نخستین و مهم ترین مرحله در ساخت یک ساختمان، خاک برداری یا همان پی کنی است که در آن به نوعی زمین هموار و هم شیب می شود تا زمین مطابق با تراز موجود در نقشه های اجرایی شود. گود برداری نیز برای سازه هایی صورت می گیرد که نیاز به فونداسیون دارد. زیرا برای اجرای فونداسیون باید داخل زمین گودالی ایجاد کرد بنابرین در گودبرداری معمولا عملیات حفاری تا بیش از عمق ۶۰ سانتی‌متری انجام می ‌شود. در ادامه این مطلب ما درباره گودبرداری و خاک برداری بیشتر صحبت خواهیم کرد.

خاکبرداری

همان طور که در مقدمه گفتیم؛ خاکبرداری؛ اولین مرحله در ساخت یک سازه است که به فرایند هموار کردن بخش‌های مختلف یک زمین و هم تراز کردن آن‌ها گفته می‌شود. در این فرایند هرگونه مصالح و مواد خاکی برداشته می شود تا زمین هم سطح شده و پی ساختمان مطابق با نقشه های اجرایی و دستورالعمل های نظارت آماده شود.

خاکبرداری با توجه به نوع زمین به دو صورت دستی و با استفاده از ابزارهای ماشینی بزرگ یا کوچک اجرا می‌شود. البته امروزه خاک برداری با استفاده از ماشین آلات مخصوص انجام می شود و روش دستی بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. برای انجام فرایند خاک برداری از وسایل دستی و ابزار هایی مانند کلنگ و بیل اسنفاده می شود. در مقیاس های بزرگتر مانند مکان های صنعتی از بولدوزر استفاده می شود.

گودبرداری

به هر گونه خاکبرداری در تراز پایین تر از سطح طبیعی زمین یا در تراز پایین تر از زیر پی ساختمان مجاور، گودبرداری گفته می‌شود. همان طور که در مقدمه اشاره کردیم این روش برای ساختمان هایی است که نیاز به فونداسیون دارند. گود برداری و خاکبرداری هردو از اولین عملیات های ساختمانی هستند که به روش دستی یا ماشینی صورت می گیرد. همچنین اجرای این عملیات کاملا به جنس خاک بستگی دارد. به عنوان مثال آن دسته از خاک‌هایی که چسبندگی مناسب‌تری دارند، به لحاظ اقتصادی برای پی کنی به صرفه‌تر هستند.

هنگام ساخت یک ساختمان تجاری یا مسکونی، جاده ها، پل ها، یا نصب لوله ها و خطوط تاسیسات زیرزمینی زمین باید بازرسی و آماده شود تا از ایجاد یک پایه محکم اطمینان حاصل شود. گودبرداری بخش مهمی از هر پروژه ساختمانی است. این فرآیند از ابزارها و تکنیک های مختلف برای جابجایی خاک، سنگ و سایر مواد برای تشکیل حفره و آماده سازی منطقه برای ساخت و ساز استفاده می کند.

در طول انجام یک عملیات گودبرداری، جلوگیری از ریزش و تغییرشکل های جانبی گود از اهمیت بسیاری برخوردار است. این فرایند با عنوان پایدار سازی گود شناخته می شود. به بیانی دیگر، هنگامی که نمی توان دیواره گود را به صورت شیبدار خاکبرداری کرد، تنها روش موجود استفاده از یک سازه نگهبان می باشد. روش های پایدارسازی گود می تواند شامل موارد زیر باشد:

1. روش نیلینگ

2. روش سپرکوبی

3. روش شمع درجا

4. خرپا و مهار متقابل

5. روش انکراژ

خاک برداری و گودبرداری همزمان

خاک ‌برداری به معنای جابجایی و برداشتن خاک و سنگ از محل کار برای تشکیل یک حفره باز، ترانشه، تونل یا حفره است. این کار می تواند شامل خدمات خاک ‌برداری، ترانشه برداری و درجه بندی با استفاده از ماشین آلات سنگین مانند بولدوزر، بیل مکانیکی، بیل مکانیکی و لودرها باشد.

در عملیات گود برداری اگرچه هم‌ سطح سازی پستی و بلندی‌ها مثل خاک برداری صورت می‌گیرد؛ اما عمق خاک ‌برداری به بیش از ۶۰ سانتی ‌متر و در بعضی پروژه‌‌های بزرگ به چند ده متر نیز می‌رسد. در حالی که در عملیات خاک‌برداری تنها به هم ‌سطح سازی برآمدگی‌ها و فرو رفتگی‌ها اقدام می‌گردد و عمق کنده‌ کاری کمتر از ۶۰ سانتی ‌متر است.

نکات و ضوابط مربوط به گودبرداری

در گودبرداری ها بايد گسيختگی ها و مشكلات متداول به شرح ذيل كنترل شود:

الف – لغزش خاك

ب – نشست و تورم خاك و تغييرمكان ساختمان های مجاور گود

پ- ريزش

ت- بالا زدگی كف گود

ث – جوشش ( در صورت بالا بودن سطح آب زيرزمينی )

ج – مشكلات ناشی از لرزش ناشی از گودبرداری در سازه های اطراف گود

ارزيابي خطر گود

ارزيابي خطر گود به منظور واگذاری طراحی گودبرداری و تفويض مسئوليت ها به مرجع ذيصلاح كه در بندها مشخص می شود انجام مي گردد.

جهت ارزيابی خطر گود قائم لازم است هر سه شرط تعيين شده برای هر دسته در جدول ۱ برقرار باشد. در صورتی كه هر سه شرط مذكور با هم برقرار نباشد، خطر گود با توجه به شرطی تعيين می شود كه خطر بيشتر را تعيين می كند. عمق hc از رابطه زیر محاسبه مي شود.

که در آن:

hc عمق بحرانی گودبرداری بر حسب متر
c چسبندگی خاك بر حسب كيلوپاسكال
وزن مخصوص خاك بر حسب كيلونيوتن بر مترمكعب
ضريب فشار افقي زمين در حالت محرك
q تنش ناشی از سربار گود بر حسب كيلوپاسكال می باشد.
- اگر فاصله ساختمان مجاور از لبه گود كمتر از عمق گود باشد، كل بار ساختمان (q) در محاسبه hc در نظر گرفته شود.
- در صورت حضور آب يا رطوبت بالا، به كاهش hc با توجه به اثر آب بر خواص خاك در رابطه ۱ توجه شود.

جدول ۱ – ارزيابي خطر گود با ديوار قائم

مقدار h/	عمق گود از تراز صفر	عمق گود از زیر پی همسایه	خطر گود
کمتر از 5/0	کمتر از 6 متر	صفر	معمولی
بین 5/0 تا 2	بین 6 تا 20 متر	بین صفر تا 20 متر	زیاد
بیشتر از 2	بیشتر از 20 متر	بیشتر از 20 متر	بسیار زیاد

h عمق گود مورد نظر است و hc عمق بحرانی بر اساس تخمين اوليه c به دست آيد.

اگر آب جاری باشد (تراوش) آنگاه همواره خطر گود زياد يا بسيار زياد می باشد.
اگر خاكی كه در آن گودبرداری انجام می شود دستی يا فاقد چسبندگی قابل اعتماد باشد، نميتوان خطر گود را معمولی در نظر گرفت.
هر گونه ساختمان در مجاورت گود به عنوان “ساختمان حساس ” ارزيابی می شود. چنانچه ساختمان فوق دارای يكی از مشخصات دو بند زير باشد، به صورت “ساختمان بسيار حساس ” ارزيابی می گردد.

الف – ساختمان بدون اسكلت و يا هر گونه ساختمان با نشانه آشكار علائم فرسودگی و ضعف زياد در باربری.

ب – ساختمان هايی كه به دليل ارزش فرهنگی، تاريخی و يا حساسيت كاركرد و يا علل ديگر وقوع هر گونه نشست و تغييرشكل در آنها با خسارات زيادی همراه است.

جدول ۱ برای ساختمان مجاور گود در شرايطی معتبر است كه آن ساختمان بسيار حساس نباشد. در صورتی كه در اطراف گود سازه بسيار حساس باشد، خطر گود همواره بسيار زياد در نظر گرفته می شود.
در صورتی كه گود با شيب پايدار اجرا شود جهت تعيين خطر پذيری گود از جدول ۲ استفاده شود:

جدول ۲ – ارزيابي خطر گود با شيب پايدار

عمق گود	خطر گود
کمتر از 9 متر	معمولی
بین 9تا 20 متر	زیاد
بیشتر از 20 متر	بسیار زیاد

در صورتی كه خطر گود مطابق با جداول ۱ و ۲ معمولی باشد، مسئوليت طراحی گودبرداری بر عهده مهندس طراح ساختمان است. البته توصيه می شود مهندس طراح در پايدارسازی گود از يك متخصص ذيصلاح استفاده نمايد.
در صورتی كه خطر گود مطابق با جداول ۱ و ۲ زياد باشد، مسئوليت طراحی گودبرداری بايد به عهده يك شركت مهندسی ژئوتكنيك ذيصلاح واگذار شود.
در صورتی كه خطر گود مطابق با جداول ۱ و ۲ بسيار زياد باشد و يا ساختمان مجاور گود به صورت بسيار حساس ارزيابی گردد، مسئوليت طراحی گود برداری بايد توسط يك شركت مهندسی ژئوتكنيك ذيصلاح، عمليات پايدارسازی گود توسط پيمانكار ذيصلاح و نظارت بر اجرای پيمانكار توسط ناظر ذيصلاح انجام گردد. ضمناً تغييرشكل های افقی و قائم سازه مجاور و ديواره گود تا قبل از پايدارسازی دائم گود بايد اندازه گيری و پايش شود.

تحليل پايداري گود

در صورتی كه برای پايداری گود از سازه های نگهبان استفاده شود جهت تحليل بايد موارد مطرح شده در بخش سازه های نگهبان رعايت شود.
در صورتی كه در گودبرداری نيازی به سازه نگهبان نباشد، تحليل پايداری با روش های تعادل حدی و بر اساس روش تنش مجاز انجام می گيرد. در اين روش، حداقل ضرايب اطمينان به شرط موقت بودن گود ( كمتر از يك سال ) به شرح جدول ۳ باشد. البته طراح در اين حالت نيز می تواند از حالات حدی استفاده نمايد.
براي تحليل پايداری گود لازم است بار مرده ساختمان ها و ابنيه مجاور به طور كامل در نظر گرفته شود.
براي تحليل گود در شرايط موقت در نظر گرفتن بار زلزله لازم نيست.
حداقل ضريب اطمينان براي پايداري كلي گود موقت

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

نوع	حداقل ضریب اطمینان برای پایداری کلی گود موقت
شیبهای خاکبرداری	3/1
پایداری کلی شیروانی	3/1
بالا آمدن کف گود	5/1

تحليل تغييرشكل گود و سازه هاي مجاور از سری نکات و ضوابط مربوط به گودبرداری

تعيين تغييرشكل گود و سازه های مجاور آن بايد با روابط تجربی يا مدل سازی عددی صحت سنجی شده، انجام شود. تغييرشكل پيش بينی شده ابنيه مجاور گود بايد در حد مجاز باشد. گودبرداری نبايد بهره برداری ساختمان مجاور گود را مختل كند.

اگر ساختمان مجاور گود در اثر گودبرداری دچار تغييرمكان افقی نمی شود، آنگاه كافی است كه تغييرمكان های قائم ساختمان مجاور گود اعم از تغييرمكان يكنواخت يا غيريكنواخت كمتر از حد مجاز باشد.
اگر مقدار تغيير مكان افقی ساختمان مجاور گود افزون بر نشست قائم قابل توجه باشد، بايد از معيارهای مناسب برای محدود كردن نشست ها استفاده كرد.
مهندس طراح بايد به نسبت تغييرمكان قائم (Δ/L) ساختمان مجاور گود توجه كند. نسبت تغييرمكان در محدوده دو نقطه به فاصله L ، برابر با حاصل تقسيم اختلاف نشست ( غيريكنواخت ، (Δ )) بر طول محدوده مورد بررسی ( L ) می باشد. از آنجا كه حداكثر مقدار (Δ/L) ، بايد برای كنترل خرابی به كار رود، اغلب مقدار Δ در فاصله بين ستون مجاور گود و ستون قبل از آن در نظر گرفته شود. در محاسبه مقدار Δ بايد به سختی تير و ستون های سازه نيز توجه شود.
كرنش افقی ساختمان مجاور گود () بايد در حد مجاز باشد. اگر پی دو ستون ۱ و ۲ كه به فاصله L و در مجاور هم هستند، به ترتيب به اندازه و به طرف گود حركت افقی داشته باشند، آنگاه داريم:

اگر پی ها برخلاف جهت يكديگر حركت كنند، آنگاه مقدار جابجايی افقی آن ها جمع می شود تا كل جابجايی نسبی پی ها به دست آيد.

مقدار مجاز تغييرمكان ساختمان مجاور گود بايد با توجه به تركيب نشست قائم و جابجايی افقی تعيين شود.

زهكشی

اگر احداث پی در زير سطح آب صورت می گيرد، آنگاه لازم است موارد ذيل انجام شود:

الف – نشست ساختمان ها و زمين های اطراف گود در اثر آبكشی تخمين زده شود.

ب – دبی پمپاژ مورد نياز تخمين زده شده و تجهيزات لازم برای پمپاژ فراهم باشد.

پ- روش مناسب برای گود برداری و كنترل آب به كار رود.

کلیدهای گودبرداری و خاکبرداری موفق:

محدوده پروژه بصورت دقیق مشخص شود.
ایجاد برنامه زمان‌بندی مناسب و پیروی از مراحل تعریف‌شده.
مسائلی از قبیل زهکشی و طوفان باید مورد توجه قرار گیرد تا از مشکلات ناشی از فرسایش خاک و آسیب به تجهیزات موجود جلوگیری شود.
استعلام تاسیسات شهری زیرزمینی و مشخص شدن محل دقیق آنها.

بنابرین برای اینکه بتوانید مراحل بالا را به بهترین شکل ممکن پیش ببرید، باید با شرکتی قرارداد ببندید که در زمینه های بالا تخصص و مهارت داشته باشد.

برای انتخاب بهترین مجموعه می توانید مراحل زیر را دنبال کنید:

ماهیت و الزامات پروژه را تعیین کنید.
تجربه شرکت های کاندید را در نظر بگیرید.
رتبه بندی رضایت مشتری شرکت های نامزد را در نظر بگیرید.
اطمینان حاصل کنید شرکتی که انتخاب می شود تجهیزات مناسبی داشته باشد و دارای مجوز و بیمه باشد دارد.
هزینه پیشنهادی را در نظر بگیرید.
یک شرکت خبره را انتخاب کنید.

در این راستا مجموعه ارژن خاک پی با بیش از دو دهه سابقه و با در اختیار داشتن دانش فنی و مهندسی روز دنیا و تکیه بر نوین ترین فناوری های مهندسی در این حوزه می تواند به شما کمک کند.

وظایف یک شرکت گودبرداری شامل آماده سازی محدوده پروژه، تسطیح، ترانشه برداری و خاک ‌برداری می باشد. مجموعه ارژن خاک پی با کادری مجرب در زمینه طراحی مهندسی، مدیریت پیمان ساخت و اجرای پروژه های مهندسی ژئوتکنیک شامل بهسازی خاک، پایدار سازی گود و ترانشه ها، استفاده از نیلینگ، انکراژ، دیوار برلنی، روش های تزریقی و میکروپایل فعالیت می کند.

این شرکت با ارائه طیف وسیعی از خدمات ژئوتکنیک، طراحی های خاص فونداسیون، آزمایش های تخریبی و کنترلی، ابزاربندی و مونیتورینگ در تمامی زمینه های تخصصی مهندسی ژئوتکنیک و خاک با استفاده از ابزار و تجهیزات پیشرفته با کارفرمایان در ایران و کشورهای همسایه همکاری مینماید.

گود برداری و خاک برداری