تحقیق مقاله گود برداری

یکی از مسائل مهم در ساخت و سازه‌های شهری، ایجاد پایداری‌ مناسب در هنگام تخریب،گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان است. عدم رعایت مسائل فنی و ایمنی درتخریب، گودبرداری و ساخت سازه‌های نگهبان باعث تخریب برخی ساختمان‌های مجاور گودبرداری در ساخت و ساز‌های شهری شد‌ه‌است. یکی از متداول‌ترین انواع سازه‌های نگهبان، "دیوار‌های توکار" است. در این نوع سازه‌ی نگهبان نیروی فعال خاک به یک دیوار نازک منتقل می‌گردد و دیوار از طریق ستون‌هایی که در فواصل معینی در آن قرار دارد، نیرو‌ها را به مهاربند، دستک و پشت‌بند منتقل می‌کند. تکیه‌گاه مهاربند که در خاک قرار دارد به کمک نیروهای رانش مقاوم خاک، در برابر نیروهای مهاربند و در نتیجه نیروهای فعال خاک وارد بر دیواره‌ی مقابله می‌نماید. معمولاً دیوارها از جنس بتن مسلح، صفحه‌های فلزی یا الوارمی‌باشند. آنچه که دراین مقاله بدان می‌پردازیم، پیشنهاد برخی دستورالعمل‌های فنی و ایمنی لازم در اجرای دیوار‌های متداول بتنی با پشت بند‌های خرپایی است که برای حفاظت گود‌های ایجاد شده درمجاورت ساختمان‌های قدیمی‌فاقد عناصرمناسب مقاوم دربرابر نیرو‌های ثقلی و جانبی اجرا می‌گردد. دراین مقاله عناصری که باید در سازه‌ی نگهبان طرح شوند و همچنین مسائل ایمنی که لازم است در هنگام طراحی پیش‌بینی گردد و نیز دستورالعمل‌های قبل، در حین و بعد از گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان، پیشنهاد و اشکالات عمده و مشترکی که عامل ایجاد تخریب ساختمان‌های مجاور گودبرداری بوده طرح و بررسی شده‌است.  

واژه‌های کلیدی: ایمنی کارگاه، گودبرداری، تخریب، سازه‌های نگهبان، دیوار توکار، ساختمان مجاور، ساختمان‌های مصالح بنایی، ساختمان‌های فاقد شناژ.  

2- کلیات

برای پایدار نمودن دیواره‌ی گودبرداری‌ها در مناطق شهری از انواع عناصر ساختمانی که ازترکیب خاک و سنگ تشکیل یافته‌اند، دیوار‌ها و سیستم‌های نگهبان ساخته می‌شود که اصطلاحاً "سازه‌ی نگهبان" نامیده می‌شود. در تخریب، گودبرداری‌و اجرای سازه‌های نگهبان، یکی از مهمترین نکات لازم حفظ ایمنی کارگاه است. در آیین نامه‌ها و مقررات ملی ساختمان[1و2]، دستورالعمل‌های ایمنی به صورت مطلوب و شفاف جهت تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان نیامده و نیاز به تهیه و تدوین آیین نامه‌های مناسب برای این منظور بخوبی احساس می‌شود. به دلیل عدم تطابق شرایط شهرسازی و تکنولوژی ساخت کشور‌های دیگر با شرایط موجود در کشورمان، آیین نامه‌های ایمنی این کشور‌ها نیز، بخوبی نمی‌تواند دستورالعمل‌های ایمنی لازم را در اینگونه عملیات پوشش دهد.

سازه‌های نگهبان مشتمل بر سه نوع هستند که "دیوار‌های نگهبان وزنی"، "دیوار‌های توکار" و "سازه‌های نگهبان ترکیبی" نامیده می‌شوند. در این مقاله دستورالعمل‌های پیشنهادی برای حفظ ایمنی کارگاه درتخریب، گودبرداری و اجرایی سازه‌های نگهبان با عناصر دیوار توکار و پشت بند خرپای فلزی طرح شده، که در بخش‌های بعد به آن می‌پردازیم.  

3- سازه‌های نگهبان با عناصر "دیوار توکار" و پشت بند خرپای فلزی

این سازه متشکل از یک دیوار بتن مسلح است که در فواصل مشخصی در درون آن یک ستون فلزی یا بتنی قراردارد و شبکه‌ی آرماتور‌های دیوار بتن مسلح به نحو مطلوبی در درون ستون‌های بتنی مهار و یا به ستون فلزی جوش شده ‌است. ستون‌ها در فواصل قائم مناسب بوسیله‌ی تیر‌های بتنی یا فلزی به‌هم متصل شد‌ه‌اند. دیوار به وسیله‌ی پشت بند خرپایی درداخل خاک مهارشده و نیرو‌های فعال خاک وارد برسازه‌ی نگهبان توسط نیروی رانش مقاوم خاک، تحمل می‌شود. پشت بند‌های خرپایی در فواصل قائم مناسب توسط عناصر افقی و ضربدری به یکدیگر متصل می‌گردند تا از حرکت جانبی یا کمانش صفحه‌ای آن‌ها جلوگیری به عمل آید. شکل (1) اجزای مختلف این نوع سازه‌ی نگهبان را نشان می‌دهد.  
 
 
 

شکل(1) سازه‌ی نگهبان و عناصر ساز‌های آن

شمع زیر ستون،

شمع تأمین کننده رانش مقاوم خاک،

ستون خرپای پشت بند،

خرپای سازه‌ی نگهبان،

چاه آب یا فاضلاب ساختمان مجاور،

دیوار توکار،

7- دیوار مقاوم کننده ساختمان مجاور،

8- دیوار مرزی ساختمان مجاور،

9- شمع‌های انتقال نیروی سقف به کف،

10- عمق گودبرداری،

11-فاصله توقف گودبرداری،

12- عنصر ضربدری کاهش دهنده طول کمانش جانبی خرپا، 

13- تکیه گاه تأمین کننده رانش مقاوم خاک،

14- عنصر کاهش دهنده‌ی طول کمانش جانبی خرپا،

15- دیواره‌ی گودبرداری،

16- چاه تعبییه شده جهت نصب ستون‌های پشت بند،

17- ساختمان مجاور 

الف) پلان سازه نگهبان

ب) نمای سازه نگهبان 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4- ساختمان‌های مصالح بنایی فاقد عناصر مناسب مقاوم در برابر زلزله

منظور از ساختمان‌های مصالح بنّایی در این مقاله، ساختمان‌هایی است که ‌ازمصالح سنگی یا آجری با ملات ماسه سیمان یا ملات دیگری ساخته شده و فاقد کلاف‌های افقی و قائم بوده و مصالح آجر و ملات استفاده شده درآن دارای مشخصات فنی مناسب نبوده، بعضاً دارای سقف دیافراگم صلب یکپارچه نیز نیست. علاوه برآن به دلیل قدمت زیاد، مصالح استفاده شده در آن دچار پوسیدگی، فرسایش و هوازدگی شده‌است. معمولاً اینگونه ساختمان‌ها دارای دیوارنسبی[3] مناسبی نبوده و ازشالوده منسجم وکافی نیز بهرمند نیستند. دراینگونه ساختمان‌ها سیستم فاضلاب بصورت چاه جذبی بوده و به صورت یک یا دو طبقه ساخته شد‌ه‌اند. دربرخی موارد بخشی از دیوار‌های مرزی این ساختمان‌ها با ساختمان‌های ساختگاه پروژه مشترک بوده و یا دارای ضخامت کم و یا بازشو‌های بزرگ می‌باشد.  

5- مسائل ایمنی کارگاه قبل از گودبرداری

قبل از هرگونه گودبرداری مسائل ایمنی مربوط به تخریب یا گودبرداری ساختگاه پروژه و ساختمان‌های مجاور باید در زمان طراحی و اجرا به شرح مندرج دربند 5-1 و 5-5 مد نظر قرارگیرد.  

5-1- تأمین مسائل ایمنی درطرح سازه‌ی نگهبان

رعایت مسائل ایمنی در طراحی سازه‌ی نگهبان شامل در نظر گرفتن کلیه‌ی شرایط موجود، اعم از شرایط هندسی، بارگذاری و ژئوتکنیکی است. در تحلیل و طراحی سازه‌های نگهبان کلیه مفاد مطرح در آیین‌نامه‌های بارگذاری و طراحی سازه‌ی نگهبان [2و4] باید رعایت گردد. یک طرح مناسب دارای مرحله‌بندی ترتیب انجام عملیات تخریب،گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان است و توسط مهندس محاسب ذیصلاح که دارای تخصص ژئوتکنیک است انجام می‌پذیرد. در بند‌های ذیل این موارد به صورت مجزا پیشنهاد شده که درطراحی سازه‌ی نگهبان لازم است درنظرگرفته شود.

5-1-1- طراحی جهت جلوگیری از فقدان پایداری کلی،

5-1-2- طراحی در برابر گسیختگی یکی از عناصر سازه‌ای مانند، دیوار، ستون، تیر، مهارت پشت بند، اعضای افقی کاهش دهنده‌ی طول کمانش جانبی پشت‌بند‌ها، شالوده‌ی تأمین‌کننده‌ی نیرو‌های رانش مقاوم و شالوده‌ی ستون‌ها. این طرح باید دربرگیرنده‌ی تهیه‌ی نقشه‌ی کلیه‌ی عناصر سازه‌ی نگهبان، تیپ‌های مختلف عناصر و اتصالات و مرحله‌بندی اجرای آن و تعیین پیش‌ساخته یا درجا بودن آن باشد. حتی‌المقدور قسمت عمده‌ی عناصر بصورت پیش ساخته‌ی طراحی شود تا کمترین عملیات اجرایی درمحل نصب صورت پذیرد،

5-1-3- طراحی و ارائه‌ی نقشه‌های اجرایی مرحله‌بندی شده تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان،

5-1-4- طراحی دربرابر گسیختگی توأم درزمین و عناصر سازه‌ای،

5-1-5- طراحی برای جلوگیری از حرکات سازه‌ی نگهبان که ممکن است موجب فروریختن یا ایجاد تغییرات در شکل ظاهری یا تضعیف عملکرد سازه‌ای یا تأسیساتی ساختمان مجاور گردد،

5-1-6- طراحی برای مقابله با نشست غیرقابل قبول از پشت یا زیر دیوار،

5-1-7- طراحی برای جلوگیری از تغییر غیرقابل درجریان آب‌های زیرزمینی،

5-1-8- طراحی درمقابل گسیختگی براثرچرخش یا استفاده‌ی دیوار یا بخش‌هایی ازآن،

5-1-9- طراحی برای مقابله با گسیختگی براثرعدم تعادل عمودی دیوار و نشست‌های ستون‌ها، یا حرکت تکیه‌گاه‌های ایجاد کننده‌ی نیروی رانش مقاوم خاک،

5-1-10- طراحی و ارائه‌ی نقشه‌های اجرایی مرحله‌بندی شده‌ی تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان. 

5-2- طراحی برای مقابله با مشکلات سازه‌ای موجود در ساختمان مجاور

برای ساختمان مجاور حتی‌المقدور موارد ذیل طراحی و اجرا گردد.

5-2-1- طراحی برای مقاوم‌سازی دیوار‌های مجاور گودبرداری، ایجاد دیوارکمکی جدید درسمت داخل ساختمان مجاور ویا درسمت بیرون آن و بصورت بخشی از سازه‌ی نگهبان با ارتفاع مورد نیاز ازتراز زمین طبیعی،

5-2-2- طراحی برای مقابله با تمرکز تنش‌های ناشی از بارسقف وارد بر دیوار مجاور گودبرداری، ازطریق طراحی شمع در زیر سقف‌ها، به تعداد مورد نیاز و انتقال نیروی آن به کف زمین که ضروری است برای همه طبقات ساختمان مجاور انجام شود،

5-2-3- طراحی برای ایجاد یکپارچگی مورد نیاز درسقف و دیوار ساختمان مجاور درمحدوده نزدیک گودبرداری که وسعت آن با توجه به عمق گودبرداری تعیین می‌گردد. این موضوع در شرایطی که سقف‌های مجاور گودبرداری دارای ابعاد بزرگتری هستند ضرورت بیشتری دارد.

5-2-4- طراحی درجهت جلوگیری از افزایش رطوبت موضعی در فواصل نزدیک مرز دیواره‌ی گودبرداری و انتقال آن به فواصل دورتر از آن، ازطریق جلوگیری تجمع رواناب ریزش‌های جوی، آبیاری باغچه و فضای سبز، ریزش آب و فاضلاب به درون چاه‌های مجاور گودبرداری و نشت سیستم‌های انتقال آب و