اجرای سازه نگهبان به روش خرپایی

در پروژه‌های عمرانی و گودبرداری یکی از راهکارهای موثر و اقتصادی برای جلوگیری از ریزش خاک و حفاظت از سازه‌ها استفاده از سازه نگهبان خرپایی است. این روش به دلیل سرعت در اجرا مورد استفاده افراد زیادی در ساخت پروژه قرار می‌گیرد. اگر در این زمینه قصد آموزش و ارتقا مهارت خود را دارید می‌توانید با بهره‌گیری از دانش و تجربه ارزشمند مهندس مسرور قریشی و شرکت در دوره‌های مجری حرفه‌ای به فردی متخصص در این زمینه تبدیل شوید.

سازه نگهبان خرپایی چیست؟

سازه نگهبان خرپایی یکی از مطمئن‌ترین روش‌ها برای پایدارسازی دیواره‌های گود در پروژه‌های عمرانی است. این روش زمانی استفاده می‌شود که گودبرداری عمیق باشد و خطر ریزش دیواره‌ها وجود داشته باشد یا فضا محدود باشد و امکان اجرای روش‌هایی مثل نیلینگ یا دیوار دیافراگمی وجود نداشته باشد. این روش از یک خرپا تشکیل می‌شود و در داخل گود نصب می‌گردد تا فشار جانبی خاک را تحمل کرده و از ریزش دیواره جلوگیری کند. در سازه نگهبان خرپایی ابتدا ستونک‌ها (Soldier Pile) در دیواره گود نصب می‌شوند و سپس با پیشرفت گودبرداری تیرآهن‌ها به ستونک‌ها جوش داده می‌شوند تا یک سازه خرپایی پایدار تشکیل شود.

اهمیت سازه نگهبان در پروژه ساختمانی

اهمیت سازه نگهبان در پروژه‌های ساختمانی بسیار مهم است. زیرا هرگونه گودبرداری بدون سیستم مهاربندی مناسب می‌تواند باعث فرو ریختن دیواره‌ها، آسیب به ساختمان‌های مجاور، خسارت مالی سنگین و حتی تلفات جانی شود. به همین دلیل نیاز است برای بالابردن مهارت خود این زمینه در دورهای مجری حرفه‌ای شرکت کنید. اهمیت سازه نگهبان در پروژه‌های ساختمانی عبارتند از:

• جلوگیری از ریزش دیواره‌های گود: در گودبرداری، خاک تحت فشار جانبی قرار می‌گیرد و در صورت نبود مهاربندی، دیواره‌ها به‌سرعت دچار رانش و ریزش می‌شوند.
• حفاظت از ساختمان‌ها و تاسیسات مجاور: در مناطق شهری معمولا ساختمان‌های قدیمی و حساس در کنار محل گودبرداری وجود دارند. ریزش گود می‌تواند باعث ترک‌خوردگی ساختمان‌های کناری و خرابی دیوارها شوند.
• افزایش ایمنی جانی کارگران و ساکنین: یکی از مهم‌ترین وظایف سازه نگهبان، حفاظت از جان افراد است. ریزش ناگهانی گود در پروژه‌های بدون سازه نگهبان، یکی از رایج‌ترین علت‌های حوادث خطرناک ساختمانی است.
• امکان گودبرداری ایمن در عمق‌های زیاد: در پروژه‌هایی که نیاز به احداث زیرزمین‌های عمیق، پارکینگ‌ها یا فونداسیون‌های سنگین دارند، استفاده از سازه نگهبان اجتناب‌ناپذیر است.
• جلوگیری از خسارات مالی : یک حادثه در گود می‌تواند منجر به توقف پروژه، هزینه‌های بازسازی و خسارت‌های قانونی جریمه‌های شهرداری شود.

نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی

اجرای سازه نگهبان نیاز به مهارت و تخصص دارد و باید زیرنظر مهندسی انجام شود که تجربه زیادی در این زمینه داشته باشد. مراحل اجرای سازه نگهبانی باید به طور دقیق انجام شود. در ادامه به صورت قدم به قدم نحوه اجرای سازه نگهبان خرپایی توضیح داده شده است که عبارتند از:

حفاری چاه در امتداد مسیر گودبرداری

حفاری چاه‌ها اولین مرحله از اجرای سازه نگهبان خرپایی است. این چاه‌ها به‌صورت منظم، در امتداد خط دیواره گود و با فواصل مشخص حفر می‌شوند تا ستون‌های فلزی درون آنها قرار گرفته و بخش اولیه سیستم مهاربندی تشکیل شود. این مرحله به‌عنوان بستر اولیه تحمل فشار جانبی خاک شناخته می‌شود. قطر چاه معمولا بین ۶۰ تا ۸۰ سانتی‌متر است و متناسب با ابعاد ستونک (IPE، HEB یا باکس) است. فاصله بین چاه‌ها معمولا بین ۱.۵ تا ۳ متر بسته به نوع خاک و عمق گود است.

نصب المان قائم

المان قائم (ستونک) اولین و مهم‌ترین جزء در اجرای سازه نگهبان خرپایی است. این عضو به عنوان ستون اصلی خرپا عمل کرده و تمام بارهای جانبی وارد بر دیواره گود را دریافت و به اعضای مورب و در نهایت به زمین منتقل می‌کند. بنابراین نصب صحیح، شاقول و پایدار المان قائم برای عملکرد ایمن کل سیستم ضروری است. مراحل نصب المان قائم:

• پس از حفاری چاه، المان قائم که معمولا یک تیرآهن IPE، HEB یا ناودانی دوبل است، توسط جرثقیل، وینچ یا سه‌پایه بالابر در موقعیت تعیین‌شده قرار داده می‌شود.
• شاقول بودن المان قائم مهم‌ترین بخش نصب است. زیرا انحراف حتی ۱–۲ سانتی‌متر در ابتدا می‌تواند هنگام اتصال اعضای مورب، خرپا را دچار اختلال کرده و رانش دیواره را افزایش دهد.
• بعد از قرارگیری المان در وضعیت صحیح، باید با بتن‌ریزی انجام شود.
• پس از تثبیت باید ارتفاع، تراز و موقعیت المان کنترل شود تا در مرحله اتصال المان مورب خطا ایجاد نشود.
• در این مرحله بعد از بتن‌ریزی اطراف ستونک باید ۲۴ تا ۴۸ ساعت منتظر ماند. در این مدت هیچ گودبرداری در اطراف ستون نباید انجام شود.

گودبرداری شیب‌دار

برای اتصال المان قائم و مورب نیاز است تا گودبرداری شیب‌دار برای اجرای آن انجام شود. این کار باید در امتداد چاله و المان قائم باشد. همچنین در خاک‌هایی که از مقاومت کافی برخوردار هستند، می‌توان به جای حفر چاه، از ابتدا محل قرارگیری خرپاها را به صورت ترانشه شیب‌دار خاکبرداری کرد. این روش باعث تسهیل فرآیند نصب عضو مایل می‌شود.

آرماتوربندی چاهک 

آرماتوربندی چاهک مرحله‌ای از اجرای سازه نگهبان خرپایی یا شمعک‌های زیر ستونک است که در آن برای تقویت بتن چاه از میلگردهای طولی و عرضی استفاده می‌شود. هدف آرماتوربندی افزایش مقاومت کششی چاه و ایجاد اتصال مطمئن بین ستونک و زمین است تا نیروهای جانبی وارد بر خرپا به شکل ایمن به خاک منتقل شود. ساخت قفسه آرماتور بر اساس نقشه سازه طراحی می‌شود. میلگردها با سیم آرماتوربندی بسته می‌شوند. سپس قفسه با احتیاط و بدون ضربه در چاه قرار می‌گیرد. بر روی پلیت‌ها باید پلاستیک کشیده شود تا هنگام بتن‌ریزی کثیف نشوند.

اجرای فونداسیون برای المان مورب

این فونداسیون معمولا در کف گود یا دیواره‌های پایین‌تر گود ساخته می‌شود. عضو مورب خرپا مانند یک مهاربند عمل می‌کند و نیروهای بزرگی را منتقل می‌کند. همچنین باعث جلوگیری از لغزش و جابه‌جایی خرپا شده و اگر فونداسیون ضعیف باشد عضو مورب از جای خود کنده می‌شود. در نهایت این مرحله باعث انتشار مناسب بار در کف و جلوگیری از خردشدگی موضعی می‌شود.

نصب المان مورب

المان مورب (Diagonal Brace) عضو اصلی خرپا است که بین ستونک قائم و فونداسیون پایین‌دست نصب می‌شود و با ایجاد یک خرپای مثلثی، دیواره گود را پایدار نگه می‌دارد. نصب صحیح این المان تضمین‌کننده عملکرد کامل سازه نگهبان است. نکات اجرایی مهم در نصب المان مورب: 

• دقت در زاویه و طول عضو زیرا هر میلی‌متر خطا می‌تواند باعث تغییر مسیر نیرو شود.
• خرپا باید اتصال کامل داشته باشد.
• جوش ضعیف یکی از رایج‌ترین دلایل شکست سیستم است.
• نصب عضو مورب پس از حفر هر مرحله از گود انجام می‌شود.

جوشکاری سازه نگهبان خرپایی

جوشکاری ضعیف می‌تواند باعث کج شدن، شکست یا ریزش خرپا شود. در این مرحله هرگونه زنگ زدگی، روغن و رنگ از محل جوش باید پاک شود. اندازه‌ها و زاویه‌ها باید مطابق طراحی باشد تا جوش فشار اضافی ایجاد نکند. کیفیت جوشکاری مستقیما روی کیفیت گودبرداری و دوام سازه نگهبان خرپایی تاثیر دارد. حتی یک جوش ضعیف می‌تواند باعث ریزش دیواره گود و خطر جانی برای کارگران شود.

شناسایی ترک در سازه نگهبان خرپایی

در اجرای پایدارسازی گود با سازه نگهبان به روش خرپایی خاک معمولا دچار گسیختگی می‌شود و این فرآیند ناگهانی رخ نمی‌دهد. به همین دلیل مهندس ناظر با شناسایی ترک‌ها می‌تواند اقدامات پیشگیرانه‌ای اتخاد کند. برای شناسایی و کنترل ترک‌ها دو روش رایج وجود دارد که شامل:

• روش سنتی: در این روش روی خاک و مناطق حساس مانند درزها، یک لایه نازک از دوغاب گچ استفاده می‌شود.
• روش دقیق و استفاده از تجهیزات نقشه‌برداری: در این روش، ترک‌ها و حرکات خاک با کمک دوربین‌های نقشه‌برداری کنترل می‌شوند.

اقدامات لازم در هنگام اجرای سازه نگهبان خرپایی

اجرای سازه نگهبان خرپایی یک فرآیند حساس و مرحله‌ای است که هرگونه سهل‌انگاری می‌تواند موجب ریزش گود یا آسیب به پرسنل شود. بنابراین رعایت اقدامات اجرایی استاندارد اهمیت زیادی دارد. مهم‌ترین اقدامات برای اجرای سازه نگهبانی خرپایی شامل:

• تعیین نوع خاک، زاویه اصطکاک داخلی، مقاومت برشی و وضعیت آب زیرزمینی.
• تعیین ابعاد، مقاطع و فاصله ستون‌ها و اعضای مورب در نقشه.
• جلوگیری از خاک‌ریزی یا بارگذاری اضافی روی لبه گود.
• حفاری چاهک یا فونداسیون برای ستون‌های قائم و اعضای مورب.
• اجرای بتن و آرماتوربندی طبق نقشه.
• نصب صفحات نشیمن ستون و المان مورب قبل از بتن‌ریزی نهایی.
• قرار دادن ستون‌ها در چاهک‌ها و کنترل شاقول بودن و تراز بودن.
• تنظیم زاویه مناسب (معمولا ۳۵–۵۵ درجه) بین ستون و فونداسیون.
• اتصال صلب به صفحه نشیمن و ستون.
• بتن‌ریزی چاهک‌ها و فونداسیون با رعایت ویبره و تراکم مناسب.
• جلوگیری از جابه‌جایی ستون‌ها و المان‌ها در حین بتن‌ریزی.
• کنترل موقعیت ستون‌ها و المان مورب و قائم.

دیوار شاتکریت چیست؟

دیوار شاتکریت (Shotcrete Wall) نوعی دیوار است که از بتن پاششی ساخته می‌شود. به عبارت دیگر بتن با استفاده از دستگاه خاصی تحت فشار هوا یا فشار مکانیکی روی قالب یا سطح مورد نظر پاشیده می‌شود و به سرعت شکل می‌گیرد و سفت می‌شود. نسبت به روش‌های سنتی دیوارچینی یا قالب‌بندی اجرای شاتکریت سریع‌تر است. دیوار شاتکریت به دلیل استفاده از بتن و میلگردهایی که دارد مقاومت و فشار زیاد‌تری را می‌تواند تحمل کند. 

نحوه انجام کمرکش در گودبرداری

کمرکش معمولا به عنوان نوار یا دیوارک موقت در لبه گود اجرا می‌شود تا خاک ریزش نکند و ایمنی کارگران حفظ شود. برای اجرای کمرکش باید سطح خاک تمیز باشد و هیچگونه سنگ یا مصالحی نباشد. اگر ارتفاع خاک زیاد باشد از میله‌یا توری برای جلوگیری از ریزش خاک استفاده می‌شود.  بعد از اجرای کمرکش خاک بالای گود به تدریج برداشت می‌شود. حتی با کمرکش رعایت شیب مناسب خاک ضروری است. همچنین آب جمع شده روی کمرکش یا در خاک گود باید هدایت شود تا فشار جانبی را کاهش دهد. 

اقدام لازم در حین انجام شاتکریت

حین اجرای شاتکریت رعایت نکات فنی و ایمنی بسیار مهم است تا چسبندگی، کیفیت بتن و ایمنی کارگران حفظ شود. در ادامه به طور کامل با اقدامات و نکاتی که باید در حین اجرا شاتکریت انجام شود آشنا خواهید که شامل:

• زاویه پاشش مناسب: نازل باید تقریبا عمود یا با زاویه مناسب نسبت به سطح حرکت کند.
• حرکت یکنواخت نازل: برای جلوگیری از لایه‌های نازک یا ضخیم غیر یکنواخت.
• کنترل فاصله نازل تا سطح: معمولا بین ۷۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر، برای جلوگیری از ریزش بتن
• مقدار دقیق مواد دوغاب: که باعث کاهش مقاومت یا ترک خوردن می‌شود.
• حفظ ایمنی کارگران: استفاده از کلاه، عینک، دستکش و محافظ برای جلوگیری از آسیب ناشی از پاشش بتن.

خطاهای رایج در اجرای سازه نگهبانی خرپایی

اجرای سازه نگهبانی خرپایی نیازمند دقت بالاست و خطاهای رایج می‌توانند باعث کاهش ایمنی و عملکرد سازه شوند. در جدول زیر برخی از خطاها و اشتباهات رایجی که در اجرای سازه نگهبان خرپایی ایجاد می‌شود نوشته شده است که شامل:

کلام پایانی

برای اجرای صحیح سازه نگهبان خرپایی می‌توانید با کمک دوره‌های مجری حرفه‌ای مهندس مسرور قریشی به یک فرد کاربلد و حرفه‌ای در این زمینه تبدیل شوید. ایشان با برگزاری دوره‌های پیشرفته در این زمینه به شما کمک می‌کنند تا در مدت زمان کوتاهی به یک مهندس ناظر و مجری باتجربه تبدیل شود و به راحتی پروژه‌های بزرگ و کوچک را مدیریت کنید. اجرای سازه نگهبان در ساخت پروژه اهمیت زیادی دارد و اگر به درستی انجام نشود می تواند در آینده مشکلات مختلفی را ایجاد کند.

سوالات متداول