شرح کلی پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا:
پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا یکی از پروژه های پایدارسازی گودهای عمیق شرکت ایستا سازه در منطقه 2 شهرداری تهران می باشد. این پروژه در زمینی به مساحت 340 متر مربع در خیابان رئیس زاده محله ستارخان قرار داشت. این شرکت مسئولیت طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود و سیستم زهکشی را در این پروژه عهده دار بوده است. بر اساس طراحی سازه ای و معماری انجام شده و نقشه های ارائه شده توسط کارفرمای محترم پروژه، مشخص گردید که حداکثر عمق گود با در نظر گرفتن ضخامت شالوده سازه و متناسب با تراز زیر آن برابر با هفت و نیم متر می باشد که می بایست عملیات گودبرداری، خاکبرداری و پایدارسازی دیواره ها تا این تراز صورت می گرفت. از این رو، پس از ارائه گزارش مطالعات مکانیک خاک و مهندسی پی توسط کارفرمای محترم و بازدید همکاران دفتر فنی و طراحی شرکت از محل زمین پروژه، فرآیند طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود انجام و تکمیل نقشه های مربوطه در دستور کار قرار گرفت. یکی از فعالیت های مهم و متمایز صورت گرفته در این پروژه، ارائه روش های مختلف پایدارسازی دیواره های گود به درخواست کارفرمای محترم و در راستای رعایت الزامات حقوقی و آیین نامه ای عملیات پایدارسازی و گودبرداری شهری می باشد.
چالش های پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا:
در پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری، لحاظ نمودن وضعیت همجواری و عوارض مجاور گود و سربارهای مربوط به آنها همچون ساختمان های مسکونی احداث شده، در فرآیند طراحی و اجرا بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد. عوارض مجاور پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا به صورت ترکیبی از خیابان و معبر دسترسی، حیاط همسایه مجاور و ساختمان های مسکونی چند طبقه همجوار بود. به گونه ای که خیابان رئیس زاده در مجاورت ضلع شمالی و حیاط همسایه مجاور در همجواری با دیواره جنوبی گود قرار داشت. از سویی دیگر یک ساختمان 4 طبقه (با یک زیر زمین) در مجاورت ضلع شرقی و یک ساختمان 6 طبقه (با یک زیر زمین) در همجواری با دیواره غربی گود قرار داشت. حضور ساختمان های مسکونی فوق الذکر و عدم تعامل و همراهی مالکین آنها با کارفرمای پروژه موجب گردید تا عوامل پروژه با چالش اساسی کسب رضایت حفاری از مالکین ملک های مجاور روبرو گردند. زیرا انجام عملیات حفاری گمانه های عناصر تسلیح همچون میخ (نیل) و مهاری (انکر) زیر شالوده (فونداسیون) ساختمان های مجاور بدون اخذ رضایت از مالکین آنها، منع حقوقی دارد به صورتی که در صورت شکایت همسایگان مجاور، ممکن است روند پیشرفت عملیات اجرایی پروژه را به چالش بکشاند. در این پروژه نیز پس از کش و قوس های فراوان و صرف زمان قابل توجه، نظر موافق همسایگان مجاور دیواره شرقی جلب نگردید و کسب رضایت حفاری از آنان به در بسته خورد. از این رو، عملاً استفاده از روش هایی همچون میخ کوبی (نیلینگ) و مهارگذاری (انکراژ) برای پایدارسازی دیواره شرقی به علت عدم امکان حفاری گمانه، غیر ممکن گردید.
انجام مطالعات ژئوتکنیک مطمئن و با کیفیت در تمامی پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری، پیش از شروع هر فرآیند دیگری اعم از طراحی، تأمین مصالح و اجرا بسیار مهم، ضروری و تعیین کننده می باشد. ضرورت این امر به جهت استفاده از معیارها، پارامترها و نتایج گزارش شده در آن در فرآیند طراحی ژئوتکنیکی سیستم پایدارسازی دیواره های گود و عناصر مربوطه می باشد. کیفیت و مورد اعتماد بودن مقادیر گزارش شده مستقل از عوامل گوناگونی همچون نوع گمانه اکتشافی اعم از دستی یا ماشینی و روش حفاری گمانه اکتشافی اعم از مغزه گیری ممتد یا آب شویی برای هر نوع گزارش مطالعات ژئوتکنیک می باشد. بر اساس گزارش مطالعات ژئوتکنیک و مهندسی پی انجام شده برای پروژه حاضر، صرفاً به انجام آزمایش های کلاسیک مکانیک خاک همچون دانه بندی و هیدرومتری، وزن مخصوص، درصد رطوبت، حدود اتربرگ، نفوذپذیری، برش مستقیم و تک محوری در محل آزمایشگاه مکانیک خاک اکتفا شده و هیچ گونه از آزمایش های در محل (برجا) همچون آزمایش برش برجا (In-Situ Shear Test) و بارگذاری صفحه ای (Plate Load Test – PLT) در محل گمانه های اکتشافی پروژه انجام نشده بود. از سویی دیگر، به علت استفاده از نمونه های خاک دست خورده برای انجام آزمایش های مکانیک خاک، مقادیر به دست آمده از این آزمایش ها چندان مورد اطمینان نبود. زیرا در بسیاری از مواقع، پارامترهای مقاومتی نمونه دست نخورده خاک بکر که از آزمایش های انجام شده در محل گمانه اکتشافی دستی یا ماشینی به دست می آیند، از پارامترهای مقاومتی نمونه دست خورده، بیشتر بوده و برای استفاده در فرآیند طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود مناسب تر می باشند.
راهکارهای ارائه شده در پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا:
با توجه به ناکافی بودن اطلاعات مندرج در گزارش مطالعات ژئوتکنیک پروژه و عدم اطمینان کافی نسبت به مقادیر گزارش شده برای پارامترهای ژئوتکنیکی مورد نیاز برای طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود، گروهی از همکاران با تجربه متشکل از همکاران اجرایی و اعضای دفتر فنی و طراحی، از محل زمین پروژه بازدید نمودند و علاوه بر برداشت وضعیت همجواری و عوارض مجاور گود و تراز قرارگیری آنها و همچنین سربارهای مربوطه همچون تعداد طبقات سازه های مسکونی احداث شده، وضعیت و جنس لایه های خاک پروژه را با توجه به محل گمانه های اکتشافی حفر شده و خاک دپوی به دست آمده از عملیات حفاری آنها، مورد بررسی و ارزیابی قرار دادند. این موضوع بدین جهت در دستور کار قرار گرفت که شواهد توصیفی از وضعیت کلی سنگ و خاک در محل می تواند بیش از نتایج آزمایش های مکانیک خاک معتبر بوده و حتی نتایج آزمایش های مکانیک خاک را رد یا تأیید نماید. زیرا در برخی از موارد، استفاده از تخصص و تجربیات فنی همکاران در پروژه های مشابه، می تواند نتایج واقع بینانه تری را به منظور انتخاب و طراحی سیستم پایدارسازی دیواره ها و تعیین روش های اجرایی آن به دست دهد.
پس از آنکه همسایگان مجاور دیواره شرقی گود نسبت به انجام حفاری گمانه های عناصر تسلیح در زیر تراز شالوده ساختمان های خود، تعامل و همراهی لازم را با عوامل پروژه نشان نداده و رضایت به انجام این عملیات ندادند، دفتر فنی و طراحی نسبت به انتخاب و طراحی روش پایدارسازی متفاوت برای این دیواره نسبت به روش پایدارسازی سایر دیواره های گود اقدام نمودند. از این رو، برای پایدارسازی دیواره های شمالی و جنوبی گود استفاده از سیستم میخ کوبی (نیلینگ) و برای پایدارسازی دیواره غربی پروژه، استفاده از ترکیبی از روش های مهاری گذاری (انکراژ) و میخ کوبی (نیلینگ) در دستور کار قرار گرفت و در قالب نقشه های طراحی به کارفرمای محترم ارائه گردید.
با توجه به عدم موفقیت در مهیا کردن الزامات آیین نامه ای و حقوقی جهت اخذ رضایت حفاری در دیواره شرقی پروژه، اجرای سیستم سازه نگهبان خرپایی جهت پایدارسازی دیواره مذکور به کارفرمای محترم ارائه گردید. از طرفی، همچنین با توجه به عمق کم این دیواره گود استفاده از این روش جهت پایدارسازی، مناسب تر، ساده تر، اجرایی تر و اقتصادی تر از سایر روش های معمول و متداول پایدارسازی بود.
روش سازه نگهبان خرپایی از جمله روش های قدیمی و متداول در اجرای گودبرداری های شهری می باشد. با توجه به اینکه این روش بر مبنای جایگزین نمودن یک سازه فولادی با حجم خاک برداشته شده و مهار جزئی آن استوار است، می بایستی دید بسیار خوبی از وضعیت و جنس لایه های خاک محل پروژه و رفتار آن به دست آورد. بنابراین اثر چالش مربوط به عدم انجام آزمایش های برجا در محل گمانه های اکتشافی این پروژه که پیش تر اشاره گردید، در طراحی روش پایدارسازی دیواره غربی گود پر رنگ تر می شد.
برای اجرای این نوع پایدارسازی، ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا که در مجاورت دیواره گود قرار دارند، چاه هایی حفر می شود. سپس با آرماتوربندی ریشه بتن مسلح آنها و قرار دادن عضو فولادی قائم به همراه سبد آرماتورهای بافته شده، عملیات بتن ریزی انجام می گردد. بدیهی است اجرای ریشه بتن مسلح برای عضو فولادی قائم، گیرداری لازم برای تحمل فشار جانبی خاک را تأمین می نماید. در مرحله بعدی، ضمن خاکبرداری با شیب پایدار (یک افقی به دو قائم)، شالوده منفرد اعضای مایل اجرا و اعضای فولادی مورب در محل خود نصب و جوش می گردند. پس از انجام عملیات فوق برای کلیه خرپاهای سازه نگهبان در امتداد دیواره، خاک محصور میان اعضای قائم و مورب خرپاها را در سرتاسر دیواره به صورت مرحله به مرحله (دندانه موشی) برداشته و در هر مرحله اعضای خرپایی به تدریج نصب می گردد تا سازه نگهبان خرپایی تکمیل گردد.
پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا
شرح کلی پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا:
پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا یکی از پروژه های پایدارسازی گودهای عمیق شرکت ایستا سازه در منطقه 2 شهرداری تهران می باشد. این پروژه در زمینی به مساحت 340 متر مربع در خیابان رئیس زاده محله ستارخان قرار داشت. این شرکت مسئولیت طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود و سیستم زهکشی را در این پروژه عهده دار بوده است. بر اساس طراحی سازه ای و معماری انجام شده و نقشه های ارائه شده توسط کارفرمای محترم پروژه، مشخص گردید که حداکثر عمق گود با در نظر گرفتن ضخامت شالوده سازه و متناسب با تراز زیر آن برابر با هفت و نیم متر می باشد که می بایست عملیات گودبرداری، خاکبرداری و پایدارسازی دیواره ها تا این تراز صورت می گرفت. از این رو، پس از ارائه گزارش مطالعات مکانیک خاک و مهندسی پی توسط کارفرمای محترم و بازدید همکاران دفتر فنی و طراحی شرکت از محل زمین پروژه، فرآیند طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود انجام و تکمیل نقشه های مربوطه در دستور کار قرار گرفت. یکی از فعالیت های مهم و متمایز صورت گرفته در این پروژه، ارائه روش های مختلف پایدارسازی دیواره های گود به درخواست کارفرمای محترم و در راستای رعایت الزامات حقوقی و آیین نامه ای عملیات پایدارسازی و گودبرداری شهری می باشد.
چالش های پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا:
در پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری، لحاظ نمودن وضعیت همجواری و عوارض مجاور گود و سربارهای مربوط به آنها همچون ساختمان های مسکونی احداث شده، در فرآیند طراحی و اجرا بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد. عوارض مجاور پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا به صورت ترکیبی از خیابان و معبر دسترسی، حیاط همسایه مجاور و ساختمان های مسکونی چند طبقه همجوار بود. به گونه ای که خیابان رئیس زاده در مجاورت ضلع شمالی و حیاط همسایه مجاور در همجواری با دیواره جنوبی گود قرار داشت. از سویی دیگر یک ساختمان 4 طبقه (با یک زیر زمین) در مجاورت ضلع شرقی و یک ساختمان 6 طبقه (با یک زیر زمین) در همجواری با دیواره غربی گود قرار داشت. حضور ساختمان های مسکونی فوق الذکر و عدم تعامل و همراهی مالکین آنها با کارفرمای پروژه موجب گردید تا عوامل پروژه با چالش اساسی کسب رضایت حفاری از مالکین ملک های مجاور روبرو گردند. زیرا انجام عملیات حفاری گمانه های عناصر تسلیح همچون میخ (نیل) و مهاری (انکر) زیر شالوده (فونداسیون) ساختمان های مجاور بدون اخذ رضایت از مالکین آنها، منع حقوقی دارد به صورتی که در صورت شکایت همسایگان مجاور، ممکن است روند پیشرفت عملیات اجرایی پروژه را به چالش بکشاند. در این پروژه نیز پس از کش و قوس های فراوان و صرف زمان قابل توجه، نظر موافق همسایگان مجاور دیواره شرقی جلب نگردید و کسب رضایت حفاری از آنان به در بسته خورد. از این رو، عملاً استفاده از روش هایی همچون میخ کوبی (نیلینگ) و مهارگذاری (انکراژ) برای پایدارسازی دیواره شرقی به علت عدم امکان حفاری گمانه، غیر ممکن گردید.
انجام مطالعات ژئوتکنیک مطمئن و با کیفیت در تمامی پروژه های پایدارسازی و گودبرداری شهری، پیش از شروع هر فرآیند دیگری اعم از طراحی، تأمین مصالح و اجرا بسیار مهم، ضروری و تعیین کننده می باشد. ضرورت این امر به جهت استفاده از معیارها، پارامترها و نتایج گزارش شده در آن در فرآیند طراحی ژئوتکنیکی سیستم پایدارسازی دیواره های گود و عناصر مربوطه می باشد. کیفیت و مورد اعتماد بودن مقادیر گزارش شده مستقل از عوامل گوناگونی همچون نوع گمانه اکتشافی اعم از دستی یا ماشینی و روش حفاری گمانه اکتشافی اعم از مغزه گیری ممتد یا آب شویی برای هر نوع گزارش مطالعات ژئوتکنیک می باشد. بر اساس گزارش مطالعات ژئوتکنیک و مهندسی پی انجام شده برای پروژه حاضر، صرفاً به انجام آزمایش های کلاسیک مکانیک خاک همچون دانه بندی و هیدرومتری، وزن مخصوص، درصد رطوبت، حدود اتربرگ، نفوذپذیری، برش مستقیم و تک محوری در محل آزمایشگاه مکانیک خاک اکتفا شده و هیچ گونه از آزمایش های در محل (برجا) همچون آزمایش برش برجا (In-Situ Shear Test) و بارگذاری صفحه ای (Plate Load Test – PLT) در محل گمانه های اکتشافی پروژه انجام نشده بود. از سویی دیگر، به علت استفاده از نمونه های خاک دست خورده برای انجام آزمایش های مکانیک خاک، مقادیر به دست آمده از این آزمایش ها چندان مورد اطمینان نبود. زیرا در بسیاری از مواقع، پارامترهای مقاومتی نمونه دست نخورده خاک بکر که از آزمایش های انجام شده در محل گمانه اکتشافی دستی یا ماشینی به دست می آیند، از پارامترهای مقاومتی نمونه دست خورده، بیشتر بوده و برای استفاده در فرآیند طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود مناسب تر می باشند.
راهکارهای ارائه شده در پروژه مسکونی ستارخان – تهران ویلا:
با توجه به ناکافی بودن اطلاعات مندرج در گزارش مطالعات ژئوتکنیک پروژه و عدم اطمینان کافی نسبت به مقادیر گزارش شده برای پارامترهای ژئوتکنیکی مورد نیاز برای طراحی سیستم پایدارسازی دیواره های گود، گروهی از همکاران با تجربه متشکل از همکاران اجرایی و اعضای دفتر فنی و طراحی، از محل زمین پروژه بازدید نمودند و علاوه بر برداشت وضعیت همجواری و عوارض مجاور گود و تراز قرارگیری آنها و همچنین سربارهای مربوطه همچون تعداد طبقات سازه های مسکونی احداث شده، وضعیت و جنس لایه های خاک پروژه را با توجه به محل گمانه های اکتشافی حفر شده و خاک دپوی به دست آمده از عملیات حفاری آنها، مورد بررسی و ارزیابی قرار دادند. این موضوع بدین جهت در دستور کار قرار گرفت که شواهد توصیفی از وضعیت کلی سنگ و خاک در محل می تواند بیش از نتایج آزمایش های مکانیک خاک معتبر بوده و حتی نتایج آزمایش های مکانیک خاک را رد یا تأیید نماید. زیرا در برخی از موارد، استفاده از تخصص و تجربیات فنی همکاران در پروژه های مشابه، می تواند نتایج واقع بینانه تری را به منظور انتخاب و طراحی سیستم پایدارسازی دیواره ها و تعیین روش های اجرایی آن به دست دهد.
پس از آنکه همسایگان مجاور دیواره شرقی گود نسبت به انجام حفاری گمانه های عناصر تسلیح در زیر تراز شالوده ساختمان های خود، تعامل و همراهی لازم را با عوامل پروژه نشان نداده و رضایت به انجام این عملیات ندادند، دفتر فنی و طراحی نسبت به انتخاب و طراحی روش پایدارسازی متفاوت برای این دیواره نسبت به روش پایدارسازی سایر دیواره های گود اقدام نمودند. از این رو، برای پایدارسازی دیواره های شمالی و جنوبی گود استفاده از سیستم میخ کوبی (نیلینگ) و برای پایدارسازی دیواره غربی پروژه، استفاده از ترکیبی از روش های مهاری گذاری (انکراژ) و میخ کوبی (نیلینگ) در دستور کار قرار گرفت و در قالب نقشه های طراحی به کارفرمای محترم ارائه گردید.
با توجه به عدم موفقیت در مهیا کردن الزامات آیین نامه ای و حقوقی جهت اخذ رضایت حفاری در دیواره شرقی پروژه، اجرای سیستم سازه نگهبان خرپایی جهت پایدارسازی دیواره مذکور به کارفرمای محترم ارائه گردید. از طرفی، همچنین با توجه به عمق کم این دیواره گود استفاده از این روش جهت پایدارسازی، مناسب تر، ساده تر، اجرایی تر و اقتصادی تر از سایر روش های معمول و متداول پایدارسازی بود.
روش سازه نگهبان خرپایی از جمله روش های قدیمی و متداول در اجرای گودبرداری های شهری می باشد. با توجه به اینکه این روش بر مبنای جایگزین نمودن یک سازه فولادی با حجم خاک برداشته شده و مهار جزئی آن استوار است، می بایستی دید بسیار خوبی از وضعیت و جنس لایه های خاک محل پروژه و رفتار آن به دست آورد. بنابراین اثر چالش مربوط به عدم انجام آزمایش های برجا در محل گمانه های اکتشافی این پروژه که پیش تر اشاره گردید، در طراحی روش پایدارسازی دیواره غربی گود پر رنگ تر می شد.
برای اجرای این نوع پایدارسازی، ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا که در مجاورت دیواره گود قرار دارند، چاه هایی حفر می شود. سپس با آرماتوربندی ریشه بتن مسلح آنها و قرار دادن عضو فولادی قائم به همراه سبد آرماتورهای بافته شده، عملیات بتن ریزی انجام می گردد. بدیهی است اجرای ریشه بتن مسلح برای عضو فولادی قائم، گیرداری لازم برای تحمل فشار جانبی خاک را تأمین می نماید. در مرحله بعدی، ضمن خاکبرداری با شیب پایدار (یک افقی به دو قائم)، شالوده منفرد اعضای مایل اجرا و اعضای فولادی مورب در محل خود نصب و جوش می گردند. پس از انجام عملیات فوق برای کلیه خرپاهای سازه نگهبان در امتداد دیواره، خاک محصور میان اعضای قائم و مورب خرپاها را در سرتاسر دیواره به صورت مرحله به مرحله (دندانه موشی) برداشته و در هر مرحله اعضای خرپایی به تدریج نصب می گردد تا سازه نگهبان خرپایی تکمیل گردد.
