سازه نگهبان چیست؟ انواع سازه نگهبان | مجله نگهبان

اگر در بخش‌های طراحی و اجرای ساختمان فعالیت دارید، حتما در مورد اهمیت و ضرورت گودبرداری و سازه نگهبان چیزهایی شنیده‌اید. بدون شک سازه نگهبان نقش اساسی و بسیار مهمی در طراحی و اجرای انواع ساختمان‌ها دارد. در نتیجه عدم آشنایی با اصول سازه نگهبان سبب بروز حوادت ناگوار، خسارت‌های مالی و جانی می‌شود. و اما سازه نگهبان چیست؟ این سازه چه ویژگی‌ها و کاربردهایی دارد؟

در ادامه توضیحاتی به منظور پاسخ به تمامی سوالات ذکر شده و همچنین نکات مهم مربوط به آن ارائه می‌دهیم.

معرفی سازه نگهبان

سازه نگهبان در واقع وظیفه مهار کردن دیوارهای مجاور بنا و نگه داشتن خاک زیر آن (ایمن سازی عملیات گودبرداری) را بر عهده دارد. استحکام بنا به نوعی بستگی به ثبات خاک زیر آن دارد. به این ترتیب حرکت خاک در زیر سازه سبب ریزش ساختمان و حوادث ناگواری می‌شود. پیش از عملیات گودبرداری، فشار جانبی خاک حالت نرمال و متعادلی دارد.ولی بعد از گودبرداری وضعیت تنش تغییر کرده و سبب افزایش فشار جانبی خاک و شکست و ریزش خاک می‌شود. به منظور جلوگیری از بروز این مشکلات و پیامدهای جبران ناپذیر، اجرای سازه جانبی بهترین و کارآمدترین راه است.

به زبان ساده‌تر؛ سازه‌های نگهبان، المان های دائمی یا موقتی (Retaining Structure) هستند که به منظور پایدارسازی خاک یا سنگ حول مکان گودبرداری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سازه‌ها برای ساخت انواع پل‌ها، تونل‌ها، سدها و ساختمان‌ها کاربردی و ایده آل هستند. متاسفانه در بعضی از پروژه‌ها، افراد برای صرفه‌جویی در هزینه‌ها، مرحله اجرای سازه نگهبان جانبی را اجرایی نمی‌کنند.

نکته: خاک رفتار غیرقابل پیش‌بینی دارد و به نوعی تشخیص میزان پایداری آن در اجرای سازه‌های مختلف (داخل و خارج از گودبرداری) به نوعی امکان‌پذیر نیست.

همچنین، دقت داشته باشید که هزینه نهایی انواع سازه نگهبان بستگی به قیمت روز  میلگرد و مقاطع فولادی مورد استفاده در اجرای آن‌ها دارد.

کاربرد سازه نگهبان

همانطور که اشاره شد، سازه نگهبان از مهم‌ترین بخش‌ها در اجرای یک ساختمان به شمار می‌رود. از این رو بی‌توجهی و عدم استفاده از آن می‌تواند نتایج و مشکلات متعددی را به همراه داشته باشد. لذا برای آشنایی بیشتر با اهمیت سازه نگهبان، در ادامه به کاربردهای آن اشاره خواهیم داشت.

·         پیشگیری از تخریب ساختمان‌های اطراف بنا

·         جلوگیری از ریسک ریزش و نشست خاک

·         کاهش و جلوگیری از بروز خطر رانش جاده به سطح‌های پایین

·         کاهش ریسک‌های احتمالی و هزینه‌های ناشی از آن‌ها

·         جلوگیری از آسیب لوله‌ها

·         کاهش و جلوگیری از آسیب افراد فعال در داخل و خارج از منطقه گود

نکته: در واقع سازه نگهبان به منظور کاهش ریسک‌ها و تحدیدات احتمالی برای افراد فعال در اجرای پروژه استفاده می‌شود. برای برآورد هزینه اجرای پروژه‌های خود، حتما باید قیمت روز میلگرد را مورد بررسی قرار دهید. برای این کار می توانید به کانال تلگرام آسن مراجعه فرمایید.

انواع اجرای سازه نگهبان

سازه‌های نگهبان به شکل‌های متفاوتی اجرا و پیاده‌سازی می‌شود که هر یک از آن‌ها دارای کاربرد و ویژگی‌های مخصوص به خود هستند. در ادامه به مهم‌ترین و کاربردی‌ترین انواع سازه نگهبان می‌پردازیم.

سازه نگهبان خرپایی

از مهم‌ترین انواع سازه نگهبان و اولین روش‌های ابداعی به منظور پایدارسازی گود می‌توان به سازه نگهبان خرپایی اشاره داشت. ویژگی های اساسی آن شامل سادگی و انعطاف‌پذیری در گودهای متداول شهری می‌شود. اجرای سازه خرپایی بدون نیاز به نیروی متخصص، دستگاه‌های خاص با نصب المان‌ها به صورت مرحله‌ای امکان‌پذیر است.

سازه نگهبان مهار متقابل

به این سازه نگهبان، روش پشت‌بندهای افقی و مایل نیز می‌گویند. این روش اغلب برای جلوگیری از تغییر مکان جانبی در گودهای کم عرض در محیط‌های شهری استفاده می‌شود. از ویژگی‌های سازه نگهبان مهار متقابل می‌توان به اشغل فضای زیاد در درون گود و ایجاد اختلال در حرکت ماشین‌آلات و تجهیزات اشاره داشت.

سازه نگهبان نیلینگ یا میخکوبی

سازه نگهبان نیلینگ از دیگر انواع سازه نگهبان به شمار می‌رود که تحت عناوین میخکوبی یا میخ گذاری نیز شناخته می‌شود. در این روش با استفاده از المان‌های فولادی، استحکام خاک را افزایش می‌دهند. برای اجرا این سازه ابتدا عملیات خاک‌برداری برای رسیدن به عمق پایداری (عمق پایداری بسته نوع خاک و عواملی مختلف تعیین و اغلب بین 2 تا 4 متر است.) صورت می‌گیرد.

سپس سوارخ‌هایی افقی و مایل با شیبی نزدیک به 10 الی 15 درصد و قطری برابر با 10 الی 15 سانتی متر به فاصله یک تا متری در سطح گود به کمک ماشین حفری دریل واگن ساخته می‌شود. در مرحله بعد، میلگردهای فولادی با گرید، قطر و طول مشخصی را کار گذاشته و انتهای آن‌ها را رزوه می‌کنند. بعد از نصب اسپیسرها و میخ، لوله‌های تزریق (PVC) نصب و نیل‌ها را در سوراخ می‌گذارند.

سازه نگهبان شمع درجا

استفاده از شمع درجا یا شمع‌های بتنی از کاربردی‌ترین روش‌ها در انواع خاک‌های سخت و نرم است. به این صورت که برای جلوگیری از ریزش شمع ها از غلاف فلزی (کیسیگ) در خاک‌های سست، از کول های بتنی یا تزریق گل بنتونت استفاده می‌شود. برای اجرای سازه نگهبان شمع درجا ابتدا چاه‌هایی را با استفاده از ماشین‌آلات حفاری و مقنی حرف می‌کنند.

شمع‌ها پس از نصب اسپیسر رو شبکه آرماتورها با استفاده جرثقیل در چاه قرار می‌گیرند. در صورت بالا بودن وزن قفس آرماتورها، امکان ریزش شمع‌های مذکور پس از بلند کردن توسط جرثقیل وجود دارد. به همین دلیل اتصال محکم میلگردها با سیم مفتولی در زمان آرماتوربندی از اهمیت زیادی برخوردار است.

در مرحله نهایی، بتن ریزی با استفاده از لوله ترمی انجام شده و شمع‌های بعدی در فاصله‌های 1 الی 2 متری اجرا می‌شوند.

سازه نگهبان انکراژ

روش سازه نگهبان انکراژ با نام‌های استرند، دوخت به پشت و میل مهار نیز شهرت دارد. این روش جزء بهترین و کاربردی‌ترین سازه‌های نگهبان به منظور پایدارسازی گودهایی با عمق بالا است. جالب است بدانید که بین روش انکراژ و نیلینگ یا همان میخ کوبی تشابه زیادی وجود دارد.

اسپیسر، سنترالایزر، لوله تزریق گروت، سر انکر، غلاف، کابل استرند یا میله‌های فولادی و ... از مهم‌ترین وسایل مورد نیاز برای اجرای روش سازه نگهبان انکراژ به شمار می‌روند.

سازه نگهبان به روش سپرکوبی

برای اجرای این سازه نگهبان، پس از کوبیدن سپرهایی در اطراف گود، عملیات خاک‌برداری شروع می‌شود. بعد از رسیدن به عمق مناسب، تیرهای پشت بند افقی در کمرکش سپرها و بر روی آن‌ها نصب می‌شوند. سپس المان‌های فشاری قائم به پشت بندهای افقی و در جهت عمود بر صفحه سپرها متصل می‌شوند.

سپرها، پشت بندها و المان‌های فشاری مورد استفاده در خاک‌های غیر سست با عرض کم از جنس چوب و در خاک‌های سست با عرض زیاد از جنس فلز است. از چکش پنوماتیک با متد لرزش به منظور کوبیدن صفحات فلزی (Sheet Pile) و اتصال آن‌ها و ایجاد یک دیوار پیوسته استفاده می‌شود.

از دلایل محبوبیت این روش می‌توان به کوبیدن آسان و درآوردن آن‌ها پس از عملیات گودبرداری، امکان استفاده از وسایل آن‌ها در پروژه‌های دیگر و عدم اشغال فضای زیاد اشاره داشت. از معایب آن نیز می‌تواند به ایجاد لرزش و سر و صدای زیاد (ناشی از کوبیدن سپرها)، سختی استفاده و کوبیدن سپرهای فلزی در زمین‌های سنگی یا خاک‌هایی با تراکم بالا اشاره داشت.

 

سوالات متداول

·         آیا امکان اجرای یک ساختمان یا هر بنای دیگری بدون سازه نگهبان وجود دارد؟

با توجه به رفتار غیرقابل پیش‌بینی خاک و عدم امکان تشخیص 100 درصدی میزان پایداری آن، اجرای سازه نگهبان به منظور ساخت انواع ساختمان‌ها و بناها به نوعی ضروری و مهم است.

·         هزینه اجرای سازه نگهبان به چه عواملی بستگی دارد؟

از عوامل موثر بر هزینه نهایی اجرای سازه نگهبان می‌توان به روش مورد نظر، قیمت روز میلگرد و متریال مورد استفاده و همچنین نیروهای متخصص آن اشاره داشت.

·         سازه نگهبان چیست و چه کاربردی دارد؟

سازه نگهبان، المان‌هایی موقتی یا دائمی هستند که وظیفه پایدارسازی خاک و سنگ‌های حول مکان گودبرداری را بر عهده دارند.