پایدارسازی گودها یکی از چالش‌های کلیدی در مهندسی ژئوتکنیک است. یکی از موضوعات مهمی که در زمینه گودبرداری سازه باید به آن توجه کرد، مقایسه روش های پایدارسازی گود و انتخاب روش مناسب است. در واقع پس از تخریب ساختمان جهت خاکبرداری و گودبرداری، باید از روشهای پایدارسازی استفاده شود. تمامی روش های پایدارسازی گود، در پروژه‌های ساخت و ساز به بهبود ثبات و ایمنی گودها و جلوگیری از خطرات ناشی از ریزش زمین یا نشست زمین کمک می‌کنند. پایدارسازی گود، روشهای متداولی دارد که در این محتوا به مهم‌ترین آن‌ها اشاره خواهیم کرد. ما در این محتوا قصد داریم به بیان مقایسه روش های پایدارسازی برای شما عزیزان بپردازیم. پس لطفا تا انتها با ما همراه باشید.
انواع روشهای متداول و مهم پایدارسازی عمیق گود
به طور کلی برای مقایسه روش های پایدارسازی گود، باید در ابتدا به معرفی هر یک از روش های مهم و متداول آن بپردازیم. در واقع روشهای گوناگونی برای پایدارسازی گود به صورت عمیق وجود دارد. این روش‌ها شامل نیلینگ یا میخکوبی، انکراژ، سازه نگهبان خرپایی، سپرکوبی، تاپ دان، شمع کوبی، مهار متقابل و غیره می‌باشند. در بخش‌های بعدی با هر یک از این روش‌ها و عملکرد آن‌ها، بیشتر آشنا می‌شویم.
پایدارسازی گود با استفاده از نیلینگ
نیلینگ و یا میخکوبی، یک روش مهم برای پایدارسازی گود است که در آن میله‌های فولادی به نام نیل در دیواره گود و در زاویه مشخصی حفاری و نصب می‌شوند. این میله‌ها با فاصله تقریبی، ۲ تا ۳ متر در دیواره گود فرو می‌روند و به وسیله خاک یا بتن، به دیواره گود متصل می‌شوند. در واقع از این روش، جهت افزایش استحکام دیواره های گودبرداری شده و تمامی شیب‌ها استفاده می‌کنند. این روش که سرعت بسیار بالایی نسبت به روشهای دیگر دارد، در کمترین زمان ممکن عمل پایدارسازی را به بهترین شکل انجام می‌دهد. در روش نیلینگ، به صورت کلی از تجهیزات کوچک و قابل دسترس استفاده می‌شود. به همین منظور نصب و اجرای میله‌ها به راحتی صورت می‌گیرد.
به دلیل عدم استفاده از تجهیزات سنگین، هزینه‌ها نیز در این روش معمولا پایین‌تر است و کاهش می‌یابد. حداقل تخریب، یکی از مزایای مهم این روش به حساب می‌آید. در واقع روش میخکوبی، به کمترین مقدار تخریب زمین نیاز دارد و می‌تواند به راحتی در مناطق شهری با فضای محدود استفاده شود. روش میخکوبی، در مقایسه با روشهای دیگر از انعطاف بسیار بالایی در برابر زمین لرزه برخوردار است. به همین دلیل برای پایدارسازی عمیق گود، روش بسیار مناسبی می‌باشد. البته این روش نیز مانند دیگر روشهای پایدارسازی، معایب و نقص‌هایی دارد. در روش نیلینگ، شرایط دما بسیار مهم است. زیرا با پایین آمدن دما، مقاومت مواد دچار تغییرات می‌شود. به طور کلی برای استفاده از این روش، باید نظارت منظم و زنده جهت ایمنی بیشتر وجود داشته باشد.
پایدارسازی سازه با روش انکراژ
انکراژ‌ها که به آن‌ها سیستم‌های دوخت به پشت و میل مهار نیز گفته می‌شود، میله‌های پیش تنیده‌ای هستند که به خاک یا سنگ در دیواره‌های گود متصل می‌شوند تا بارهای جانبی را تحمل کنند. این میله‌ها، معمولا به صورت افقی یا با زاویه‌ی خاصی قرار می‌گیرند. این روش با روش نیلینگ شباهت‌های فراوانی دارد و تفاوت آن‌ها در نوع میله‌ها است که در میخکوبی، باید از میلگرد استفاده شود ولی در انکراژ، از کابل‌های فولادی پیش تنیده بهره می‌برند.
این روش کاربردی، به راحتی قادر به تحمل بارهای زیاد و نیروهای جانبی است. از روش انکراژ نیز مانند روش نیلینگ، برای گودبرداری‌های شهری، عمیق، شیب‌ها، سدهای بتنی و غیره به فراوانی استفاده می‌شود. در این روش، همان‌طور که بیان کردیم میله‌ها با فاصله ای مشخص ازهم درون خاک قرار می‌گیرند. به همین منظور فضای کمتری را نسبت به دیگر روش های پایدارسازی گود اشغال می‌کنند. ولی موضوع مهم در این روش، هزینه است. انکراژ، به دلیل پیچیدگی و پیشرفته بودن آن نسبت به روشهای دیگر، نیاز به تجربه بیشتر و همچنین هزینه بالاتر دارد.
روش خرپایی در پایدارسازی سازه
به طور کلی برای مقایسه روش های پایدارسازی گودها، باید اغلب روش‌ها را بررسی کرد. یکی دیگر از متداول‌ترین این روش‌ها برای گودبرداری شهری، سازه نگهبان خرپا است. سازه نگهبان خرپایی، یک ساختار تثبیت کننده می‌باشد که با استفاده از تیرک‌ها به طور عمودی و افقی طراحی می‌شود. این ساختار، به نوعی شبیه به یک شبکه است که برای توزیع یکنواخت بارها و فشارهای جانبی در دیواره گود طراحی می‌شود. اجرای این روش نیز مانند نیلینگ ساده، سریع و آسان است و پیچیدگی خاصی ندارد ولی از نظر هزینه مانند روش انکراژ، بالا است. روش خرپایی، تفاوت‌هایی با روش میخکوبی دارد که یکی از آن‌ها وجود فضای بیشتر برای نصب است. پایدارسازی گود با استفاده از سازه نگهبان خرپا، نیاز به فضای زیادی دارد.
روش مهار متقابل در پایدارسازی گود
یکی دیگر از روش های رایج برای پایدارسازی موقت گود، مهار متقابل و یا استرات است. در این روش، از میله‌های فولادی (مهارها) استفاده می‌شود که از یک طرف دیواره گود به یک نقطه مهار در خارج از گود متصل می‌شوند. این روش برای گودهای عمیق با عرض کم و همچنین کنترل نیروهای جانبی دیواره‌ها مناسب است، اما به فضای کافی در خارج از گود نیز نیاز دارد. روش استرات نیز مانند روش میخکوبی، بسیار به صرفه و اقتصادی است. از نظر سرعت و زمان اجرا نیز، مانند روش میخکوبی عمل میکند و در گودبرداری‌ها با عمق کم، بسیار سریع اجرا می‌شود.
روش تاپ دان یا ساخت بالا به پایین
ما در این محتوا برای مقایسه روشهای پایدارسازی گود، اغلب روش های متداول را بررسی کردیم. یکی دیگر از این روشهای کاربردی و نسبتا جدید، تاپ دان و یا ساخت بالا به پایین می‌باشد. عملکرد این روش جدید، به این صورت است که زیرسازه و روسازه همراه با هم انجام می‌شوند. با استفاده از روش تاپ دان و همچنین انکراژ، به راحتی می‌توان گودبرداری خاک‌های سست، عمیق و شهری را انجام داد. البته در این روش به دلیل استفاده از ماشین‌های خاکبرداری، ممکن است به فضای بیشتری برای اجرا نیاز باشد. این روش در مقایسه با انکراژ، هزینه کمتری برای اجرا نیاز دارد ولی در صورت نیاز به نیروی مجرب و متخصص، ممکن است هزینه‌های اجرا افزایش یابد. از نظر سرعت و زمان اجرا نیز تاپدان مانند روش میخکوبی و خرپایی، سرعت بالایی دارد.