بلاگ

گودبردارى
گودبردارى

گودبردارى

يكي از مسائل مهم در ساخت و سازه هاى شهرى، ايجاد  پايدارى مناسب در هنگام تخريب،گودبردارى و اجراى سازهى نگهبان است. عدم رعايت مسائل فني و ايمني درتخريب، گودبردارى و ساخت  سازه هاى نگهبان باعث تخريب برخي از  ساختمانهاى مجاور گود در ساخت و سازهاى شهرى شده است.

عمليات گودبردارى در زمره عمليات هاى خاكي خطرناك قرار دارد. براساس آمارهاى موجود همه ساله در پروژه هاى گودبردارى بدليل عدم رعايت اصول ايمني، انسانهاى زيادى جان خود را از دست داده يا صدمات شديدى مي بينند.

عوامل موثر در ارزیابی خطر گود (گودبردارى)

1- عمق گود        2- نوع خاک دیواره ها         3- حساسیت ساختمانهای مجاور گود

نکته :  ارزيابي خطر گود به منظور واگذارى طراحي گودبردارى و تفويض مسئوليت ها به مراجع ذيصلاح بايستي انجام گيرد.

مراحل طراحي يك گود پايدار

  • شناسايي خاك
  • انتخاب معيار هاي طراحي با توجه به اهميت سازه ها و تغيير مكان هاي مجاز
  • تجزيه و تحليل نيروها و تغيير شكلها
  • انتخاب روش پايدار سازي
  • اجراي پايدار سازي

 شناسايي يا تحقيقات محلي در گودبردارى

جهت انجام این روند لازم است موارد ذیل مشخص شود :

1- تعداد گمانه ها       2- عمق گمانه ها      3- فاصله گمانه ها

هدف از شناسايي يا تحقيقات محلي در گودبردارى

بند 7-2-1

به منظور شناسايي زمين، داده هاى ژئوتكنيكي بايد گردآورى و تفسير شود. اين داده ها افزون بر اطلاعات ژئوتكنيكي شامل داده هاى زمين شناسي عمومي، زمين شناسي مهندسي،زمين ريخت شناسي، لرزه خيزى، هيدروژئولوژى و تاريخچه ساختگاه مي باشند.

اين شناسايي ها شامل بررسي لايه بندى خاك و خصوصيات مهندسي آن، شرايط آب زيرزميني، تراز سنگ بستر و ساير مشخصات ساختگاه پروژه است.

كسب اطلاعات گودبردارى پيچيده و تابع عوامل زير مي باشد:

الف) نوع پروژه                ب) شرايط زمين                پ) بودجه و فناورى در اختيار براى عمليات شناسايي

 

 انجام شناسايي ژئوتكنيكي زمين بايد چنان برنامه ريزى شود كه نيازمندى هاى طراحي، ساخت و تامين عملكرد سازه پيشنهادى را فراهم نمايد. بايد توجه داشت در صورت مواجه شدن با شرايط متفاوت و جديد در خلال اجراى كار، خصوصيات ژئوتكنيكي لايه هاى خاك مي تواند مورد تجديد نظر قرار گيرد.

ضمناً چنانچه طراحي هاى  سازهاى دستخوش تغييرات گردند (به عنوان مثال جابجايي محل سازه هاى مهم، تغيير تعداد طبقات سازه ها و غيره) متناسب با اين تغييرات،  شناسايي هاى ژئوتكنيكي نيز لازم است تغيير يابند.

بررسي هاى مورد نياز طراحي هاى ژئوتكنيكي بايد با هدف هاى ذيل صورت گيرد:

الف- گردآورى اطلاعات لازم ساختگاه از جمله تعيين جنس و لايه بندى زيرين زمين، به منظور طراحي ايمن و بدون تغيير در كارايي ساختمان و ضمن صرفه اقتصادى در طرح آن.

ب- گردآورى اطلاعات لازم براى برنامه ريزى موقت و دائمي ساخت و ساز بنا در مراحلي كه به شرايط زمين ساختگاه مرتبط مي شوند شامل وضعيت هندسي و مكانيكي لايه هاى زيرسطحي، شرايط آب زيرزميني، وجود مصالح و شرايط نامناسب براى پايدارى ساختمان وغيره.

پ- پيش بيني و شناسايي مشكلات احتمالي كه ممكن است در خلال اجراى ساختمان و پس از آن از ناحيه زمين بروز نمايد.

اقدامات لازم برای تعیین فاصله گمانه ها يا چاهك هاي شناسايي

بند ٧-٢-٣-٤-١

چنانچه گمانه زني به منظور شناخت يك زمين جديد و بسيار بزرگ براى ساختمان سازى گسترده انجام شود (مثل شهرهاى جديد):

الف- اگر  لايه بندى زمين به صورت نسبي يكنواخت باشد، فاصله ٥٠ تا ٢٠٠ متر بين  گمانهها قابل قبول مي باشد. انتخاب دقيق با توجه به اهميت ساختمان و شرايط ژئوتكنيكي تعيين شود.

ب- اگر  لايه بندى پيچيده باشد (مثل مجاور  گسلها، نزديك رودخانه ها و  كوه ها، زمين هاى بسيار ناهموار و  دره ها)، فاصله حداكثر ٣٠ متر بين  گمانه ها قابل قبول  مي باشد. 

پ- اگر اطلاعات ژئوتكنيكي از  ساختگاه هاى مجاور يا سازندهاى زمين شناسي مشابه با زمين مورد نظر وجود دارد، فاصله بين  گمانه ها مي تواند بيشتر از مقادير مندرج در بندهاى   ٧-٢-٣-٤-1  الف و ب و حداكثر تا دو برابر فواصل فوق باشد.

ت- اگر ساختمان با شرايط متفاوت سازه اى و يا با اهميت بيشتر از ديگر  ساختمانها در مجموعه مورد نظر باشد، بايد شناسايي خاص آن ساختمان انجام شود.

بند  ٧-٢-٣-٤-٢

چنانچه گمانه زني به منظور ساخت يك ساختمان منفرد انجام  مي شود:

الف- فاصله گمانه ها بايد در حدود ١٥ الي ٦٠ متر باشد.

ب-  استفاده از جدول زير با توجه به اهميت ساختمان ها مبنا قرار گيرد.

اقدامات لازم براي تعيين فاصله گمانه ها يا چاهك هاي شناسايي براي ساختمان منفرد

گودبرداری

براى سطح اشغال بيش از ٠٠٠١ متر مربع، يك گمانه به ازاى هر ١٠٠٠ متر مربع به مقادير تعداد گمانه اضافه مي شود.

 

پ- در استفاده از جدول بالا بايد نكات ذيل مد نظر قرار گيرد

پ-١ شرايط زيرسطحي اوليه در جدول بر اساس اطلاعات  سايتهاى مجاور، شرايط ژئوتكنيكي سازندهاى زمين شناسي مشابه و بازديدهاى محلي انتخاب مي شود. لذا لازم است با بررسي نتايج حفر اولين گمانه، تعداد گمانه هاى مورد نياز در عمل متناسب با شرايط جديد به دست آمده در صورت نياز افزايش يابد.

پ-٢ براى  مجتمعهاى ساختماني كه از تعداد زيادى ساختمان منفرد و نزديك به يكديگر تشكيل شدهاند (بيش از ١٠ ساختمان)، براى هر ساختمان حداقل يك گمانه با

رعايت حداكثر فاصله هاى ذكر شده در بند ٧-٢-٣-٤-١بين گمانه ها كافي است. اگر فاصله  ساختمانها بيشتر از مقادير مندرج در بند ٧-٢-٣-٤-١باشد، بايد  آنها را به صورت منفرد در نظر گرفت.

پ-٣ در صورتيكه ساختمان مورد نظر پس از ايجاد گودبردارى عميق احداث شود،  تعدادى گمانه براى گودبردارى نيز بايد به تعداد گمانه هاى بالا اضافه شود.

ت- چنانچه بين فاصله  گمانه ها و جدول فوق تناقضي پيش آمد اعداد جدول حاكم ميباشد.

بند ٧-٢-٣-٤-٣

براى  گودبردارى ها بايد  لايه هاى زمين در ديواره هر ضلع گود و در راستاى عمود بر ديواره هر ضلع گود مشخص باشد. براى انجام  تحليل هاى پايدارى و تغييرشكل در هرضلع گود لازم است نيمرخ ژئوتكنيكي در ديواره هر ضلع گود و امتداد عمود بر آن تعيين گردد.

هر چه گود عميق تر باشد، وسعت  منطق هاى كه بايد شناسايي شود (پلان) بيشتر از سطح اشغال ساختمان شود.

الف- در گودهاى عميق و  شيروانيهاى بزرگ براى تعيين مقطع ژئوتكنيكي عمود بر هر ضلع، حفر حداقل ٣ گمانه (بالادست، پايين دست و روى شيب در صورت وجود) براى هر ضلع لازم است. گمانه هايي كه در محل سطح اشغال ساختمان حفر مي شود، ميتوانند مشخص كننده مشخصات خاك محل شيب و پايين دست آن باشد.

شرايط خاك بالادست در محل سطح اشغال ساختمان همسايه مي تواند متفاوت باشد و بايد اطلاعات آن كسب شود.

ب- حداقل تعداد گمانه ها در صورت نياز به گودبردارى بايد تعداد  گمانه ها به شرح جدول ٧٢٢ اضافه شود.

گودبرداری

 

بند ٧-٢-٣-٥-١ 

اگر  نشست در طراحي پي بر روى زمين مورد نظر تعيين كننده باشد، آنگاه لازم است كه عمق حداقل يك گمانه بيش از عمقي باشد كه افزايش تنش ناشي از بار ساختمان در آن عمق به كمتر از هر يك از دو معيار زير مي رسد، هر عمقي بيشتر شد ملاك مي باشد:

1- ١٠ درصد تنش موثر زمين در آن عمق

2- ١٠ درصد تنش ناشي از ساختمان بر كف پي

(كه با توجه به  منحنيهاى حباب تنش، عمق براى پي مربعي بين B٢ تا B٢/٥ و براى پي نوارى بين B٣ تا B٤ بايد باشد).

بند ٧٢٣٥٤

نكاتي كه بايد در تعيين عمق گمانه رعايت شود:

  • اگر احداث ساختمان با گودبردارى همراه باشد، عمق گود به عمق گمانه به دست آمده در بند ٧-٢-٣-٥ بايد اضافه شود.
  • اگر عمق مورد نياز براى شناسايي زمين خيلي كم باشد، مي توان از روش هاى شناسايي دستي مانند آزمايشهاى برجاى نفوذ مخروط و كاوشگر ديناميكي به جاى گمانه زني استفاده كرد.
  • حفر حداقل يك چاهك جهت مشاهده بافت خاك در هر پروژه ضرورى است. اگر عمق چاهك كافي باشد مي تواند جايگزين حفر يك گمانه شود.
  • در صورتي كه قبل از رسيدن به عمق نهايي گمانه به يك بستر سنگي يا لايه خيلي متراكم با ضخامت قابل توجه برخورد شود مي تواند عمق گمانه كمتر شود.
  • گمانه مورد نظر بايد حداقل تا به زير نهشته هايي كه براى پي مناسب نيستند (مانند خاك دستي) ادامه يابد.
  • در هر حالت عمق يك گمانه نبايد كمتر از ٦ متر زير پي باشد، مگر در مواردى كهگمانه قبل از ٦ متر به لايه سخت رسيده باشد.
  • در حفر گمانه اگر به لايه سنگ برخورد شود بايد حداقل يكي از گمانه ها تا ٣ متر در لايه سنگ نفوذ كند تا وجود بستر سنگي اثبات شود.
  • در مواردى كه از شمعهاى متكي بر نوك در لايه سخت، متراكم يا سنگ استفاده مي شود، بايد عمق گمانه به حدى باشد كه از وجود آن لايه تا عمق كافي زير نوك شمع اطمينان حاصل شود. به عبارت ديگر، تعداد و عمق گمانه ها بايد به نحوى انتخاب شود كهاحتمال وجود يك لايه ضعيف در زير يك لايه سخت، متراكم يا سنگ با ضخامت كمتر از ٣ متر از بين برود. همچنين در مواردى كه بخشي از سنگ هوازده مي باشد، عمق گمانه بايد تا حدى باشد كه به زير بخش لايه هوازده سنگ برسد.

 حداقل مواردي كه بايد در گزارش آورده شود

بند ٧-٢-٧-١

پس از انجام  شناسايي هاى ژئوتكنيكي لازم است گزارش كامل  آنها ارائه شود. نتايج  آزمونهاى انجام شده بايد به دو صورت خام و پردازش شده گزارش شوند.

  بند ٧-٢-٧-٢ 

گزارش توصيفي از شناسايي هاى ژئوتكنيكي بايد حداقل شامل موارد ذيل باشد:

  • نقشه محل گمانه يا حفارى.
  • شرح تمام نمونه هاى گرفته شده از خاك و سنگ با ذكر تاريخ نمونه گيرى.
  • شرح تمام لايه هاى خاك و سنگ.
  • سطح آب زيرزميني در صورت مشاهده با ذكر تاريخ برداشت
  • نتايج تمام  آزمايشهاى محلي و آزمايشگاهي با ذكر تاريخ انجام آزمايشات

 

 نكات مرتبط با گودبرداري

بند ٧-٣-١

هدف اين قسمت تعيين حداقل مراحل لازم جهت رسيدن به مرحله پي ريزى مي باشد. يكي از  مهمترين اين مراحل عمليات گودبردارى مي باشد.

 بند ٧-٣-٣-١ 

بر اثر گودبردارى در زمين وضعيت تنش در آن تغيير مي كند و لازم است  تغييرشكل ها و  ناپايدارى هاى ناشي از گودبردارى از جمله موارد ذيل بررسي شوند:

الف- برآمدگي و تورم كف گود، كه مي تواند در شرايطي به ناپايدارى كف بيانجامد.

ب- نشست زمين در نواحي مجاور گود.

 روش هاي پايدارسازي

الف- ايجاد شيب پايدار

گودبرداری گودبرداری

ب- ميخ كوبي يا اجراي ميل مهار

گودبرداری گودبرداری

 

پ- ديوارهاي مهار شده با تيرك از جلو يا عقب

گودبرداری گودبرداری

ج-  استفاده از سيستم هاي مهار خرپايي

گودبرداری گودبرداری

چ- استفاده از سيستم هاي شمع ها و ديواركهاي طره اي

گودبرداری گودبرداری گودبرداری

گسيختگي هاي محتمل گودبرداري

بند ٧-٣-٣-٣

در گودبردارى ها بايد گسيختگي ها و مشكلات متداول به شرح ذيل كنترل شود.

        1- لغزش خاك

        2- نشست و تورم خاك و تغييرمكان ساختمان هاى مجاور گود

        3- ريزش

        4- بالا زدگي كف گود

        5- جوشش (در صورت بالا بودن سطح آب زيرزميني)

        6- مشكلات ناشي از لرزش ناشي از گودبردارى در سازه هاى اطراف گود

ارزیابی خطر گود

h  عمق گود موردنظر و hc عمق بحراني

گودبرداری

 

بند ٧٣٣٤

جهت ارزيابي خطر گود لازم است هر سه شرط تعيين شده براى هر دسته در جدول برقرار باشد. در صورتي كه هر سه شرط با هم برقرار نباشد، خطر گود با توجه به شرطي تعيين مي شود كه خطر بيشتر را موجب مي شود.

بند ٧-٣-٣-٤-٢

اگر فاصله ساختمان مجاور از لبه گود كمتر از عمق گود باشد، كل بار ساختمان (q) در محاسبه hc در نظر گرفته شود.

بند ٧-٣-٣-٤-٣

در صورت حضور آب يا رطوبت بالا، به كاهش hc با توجه به اثر آب بر خواص خاك در  رابطه بالا توجه شود.

بند ٧-٣-٣-٤-٤

اگر آب جارى باشد (تراوش) آنگاه همواره خطر گود زياد يا بسيار زياد مي باشد.

بند ٧-٣-٣-٤-٥

اگر خاكي كه در آن گودبردارى انجام مي شود دستي يا فاقد چسبندگي قابل اعتماد باشد، نميتوان خطر گود را معمولي در نظر گرفت.

بند ٧-٣-٣-٤-٦

هرگونه ساختمان در مجاورت گود به عنوان  << ساختمان حساس >> ارزيابي مي شود. چنانچه ساختمان داراى يكي از دو شرط زير باشد به عنوان »ساختمان بسيار حساس« ارزيابي مي شود :

الف) ساختمان بدون اسكلت و يا هرگونه ساختمان با نشانه آشكار علائم فرسودگي و ضعف زياد در باربرى.

ب) ساختمان هايي كه به دليل ارزش فرهنگي، تاريخي و يا حساسيت كاركرد و يا علل ديگر وقوع هرگونه نشست و تغييرشكل در آن ها با خسارات زيادى همراه است.

بند ٧-٣-٣-٤-٧

جدول ٧-٣-١ براى ساختمان مجاور گود در شرايطي معتبر است كه آن ساختمان << بسيار حساس >> نباشد. در صورتي كه در اطراف گود سازه بسيار حساس باشد، خطر گود همواره بسيار زياد در نظر گرفته مي شود.

تحلیل پایداری گود

بند ٧-٣-٣-٥-١

در صورتي كه براى پايدارى گود از سازه هاى نگهبان استفاده شود جهت تحليل بايد موارد مطرح شده در بخش ٧-٥ اين مبحث رعايت شود.

بند ٧-٣-٣-٥-٢

در صورتي كه در گودبردارى نيازى به سازه نگهبان نباشد، تحليل پايدارى با روشهاى تعادل حدى و بر اساس روش تنش مجاز انجام مي گيرد. در اين روش، حداقل ضرايب اطمينان به شرط موقت بودن گود (كمتر از يك سال) به شرح جدول ٧-٣-٣ باشد. البته طراح در اين حالت نيز مي تواند از حالات حدى استفاده نمايد. ٧-٣-٣-٥-٣ براى تحليل پايدارى گود لازم است بار مرده ساختمانها و ابنيه مجاور به طور كامل در نظر گرفته شود.

بند ٧-٣-٣-٥-٤

براى تحليل گود در شرايط موقت در نظر گرفتن بار زلزله لازم نیست.

 حداقل ضريب اطمينان براى پايدارى كلي گود موقت

بند ٧٣٣٥٥

در صورتي كه گود موقت نباشد بايد نيروى زلزله لحاظ شود و  در انتخاب ضريب اطمينان مناسب دوام مصالح نيز مورد توجه باشد.

گودبرداری

 

 انتخاب روش پايدارسازي در گودبردارى

انتخاب روش پايدارسازی گود

 

 آزمايش باربري و خزش مهارها

جدول ٧٥٨ آزمايش باربرى مهارها

گودبرداری

 

٧-٥-٦-٣-١ آزمايش مهارها

انتهاى كليه آزمايش هاى فوق آزمايش خزش انجام مي گيرد. اگر در آزمايش هاى فوق مهارى زير ٢٠٠% بر طراحي گسيخته شود بايد طراحي مجدداً انجام شود.

در صورتي كه مهارها به صورت موقت استفاده شوند مي توان به جاى ١٥٠% در بار ١٢٥% بار طراحي آزمايش ها انجام شود. آزمون هاى فوق بايد با بارگذارى – باربردارى جهت تعيين عملكرد مهارهاانجام شود.  هر پله بارگذارى و باربردارى حداقل ٢٥% بار طراحي باشد.

گودبرداری

 

 پايدارسازي به كمك مهارها در گودبردارى

در تحليل پاسخ توده به گسيختگي:

  • از روابط و نمودارهاى دستورالعملهاى نحوه طراحي ديوارهاى ميخكوبي شده براساس آيين نامه مؤسسه آزاد راههاى امريكاFHWA  
  • براى تحليل و برآورد ضريب اطمينان گود برداشته شده از نرم افزارهاى همانند: Slide و Geo Slope  مي توان استفاده كرد. 
  • در آناليز پاسخ تغيير شكل پذيرى گود در حين عمليات خاكبردارى از نرم افزارهایی همانند:  PLAXIS و ABAQUS كه از روش اجزاى محدود سود برده، استفاده گرديد.
Instagram لینکدین
سایدبار