

سازه نگهبان خرپایی یکی از روشهای متداول گودبرداری در مناطق شهری جهت گودهای با عمق متوسط است. در این روش نیمرخ های فولادی، در فواصل معین به دیواره گود، تکیه داده می شود. اعضای مایل با تحمل فشار جانبی ناشی از سربار خاک و انتقال آن به زمین، مانع از ریزش دیواره گود می شود.
طراحی سازه نگهبان خرپایی
با توجه به عدم نیاز به اجازه از همسایه های مجاور، گاهی اوقات روش خرپایی مناسبتر، ساده تر، اجرایی تر و اقتصادی تر از سایر روشهای پایدارسازی می باشد.
اعضای اصلی خرپا شامل:
- عضو قائم
- عضو مایل
- ریشه عضو قائم
- پی عوض مایل
- اعضای افقی ومایل خرپا
می باشد

مبانی طراحی روش سازه نگهبان خرپایی
جهت طراحی سازه نگهبان خرپایی دو روش وجود دارد:
1) استفاده از جدولهایی که با توجه به:
- مشخصات خاک: چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی
- عمق گودبرداری
- سربار
- فواصل سازه نگهبان
مقاطع اعضای قائم، مورب، اعضای خرپایی، طول شمع، ابعاد پی و بقیه جزئیات اجرای سازه نگهبان خرپا را ارائه می دهد.

2) طراحی سازه نگهبان خرپایی با استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود مثل Plaxis دو بعدی و سه بعدی که معمولاً به نتایج سبکتری می رسد.
در این روش، با توجه به سختی خمشی و محوری اعضای عمودی، مایل و خرپایی شبیه سازی انجام می گردد و تغییرشکل عوارض مجاور گود محاسبه می گردد.

روش اجرای سازه نگهبان خرپایی

1.حفر چاه اعضای قائم
همانند اجرای شمع فلزی در روش های میخکوبی (نیلینگ) و مهارگذاری (انکراژ)، در روش سازه نگهبان خرپایی نیز، می بایست حفر چاه اعضای قائم، قبل از شروع خاکبرداری، انجام گردد. جانمایی این چاهها به وسیله نقشه برداری و با توجه به نقشه های اجرایی انجام میگردد.
جهت بتن ریزی ریشه اعضای قائم، کف این چاهها از تراز کف شالوده پایین تر می باشد.
2.اجرای اعضای عمودی سازه نگهبان خرپایی
غالباً مقطع اعضای قائم به صورت زوج نیمرخ IPE یا نبشی میباشد. اعضای قائم را به صورت عمودی در چاه قرار داده و به طور کامل به دیوار میچسبانند و سپس ریشه شمع فلزی بتن ریزی میگردد.
ریشه شمع فلزی حدود 25 درصد عمق گود بوده و قطر چاهها حدود 80 تا 100 سانتیمتر میباشد.
جهت گیرداری بهتر عضو قائم در بتن ریشه، قطعات نبشی یا ناودانی را به عنوان برشگیر به عضو قائم جوش می دهند.
همانطور که شمعهای فلزی در روشهای میخکوبی، مهارگذاری، مهار متقابل و … می بایست به طور کامل به دیواره گود تکیه داده شوند، جهت عملکرد مناسب سازه نگهبان خرپایی نیز عضو قائم باید کاملاً چسبیده به دیوار باشد تا تغییرشکلها به حداقل برسد. جهت چسبیدن کامل عضو قائم، پشت آن با مصالح مناسبی که حداقل مقاومت فشاری خاک آن قسمت را دارا باشد، پر می شود تا هیچ گونه فضای خالی بین عضو قائم و دیوار باقی نماند.


حفر چاه، آماده سازی عضو قائم، نصب عضو قائم و بتن ریزی چاه

3.اجرای اعضای مایل سازه نگهبان خرپایی
بعد از اجرای اعضای قائم سازه نگهبان خرپایی، می بایست اعضای مایل اجرا گردد.
ولی با توجه به وجود خاک، امکان اجرای اعضای مایل نمی باشد. بنابراین ابتدا جلوی اعضای عمودی به صورت شیب پایدار خاکبرداری می گردد و سپس اعضای مایل نصب می گردد.
اعضای مایل در بالا به اعضای قائم جوش میگردند و در پایین توسط صفحه ستون روی شالوده قرار داده می شوند.
جهت یکپارچگی عملکرد سازه نگهبان خرپایی، اعضای مایل به وسیله شناژ با یکدیگر متصل می گردند.


قالب بندی و بتن ریزی پی عضو مایل و نصب عضو مایل

4.تکمیل سازه نگهبان خرپایی و اجرای شبکه فولادی (مش) و بتن پاشی (شاتکریت)
بعد از اجرای اعضای قائم و مایل، نوبت به تکمیل سازه نگهبان می رسد.
در این مرحله اعضای افقی و مورب خرپایی به اعضای قائم و مایل اصلی جوش داده می شوند.
بعد از نصب اعضای افقی و مورب خرپایی، عملیات خاکبرداری به صورت مرحلهای انجام می گردد و شبکه فولادی (مش) و بتن پاشی (شاتکریت) انجام می گردد.


نصب اعضای افقی و مورب خرپایی

5.اتصال سازه نگهبان های خرپایی به یکدیگر توسط اعضای مهاربندی
در انتهای اجرای سازه نگهبان، جهت:
- عملکرد مناسب و یکنواخت خرپاها
- جهت جلوگیری از کمانش خارج از صفحه خرپاها
خرپاهای مجاور توسط اعضای مهاربندی به یکدیگر متصل می گردند.
اعضای مهاربندی در اسرع وقت و با پیشرفت عملیات خاکبرداری پس از نصب اعضای قائم و مایل می بایست اجرا گردد.

مراحل اجرای سازه خرپایی

نمای 3 بعدی اجرای سازه نگهبان

گاهی اوقات در پایدارسازی گودها با توجه به شرایط:
- اجازه و عدم اجازه سازههای مجاور
- لایه بندی خاک
- تغییر عرض قسمتهای مختلف گود
- اختلاف ارتفاع عمق گود در دیواره ها
- سربار گود
روشهای پایدارسازی با یکدیگر ترکیب می گردند.


مزایای روش سازه نگهبان خرپایی
- مناسب برای گودهای کم عمق و دارای عمق متوسط در مناطق شهری
- عدم نیاز به اجازه همسایه ها
- قابلیت انعطاف زیاد از نظر اجرا در شرایط مختلف
- امکان بازیافت بخشی از مصالح خرپا
- سهولت اجرا و عدم نیاز به دستگاههای خاص
- عدم ورود به زمینهای مجاور
- قابلیت انطباق با روشهای زهکشی
- سرعت اجرای نسبتاً بالا
- قابلیت اجرا در پروژه های با هندسه نامنظم

معایب روش سازه نگهبان خرپایی
- محدودیت استفاده در گودهای عمیق
- اشغال فضای داخل گود و صعوبت خاکبرداری و اجرای سازه اصلی
- صعوبت اجرا و افت کیفیت سیستم آب بندی
- عدم امکان استفاده برای افزایش عمق گود در زمان اجرا یا پس از اتمام گودبرداری
- احتمال ضرورت برداشت بخشی از خاک با روشهای دستی
- صعوبت اجرا و تداخل خرپاها در کنج های مقعر
- سادگی ظاهری در طرح و روش ساخت و ورود افراد کاملا غیر حرفه ای در این حوزه

روش اجرای سازه نگهبان خرپایی (همراه با انیمیشن)
(Truss Retaining Structure)
در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان چیست؟ (Top-Down Construction)
- نیلینگ یا میخ کوبی دیواره چیست؟ (Soil Nailing)
- انکراژ یا مهارگذاری خاک چیست؟ (Soil Anchorage)
- مهارمتقابل یا استرات چیست؟ (Braced Excavations – Struts)
- سازه نگهبان خرپایی چیست؟ (Truss Retaining Structure)
- خاک مسلح یا ژئوسنتتیک چیست؟ (Geosynthetict)
- سپرکوبی چیست؟ (Sheet Pile)
- دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی چیست؟ (Diaphragm walls – Slurry walls)
- دیوار برلنی یا دیوار سولجر پایل چیست؟ (Berlin wall – Soldier Pile and Lagging System)
- زهکشی و آب بندی در گودبرداری چیست؟ (Drainage- Dewatering & Waterproofing )
- نقشه برداری یا مهندسی نقشه برداری چیست؟ (Surveying)
- پایش گود یا مانیتورینگ چیست؟ (Monitoring)
- دستورالعمل بهداشت، ایمنی و محیط زیست چیست؟ (HSE)
- آموزش گام به گام نقشه خوانی انواع روش های پایدارسازی و گودبرداری
در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :
- مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
- مطالعات لرزه خیزی چیست؟ (Seismicity studies)
- ژئوفیزیک (Geophysics)
- زمین شناسی (Geology)
در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید :
- تزریق پر فشار یا جت گروتینگ چیست؟ (Jet Grouting)
- ریزشمع یا میکروپایل چیست؟ (Micropile & Underpinning)
- پیش بارگذاری چیست؟ (fill surcharge preloading method)
- اختلاط عمیق خاک یا DSM چیست؟ (Deep Soil Mixing)
- تراکم دینامیکی یا DC چیست؟ (Dynamic Compaction)
- ستون شنی ارتعاشی یا تراکم ارتعاشی چیست؟ (Vibro Stone Column)
- شمع ساختمان ، طراحی و اجرای شمع بتنی و شمع فلزی (Concrete Pile , Steel Pile)
در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید :
- مهندسی تخریب ساختمان (Destruction Engineering)
- خاکبرداری چیست؟ (Excavation)
- رمپ و جمع آوری رمپ در گودبرداری (Ramp removal excavation)
- گودبرداری و خاکبرداری دو عملیات متمایز از یکدیگر
- گودبرداری غیر اصولی (Unprincipled Building Excavation)
- گودبرداری چیست؟ و اصول اجرای گودبرداری های ساختمانی (Excavation)
در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :
- معرفی نرم افزار Plaxis
- معرفی نرم افزار GEOSLOPE
- معرفی نرم افزار AutoCAD
- معرفی نرم افزار ETABS
- معرفی نرم افزار SAP2000
- معرفی نرم افزار SAFE
- معرفی نرم افزار ABAQUS
- معرفی نرم افزار FLAC
- معرفی نرم افزار MIDAS
در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت و ساز ابنیه و ساختمان (Building & Structure)
- قرارداد مشارکت در ساخت (Construction participation contract)
- نظارت بر اجرای پروژه های عمرانی (Construction Supervision)
- مشاوره ساختمانی (Construction consulting)
- مدیریت پیمان (Management Contracting)
- مدیریت طرح (Construction Management)
- انواع سیستم های سازه ای (Structural System)
- مدیریت پروژه های عمرانی (Project Management)
- آیین نامه ی 2800 ، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله
مطالب مرتبط :