پایدارسازی گود چیست؟ (soil stabilization for excavation) 

در این مقاله، به بررسی روش‌های مختلف پایدارسازی گود و اهمیت اجرای آن در پروژه‌های ساخت و ساز می پردازیم.

چرا پایدارسازی گود اهمیت دارد؟

گودبرداری در پروسه ساخت و ساز برای احداث فونداسیون، پارکینگ‌های طبقاتی، تونل‌ها و سایر سازه‌های زیرزمینی انجام می‌شود. اما به محض اینکه خاک حفاری شود، فشار جانبی روی دیواره‌های گود کاهش پیدا کرده و خطر ریزش به وجود می‌آید. در چنین شرایطی، پایدارسازی گود ضروری است تا از نشست و جا به ‌جایی خاک اطراف جلوگیری شود و امنیت کارگران و ساختمان‌های مجاور تأمین گردد.

هدف اصلی این فرآیند، حفظ پایداری خاک و جلوگیری از خطرات احتمالی مانند ریزش ناگهانی، آسیب به سازه‌های اطراف و صدمات جانی است. 

در نهایت، هدف از پایدارسازی گود این است که فرآیند ساخت‌وساز بدون ایجاد مشکلات فنی و ایمنی، با کمترین خطر و هزینه پیش برود.

انواع روش‌های پایدارسازی گود

انتخاب روش مناسب برای پایدارسازی به عواملی مثل عمق گود، نوع خاک، سطح آب‌های زیرزمینی و فاصله تا سازه‌های اطراف بستگی دارد. برخی از رایج‌ترین روش‌های پایدارسازی عبارت‌اند از:

1. نیلینگ (Nailing)

در این روش، میله‌های فولادی (نیل) درون دیواره گود قرار گرفته و با دوغاب سیمانی تزریق می‌شوند تا خاک را مهار کنند. این روش برای گودهای عمیق و شرایطی که نیاز به تقویت سریع وجود دارد، کاربرد دارد.

2. مهارگذاری (انکراژ – Anchoring)

مشابه نیلینگ است، اما تفاوت اصلی اینجاست که مهارها تحت کشش قرار می‌گیرند تا پایداری بیشتری ایجاد شود. این روش برای جلوگیری از جابه‌جایی خاک در گودهای عمیق‌تر مناسب است.

3. دیوار برلینی

در این روش، پروفیل‌های فولادی در فواصل معین درون خاک کوبیده شده و بین آن‌ها پانل‌های بتنی یا الوار چوبی قرار می‌گیرد. این روش برای گودهای کم‌عمق و شرایطی که فضای کافی برای اجرای روش‌های دیگر وجود ندارد، مناسب است.

4. سازه نگهبان خرپایی

یکی از روش‌های پرکاربرد در ایران است که در آن خرپاهای فولادی داخل گود نصب شده و تکیه‌گاه‌هایی برای جلوگیری از جابه‌جایی خاک ایجاد می‌شود. این روش معمولاً در پروژه‌های شهری که فضای کافی برای اجرای مهارهای عمیق وجود ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

5. دیوار دیافراگمی (Diaphragm Wall)

در این روش، دیوارهای بتنی مسلح به‌صورت عمودی در اطراف گود ساخته می‌شوند و نقش یک محافظ دائمی را دارند. این روش معمولاً در پروژه‌های بزرگ مانند ایستگاه‌های مترو یا پارکینگ‌های طبقاتی اجرا می‌شود.

6. شمع‌ گذاری

در این روش، شمع‌های بتنی یا فولادی در اطراف گود اجرا می‌شوند تا خاک را مهار کرده و از ریزش آن جلوگیری کنند. این روش به‌خصوص در زمین‌های سست یا مناطقی که سطح آب زیرزمینی بالاست، کاربرد دارد.

کدام روش پایدارسازی مناسب‌تر است؟

هیچ روش خاصی برای تمامی پروژه‌ها وجود ندارد و انتخاب بهترین روش به شرایط محیطی و اقتصادی پروژه بستگی دارد.

اگر گودبرداری در یک منطقه شهری با ساختمان‌های نزدیک انجام شود، روش‌هایی مثل نیلینگ یا دیوار برلینی کاربرد بیشتری دارند. اما اگر پروژه در زمین‌های نرم یا با سطح آب زیرزمینی بالا اجرا شود، دیوار دیافراگمی یا شمع‌گذاری گزینه‌های بهتری خواهند بود.

علت اهمیت پایدارسازی گود پس از خاکبرداری

گودبرداری بدون اتخاذ تدابیر پایدارسازی می‌تواند منجر به بروز مشکلات جدی مانند ریزش دیواره‌های گود، ناپایداری سازه‌های اطراف و خسارات جانی و مالی شود. پایدارسازی گود نه تنها امنیت کارگران را تضمین می‌کند بلکه باعث جلوگیری از خسارات و هزینه‌های اضافی می‌شود.

متخصصان در صنعت ساخت و ساز باید با انتخاب روش مناسب، با توجه به نوع خاک و شرایط حاکم در پروژه اقدام به پایدارسازی گود کنند.

علت اهمیت پایدارسازی دیواره گود

پایدارسازی گود به بهبود ایمنی، کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. در ادامه به برخی از این مزایا اشاره می‌کنیم:

• جلوگیری از ریزش دیواره‌ها و حفظ ایمنی

خاک به‌طور طبیعی تحت تأثیر نیروهای گرانشی و فشار جانبی قرار دارد و در صورت عدم پایدارسازی، دیواره‌های گود ممکن است دچار ریزش شوند. ریزش گود می‌تواند باعث آسیب به کارگران، تجهیزات و حتی سازه‌های مجاور شود. پایدارسازی از این حوادث جلوگیری کرده و ایمنی کارگاه را افزایش می‌دهد.

•  حفاظت از سازه‌های مجاور

حفاری گود باعث ایجاد تغییرات در تنش‌های خاک اطراف می‌شود که می‌تواند بر پی‌سازه‌های مجاور تأثیر بگذارد و باعث نشست یا ترک‌خوردگی آن‌ها شود. پایدارسازی دیواره‌های گود از آسیب‌رسیدن به ساختمان‌ها، خیابان‌ها و زیرساخت‌های شهری مانند لوله‌های آب، گاز و برق جلوگیری می‌کند.

• جلوگیری از افزایش هزینه‌های پروژه

ریزش گود می‌تواند باعث توقف پروژه، تخریب بخش‌های اجراشده و نیاز به بازسازی شود که هزینه‌های پروژه را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. پایدارسازی از این هزینه‌های غیرمنتظره جلوگیری کرده و به مدیریت بهتر بودجه پروژه کمک می‌کند.

• کنترل آب‌های زیرزمینی

در مناطق با سطح آب‌های زیرزمینی بالا، عدم پایدارسازی می‌تواند باعث نفوذ آب به داخل گود و کاهش پایداری خاک شود. پایدارسازی با روش‌هایی مانند دیواره دیافراگمی یا سیستم‌های زهکشی، از مشکلات ناشی از آب‌های زیرزمینی جلوگیری می‌کند.

• رعایت قوانین و استانداردهای ساخت‌وساز

در بسیاری از کشورها، پایدارسازی گود یک الزام قانونی است و عدم رعایت آن می‌تواند منجر به جریمه یا توقف پروژه شود. رعایت این قوانین نه‌تنها از نظر حقوقی اهمیت دارد، بلکه اعتبار شرکت‌های اجرایی را نیز افزایش می‌دهد.

• افزایش سرعت اجرای پروژه

پایدارسازی مناسب دیواره‌های گود باعث می‌شود عملیات حفاری و ساخت‌وساز با سرعت بیشتری انجام شود. این موضوع به ویژه در پروژه‌های بزرگ و زمان‌بندی‌شده بسیار اهمیت دارد.

• امکان اجرای پروژه‌های عمیق‌تر

پایدارسازی دیواره‌های گود امکان حفاری در عمق‌های بیشتر را فراهم می‌کند.  این موضوع برای پروژه‌هایی مانند پارکینگ‌های زیرزمینی، تونل‌ها یا فونداسیون‌های عمیق ضروری است.

بهترین روش پایدارسازی گود کدام است؟

انتخاب بهترین روش پایدارسازی گود به عوامل مختلفی مانند نوع خاک، عمق گودبرداری، موقعیت سازه‌های مجاور و شرایط آب‌های زیرزمینی بستگی دارد. بااین‌حال، برخی از روش‌ها کاربرد بیشتری دارند و از نظر فنی و اقتصادی بهینه‌تر هستند.

یکی از روش‌های پرکاربرد نیلینگ (میخ‌کوبی خاک) است. در این روش، میلگردهای فولادی به داخل دیواره گود تزریق و سپس با بتن پاششی (شاتکریت) پوشانده می‌شوند. نیلینگ باعث افزایش مقاومت خاک شده و از ریزش دیواره جلوگیری می‌کند. این روش برای گودهای با عمق متوسط و در زمین‌های مستحکم مناسب است.

روش دیگر انکراژ (مهارگذاری) است که مشابه نیلینگ عمل می‌کند، اما از کابل‌های فولادی با ظرفیت بالاتر استفاده می‌شود. این روش برای گودهای عمیق و خاک‌های سست کاربرد دارد.

دیوار دیافراگمی و شمع‌های بتنی نیز برای پایدارسازی گودهای عمیق استفاده می‌شوند. این روش‌ها هزینه بالاتری دارند اما ایمنی بیشتری را فراهم می‌کنند.

به‌طور کلی، انتخاب روش مناسب باید بر اساس مطالعات ژئوتکنیکی و شرایط پروژه انجام شود تا هم ایمنی تأمین شود و هم هزینه‌ها بهینه گردد.

انتخاب روش مناسب برای پایدارسازی گودها وابسته به عوامل زیر است:

1. نوع خاک و زمین‌شناسی

• خاک نرم یا ناپایدار: در صورت وجود خاک نرم یا ناپایدار، روش‌هایی مانند شمع‌های بتنی یا فلزی و تزریق مواد (مانند سیمان یا پلیمرها) برای افزایش چسبندگی و مقاومت خاک مناسب هستند.
• خاک‌های متراکم و سنگی: در خاک‌های مقاوم و متراکم، می‌توان از سازه‌های نگهبان خرپایی یا دیوارهای دیافراگمی استفاده کرد که دیواره‌های گود را در برابر فشارهای خاک تقویت می‌کنند.

2. عمق گودبرداری

• گودبرداری‌های عمیق: برای گودبرداری‌های عمیق، روش‌های پیچیده‌تر مانند روش تاپ دان (Top-Down) توصیه می‌شود. این روش امکان ساخت سازه‌های سطحی و زیرزمینی به صورت همزمان را فراهم می‌کند و زمان پروژه را کاهش می‌دهد.
• گودبرداری‌های کم عمق: در گودبرداری‌های کم عمق می‌توان از روش شیب پایدار استفاده کرد که شامل ایجاد شیب مناسب در دیواره‌های گود برای کاهش تنش‌های وارده به خاک است.

3. موقعیت پروژه و فضای شهری

• مناطق پرجمعیت و شهری: در مناطق شهری با محدودیت فضا، روش‌هایی مانند دیوارهای دیافراگمی و سازه‌های نگهبان خرپایی به دلیل نیاز به کمترین فضا و قابلیت استفاده در محیط‌های محدود، مناسب هستند.
• فضاهای بازتر: در مناطقی که فضای بیشتری در دسترس است، می‌توان از روش‌های ساده‌تری مانند شیب‌دهی به دیواره‌ها یا شمع‌کوبی استفاده کرد.

4. هزینه و زمان پروژه

• بودجه محدود: در پروژه‌هایی با بودجه محدود، روش‌های اقتصادی‌تر مانند سازه نگهبان خرپایی یا استفاده از شمع‌های پیش‌ساخته می‌توانند گزینه‌های مناسب‌تری باشند.
• نیاز به کاهش زمان: در پروژه‌هایی که زمان اجرای پروژه حیاتی است، استفاده از روش‌های سریع‌تری مانند روش تاپ دان یا دیوارهای دیافراگمی می‌تواند موثر باشد.

5. ملاحظات محیطی و قانونی

• شرایط آب و هوایی: در مناطقی با بارندگی زیاد یا آب زیرزمینی بالا، ممکن است نیاز به روش‌هایی مانند تزریق مواد برای تقویت و تثبیت خاک باشد.
• قوانین محلی و مجوزها: برخی از روش‌های پایدارسازی نیاز به مجوزهای خاصی دارند. بنابراین انتخاب روش باید با توجه به محدودیت‌های قانونی و استانداردهای ایمنی انجام شود.

نکات مهم قبل از گودبرداری

قبل از انجام گودبرداری، باید اقدامات و نکات مهمی در نظر گرفته بگیرید تا از بروز مشکلات و خطرات احتمالی جلوگیری کنید. 

پایدارسازی گود یکی از مراحل اساسی در پروژه‌های عمرانی است که نیازمند تحلیل دقیق شرایط محیطی و برنامه‌ریزی اصولی است. در ادامه، به توضیح جزئیات و نکات کلیدی این فرآیند می‌پردازیم:

1. 1. بررسی دقیق زمین‌شناسی: شناخت دقیق نوع خاک، لایه‌بندی زمین، وجود آب‌های زیرزمینی و ساختار زمین‌شناسی، اساس طراحی پایدارسازی است. این بررسی شامل آزمایش‌های ژئوتکنیکی مانند آزمایش نفوذ استاندارد (SPT)، برش مستقیم و سه‌محوری می‌باشد. همچنین، شناسایی خاک‌های مستعد نشست یا ریزش، مانند خاک‌های رسی نرم یا ماسه‌های روان، بسیار حیاتی است.

   2. کنترل زهکشی: وجود آب‌های زیرزمینی یا نفوذ آب سطحی می‌تواند پایداری گود را به خطر بیندازد. روش‌های کنترل زهکشی شامل:

      • چاه‌های زهکش: حفر چاه برای جمع‌آوری و تخلیه آب‌های زیرزمینی.

      • پمپ‌های تخلیه: استفاده از پمپ‌ها برای کاهش سطح آب زیرزمینی.

      • زهکش‌های سطحی: نصب کانال‌ها یا لوله‌های زهکشی در اطراف گود برای هدایت آب‌های سطحی. مدیریت صحیح زهکشی از شسته شدن خاک و کاهش مقاومت آن جلوگیری می‌کند.

   3. نظارت مستمر: در طول اجرای گودبرداری و حتی پس از آن، پایش دقیق گود و سازه‌های اطراف ضروری است. این نظارت شامل:

      • اندازه‌گیری‌های ابعادی: ثبت تغییر مکان دیواره‌های گود با استفاده از ابزارهایی مانند اینکلی‌نومتر یا جی‌پی‌اس.

      • پایش تنش‌ها: اندازه‌گیری تنش‌های وارد بر مهاربندها و دیگر عناصر پایدارسازی.

      • بازرسی‌های دوره‌ای: بررسی وضعیت فیزیکی گود برای شناسایی ترک‌ها، نشست‌ها یا ریزش‌های احتمالی.

   4. طراحی مناسب سازه‌های پایدارسازی: انتخاب روش‌های مناسب پایدارسازی (مانند نیلینگ، انکراژ، شمع‌ها یا دیوارهای دیافراگمی) باید با توجه به شرایط خاص پروژه و الزامات مهندسی انجام شود. این طراحی باید توسط متخصصان ژئوتکنیک و با در نظر گرفتن ضرایب ایمنی کافی صورت گیرد.

   5. آموزش و ایمنی کارگران: تمامی کارگران و تیم اجرایی باید آموزش‌های لازم درباره‌ی خطرات گودبرداری و روش‌های ایمن‌سازی را دریافت کنند. استفاده از تجهیزات ایمنی فردی (PPE) مانند کلاه ایمنی، دستکش و کفش کار نیز ضروری است.

خطرات عدم پایدارسازی گود

اگر پس از خاکبرداری زمین، پایدارسازی انجام نشود، می‌تواند منجر به مشکلات و خطرات زیر شود:

۱.  فروپاشی و خرابی:گودها بدون پایدارسازی ممکن است به دلیل ناتوانی در تحمل فشارهای خارجی یا تاثیرات آب و هوایی، فروپاشی کنند. این موضوع می‌تواند باعث خرابی زمین و ساختمان‌های مجاور شود.

۲. تهدید برای ایمنی عمومی:گودهای بدون پایدارسازی ممکن است به عنوان یک منطقه خطرناک برای عبور و مرور افراد تلقی شوند. فروپاشی ناگهانی یک گود می‌تواند منجر به حوادث جدی برای افراد یا وسایل نقلیه شود.

۳. آلودگی محیط زیست: گودهای بدون پایدارسازی ممکن است باعث نشت مواد آلوده شده از معادن یا فعالیت‌های صنعتی شوند، که می‌تواند به آلودگی خاک و آب زیرزمینی منطقه منجر شود.

۴. مشکلات آبی: گودهای بدون پایدارسازی ممکن است باعث تغییر در جریان آب‌های زیرزمینی یا سطحی شوند، که می‌تواند به کاهش منابع آب منطقه و یا سیلاب‌های ناگهانی منجر شود.

به طور کلی، پایدارسازی گودهای بعد از خاکبرداری ضروری است تا از حفظ ایمنی عمومی، حفظ محیط زیست و جلوگیری از خسارات ناشی از فروپاشی و خرابی گودها اطمینان حاصل شود.

چالش‌ها و ملاحظات در هنگام پایدارسازی

انجام پایدارسازی بعد از گودبرداری همراه با چالش‌های زیادی است که نیاز به دقت و دانش فنی بالایی دارد. برخی از این چالش‌ها عبارتند از:

– انتخاب روش مناسب با توجه به شرایط زمین و نوع سازه

– هزینه‌های بالا و زمان‌بر بودن برخی روش‌های پایدارسازی

– نیاز به تجهیزات و ماشین‌آلات پیشرفته برای اجرای برخی روش‌ها

شرکت مجری پایدارسازی گود در تهران

پایدارسازی گود یکی از حساس‌ترین مراحل ساخت‌وساز در پروژه‌های عمرانی است، به‌ویژه در شهری مانند تهران که تراکم ساختمان‌ها، نوع خاک، و شرایط محیطی آن، چالش‌های خاص خود را دارد. اگر گودبرداری به صورت اصولی انجام نشود، می‌تواند خطرات جدی مانند ریزش، آسیب به ساختمان‌های مجاور و حتی فجایع انسانی به همراه داشته باشد. به همین دلیل، انتخاب یک شرکت مجری متخصص و باتجربه برای پایدارسازی گود، تصمیمی کلیدی در موفقیت پروژه است. 

جمع بندی نهایی

پایدارسازی گود یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر پروژه ساختمانی است که علاوه بر افزایش ایمنی، از خسارت‌های احتمالی به سازه‌های اطراف جلوگیری می‌کند. با انتخاب روش مناسب و اجرای صحیح آن، می‌توان پروژه را بدون دغدغه و با کمترین خطر پیش برد. شرکت مهندسی ویستا ارگ سازه با بهره‌گیری از جدیدترین تکنیک‌های مهندسی و تیم متخصص، خدمات پایدارسازی گود را با بالاترین کیفیت ارائه می‌دهد.

اگر قصد اجرای یک پروژه ساختمانی دارید، پیش از آغاز گودبرداری حتماً با متخصصان پایدارسازی مشورت کنید تا از بروز مشکلات ناگهانی و هزینه‌های اضافی جلوگیری شود.