گودبرداری اصولی و سازه نگهبان
تخریب و گودبرداری یک ساختمان فرسوده برای ساخت مجدد از مراحلی است که در بافت فرسوده انجام می شود. و
گودبرداری یکی از فعالیتهای عمرانی است که معمولا به منظورهای مختلف مثل رسیدن به تراز بکر و حفاظت فوندانسیونها در برابر یخبندان یا احداث کانالها و مخازن زیر زمینی یا احداث پارکینگ و ... انجام میشود حال برای جلوگیری از تخریب دیوار های گود مجبور به اجرای سازه هایی هستیم که نیروهای مقاوم در برابر تخریب دیوار ها را تقویت نماید .
ضوابط و دستورالعمل های گودبرداری به عنوان بخشی از مقررات ملی ساختمان
عملیات خاکی
1 - عملیات خاکی شامل مراحل خاکبرداری، خاکریزی، تسطیح زمین، گودبرداری، پی کنی ساختمان ها، حفر شیارها، کانال ها و مجاری آب و فاضلاب و حفر چاه های آب و فاضلاب با وسایل دستی یا ماشین آلات است.
قبل از اینکه عملیات خاکی شروع شود اقدامات زیر باید انجام شود:
الف: زمین موردنظر از لحاظ استحکام و جنس خاک به طور دقیق مورد بررسی قرار گیرد.
ب: موقعیت تاسیسات زیرزمینی از قبیل کانال های فاضلاب، قنوات قدیمی، لوله کشی آب و گاز، کابل های برق، تلفن و غیره که ممکن است در حین عملیات گودبرداری و خاکبرداری موجب بروز خطر و حادثه یا خود دچار خسارت شوند، بررسی و شناسایی شوند و با همکاری سازمان های ذی ربط، نسبت به تغییر مسیر دائم یا موقت و همچنین در صورت قطع جریان آنها اقدام شود.
ج: در صورتی که تغییر مسیر یا قطع جریان برخی از تاسیسات مندرج در بند ب امکان پذیر نباشد، باید با همکاری سازمان های مربوطه و به طرق مقتضی نسبت به حفاظت آنها اقدام شود.
د: چنانچه محل گودبرداری در نزدیکی یا مجاورت یکی از ایستگاه های خدمات عمومی از قبیل آتش نشانی، اورژانس و غیره و یا در مسیر اتومبیل های مربوطه باشد، باید از قبل مراتب به اطلاع مسوولان ذی ربط رسانده شود تا در سرویس رسانی عمومی وقفه ای ایجاد نشود.
ه: کلیه اشیای زاید از قبیل تخته سنگ، ضایعات ساختمانی یا بقایای درخت که ممکن است مانع انجام کار شده یا موجب بروز حادثه شود، از زمین موردنظر خارج شوند.
3 - تمام کارگرانی که در عملیات خاکی مشغول به کار می شوند باید تجربه کافی داشته باشند و اشخاص ذی صلاح بر کار آنان نظارت کنند. همچنین سایر افراد از جمله رانندگان و اپراتورهای ماشین آلات و تجهیزات مربوطه، باید از اشخاص ذی صلاح باشند.
4 - در صورتی که در عملیات خاکی از دستگاه های برقی مانند الکتروموتور برای هوادهی، تخلیه آب و نظایر آن استفاده شود، باید با رعایت مفاد به کار گرفته شده در این ضوابط نسبت به تجهیز وسایل حفاظتی مناسب اقدام کنند.
5 - چنانچه محل موردنظر برای عملیات خاکی نظیر حفر چاه در معابر عمومی یا محل هایی که احتمال رفت و آمد افراد متفرقه وجود داشته باشد، باید با اقدامات احتیاطی از قبیل محصور کردن محوطه حفاری، نصب علائم هشداردهنده و وسایل کنترل مسیر، از ورود افراد به نزدیکی منطقه حفاری جلوگیری شود.
حفر طبقات زیرزمین و پی کنی ساختمان ها
1 - در صورتی که در عملیات گودبرداری و خاک برداری احتمال خطری برای پایداری دیوارها و ساختمان های مجاور وجود داشته باشد، باید از طریق نصب شمع، سپر و مهارهای مناسب، رعایت فاصله مناسب و ایمن برای گودبرداری و در صورت لزوم با اجرای سازه های نگهبان قبل از شروع عملیات، ایمنی و پایداری آنها تامین شود.
2 - در خاکبرداری های با عمق بیش از 120سانتیمتر که احتمال ریزش یا لغزش دیوارها وجود دارد، باید با نصب شمع، سپر و مهارهای محکم و مناسب برای حفاظت دیوارها اقدام شود، مگر آنکه شیب دیواره از زاویه شیب طبیعی خاک کمتر باشد.
3 - در مواردی که عملیات گودبرداری در مجاورت بزرگراه ها، خطوط راه آهن و مراکز یا تاسیسات دارای ارتعاش انجام می شود، باید برای جلوگیری از لغزش یا ریزش دیواره ها اقدامات لازم صورت گیرد.
4 - در موارد زیر باید دیواره های محل گودبرداری به طور دقیق مورد بررسی و بازدید قرار گرفته و در نقاطی که خطر ریزش یا لغزش دیواره ها ایجاد شده، وجود مهارها و وسایل ایمنی لازم از قبیل شمع، سپر و غیره نصب و با مهارهای موجود تقویت شوند:
الف: بعد از بارندگی های شدید
ب: بعد از وقوع توفان های شدید، سیل و زلزله
ج: بعد از یخبندان های شدید
د: بعد از هر گونه عملیات انفجاری
ه: بعد از ریزش های ناگهانی
و: بعد از وارد آمدن صدمات اساسی به مهار ها
ز: بعد از هر گونه ایجاد وقفه در فعالیت ساختمانی
5 - برای جلوگیری از بروز خطرهایی نظیر پرتاب سنگ، سقوط افراد، حیوانات، مصالح ساختمانی و ماشین آلات و سرازیر شدن آب به داخل گود و نیز برخورد افراد و وسایط نقلیه با کارگران و وسایل و ماشین آلات حفاری و خاک برداری، باید اطراف محل حفاری و خاک برداری با رعایت ضوابط و دستور العمل گودبرداری به نحو مناسب حصارکشی و محافظت شود. در مجاورت معابر و فضاهای عمومی، محل حفاری و خاک برداری باید با علائم هشداردهنده که در شب و روز قابل رویت باشد، مجهز شود.
در گودبرداری هایی که عملیات اجرایی به علت محدودیت ابعاد آن با مشکل نور و تهویه مواجه می شود، لازم است نسبت به تامین وسایل روشنایی و تهویه اقدام لازم به عمل آید.
7 - خاک و مصالح حاصل از گودبرداری نباید به فاصله کمتر از نیم متر از لبه گود ریخته شود. همچنین این مصالح نباید در پیاده روها و معابر عمومی به نحوی انباشته شود که مانع عبور و مرور شده یا به بروز حادثه منجر شود.
8 - قبل از استقرار ماشین آلات و وسایل مکانیکی از قبیل، جرثقیل، بیل مکانیکی، لودر، کامیون و غیره یا انباشتن خاک های حاصل از گودبرداری یا مصالح ساختمانی در مجاورت گود، ضمن رعایت فاصله مناسب از لبه گود، نسبت به تامین پایداری دیواره های گود نیز باید اقدام شود.
9 - در گودهایی که عمق آنها بیش از یک متر است، نباید کارگر به تنهایی در محل به کار گمارده شود.
10 - در محل گودبرداری های عمیق و وسیع، باید یک نفر نگهبان عهده دار مسوولیت نظارت بر ورود و خروج کامیون ها و ماشین آلات سنگین باشد و نیز برای آگاهی کارگران و سایر افراد، علائم هشداردهنده در معبر و محل ورود و خروج کامیون ها و ماشین آلات مذکور نصب شود.
بررسی مسائل ایمنی در تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان در مناطق
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
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.
سازه‌های نگهبان مشتمل بر سه نوع هستند که "دیوار‌های نگهبان وزنی"، "دیوار‌های توکار" و "سازه‌های نگهبان ترکیبی" نامیده می‌شوند.
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.
سازه‌ی نگهبان و عناصر سازهای آن
1- شمع زیر ستون،
2- شمع تأمین کننده رانش مقاوم خاک،
3- ستون خرپای پشت بند،
4- خرپای سازه‌ی نگهبان،
5- چاه آب یا فاضلاب ساختمان مجاور،
6- 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 ،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 همة طبقات ساختمان مجاور انجام شود،
5-2-3- طراحی برای ایجاد یکپارچگی مورد نیاز درسقف و دیوار ساختمان مجاور درمحدودة 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 فاضلاب،
5-2-5- طراحی دربرابرتأثیر سربارسازه‌های مجاور، مصالح دپوشده، ماشین آلات، وسایل درحال تردد یا پارک شده
5-2-7- طراحی دربرابر فشارآب هیدرواستاتیکی آب زیرزمینی و فشار آب حفره‌ای چاههای فاضلاب موجود، نفوذ روان‌آب ریزش‌های جوی، آبیاری باغچه و فضای سبز و ... که امکان انتقال آن به فواصل مناسب دورتر مرز گودبرداری نبوده است و تأثیرموضعی وکلی آن برروی عناصر مختلف سازه‌ی نگهبان.
5-2-8- طراحی در برابر اثر پدیده‌های خاص ژئوتکنیکی مجاور گودبرداری از قبیل وجود گودال‌های قدیمی، خاک‌های دست‌ریز، چاههای قنوات و ...
5-2-9- طراحی در برابر پدیده‌ی یخبندان و ذوب یخ خاک‌های دیواره‌ی گودبرداری، خصوصاً در هنگام بارش برف و چند روز پس از آن که برف‌ها آب می‌شوند.
5-3- مسائل ایمنی مهم در طرح مرحله‌بندی گودبرداری
برای خاکبرداری لازم است طرح مرحله‌بندی مناسب با در نظر گرفتن کلیه‌ی مسائل ایمنی کار تهیه و به مورد اجرا گذاشته شود. یک طرح خوب باید به صورتی باشد که ایمنی کارگاه در هیچ مرحله‌ای تهدید نگردد. مراحل اجرای یک سازه‌ی نگهبان و برخی مسائل ایمنی مهم آن به صورت ذیل پیشنهاد می‌گردد.
مرحله‌ی 1- پرکردن کلیه‌ی چاههای فاضلاب مجاور گودبرداری درداخل ساختگاه با بتن مگر
مرحله‌ی 2- حفرچاههای اطراف زمین به منظور اجرای شمع: ایمنی کارگران در برابر ازسقوط اشیاء و افراد به داخل چاه، در برابرتخریب دیواره‌ی چاه درحین حفاری و بعد از آن، خصوصاً درمواقع افزایش رطوبت دیواره‌ی چاه و حفاری درتراز زیرآب زیرزمینی
مرحله‌ی 3- نصب ستون های پیش ساخته یا درجا دردرون چاهها: ایمنی حمل، جابجایی و نصب.
مرحله‌ی 4- بتن ریزی پی ستون دردرون چاه: مسائل ایمنی مرحله‌ی 2.
مرحله‌ی 5- پرکردن داخل چاهها برای ستونهای پیش ساخته: مسائل ایمنی مرحله‌ی 2.
مرحله‌ی 6- مقاوم سازی دیوار مرزی یا اجرای دیوار مناسب پشت ساختمان مجاور، در تراز زمین طبیعی (این دیوار جهت جلوگیری از دوران دیوار مجاور ساخته میشود و برروی تیرها یا شناژهای متصل به ستونها اجرا و به عنوان بخشی ازسازه‌ی نگهبان تلقی می‌گردد). ایمنی افراد در سقوط اجسام در موقع دیوارچی
جزوه-اجرای گام به گام سازه های نگهبان- درقالب word- در 55ص