سازه نگهبان و عملکرد آن در سازه

سازه نگهبان، که به آن دیوار حایل نیز گفته می‌شود، مجموعه‌ای از اِلِمان‌های موقت یا دائمی است که برای پایدارسازی خاک یا سنگ در اطراف گودبرداری‌ها به کار می‌رود. این سازه‌ها از ریزش دیواره‌های گود و رانش خاک به داخل آن جلوگیری می‌کنند و به حفظ ایمنی و پایداری پروژه کمک می‌کنند.

? گودبرداری:در ساخت و ساز ساختمان‌ها، پل‌ها، تونل‌ها و سایر پروژه‌های عمرانی که نیاز به حفاری عمیق دارند، از سازه نگهبان برای پایدارسازی دیواره‌های گود استفاده می‌شود.

? محوطه‌سازی: در محوطه‌سازی باغ‌ها، شیب‌دارها و سایر سطوح ناهموار، از سازه نگهبان برای جلوگیری از فرسایش خاک و حفظ پایداری شیب استفاده می‌شود.

? حفاری‌های خطوط لوله و فاضلاب: در حین حفاری برای نصب خطوط لوله و فاضلاب، از سازه نگهبان برای جلوگیری از ریزش دیواره‌های گود و آسیب به خطوط لوله استفاده می‌شود.

? سازه نگهبان خرپایی: این نوع سازه از اعضای فلزی مثلثی‌شکل تشکیل شده که به یکدیگر متصل می‌شوند. سازه‌های نگهبان خرپایی به دلیل وزن کم و سهولت اجرا، در پروژه‌های مختلف کاربرد فراوانی دارند.

? سازه نگهبان مهار متقابل: در این نوع سازه، از میلگردهای فولادی برای مهار کردن دیواره‌های گود به یکدیگر استفاده می‌شود. سازه‌های نگهبان مهار متقابل برای گودبرداری‌های عمیق مناسب هستند.

? سازه نگهبان نیلینگ: در این روش، میلگردهای فولادی به داخل خاک یا سنگ رانده شده و سپس با استفاده از مهره و واشر به یک صفحه فلزی متصل می‌شوند. سازه‌های نگهبان نیلینگ برای خاک‌های سست و ریزشی مناسب هستند.

? سازه نگهبان انکراژ: در این روش، از کابل‌های فولادی برای اتصال صفحات فلزی به مهارهای زیرزمینی استفاده می‌شود. سازه‌های نگهبان انکراژ برای گودبرداری‌های بسیار عمیق و خاک‌های ناپایدار مناسب هستند.

? سپرکوبی: در این روش، از ورق‌های فلزی یا چوبی برای ایجاد یک دیواره موقت در اطراف گود استفاده می‌شود. سپرکوبی برای گودبرداری در خاک‌های اشباع از آب مناسب است.

? شمع‌کوبی: در این روش، از شمع‌های بتنی یا فولادی برای انتقال بار سازه به لایه‌های عمیق‌تر خاک استفاده می‌شود. شمع‌کوبی برای گودبرداری در خاک‌های سست و پروژه‌های بلندمرتبه مناسب است.

? دیوار دیافراگمی: این نوع سازه از یک دیوار بتنی مسلح تشکیل شده که به صورت عمودی در زمین حفر و اجرا می‌شود. دیوارهای دیافراگمی برای گودبرداری‌های بسیار عمیق و محوطه‌سازی در زمین‌های ناهموارمناسب هستند.

انتخاب نوع سازه نگهبان به عوامل متعددی بستگی دارد که در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌کنیم:

? عمق گودبرداری: برای گودبرداری‌های کم‌عمق، از سازه‌های نگهبان سبک‌تر مانند خرپایی یا مهار متقابل استفاده می‌شود. در حالی که برای گودبرداری‌های عمیق، به سازه‌های سنگین‌تر مانند انکراژ یا شمع‌کوبی نیاز است.

? نوع خاک: نوع خاک نقش مهمی در انتخاب نوع سازه نگهبان دارد. به عنوان مثال، در خاک‌های سست، از سازه‌های نگهبان نیلینگ یا انکراژ استفاده می‌شود.

? شرایط آب زیرزمینی: در خاک‌های اشباع از آب، از سازه‌های نگهبان سپرکوبی یا شمع‌کوبی استفاده می‌شود.

? محدودیت‌های فضایی: در فضاهای محدود، از سازه‌های نگهبان نیلینگ یا انکراژ استفاده می‌شود.

? بودجه پروژه: هزینه هر نوع سازه نگهبان متفاوت است. بنابراین، انتخاب نوع سازه باید با توجه به بودجه پروژه انجام شود.

طراحی و اجرای سازه نگهبان باید توسط مهندسان مجرب عمران انجام شود. در طراحی این سازه‌ها باید به بارهای وارده، مقاومت خاک، ضریب اطمینان و الزامات آیین‌نامه‌ها توجه کافی شود.

? سازه نگهبان خرپایی:

مزایا: کم وزن، سهولت اجرا، سرعت نصب بالا، قابلیت استفاده مجدد
معایب: محدودیت در عمق گودبرداری، عدم کارایی در خاک‌های سست

? سازه نگهبان مهار متقابل:

مزایا: مقرون به صرفه بودن، سهولت اجرا، کارایی در خاک‌های مختلف
معایب: اشغال فضای بیشتر نسبت به سایر روش‌ها، عدم کارایی در گودبرداری‌های عمیق

? سازه نگهبان نیلینگ:

مزایا: کارایی در خاک‌های سست و ریزشی، عدم نیاز به فضای زیاد، لرزش کم در حین اجرا
معایب: نیاز به تجهیزات تخصصی، هزینه نسبتاً بالا

? سازه نگهبان انکراژ:

مزایا: کارایی در گودبرداری‌های بسیار عمیق، قابلیت مهار بارهای سنگین، عدم نیاز به حفاری در کف گود
معایب: پیچیدگی طراحی و اجرا، هزینه بالا

? سپرکوبی:

مزایا: سرعت اجرای بالا، کارایی در خاک‌های اشباع از آب، قابلیت استفاده در فضاهای محدود
معایب: عدم کارایی در خاک‌های سخت، نیاز به تجهیزات تخصصی، تولید زباله زیاد

? شمع‌کوبی:

مزایا: انتقال بار به لایه‌های عمیق‌تر خاک، کارایی در خاک‌های سست، مناسب برای پروژه‌های بلندمرتبه
معایب: لرزش زیاد در حین اجرا، اشغال فضای زیاد، هزینه بالا

? دیوار دیافراگمی:

مزایا: کارایی در گودبرداری‌های بسیار عمیق، لرزش کم در حین اجرا، قابلیت استفاده به عنوان دیوار دائمی سازه
معایب: هزینه بسیار بالا، نیاز به تجهیزات و تخصص فوق‌العاده، زمان اجرای طولانی

«لازم به ذکر است که در اکثر سازه های ایران از سازه نگهبان به روش خرپایی که تصویر آن را مشاهده میکنید استفاده میشود که در مقاله ای دیگر به صورت دقیق و با جزییات بیشتر آن را تحلیل و بررسی میکنیم»