سپرها و ایمنی مناسب، از جمله مزایای سازه نگهبان سرکوبی است و از معایب آن نیز می‌توان نیاز به تجهیزات مخصوص و نیروی کار ماهر، ایجاد آلودگی صوتی هنگام اجرا و عدم تناسب با عرض‌های زیاد اشاره کرد.
6. سازه نگهبان شمع کوبی
برای اجرای سازه نگهبان شمع کوبی؛ ابتدا چاه‌هایی با قطر 80 تا 100 سانتی‌متر را در اطراف گود حفر می‌کنند. سپس شبکه آرماتور، اسپیسر، گل بتونت و ... را داخل چاه قرار می‌دهند و پس از آن، شمع‌های بتنی در داخل چاه قرار می‌گیرند و داخل چاه را بتن‌ریزی می‌کنند. فاصله میان شمع‌های بتنی در این روش بین 1 تا 2 متر است.
مزایا و معایب سازه نگهبان شمع کوبی
مزایای سازه نگهبان شمع کوبی شامل سرعت بالای اجرا، هزینه پایین و امکان استفاده به عنوان سازه نگهبان دائم و موقت است. معایب آن نیز شامل افزایش تعداد شمع در عمق بیشتر و عدم امکان استفاده از شمع‌های آماده در پروژه‌های شهری است.
در این مقاله، در مورد سازه نگهبان و انواع آن بحث کردیم. اگر به دنبال اطلاع از قیمت آهن و مقاطع فولادی مورد نیاز برای اجرای سازه نگهبان هستید، می‌توانید به سایت آهنگر مراجعه کنید و از قیمت روز انواع مقاطع فولادی مثل میلگرد، تیرآهن و ... باخبر شوید.