گودبرداری به روش خرپایی | پایدارسازی گود با سازه خرپا چگونه انجام می‌شود؟

گودبرداری به روش خرپایی؛ متداول‌ترین روش برای حفر گود کم‌عمق

گودبرداری صحیح و انتخاب روش مناسب برای پایدارسازی گود یکی از اولین و مهم‌ترین مراحل احداث پروژه‌های ساختمانی به شمار می‌آید. حفر گود به صورت غیر اصولی و بدون توجه به اصول پایدارسازی آن باعث بروز خسارت‌های جانی و مالی جبران‌ناپذیری می‌شود. در نتیجه استخدام پیمانکارانی که در زمینه حفر و پایدارسازی گود از دانش کافی برخوردار باشند، اهمیت زیادی دارد. گودبرداری به روش خرپایی به عنوان یکی از متداول‌ترین شیوه‌های موجود برای حفر و پایدارسازی گودهای کم‌عمق شناخته می‌شود. سازه‌های نگهبان خرپایی معمولا دارای یک عضو عمودی و یک عضو مورب هستند. در این مطلب، قصد داریم تا شما را با مزایا و مراحل پایدارسازی گود به کمک سازه‌های خرپایی آشنا کنیم.

سازه نگهبان خرپایی چیست و چه نقشی در گودبرداری دارد؟

همان‌طور که اشاره کردیم، گودبرداری به روش خرپایی به عنوان متداول‌ترین شیوه موجود برای حفر گودهای کم‌عمق شناخته می‌شود. در این روش کاربردی، فرایند خاک‌برداری و تکمیل کردن المان‌ها به صورت مرحله‌ای و تدریجی انجام می‌شود. سازه نگهبان خرپایی از دو عضو اصلی عمودی و مورب تشکیل می‌شود. سایر اعضای فرعی به صورت قطری یا افقی در میان اعضای اصلی قرار می‌گیرند و باعث ایجاد نوعی شبکه مثلثی می‌شوند که می‌توانند پایداری گودبرداری ساختمان را حفظ کنند.

در سازه خرپایی تنها نیروی محوری وجود دارد. در نتیجه به دلیل عدم وجود لنگر خمشی و نیروی برشی در اعضای سازنده خرپا باید اتصالات را به صورت مفصلی مدل کنیم. این سازه‌ها به صورت مستقیم تحت اثر بارهای جانبی ناشی از رانش خاک در دیواره‌های گود قرار می‌گیرند. این بارهای جانبی به طور مستقیم به اعضای قائم خرپاها وارد می‌شود. به همین علت، عضو قائم سازه‌های نگهبان خرپا در محدوده موجود میان المان‌های افقی سازه تحت اثر بار خمشی قرار می‌گیرد.

به طور کلی می‌توان سیستم‌های سازه نگهبان خرپایی را به سیستم تیر طره قائم تشبیه کرد. در این سیستم‌ها اعضای قائم تحت تاثیر نیروی کششی، برشی و لنگر خمشی قرار می‌گیرند. در حالی که اعضای مایل این سیستم باید نیروهای فشاری را تحمل کنند.

یکی از مهم‌ترین نکاتی که در هنگام حفر گود و پایدارسازی آن توسط سازه نگهبان باید به آن توجه داشت، عدم وجود فاصله میان دیوار گود و سازه خرپایی است. وجود کوچک‌ترین فاصله میان سازه نگهبان خرپایی و دیوارهای گود حفرشده باعث می‌شود که کارایی خرپا در پایدارسازی گود تقریبا به صفر برسد. از دیگر نکات مهمی در خصوص سازه‌های نگهبان خرپایی می‌توان به فاصله استاندارد میان خرپاها اشاره کرد. فاصله خرپاها از یکدیگر به عواملی مانند جنس و نوع خاک بستگی دارد. اما به صورت کلی فاصله میان خرپاها نباید از 4 متر بیشتر باشد.

مراحل اجرای گودبرداری به روش خرپایی

برای شروع فرایند حفر گود سازه، در گام اول پیمانکار پروژه باید به سراغ پایدارسازی دیواره‌های گود در کنار سازه‌های مجاور برود. برای پایدارسازی دیواره‌های گود، با توجه به عرض و عمق گود مورد نظر از روش‌ها و سازه‌های نگهبان مختلفی استفاده می‌شود. در صورتی که پیمانکار قصد حفر گود با عمق کم را داشته باشد، به سراغ استفاده از سازه نگهبان خرپایی برای پایدارسازی سازه‌های مجاور دیواره‌های گود می‌رود. یکی از سوالاتی که معمولا برای افراد مختلف ایجاد می‌شود، این است که روش اجرای گودبرداری سازه خرپا چگونه است؟ در ادامه با مراحل اجرای گودبرداری به روش خرپایی آشنا می‌شویم.

حفاری چاهک در امتداد مسیر گودبرداری به روش خرپایی

در گام اول، برای نصب اعضای قائم سازه خرپا باید در مجاورت دیواره‌های گود که در مرز سازه‌های همسایه قرار دارند، چاهک‌هایی را حفر کرد. برای تعیین عمق چاهک‌ها به عوامل مختلفی مانند عمق گودبرداری، نوع خاک و میزان سربار توجه می‌شود. معمولا عمق چاهک‌ها به گونه‌ای تعیین می‌شود که از طول لازم برای ایجاد اتصال مناسب با اعضای قائم در کف گود برخوردار باشد. به همین علت عمق چاهک‌های حفرشده در مجاورت دیواره‌های گود معمولا دارای عمقی در حدود 25/1 تا 35/1 برابر عمق گود اصلی هستند.

از دیگر موارد مهمی که در طراحی و حفر چاهک‌ها باید به آن توجه داشت، تعیین قطر دهانه این چاهک‌ها است. قطر چاهک‌های حفرشده باید به قدری بزرگ باشد که کارگران بتوانند بدون هیچ مشکلی وارد آن‌ها شوند و فرایند حفاری را ادامه دهند. به همین علت قطر چاهک‌ها را معمولا در بازه 80 تا 100 سانتی متر در نظر می‌گیرند. توجه داشته باشید که قطر چاهک‌ها هرگز نباید کمتر از 80 سانتی متر باشند.

برای حفر چاهک‌ها در مجاورت دیواره‌های گود باید به فاصله موجود میان چاهک‌ها نیز توجه داشت. زیرا این چاهک‌ها باید در فاصله‌های مشخصی از یکدیگر حفر شوند. برای تعیین فاصله میان چاهک‌ها معمولا براساس پلان یا نقشه ستون‌گذاری سازه اصلی عمل می‌شود. به این صورت، نصب سازه نگهبان خرپا در مجاورت دیواره‌های گود در مراحل نصب ستون‌ها و اجرای اسلکت سازه محدودیت و مزاحمتی ایجاد نخواهد کرد. پیشنهاد می‌شود که پس از پایان مراحل حفر چاهک‌ها، دیواره‌ آن‌ها را به منظور جلوگیری از تماس بتن با خاک با استفاده از پلاستیک به طور کامل بپوشانید.

نصب اعضای قائم سازه نگهبان خرپایی

پس از پایان فرایند حفر چاهک‌ها در گودبرداری به روش خرپایی، نوبت به نصب و اجرای اعضای قائم می‌رسد. برای تولید اعضای قائم سازه نگهبان خرپایی معمولا از پروفیل‌های IPE دوبل استفاده می‌شود. به منظور افزایش درگیری میان اعضای عمودی و بتر از قسمت نبشی یا ناودانی چند ردیف برش‌گیر را بر روی این اعضا نصب می‌کنند.  نیروی کششی موجود در عضو قائم خرپا به شمع منتقل می‌شود. این امر می‌تواند باعث بیرون آمدن شمع از درون خاک و یا بیرون آمدن عضو عمودی از داخل شمع شود.

نیرویی که می‌تواند در برابر نیروی کششی واردشده از سوی عضو قائم مقاومت کند، برابر است با مجموعه نیروی وزن و نیروی اصطکاک موجود میان سطوح جانبی شمع با خاک. در صورتی که نیروی واردشده از سوی عضو عمودی از مجموع مقادیر این نیروها بیشتر باشد. باید به سراغ روش‌های جایگزین رفت. به عنوان مثال، می‌توان به جای افزایش عمق شمع برای افزایش مقاومت، شمع را به صورت پاشنه گیردار نصب کرد. برای این منظور، باید در انتهای هر یک از چاهک‌ها آرماتوربندی پاشنه گیردار اجرا شود و سپس اعضای قائم سازه‌های نگهبان خرپایی به کمک جرثقیل در داخل چاهک‌ها قرار بگیرند.

پس از قرار گرفتن اعضای عمودی در داخل چاهک‌ها، قسمت انتهایی چاهک‌ها را تا فاصله تراز کف گود با بتن پر می‌کنند. به این صورت عضو قائم خرپا تبدیل به یک عضو گیردار تبدیل می‌شود. توجه داشته باشید که عضو قائم باید به صورت کامل با دیواره‌های گود و سازه‌های مجاور در تماس باشد. در غیر این صورت، عضو قائم کارایی خود را از دست خواهد داد.

حفر گود با شیب پایدار برای نصب اعضای مایل

پس از نصب اعضای عمودی و گیرش کامل بتن، پیمانکار پروژه در ادامه فرایند گودبرداری به روش خرپایی باید به سراغ نصب و اجرای اعضای مایل سازه‌های نگهبان خرپایی برود. اما به دلیل وجود خاک نمی‌توان فرایند نصب عضو مایل را آغاز کرد. به همین علت باید به سراغ خاک‌برداری در مجاورت عضو قائم بریوم. توجه داشته باشید که خاک‌برداری در مجاورت عضو قائم به صورت مرحله‌ای و با شیب پایدار انجام می‌شود.

در مورد مناقطی که دارای خاک‌های مقاوم‌تری هستند، می‌توان به جای شروع کار با حفر چاه به طور مستقیم به سراغ خاک‌برداری به صورت شیب‌دار رفت. فراموش نکید که عملیات خاک‌برداری و نصب اعضای مختلف سازه‌های نگهبان خرپایی فرایندی کاملا تخصصی است. بنابراین به شما پیشنهاد می‌کنیم که برای پایدارسازی گود با استفاده از سازه‌های نگهبان خرپایی حتما از مهندسان و پیمانکاران باتجربه و حرفه‌ای کمک بگیرید.

ایجاد فونداسیون برای نصب عضو مایل سازه نگهبان خرپایی

پس از پایان فرایند خاک‌برداری با شیب پایدار در مجاورت اعضای عمودی سازه نگهبان خرپایی، نوبت به اجرای فونداسیون مورد نیاز برای نصب عضو مایل می‌رسد. در این مرحله از گودبرداری به روش خرپایی، گروه پیمانکار به سراغ قالب‌‌بندی و آرماتوربندی فونداسیون منفرد عضو مایل می‌روند. پس از آماده‌سازی فونداسیون و نصب صفحه ستون، فرایند بتن‌ریزی آغاز می‌شود.

به منظور ایجاد تکیه‌گاه مناسب برای نصب و اجرای اعضای مایل معمولا از شالوده‌های منفرد مربعی شکل استفاده می‌شود. این تکیه‌گاه‌های مربعی شکل دارای ابعادی در حدود 80 تا 100 سانتی متر و ضخامتی برابر با 50 سانتی متر هستند. یکی از مهم‌ترین نکاتی که در خصوص نصب این تکیه‌گاه‌ها وجود دارد، این است که تراز تکیه‌گاه اعضای مایل باید با کف گود در یک سطح قرار بگیرد.

نصب عضو مایل در گودبرداری به روش خرپایی

پس از گیرش کامل بتن و آماده‌سازی تکیه‌گاه عضو مایل خرپا در کف گود، می‌توان فرایند نصب عضو مایل را آغاز کرد. برای این منظور، عضو مایل از یک سمت به تکیه‌گاه موجود در کف گود و از سوی دیگر به عضو قائم سازه نگهبان خرپایی جوش داده می‌شود. برای افزایش یکپارچگی سازه نگهبان اعضای مایل را به وسیله شناژ به یکدیگر متصل می‌کنند. در این مرحله فرایند نصب عضو مایل به پایان می‌رسد و می‌توان به به سراغ اجرای اعضای قطری و افقی رفت.

نصب اعضای قطری و افقی سازه نگهبان خرپایی

برای نصب اعضای قطری و افقی سازه نگهبان خرپایی دوباره باید به سراغ خاک‌برداری رفت. فرایند خاک‌برداری به صورت مرحله‌ای انجام می‌شود. پس از پایان هر یک از مراحل خاک‌برداری، گروه پیمانکار به منظور افزایش صلبیت و استحکام سازه نگهبان به سراغ نصب اعضای افقی و قطری می‌روند. پس از پایان این مرحله، پیمانکار به سراغ تراشیدن و خارج کردن خاک موجود میان خرپاها می‌رود. این عملیات یا به صورت ماشینی و یا به صورت دستی انجام خواهد شد.

تثبیت دیواره‌ها؛ آخرین مرحله پایدارسازی گود

پس از این که مراحل نصب و اجرای سازه‌های نگهبان خرپایی به پایان رسید، برای جلوگیری از ریزش موضعی خاک از دیواره‌های گود باید از شبکه‌های فولادی یا شاتکریت (بتن‌پاشی) استفاده کرد. استفاده از مش فولادی یا شاتکریت در مرحله پایانی گودبرداری به روش خرپایی باعث تثبیت دیواره‌های گود می‌شود و احتمال بروز حوادث و ایجاد خسارت‌های مالی و جانی را به شدت کاهش می‌دهد.

مزایای گودبرداری به روش خرپایی

یکی از سوالاتی که معمولا برای کارفرمایان پروژه‌های ساختمانی به وجود می‌آید، این است که حفر گود و پایدارسازی آن به وسیله سازه‌های نگهبان خرپایی چه مزایایی دارد؟ بررسی مزایا و معایب گودبرداری سازه خرپا این امکان را در اختیار ما قرار می‌دهد که روش خرپایی را با سایر روش‌های موجود برای گودبرداری مقایسه کنیم. با مقایسه مزایا و معایب این روش‌ها با یکدیگر، می‌توانیم را‌حت‌تر تصمیم‌گیری کنیم.

مهم‌ترین مزایای پایدارسازی گود با استفاده از سازه‌های نگهبان خرپایی عبارتند از:

  • گزینه‌ای مناسب برای حفر گود در مناطق شهری
  • مناسب‌ترین روش برای حفر گودهایی با عمق کم
  • یک گزینه مقرون‌به‌صرفه و اقتصادی برای افزایش پایداری گود
  • عدم نیاز به کسب اجازه از همسایگان برای حفر و پایدارسازی گود
  • امکان اجرا در پروژه‌های ساختمانی که هندسه نامنظمی دارند
  • سهولت در اجرا

گودبرداری اصولی با خدمات مجموعه تهران پی گستر

گودبرداری به روش خرپایی یکی از روش‌های متداول برای حفر و پایدارسازی گودهایی با عمق کم است. اجرای غیر اصولی گودبرداری و پایدارسازی نادرست آن می‌تواند خسارت‌های مالی و جانی سنگینی را به دنبال داشته باشد. به همین علت استفاده از خدمات یک مجموعه فنی و مهندسی معتبر برای حفر و پایدارسازی گود در جلوگیری از بروز حوادث و ایجاد خسارت‌های سنگین نقش بسیار مهمی دارد.

تهران پی گستر به دلیل برخورداری از تیم متخصص و حرفه‌ای خود توانسته است اعتماد بسیاری از کارفرمایان پروژه‌های ساختمانی در سطح استان تهران را جلب کند. در صورتی که برای گودبرداری اصولی به دنبال یک مجوعه فنی و مهندسی معتبر هستید، می‌توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.

سوالات متداول

برای بتن‌ریزی شمع‌ها از چه وسایلی استفاده می‌شود؟

معمولا برای بتن‌ریزی شمع‌ها از وسایلی مانند لوله، قیف، شوت و … استفاده می‌شود.

گودبرداری به روش خرپایی چه محدودیت‌هایی دارد؟

از مهم‌ترین محدودیت‌های روش پایدارسازی خرپایی می‌توان به سرعت پایین اجرا و عدم امکان اجرا برای حفر گودهای عمیق اشاره کرد.

برای ایجاد شمع و پی‌های سازه نگهبان خرپایی از چه بتنی استفاده می‌شود؟

بتن مورد استفاده برای پی‌ها و شمع‌های سازه نگهبان خرپایی باید حداقل از رده C20 باشد.