سازه نگهبان و انواع آن

سازه نگهبان، با هدف بالا بردن ایمنی پس از گودبرداری زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد. گودبرداری برای احداث زیرزمین، تونل‌ها، کانال‌های آب و پارکینگ‌ها انجام می‌شود. یکی از اتفاقات رایج هنگام گودبرداری، ریزش دیواره‌ها و ساختمان‌های اطراف منطقه گود به دلیل به هم خوردن تعادل یا رانش خاک است. بنابراین باید پس از خاک برداری برای افزایش امنیت گود، راه‌حلی اندیشید.
استفاده از انواع سازه نگهبان برای تقویت دیوار و جداره‌ها تا پایان فرآیند گودبرداری یکی از این روش‌هاست. هزینه‌های عملیات‌های عمرانی، به قیمت مقاطع فولادی مختلفی چون قیمت تیرآهن وابسته است.
در این مقاله قصد داریم ضمن تعریف سازه نگهبان، پرکاربردترین انواع آن و مزایا و معایب هر یک را مورد بررسی قرار دهیم. با ما همراه باشید.

سازه نگهبان چیست؟

تمایل ذاتی خاک به ریزش، باید با به‌کارگیری اصول مهندسی کنترل شود. سازه نگهبان از جمله روش‌هایی است که بدین منظور استفاده می‌شود. در این روش، با کمک سازه‌ای موقت می‌توان مانع از ریزش دیوارهای محل گودبرداری شد. سازه نگهبان همچنین خطر رانش خاک و زمین را کاهش می‌دهد. با توجه به حرکات افقی خاک در محل گودبرداری و دیواره‌های آن، رعایت اصول و استاندارد در حین ساخت سازه نگهبان الزامی است.
در ساخت سازه نگهبان از اجزایی فلزی و یا غیرفلزی استفاده می‌شود تا از تجهیزات و اموال داخل و خارج از گود، جان انسان‌ها و ایمن سازی شرایط در حین عملیات حفاظت شود.

انواع سازه نگبهان

سازه نگهبان خود انواع مختلفی دارد و به چندین روش قابل اجرا و استفاده است. مصالح مورد استفاده در ساخت سازه نگهبان و طریقه اجرا و چینش اجزا، نوع سازه نگهبان را مشخص می‌کنند. سازه‌های نگهبان با توجه به ساختمان‌های مجاور زمین مورد نظر، نوع خاک و تراکم آن و ... طراحی خواهند شد. در ادامه به بررسی ویژگی‌های مهم‌ترین روش‌های اجرای سازه نگهبان می‌پردازیم. از جمله پرکاربردترین انواع سازه نگهبان است که بیشتر در مناطق شهری و در گودبرداری‌های با عمق کم استفاده می‌شود. در اجرای سازه نگهبان خرپایی یا به انگلیسی truss retaining structures، المان‌های فولادی به صورت افقی و عمودی استفاده می‌شوند.

• در اجرای سازه نگهبان خرپایی، ابتدا باید چاه‌هایی در محدوده گودبرداری با عمق مناسب حفر شوند تا اعضای قائم خرپا در آن‌ها قرار گیرند. عمق این چاه‌ها، وابسته به نوع خاک، عمق گودبرداری و میزان سربار وارده است.
• در انتهای چاه‌های حفر شده، سبدهای آرماتوربندی شده (شمع انتهایی) قرار داده می‌شوند.
• عضو عمودی خرپا درون شمع قرار می‌گیرد.
• سپس بتن ریزی انجام می‌شود.
• پس از بتن ریزی، در امتداد دیوار گود با شیبی مطمئن، خاک برداری انجام می‌گیرد.
• جهت نگهداری بخش‌های مایل خرپا، فونداسیون اجرا می‌‌شود.
• حال نوبت به تعبیه بیس پلیت می‌رسد.
• عضو مایل سازه نگهبان نیز به صورتی تعبیه می‌شود که یک سر آن به صفحه ستون و سر دیگر به عضو قائم متصل گردد.

مراحل ذکر شده برای اجرای سازه نگهبان، به صورت همزمان برای تمام خرپاها در امتداد دیوار گودبرداری انجام می‌شوند. در این روش اجرا از المان‌های فولادی و همچین میلگردهای فولادی برای ساخت سبد آرماتوربندی شده استفاده می‌گردد. از این رو قیمت میلگرد یکی از عوامل موثر بر هزینه‌های پروژه خواهد بود.
پس از انجام این مراحل، خاک بین المان‌های عمودی و افقی و در امتداد دیواره گود به صورت مرحله‌ای برداشته می‌‌شود. المان‌های افقی و قطری خرپا در هر مرحله اجرا می‌گردند. این نوع سازه نگهبان مزایایی چون قابلیت اجرا برای گودهای حاضر در مناطق شهری، انعطاف بالا در اجرا، قابلیت استفاده مجدد از خرپاها و سادگی و عدم نیاز به تجهیزات پیچیده را به همراه دارد. با این حال در برخی شرایط نمی‌توان از معایب آن چشم پوشی کرد. سازه نگهبان خرپایی روشی قدیمی و سنتی برای تقویت دیواره‌های گود است و سرعت پایینی نسبت به روش‌های جدید دارد. از طرفی خرپاها در گود به فضای بالایی نیاز دارند. در برخی شرایط نیز، باید بخشی از خاک را به صورت دستی برداشت کرد.
با توجه به این مسائل، برخی عدم استفاده از سازه نگهبان خرپایی را ترجیح می‌دهند. بهتر است بدانید، در اجرای سازه نگهبان خرپایی، باید به عدم وجود فاصله سازه نگهبان با خاک توجه داشت. در صورتی که بین سازه خرپایی و خاک فاصله باشد، عملا استفاده از سازه نگهبان سودی ندارد. از طرف دیگر، جاری شدن خاک در صورت اشباع شدن آن با بارندگی، وجود سازه نگهبان خرپایی را بی‌اثر می‌کند.