مبحث 7 مقررات ملی ساختمان – ویرایش آذرماه 1397 ( فصل 3 – گودبرداری و پایش)

مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان (گودبرداری و پایش)

گودبرداری و پایش

در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان گودبرداری ها به دو گروه کلی حفاظت نشده و حفاظت شده تقسیم می شوند:

گروه اول گودهایی هستند که در کلیۀ شرایط دوران عملکرد، پایداری و تغییر شکل مجاز در آن بدون هیچگونه حفاظتی تأمین شده باشد.

گروه دوم گودهایی هستند که در کلیۀ شرایط دوران عملکرد، پایداری و تغییر شکل مجاز در آن با دو فرآیند

مختلف زیر تأمین شده باشد:

• با استفاده از بسیج نیروهاي داخلی خاك
• با استفاده از سازه نگهبان

گودها یا دائم هستند یا موقت. گود موقت گودي است که براي زمانی کوتاه تعریف شده و به منظور اجراي عملیات ساختمانی احداث می شود.

در طراحی گود های موقت یا دائم، بارگذاری ها و جزئیات روش ها و مشخصات مصالح باید منطبق با شرایط پایدارسازی موقت یا دائم در نظر گرفته شود.

پایدارسازی موقت: نوعی پایدارسازي است که پایداري گود را در دوران احداث بنا تأمین می کند و براي آن نقشی در کاهش نیروهاي رانش خاك بر سازه اصلی در شرایط بهره برداري در نظر گرفته نمی شود. پایدارسازي موقت می تواند در هنگام طراحی به صورت کوتاه مدت (کمتر از یکسال پس از اتمام و یا توقف عملیات گودبرداري) یا بلند مدت (طرح دائم) در نظر گرفته شود. در پایدارسازي موقت و بلند مدت باید ملاحظات بارگذاري متناسب با زمان، شرایط دوام مصالح و جزئیات روش هاي مناسب منطبق با شرایط نوع طراحی در نظر گرفته شود.

در پایدارسازي دائم باید الزامات بارگذاري لرزه ای، تأمین دوام مصالح و جزئیات روشهای مناسب در نظر گرفته شود.

ملاحظات کلی

الزامات و مبانی در طراحی و اجراي گودها در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان برای گودبرداری های کمتر از 20 متر در نظر گرفته شده است و اکیداً توصیه می شود از احداث گود با عمق بیشتر از 20 متر احتراز شود. در صورت ضرورت احداث گود های عمیق تر موارد زیر باید انجام پذیرد:

1. ضرورت احداث توسط شوراي عالی شهرسازي به تصویب برسد.
2. مقادیر مجاز تغییر شکل ها 20 % کاهش و ضرایب اطمینان پایداری و مقاومتی 20 % افزایش پیدا کند.
3. مطالعه جامع جریان هاي آب زیرزمینی در محدوده اي که شامل ساختگاه می شود انجام پذیرد و گزارش آن ارائه گردد.
4. مطالعۀ اثرات زیست محیطی احداث این گودها انجام پذیرد.
5. مطالعۀ کامل بررسی اثر اندرکنش خاك و سازه در شرایط استاتیکی و دینامیکی انجام شود.
6. پایش گود با روش هاي پیشرفته و تجهیزات کامل در دوران ساخت انجام پذیرد و گزارش آن هر دو هفته یک بار ارائه شود.

بر اثر گودبرداری در خاك وضعیت تنش تغییر می کند و ممکن است تغییر شکل ها و ناپایداري هایي در آن به وجود آید همچون:

1. برآمدگی و تورم کف گود، که می تواند در شرایطی به جوشش و ناپایداری کف بیانجامد.
2. تغییر مکان جانبی دیواره هاي گود یا ناپایداری دیواره ها
3. نشست زمین در نواحی مجاور گود

تراز سطح آب زیرزمینی و تغییرات آن در هر سه مورد بالا می تواند تأثیرگذار باشد و باید کنترل شود.

در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان، در بررسی ناپایداری گودها، انتخاب و طراحی سیستم هاي نگهدار آنها، موارد زیر باید مدنظر قرار گیرند:

• نوع ساختار و بافت لایه هاي خاك
• پارامترهاي مقاومت برشی خاك
• پارامترهاي تغییر شکلی خاك
• عمق و عرض گودبرداری
• شرایط آب زیرزمینی و آب هاي سطحی
• وجود یا عدم وجود سازه در نواحی مجاور گود و نحوه ساخت و ساز آنها
• وضعیت سربارهاي موجود در کناره گود از قبیل ترافیک خیابان ها و غیره
• کوتاه مدت یا بلند مدت بودن دوران استفاده از گود

به منظور پایدارسازی دیواره گودها باید از روش هاي مناسب مانند موارد ذیل استفاده کرد:

• ایجاد شیب پایدار
• میخکوبی یا اجراي میل مهار
• دیوارهاي مهار شده با تیرك از جلو
• دیوارهاي مهار شده با میل مهار از پشت
•  استفاده از سیستم هاي مهار خرپایی
• استفاده از سیستم شمع ها و دیوارك هاي طره اي
• استفاده از سیستم شمع هاي بهم پیوسته با یا بدون مهار

تقسیم بندی گودها از نظر مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان از منظر خطر:

• اگر تراوش آب در گود موجود باشد همواره خطر گود زیاد یا بسیار زیاد است.
• اگر خاکی که در آن گودبرداری انجام می شود دستی یا فاقد چسبندگی قابل اعتماد باشد، خطر گود با توجه به معیارهاي دیگر زیاد یا بسیار زیاد است
• چنانچه ساختمان قرار گرفته در حوزة تأثیر ناپایداري گود داراي یکی از مشخصات در بندهاي زیر باشد، خطر گود همواره بسیار زیاد در نظر گرفته می شود.
  • ساختمان بدون اسکلت یا بدون پی پیوسته باشد و یا هرگونه نشانه آشکار فرسودگی و ضعف در باربري در آن مشاهده گردد.
  • ساختمان با ارزش فرهنگی، تاریخی
  • ساختمان با اهمیت بسیار زیاد در استاندارد 2800
  • ساختمان 8 طبقه یا بیشتر
• در صورت وجود تأسیسات شهري عمده مانند خطوط اصلی آب، گاز، مخابرات در مجاورت گود، خطر گود زیاد یا بسیار زیاد ارزیابی می شود.

حضور ناظر ژئوتکنیک در گود های با خطر زیاد و بسیار زیاد در طول مدت اجراي عملیات گودبرداري و پایدارسازي گود به صورت تمام وقت در کارگاه ضروری است.

تحلیل پایداری و تغییر شکل گود

طبق مبحث 7 مقررات ملی ساختمان، در صورت وجود بنا در نواحی مجاور گود، طراحی ها باید با در نظر گرفتن تغییر شکل ها انجام پذیرد در این موارد تنها تأمین پایداري جداره هاي گود کافی نیست در این موارد تغییر مکان افقی و قائم مجاز باید تعیین شود.

در خاك هاي بسیار سست، سیستم هاي نگهدارنده باید قبل از شروع عملیات گودبرداری احداث شوند. شمع ها و چاه هاي نگهدارنده بتنی در مجاورت گود، دیواره های جداکننده، سپرهاي فلزي در صورت امکان استفاده وکوبیدن آنها از این نوع سیستم ها هستند.

در خاك هاي با پایداري نسبی می توان سیستم هاي نگهدارنده را همراه با انجام گودبرداری، به صورت گام به گام، احداث نمود. در این حالت باید به تغییر شکل گود و تغییر شکل هاي القایی زیر پی ساختمان مجاور توجه ویژه داشت و چنانچه این تغییر شکل ها از مقادیر مجاز تجاوز کنند باید از روش ساخت سیستم هاي نگهدارنده قبل از شروع عملیات گودبردای استفاده نمود.

تحلیل پایداری با روش هاي تعادل حدي و بر اساس روش تنش مجاز انجام می گیرد در این روش، حداقل ضرایب اطمینان به شرط موقت بودن گود و کمتر از یک سال می باشد. البته طراح می تواند از حالات حدي نیز استفاده نماید.

براي تحلیل پایداري گود لازم است بار مرده و زنده ساختمان ها و ابنیه مجاور به طور کامل در نظر گرفته شود. براي تحلیل گود در شرایط موقت در نظر گرفتن بار زلزله لازم نیست. در صورتی که گود موقت نباشد باید نیروي زلزله لحاظ شود و در انتخاب ضریب اطمینان مناسب، دوام مصالح نیز مورد توجه باشد.

باید توجه داشت که در بسیاري از خاك ها بر حسب شرایط نوع و بافت خاك و کانی هاي تشکیل دهنده آن، امکان کاهش ضریب اطمینان در طول زمان موجود است در چنین شرایطی ضریب اطمینان باید متناسبا افزایش یابد.

تحلیل تغییر شکل گود و سازه هاي مجاور

تعیین تغییر شکل گود و سازه هاي مجاور آن باید از روابط معتبر یا مدلسازي هاي عددي صحت سنجی شده به دست آید. تغییر شکل هاي افقی و قائم پیش بینی شده ابنیه مجاور گود باید در حد مجاز باشد. گودبرداري نباید بهره برداري ساختمان مجاور گود را مختل کند.

تغییر مکان هاي افقی و قائم ساختمان مجاور گود اعم از تغییر مکان یکنواخت یا غیریکنواخت باید کمتر از حدود مجاز باشد.

تغییر شکل هاي مجاز

حدود مجاز تغییر شکل ها و تغییر مکان هاي قائم و افقی در هر گودبرداری با توجه به شرایط تحت الارضی و نوع خاك محل گودبرداری و خاك زیر ساختمان هاي مجاور گود، نوع و پیوستگی پی، نوع سازه و اهمیت ساختمان توسط طراح ژئوتکنیکی تعیین می شود.

زهکشی

چنانچه براي تأمین فضایی جهت انجام پروژه، عملیات گودبرداری در محیط آبدار، نیاز به زهکشی داشته باشد باید به تغییر شکل هاي زمین اطراف گود زهکشی شده توجه ویژه مبذول گردد. استفاده از زهکشی به جاي آب بندی ساختمان در دوران بهره برداري منوط به کنترل و بررسی تاثیر آن بر محیط ژئوتکنیکی پیرامون آن با رعایت ملاحظات زیست محیطی می باشد. در این صورت باید مطالعه کامل انجام پذیرد و اثرات زهکشی طولانی مدت به طور جامع بررسی و گزارش شود.

اهداف ابزارگذاری و پایش گود

پایش به منظور تأمین اهداف زیر انجام می گیرد:

• تأمین ایمنی گود در حین عملیات اجرایی و پس از گودبرداري
• ارزیابی پاسخ سازه هاي موجود به وضعیت جدید در حین و پس از گودبرداري
• کنترل پارامترهاي طراحی انتخاب شده و بازنگري آن در صورت نیاز

برنامه پایش

ابزارگذاري و پایش گود‌ها و ساختمان هاي مجاور مستلزم برنامه ریزي دقیق و تخصصی که شامل نوع، تعداد، تعیین محل نصب، فواصل اندازه گیري و دیگر مواردي است که باید توسط متخصص ذیصلاح انجام گیرد.

به طور معمول ابزارهای پایش گود شامل نشست سنج، کشش سنج، انحراف سنج، سلول هاي بارگذاری، پیزومتر و غیره می باشند. در گودهای با خطر بسیار زیاد استفاده از پایش توسط حسگرهاي مناسب علاوه بر عملیات نقشه برداری و یا میکروژئودزي اجباري است.

بخشی از ابزار پایش باید قبل از شروع عملیات گودبرداری نصب و قرائت شوند به همین دلیل لازم است انتخاب متخصص انجام دهندة این امر و تنظیم برنامه پایش قبل از شروع عملیات سامان یابد.

مسئولیت طراحی، اجرا و نظارت پایش

طراح گودبرداری مسئولیت تهیۀ برنامۀ پایش گود را به عهده دارد. مسئولیت اجرای روزانه برنامه پایش شامل تأمین، نصب، قرائت، پردازش، اعلام خطر به عهده پیمانکار پایش می باشد اطلاع رسانی به موقع به کلیه دست اندرکاران پروژه از وظایف پیمانکار پایش است.

ناظر پروژه مسئولیت نظارت بر حسن اجرای انجام مراحل پایش را به عهده دارد. در گودهای با خطر معمولی در صورتی که شرایطی موجود باشد که انجام پایش را ضروری سازد باید این عملیات انجام پذیرد.

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)
• روش انجماد خاک چیست؟(Ground Freezing)

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

• روش اجزای محدود چیست؟ (Finite Element Method) (FEM)
• اندرکنش خاک و سازه چیست؟ (Soil Structure Interaction) (SSI)
• 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 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 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)
• تخریب ساختمان چیست؟ مراحل تخریب اصولی

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)
• مدل کسب و کار (B2B) یا بی تو بی (Business-to-Business)
• انواع سیستم های سازه ای (Structural System)
• مدیریت پروژه های عمرانی (Project Management)
• آیین نامه ی ۲۸۰۰ ، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله
• سازه فلزی و سازه بتنی (Steel and concrete structures)
• طراحی سازه بر اساس عملکرد (Performance Based Seismic Design, PBSD)
• تغییرمکان جانبی نسبی طبقات چیست؟ (Drift)
• طیف پاسخ و طیف طرح چیست؟ (Spectrum Response)

مطالب مرتبط :

• مقررات ملی ساختمان
• استاندارد ۲۸۰۰
• مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان (ژئوتکنیک و مهندسی پی)
• مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان (گودبرداری و پایش)