دانلود تحقیق گود برداری

چکیده 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.

آنچه که دراین مقاله بدان می‌پردازیم، پیشنهاد برخی دستورالعمل‌های فنی و ایمنی لازم در اجرای دیوار‌های متداول بتنی با پشت بند‌های خرپایی است که برای حفاظت گود‌های ایجاد شده درمجاورت ساختمان‌های قدیمی‌فاقد عناصرمناسب مقاوم دربرابر نیرو‌های ثقلی و جانبی اجرا می‌گردد.

دراین مقاله عناصری که باید در سازه‌ی نگهبان طرح شوند و همچنین مسائل ایمنی که لازم است در هنگام طراحی پیش‌بینی گردد و نیز دستورالعمل‌های قبل، در حین و بعد از گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان، پیشنهاد و اشکالات عمده و مشترکی که عامل ایجاد تخریب ساختمان‌های مجاور گودبرداری بوده طرح و بررسی شده‌است.

واژه‌های کلیدی: ایمنی کارگاه، گودبرداری، تخریب، سازه‌های نگهبان، دیوار توکار، ساختمان مجاور، ساختمان‌های مصالح بنایی، ساختمان‌های فاقد شناژ.

2- کلیات 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.

در آیین نامه‌ها و مقررات ملی ساختمان[1و2]، دستورالعمل‌های ایمنی به صورت مطلوب و شفاف جهت تخریب، گودبرداری و اجرای سازه‌ی نگهبان نیامده و نیاز به تهیه و تدوین آیین نامه‌های مناسب برای این منظور بخوبی احساس می‌شود.

به دلیل عدم تطابق شرایط شهرسازی و تکنولوژی ساخت کشور‌های دیگر با شرایط موجود در کشورمان، آیین نامه‌های ایمنی این کشور‌ها نیز، بخوبی نمی‌تواند دستورالعمل‌های ایمنی لازم را در اینگونه عملیات پوشش دهد.

سازه‌های نگهبان مشتمل بر سه نوع هستند که "دیوار‌های نگهبان وزنی"، "دیوار‌های توکار" و "سازه‌های نگهبان ترکیبی" نامیده می‌شوند.

در این مقاله دستورالعمل‌های پیشنهادی برای حفظ ایمنی کارگاه درتخریب، گودبرداری و اجرایی سازه‌های نگهبان با عناصر دیوار توکار و پشت بند خرپای فلزی طرح شده، که در بخش‌های بعد به آن می‌پردازیم.

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.

شکل (1) اجزای مختلف این نوع سازه‌ی نگهبان را نشان می‌دهد.

شکل(1) سازه‌ی نگهبان و عناصر ساز‌های آن شمع زیر ستون، شمع تأمین کننده رانش مقاوم خاک، ستون خرپای پشت بند، خرپای سازه‌ی نگهبان، چاه آب یا فاضلاب ساختمان مجاور، 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 در این مقاله، 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 همه طبقات ساختمان مجاور انجام شود، 5-2-3- طراحی برای ایجاد یکپارچگی مورد نیاز درسقف و دیوار ساختمان مجاور درمحدوده 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 ...

8-2-6- 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 دیوارچینی.

مرحله‌ی 7- خاکبرداری بوسیله‌ی ماشین‌آلات تا فاصله‌ی توقف گودبرداری.

ایمنی افراد در برابر خطر حفاری با شیب نامناسب دیواره، دربرابر خطر خاکبرداری محل چاهها ی موجود در ساختگاه، خطر سقوط افراد، اشیاء به داخل گود، خطر عدم رعایت فاصله‌ی توقف مناسب، خطر وجود چاه فاضلاب درفاصله‌ی توقف.

مرحله‌ی 8- پی کنی و اجرای تکیه‌گاه پشت‌بند در تراز کف گود برای ایجاد رانش مقاوم خاک: ایمنی کارگران در برابر خطر تخریب دیواره‌ی گود.

مرحله‌ی 9- نصب عضو مورب پشت بند: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 10 – خاکبرداری فاصله‌ی توقف به روش دستی تا عمق مطلوب (حدود 5/1 متر): ایمنی افراد در برابر خطر سقوط به داخل گود، خطر زه آب به داخل گود، خطر ناپایداری دیواره‌ی گود در اثر وجود چاه در فاصله‌ی توقف.

مرحله‌ی 11- نصب تیرهای افقی در تراز بالایی فاصله‌ی توقف و اجرای دیوار بتنی: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 12- آرماتوربندی، قالب بندی و بتن ریزی دیوار سازه‌ی نگهبان: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 13- اجرای عناصر مورب و افقی درون صفحه‌ای پشت‌بند: مسائل ایمنی مرحله‌ی 3.

مرحله‌ی 14- اجرای مراحل 10 تا 13تا زمان اتمام کامل گودبرداری و نصب عناصر سازه‌ی پشت‌بند و دیوار توکار.

مرحله‌ی 15- نصب عناصر کاهنده طول کمانش جانبی خرپا مرحله‌ی 16- آرماتور‌بندی، قالب‌بندی و بتن‌ریزی فونداسیون و ایجاد اتصال آن با پشت‌بند خرپایی.

مرحله‌ی 17- اجرای اسکلت سازه و سقف طبقه اول مرحله 18- بریدن خرپای سازه نگهبان و ایجاد اتصال لازم بین آن و سقف سازه مرحله‌ی 19- مراقبت از مسائل تهدید کننده‌ی پایداری دیواره‌ و ساختمان مجاور در تمام طول مدت گودبرداری وبعد از آن.

5-4- مسائل ایمنی ساختگاه پروژه قبل از گودبرداری قبل ازانجام گودبرداری باید موارد مختلفی را درساختگاه بررسی کرد که ‌این بررسی‌ها به شرح ذیل است: 5-4-1- قبل از تخریب ساختمان ساختگاه پروژه چگونگی اتصال ساختمان‌های مجاور به ساختمان ساختگاه مورد بررسی قرارگرفته و دیوار‌های مشترک مرزی، مکان و نحوه‌ی ‌اتصال دیوار‌های مرزی به ‌هم، تیر‌ها یا سقف‌های مشترک دو ساختمان مجاور، وجود بازشو‌ها و نعل درگاه‌ها و لوله‌های دودکش یا داکت‌های تأسیساتی واقع دردیوار‌های مرزی، نوع مصالح آجر و ملات، فرسودگی، وجود ترک‌ها در دیوارساختمان مجاور، مورد شناسایی قرارگیرد.

5-4-2- با ساخت سقف‌های ایمن با استفاده از داربست‌های فلزی که بر روی آن به کمک توری‌های مناسب پوشیده شده، قبل از تخریب ساختمان ساختگاه، ایمنی کافی را دربرابر سقوط احتمالی اجسام و مصالح برسقف، دیوار، حیاط و معابر مجاور ساختگاه ‌ایجاد نمود.

5-4-3- قبل از انجام عملیات تخریب در ساختگاه پروژه، چاه‌های فاضلاب موجود درآن راشناسائی وآن‌ها رابا مواد مناسب پر نمود.

چنانچه عمق این چاه‌ها بیش ازعمق گودبرداری ساختگاه باشد لازم است این چاه‌ها با مصالح بتن کم مایه یا بتن غوطه‌ای، حداقل تا 50 سانتی‌متر بالاتر از تراز کف گودبرداری پرگردد و سپس روی آن با