پایدارسازی گود و انواع روش‌های آن

چنانچه درزمینۀ ساخت‌و‌ساز و فعالیت‌هایی از قبیل گودبرداری و … فعالیت می‌کنید، حتماً دربارۀ پایدارسازی گود نیز اطلاعات کافی دارید و می‌دانید که از چه طریق باید این امر را انجام داد. برای کسانی که در این زمینه اطلاع چندانی ندارند و مایلند با روش‌های آن آشنا شوند، پیشنهاد می‌کنیم این مطلب را تا انتها بخوانند. ما در این مطلب سعی داریم دربارۀ سه مقولۀ نیلینگ، آنکراژ و مهار متقابل اطلاعاتی را در اختیارتان قرار دهیم.

گودبرداری به چه معناست و به چه دلیل انجام می‌شود؟

همان‌طور که می‌دانید، در چند سال اخیر شهرها توسعۀ بسیاری یافته‌اند از شهرهای بزرگ که بگذریم، در شهرستان‌های کوچک‌تر نیز ساخت‌وسازهای بسیاری انجام شده‌است. ذکر این نکته لازم است که برای ساخت هر سازه‌ای نیاز به گودبرداری وجود دارد و از این بابت که در زمان گودبرداری نباید برای ساختمان‌های اطراف اتفاقی رخ دهد، نیاز است که گودبرداری به‌صورت اصولی انجام شده و پایدارسازی گود نیز صورت پذیرد. اما این پایدارسازی دقیقا به چه روشی انجام می‌شود؟ پیش از آن‌که به سوال فوق پاسخ دهیم، لازم است به این نکته اشاره کنیم که وقتی شما اقدام به گودبرداری در زمینی می‌کنید، دیواره‌ای از خاک در کناره‌ها ایجاد می‌شود و دو نیروی مختلف به آن‌ها وارد می‌گردد، این دو نیرو عبارت‌اند از:

۱) نیروهای مقاوم:

یکی از این نیروها، نیروهای ناشی از سازه‌های نگهبان و پارامترهای ذاتی خاک است که نیاز به پایدارسازی گود و جلوگیری از ریزش آن را روشن می‌کند.

۲) نیروهای محرک:

گاهی نیروهایی از سوی ساختمان کناری به دیوارۀ خاکی گودبرداری وارد می‌شود که به آن نیروی وارده از سوی ساختمان مجاور و یا وزن خاک گفته می‌شود که ممکن است سبب شوند تا دیوارۀ خاک برداری ریزش پیدا کند، بنابراین باید اقداماتی در خصوص مهارسازی آن انجام گیرد.

روش‌های پایدارسازی گود و چگونگی انتخاب بهترین روش

۱) نیلینگ

یکی از روش‌های پایدارسازی گود، نیلینگ است. نیلینگ یا میخکوبی خاک Soil Nailing، به روش ميخ‌كوبی ديواره‌ها گفته می‌شود که در این روش، از نصب ميلگردهاي فولادي نزديك به هم در يک سطح شيب‌دار يا در محل گودبرداری و با اجرای از بالا به پايين انجام می‌شود. در این روش همان‌طور که اشاره کردیم، میلگردها در گمانه‌های حفاری‌شده قرار می‌گیرند و به‌منظور جلوگيري از خوردگي آن‌ها نیز محلی که ميلگرد در آن قرار گرفته‌است، توسط دوغاب سيمان پر می‌شود. عمليات نیلینگ يک مقطع مسلح پايدار ايجاد مي‌كند كه توانايی نگهداری خاك پشت خود را دارد. اين مسلح‌سازی به‌صورت Passive عمل كرده و اثر خود را از طريق اندركنش خاك- ميلگرد حاصل از ايجاد تغيير شكل در خاك اعمال می‌كند. ميخ‌ها غالباً در كشش عمل می‌كنند ولي در شرايط خاصی، عملكرد خمشی و برشی آن‌ها نيز در نظر گرفته می‌شود.

این روش را اولین بار مهندسان اتریشی به‌کار گرفتند که برای پایدارسازی شیروانی‌های سنگی در تونل استفاده شد. آن‌ها در اوایل دهۀ ۱۹۶۰ برای پایدارسازی جداره‌های تونل، شبکه‌ای از سوراخ‌ها را در طاق و دیوارهای سنگی تونل حفاری کردند و در داخل آن، میلگردهای فولادی قرار دادند و قسمت انتهایی آن را با شبکۀ مش‌بندی در محیط تونل گیردار کردند، سپس با دوغاب‌ریزی در سوراخ‌های حفر شده و بتن‌پاشی به جدارۀ تونل، موفق به پایداری ایمن جداره‌های داخلی تونل شدند.

پس از آن، از روش میخکوبی (نیلینگ) به‌طور گسترده در طرح‌های مختلف عمرانی نظیر تثبیت ترانشه‌های خط آهن و بزرگراه‌ها، ساخت سازه‌های نگهبان گودبرداری‌شده در مناطق شهری، جهت احداث ساختمان‌های بلندمرتبه که شامل چندین طبقه در داخل زمین هستند و تثبیت شیب‌های زمین در برابر لغزش‌های احتمالی به‌کار بسته شد.

استفاده از این روش سبب می‌شود تا مقاومت تودۀ برشی خاک افزایش یابد. در اثر افزایش مقاومت برشی می‌تواند به محدود نمودن و تحت کنترل در آوردن تغییر مکان‌های خاک در اثر افزایش مقاومت برشی کمک کند، همچنین باعث کاهش نیروی لغزش در سطح گسیختگی و لغزشی می‌شود. باید توجه داشت کلیۀ سطوح ترانشه‌هایی که حفاری شده‌ و لازم است توسط نیلینگ مسلح شوند، با استفاده از شبکۀ مش و شاتکریت ابتدا حفاظت شوند و سپس نیلینگ روی آن‌ها انجام پذیرد.

۲) انکراژ

انکراژ یا مهارگذاری خاک Ground Anchoring  یکی دیگر از روش‌هایی است که برای پایدارسازی گود استفاده می‌شود. این روش در ابتدا برای پروژه‌های بزرگراهی و پايدارسازی خاک‌برداری‌ها و شيب‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت. ولی امروزه به دلیل ازدیاد ساخت‌و‌سازها در شهرهای مختلف، برای پايدارسازی ديوارۀ خاكبرداری‌ها درمحيط‌های شهری نيز مورد استفاده قرار می‌گيرد. هدف از اجرای این سيستم، آن است که با ايجاد يک تودۀ پايدار خاک، بتوان در مقابل ناپايداری خارجی مقاومت كرد.

۳) مهار متقابل

یکی دیگر از روش‌های پایدارسازی گود، مهار متقابل است. اصول کلی روش مهار متقابل (استرات) همانند روش خرپا، استفاده از المان‌های فلزی افقی و مورب برای کنترل تغییرشکل‌های ناشی از گودبرداری است. با توجه به اینکه در روش مهار متقابل (استرات)، احتمال بروز تغییرشکل‌های قائم نسبت به سایر روش‌ها وجود دارد، به‌منظور کنترل بیشتر تغییرشکل‌ها و یکپارچه‌سازی بهتر سیستم، توصیه می‌گردد از شمع‌های فولادی به‌همراه مهاربندی‌های افقی استفاده گردد.

این روش بیشتر در محیط‌های شهری و در مواردی که به علت وجود ساختمان‌های مجاور نمی‌توان از روش‌های پایدارسازی مرسوم استفاده کرد، به‌کار گرفته می‌شود. روش اجرای مهار متقابل به این صورت است که در دو طرف گود، در فواصلی معین از یکدیگر، چاهک‌هایی حفر می‌شود. طول این چاهک‌ها برابر با عمق گود به‌همراه مقداری اضافه‌تر به میزان ۰/۲۵ تا ۰/۳۵، برابر عمق گود می‌شود. این عمق اضافه بیشتر برای تأمین گیرداری انتهای تحتانی پروفیل‌هایی است که در چاهک قرار داده می‌شوند.

در روش مهار متقابل که برای پایدارسازی گود استفاده می‌شود، در درون چاهک‌ها پروفیل‌هایی فولادی به‌شکل H یا I ، مطابق با محاسبات و نقشه‌های اجرایی قرار داده می‌شود. آنگاه قسمت فوقانی هر دو پروفیل قائم متقابل مزبور به کمک تیرها یا خرپاهایی به یکدیگر متصل می‌گردد. این کار موجب می‌شود که هر دو پروفیل قائم متقابل به پایداری یکدیگر کمک کنند، سپس عملیات گودبرداری به‌تدریج انجام می‌شود.

جمع‌بندی

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، برای پایدارسازی گود لازم است از سه روش مختلف ( نیلینگ، آنکراژ و مهار متقابل) استفاده شود که سبب می‌شود از ریزش گودبرداری جلوگیری شود.