خاک‌برداری چیست؟

امروزه به دلیل محدودیت‌های معماری و ارزش زمین، برای احداث ساختمان الزام به حفر گود و خاکبرداری به صورتی هستیم که جداره‌های ­آن قائم باشد. در چنین شرایطی وزن خاک و همچنین سر بارهای اطراف گود (در صورت وجود نظیر ساختمان‌­های اطراف)، باعث ناپایداری و اصطلاحا رانش خاک دیوار، به داخل گود خواهد شد. برای جلوگیری از ریزش جداره­ های ناپایدار، از سازه‌های نگهبان استفاده می­‌شود.

برخی از فرآیندهای مختلف مورداستفاده در خاک برداری شامل گودبرداری، حفاری، لایروبی و توسعه زمین می باشند که هر یک از این فرآیندها، برای درست انجام شدن به تکنیک ها، ابزارها و ماشین آلات منحصربه فرد خود نیاز دارند. فرآیندهای مورداستفاده، بستگی به ساختار حاصل از فرآیند ساخت دارند.

در ادامه این مقاله از پله با ما همراه باشد تا نکات اجرایی و مهم را با هم مرور کنیم.

فرآیند خاک برداری چگونه انجام می شود؟

قبل از شروع فرآیند خاک برداری، محل ساخت باید با دقت موردبررسی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که زیستگاه طبیعی و آثار باستانی اطراف آن در طول خاک برداری آسیب نمی بینند. در مرحله بعد، نقشه هایی برای اندازه و عمق خاک برداری طراحی می شود که شرکت حفاری طبق آن نقشه ها، به طور مشخص مرزهای محل حفاری را مشخص می کند. پس از اتمام این دو مرحله مهم، کار خاک برداری می تواند آغاز شود.

 فرایند خاک برداری شامل موارد زیر است:

• تعیین گوشه ها در نقشه برداری
• بررسی شیب و سطح زمین
• حفاری تا عمق تأییدشده
• دیواره کشی خاک اطراف
• تراز کردن سطح
• ساخت چاه های آبکشی و سنگرهای به هم پیوسته
• ساختن مرزهای ساختمان
• ساختن خاک ریزهای محافظ و زهکشی

خاكبرداری در عمق به دلايل زير انجام مي شود :

1.برای رسيدن به مقاومت بهتر و بيشتر ساختمان ها عمق خاکبرداری را بیشتر مي کنند .
2. سربار باعث افزايش ظرفيت باربري است .
3. طول گيرداري بيشتر ، باعث واژگونی كمتر مي شود .
4. قرار گرفتن پی در عمق باعث مي شود كه در يخبندان تخريب نشود .
5) از فضاي معماري زير رمين هم استفاده مي شود و..
ـ در خاكبرداری عميق بايد مراقب ريزش خاك بود .
اگر خاك بسيار ريزشی باشد و ساختمان همسايه هم وجود داشته باشد ، حدود يك تا 5/1 متري از ديوار همسايه خاكبرداری بايد شود و خاك باقيمانده را بصورت شيارشياري يعني يك در ميان خالي مي كنيم . هر قسمت را كه خالي مي كنيم ، مهار مي زنيم و بعد خاكهای بعدي را بر مي داريم ومهار مي زنيم .
البته يك در ميان يا چند در ميان بودن خاكبرداري : بستگي به نوع خاك و تشخيص مهندس مربوطه دارد .
ـ در خاكبرداری نقطه شروع مهم است . اين نقطه بهتر است از جايي شروع شود كه سرباري وجود نداشته باشد و در موقع خاكبرداري در شروع كار ، جهت بيل نبايد به سمت منزل همسايه باشد .

انواع روش های گودبرداری ساختمان

1. روش نیلینگ
2. گودبرداری به روش مهار متقابل
3. روش سپرکوبی
4. گودبرداری به روش شمع در جا
5. روش میکروپایل یا ریز شمع
6. گودبرداری به مهاربندی توسط ديوار ديافراگمی
7. گودبرداری به جداره‌های مهاربندی‌شده توسط خرپا

گود برداری به روش نیلینگ

در گودبرداری به‌روش میخ‌کوبی و یا نیلینگ یکی از روش‌های مورد استفاده در گودبرداری است که برای حفر سوراخ‌های عمودی در خاک و سنگ‌ها استفاده می‌شود. این روش از نظر فنی و اقتصادی مزیت‌های زیادی دارد و در بسیاری از صنایع مانند استخراج معدن، حفاری نفت و گاز، ساختمان‌سازی و حفاری تونل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش نیلینگ با استفاده از یک دستگاه نیلینگ یا نیلر (Nailer) انجام می‌شود. دستگاه نیلینگ شامل یک سیستم ضربه‌زن، یک چرخش دهنده و ابزاری برای حفر سوراخ است. این دستگاه با استفاده از ضربه‌های پیاپی به سوراخ، خاک یا سنگ را شکسته و حفر می‌کند.

گود برداری به روش مهار متقابل

گود برداری به‌ روش مهار متقابل یکی از روش‌های استفاده شده در ساختمان‌سازی است که برای افزایش استحکام و پایداری سازه‌ها در مقابل نیروهای عمودی و افقی به کار می‌رود. این روش معمولاً در سازه‌های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به طور خاص در سیستم‌های بستر همکف پیلوتی (Basement Retaining Walls) مؤثر است.

در روش مهار متقابل، دیوارهای مهاربندی عمودی در دو طرف سازه قرار می‌گیرند و با استفاده از میله‌ها، پیچ‌ها، پرچ‌ها و سایر عناصر مهاربندی به یکدیگر و به سازه متصل می‌شوند. این ارتباطات متقابل بین دیوارهای مهاربندی به سازه اجازه می‌دهند تا نیروهایی که در سازه به وجود می‌آیند را به صورت یکپارچه تحمل کنند و تغییر شکل غیرقابل قبول را کاهش دهند.

مهاربندی‌های عمودی معمولاً از بتن مسلح یا فولاد ساخته می‌شوند و به‌طور افقی در سراسر ارتفاع سازه قرار می‌گیرند. آنها می‌توانند با استفاده از تثبیت کننده‌های چوبی، مهاربندی جانبی یا سیستم‌های مهاربندی تخصصی به سازه متصل شوند.

گود برداری روش سپرکوبی

روش سپرکوبی (Compaction Piling) یکی از روش‌های مرسوم در عملیات گودبرداری است که برای تقویت خاک‌های لغزنده و نرم استفاده می‌شود. در گودبرداری به روش سپرکوبی، یک سپرکوب یا یک ستون فشاری به طول معین و با قطر مورد نیاز در خاک فرو می‌شود تا خاک را فشرده و بهبود دهد.

گود برداری به روش شمع در جا

گودبرداری به روش شمع در جا (Cast-in-Place Piling) یکی از روش‌های مورد استفاده در عملیات گودبرداری است که برای ایجاد ستون‌های پی در محیط‌های خاکی استفاده می‌شود. در این روش، یک چاه عمودی حفر می‌شود و سپس در داخل آن، ستون فلزی یا بتنی ساخته می‌شود. این روش برای تأمین پایه‌های استحکام بالا و تقویت سازه‌ها در خاک‌های نرم، پی‌های عمیق و ستون‌های پی‌های متصل به سطح آب استفاده می‌شود.

گود برداری به میکروپایل یا ریز شمع

روش ریزشمع یا میکروپایل یکی از روش‌های گودبرداری است که برای تقویت خاک‌ها و پایه‌های سازه‌ها استفاده می‌شود. این روش معمولاً در مناطقی با خاک‌های لایه‌ای یا ضعیف استفاده می‌شود تا بتواند بارهای سازه را به طور موثر تحمل کند.

در فرایند میکروپایل، یک چاه عمودی با قطر کمتر از ۳۰۰ میلیمتر در خاک حفر می‌شود. سپس یک ترکیب سیمانی یا یک ماده چسبنده معمولاً به عنوان “گروت” به داخل چاه تزریق می‌شود. سپس یک میله فولادی با قطر کمتر از ۱۵۰ میلیمتر به داخل گروت فشرده می‌شود. این میله‌ها ممکن است به صورت تکی یا به صورت گروهی در نظر گرفته شوند و می‌توانند به طول‌های مختلفی داشته باشند.

هدف اصلی از استفاده از میکروپایل‌ها یا ریزشمع‌ها تقویت خاک و افزایش تحمل و پایداری سازه در برابر بارهای عمودی است. این روش می‌تواند در سازه‌هایی مانند ساختمان‌ها، پل‌ها، تونل‌ها و سازه‌های دریایی مورد استفاده قرار گیرد. مزایای استفاده از میکروپایل‌ها شامل زمان اجرای کوتاه، عدم نیاز به تخریب خاک، کنترل دقیق باربری و امکان استفاده در فضاهای محدود است.

گودبرداری به مهاربندی توسط ديوار ديافراگمی

مهاربندی توسط دیوار دیافراگمی (Diaphragm Wall) نیز یکی از روش‌های گودبرداری است. در این روش، دیوار دیافراگمی یک پوسته عمودی است که از بتن مسلح ساخته می‌شود و به عنوان یک پرده مهاربندی در خاک قرار می‌گیرد.

فرایند ساخت دیوار دیافراگمی به این صورت است که در ابتدا یک سوراخ عمودی به عمق مورد نیاز حفر می‌شود. سپس در داخل سوراخ، با استفاده از یک دیافراگم‌چاه‌کن و با استفاده از سیستم‌های پایش و کنترل مناسب، خاک را از سوراخ خارج می‌کنند و به همراه آب کنترل می‌کنند.

بعد از حفر سوراخ، معمولاً ستون‌های فولادی عمودی به داخل سوراخ قرار می‌گیرند و با استفاده از قالب‌های فلزی یا چوبی، بتن را درون سوراخ ریخته و قوس‌هایی از دیوار دیافراگمی را تشکیل می‌دهند. پس از تثبیت بتن، دیوار دیافراگمی مهاربندی شده در خاک قرار می‌گیرد و مانع نفوذ خاک و آب می‌شود.

گودبرداری به جداره‌های مهاربندی‌شده توسط خرپا

پایدار سازی گود به روش خرپایی (Soldier Pile Retaining Walls) یکی از روش‌های گودبرداری است که برای استحکام‌بخشی به گودها و کنترل خاک و آب استفاده می‌شود. در این روش، جداره‌های عمودی فلزی به نام “خرپا” (soldier pile) در اطراف گودها قرار می‌گیرند و با استفاده از آنها خاک را مهار می‌کنند.

فرایند ساخت جداره‌های مهاربندی‌شده توسط خرپا به این صورت است که ابتدا در محل مورد نظر، ستون‌های فلزی عمودی به عنوان خرپاها با استفاده از متدهای حفر مناسبی مانند حفر کرنشی یا حفر لرزه‌ای در خاک قرار می‌گیرند. سپس درون خرپاها، معمولاً پروفیل‌های فلزی که به عنوان بالشتک (wale) شناخته می‌شوند و به صورت افقی قرار می‌گیرند، قرار می‌گیرند.

پس از نصب خرپاها و بالشتک‌ها، فضای بین خرپاها با استفاده از مواد چسبنده یا پرکننده‌ای پر می‌شود تا جریان خاک متوقف شود و خاک مهار شود. سپس خاک پشت جداره با استفاده از روش‌های مختلفی مانند سفت‌کردن، پیچاندن یا استفاده از دیواره‌های شیب‌دار تثبیت می‌شود.

چگونه یک شرکت خاک برداری مناسب انتخاب کنیم؟

خاک برداری های ساختمانی، به تجربه، مهارت و توجه دقیق به جزئیات نیاز دارند؛ زیرا این کار با سازه های بزرگ سروکار دارد و پایه و اساس کل پروژه را می سازد. پیمانکاران صنایع سنگین، از تکنیک های پیشرفته، ابزارها و ماشین آلات سنگین استفاده می کنند تا مطمئن شوند کار به درستی انجام شده است. استخدام چنین پیمانکاری برای انجام پروژه های بزرگ حفاری بهترین نتیجه را خواهد داد.

پروژه خود را با در نظر گرفتن پیمانکاران صنایع سنگینی که در منطقه شما فعالیت می کنند، شروع کنید. شما می توانید از اعتبار و سوابق کاری آن ها در مورد ایمنی ساختمان یک فهرست تهیه کنید. برای این کار کافی است….

انتخاب یک پیمان کار صنعتی که برای ایمنی ارزش قائل است، به کیفیت در کار مشهور است و تجربه در ساخت حفاری دارد، بهترین نتایج را برای پروژه خاک برداری شما به همراه خواهد داشت.

امکانات اضطراری در خاک برداری

هنگام برنامه ریزی برای خاک برداری، شرایط خاصی که ممکن است نیاز به امکانات اضطراری داشته باشند، نیز باید لحاظ شوند. تجهیزات لازم در صورت مواجهه با خطرات احتمالی، شامل پمپ ها، نردبان ها، مواد تقویت کننده اضافی، لوازم تنفسی و لباس مخصوص کار می باشند.

ایمنی در حین خاک برداری

در هنگام خاک برداری از نور کافی (در اوقات تاریک سال از چراغ) استفاده کنید. توجه به باران، برف، یخبندان، ذوب و تاریکی، از موارد مهم ایمنی در حین کار حفاری محسوب می شود.

رگه های ماسه ای، لایه های آب خیز و گودبرداری های قبلی با خاک ریزهای ناایمن، ازجمله مواردی هستند که خطر سقوط را در هنگام کار افزایش می دهند. به عنوان مثال باید توجه ویژه ای به ماسه، باتلاق، مرداب، رگ های آب یا فراز آب در حفاری داشته باشید.

همچنین به ساختم آن ها، بناها، لوله ها و درختان نزدیک محل ساخت توجه کنید.

شما همچنین باید به عواملی مانند ترافیک سنگین که شامل اتوبوس ها و کامیون ها، یا شمع کوبی و زبره پاشی که ممکن است بر پایداری خاک تأثیر بگذارند، توجه داشته باشید.

خاک برداری در نزدیکی جاده

اگر قرار باشد کار حفاری در نزدیکی جاده های با ترافیک سنگین انجام شود، باید یک نقشه معماری مطابق با مقررات تهیه کنید که به تأیید مسئولان محلی راه سازی برسد.

فاصله بین محل کار و جاده مهم است؛ زیرا لرزش از ترافیک عبوری ممکن است باعث ایجاد مشکل در فرآیند خاک برداری شود.

خاک برداری بدون آرماتوربندی

مهم است که اطمینان حاصل شود که در صورت حفاری بدون آرماتوربندی، طرفین خاک دچار لغزش نمی شوند.

می توانید با استفاده از موارد زیر از این مهم اطمینان حاصل کنید:

• ایجاد تسهیلات
• دیوارکشی طرفین و دور کردن سنگ های بزرگ از محیط و
• تخلیه خاک برداری شده تا فشار از روی لبه های گود برداشته شود و خاک دوباره به سمت گودال حفرشده سرازیر نشود.

برای محافظت در برابر سقوط، می توانید یک شیب ایجاد کنید که طرفین آن، با نسبت ۲ به ۱ به سطح قرار گیرند. در صورت عمق خاک برداری بیش از ۵ متر، نسبت شیب به سطح باید ۱ به ۱ باشد.

در شرایط استثنایی، کار کردن در حفاری های بدون تأسیسات در عمق ۱.۷ متر، اگر زمین پایدار باشد، ممکن است قابل توجیه باشد. بااین حال، به طور طبیعی لازم است در هنگام کار بر روی خاک برداری های کوچک که کارمندان روی زانو کار انجام می دهند، سیستم حفاظ در برابر سقوط به طور کامل رعایت شود.

در مورد گودبرداری در نزدیکی راه های جاده ای، فاصله از لبه خاک برداری تا جاده باید حداقل برابر عمق خاک برداری باشد.

حفاری با آرماتوربندی

شما باید گودبرداری رازمانی آرماتوربندی کنید که امکان ایجاد شیب وجود ندارد. روش های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد:

اگر در حداکثر عمق ۲.۲۵ متر از خاک حفاری می کنید، از بست استفاده کنید. در پشت بست ها باید ورق های تخته سه لا به صورت عمودی وجود داشته باشد که ۰.۱۵ متر از لبه بیرون زده باشد.

در صورت حفاری در اعماق بیشتر از ۲.۲۵ متر، از الوارهای توسعه پذیر استفاده کنید.

اتصال کابل های سقفی و زمینی

اگر بیل مکانیکی به کابل سقفی و یا زمینی برخورد کند، راننده باید به شرح زیر عمل کند:

• تا زمانی که برق خاموش نشده است در دستگاه بمانید.
• همه را از دستگاه دورنگه دارید – بافاصله ایمن از وضعیت دیدن کنید.
• به شرکت تامین برق محلی اطلاع دهید و در صورت لزوم با خدمات اضطراری (۱۱۲) تماس بگیرید.

مسیرهای دسترسی و فرار در گودبرداری

کلیه حفاری ها باید از مسیرهای دسترسی و فرار مناسب برخوردار باشند.

برای حفاری های کوچک، باید نردبان در نزدیکی محل کار وجود داشته باشد.

مراحل خاکبرداری ساختمان

1.نقشه برداری از زمین

2.تحقیقات ژئوتکنیک و مهندسی

3.تایید ساختمان برای شروع خاکبرداری

4.پاکسازی سایت پروژه ساختمانی

5.درجه‌بندی خاک زمین

سخن پایانی

مهم‌ترین اهداف گودبرداری شامل ایجاد فضای لازم برای ساخت و ساز، نگهداری ایمنی در حین عملیات، کنترل آب و خاک، و حفظ استحکام سازه‌های مجاور است. برای دست‌یابی به این اهداف، انتخاب روش مناسب و اجرای صحیح آن بسیار حائز اهمیت است.

در نهایت، در هر گونه گودبرداری، توصیه می‌شود که با متخصصین و مهندسان مشاور همکاری کنید تا شرایط خاص پروژه را بررسی کرده و روش مناسب را تعیین کنند. این کار به پیاده‌سازی ایمن و موفقیت طرح مورد نظر کمک می‌کند.

منابع: پرشین سازه – رویش گروه – گروه فر ساز