ساخت و سازهاي شهري يكي از فعاليت‌هاي عمراني است كه بطور وسيعي در شهرها اجرا مي‌شود. در بسياري از پروژه‌هاي ساختماني لازم است در زمين، گود ايجاد شود. گود به محلي اطلاق ميشود كه پس از خاكبرداري و رسيدن به رقوم نهايي از همه جهت پايينتر از زمين طبيعي قرار گرفته و عمق متوسط آن از 60 سانتيمتر كمتر نباشد. اين گودبرداري‌ها ممكن است به دلايل زير در يك پروژه ايجاد شود:

– رسيدن به تراز بكر و حفاظت فونداسيون‌ها در برابر يخبندان

– افزايش قيمت زمين و لزوم تأمين پاركينگ و يا محدوديت ارتفاع

–  احداث كانال‌ها، مخازن زيرزميني

– احداث منبع آب

–  احداث ترانشه و غيره

در مناطق شهري به دليل محدوديت‌هاي موجود ديواره‌هاي گود معمولا قائم و يا نزديك به قائم اجرا مي‌گردند و اين شكل گودبرداري به دليل پاره‌اي مسائل، نيازمند توجه ويژه مي‌باشد. زماني كه در يك محل گودبرداري انجام مي‌شود و ديوارهاي قائم از خاك ايجاد مي‌گردد، بر اين ديواره قائم دو دسته نيرو اعمال مي‌شود. دسته اول نيروهاي محرك بوده و دسته دوم نيروهاي مقاوم ناميده ميشوند:

نيروهاي محرك، به نيروهايي گفته مي‌شود كه حاصل از وزن خاك و سربارهاي اطراف گود باشند و اين نيروها تمايل به تخريب ديواره گود دارند. در مقابل نيروهاي مقاوم، نيروهايي هستند كه تمايل به پايداري و جلوگيري از ريزش گود را دارند. اين نيرو نيز ناشي از اصطكاك و چسبندگي بين ذرات است.

سربارها شامل موارد زير ميباشند:

– خاك بالاتر از تراز افقي در لبه گود

–  فشار ناشي از ساختمان‌هاي مجاور گود

–  سربار ناشي از بهره‌برداري معابر در مجاورت با گود

به منظور جلوگيري از ريزش ترانشه و تبعات منفي احتمالي ناشي از اين خاكبرداري، سازه‌های موقتی را برای مهار ترانشه اجرا می‌کنند که به آن سازه‌نگهبان مي‌گويند. از جمله اهداف اصلي ايجاد سازه نگهبان ميتوان به حفظ جان انسان‌هاي خارج و داخل گود، جلوگيري از بروز خسارات سنگين ناشي از آسيب سازه‌هاي مجاور و فراهم آوردن شرايط مطمئن براي اجراي كار اشاره نمود.

انتخاب روش مناسب گودبرداري، طراحي و اجراي سازه نگهبان بستگي به عوامل زير دارد (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد):

  • اصول تئوريك
  • ملاحظات تكنولوژيكي و اجرايي
  • ملاحظات تجربي
  • ملاحظات سازه‌اي
  • ملاحظات اقتصادي و اجتماعي
  • ملاحظات عمق و ابعاد گودبرداري
  • ملاحظات سطح آب زيرزميني
  • ملاحظات موقعيت و نحوه قرارگيري محل گود

و در نهايت بستگي به كليه شرايط تأثيرگذار دارد.

در طراحي هر سازه نگهبان و يا پايدارسازي هر ديواره گود، (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد)، لازم است با در نظر گرفتن اين ديدگاه پيش رويم كه نيروهاي مقاوم را افزايش داده و يا نيروهاي محرك را كاهش دهيم. بر اين اساس هر راهكاري كه جهت پايدارسازي يك ديواره ارائه مي‌شود بايستي قادر باشد كه نيروهاي مقاوم را افزايش و يا نيروهاي محرك را كاهش دهد و يا تلفيق اين دو رويكرد را در پي داشته باشد.

چگونگي پايدارسازي ديواره‌هاي گود

مقاومت ديواره گود در یک پروژه پایدارسازی (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد) ناشي از مشخصات مكانيكي خاك آن ديواره مي‌باشد. اين مشخصات مكانيكي خاك با پارامترهاي چسبندگي و زاويه اصطكاكي داخلي خاك تعريف مي‌شوند. نيروهاي محرك وارد بر ديواره گود ناشي از سربارهاي اطراف گود، وزن گوه گسيختگي و پارامترهاي ديگر مي‌باشد. حال اگر مجموع نيروهاي محرك از مجموع نيروهاي مقاوم بيشتر باشد، ديواره گود ريزش خواهد كرد و اگر مجموع نيروهاي مقاوم از مجموع نيروهاي محرك بيشتر باشد ديواره پايدار خواهد بود. لذا در صورتي كه نيروهاي محرك از نيروهاي مقاوم بيشتر باشد جهت جلوگيري از ريزش ديواره گود لازم است از سازه‌هاي نگهدار جهت پایدارسازی (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد) استفاده نماييم. حال اگر نيروهاي مقاوم از نيروهاي محرك بيشتر باشند نيازي به سازه نگهدار جهت پایدارسازی نمي‌باشد (پایدارسازی گود به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد). بنابراين مشخص مي‌شود كه هر ديواره گودي نيازمند سازه نگهبان نبوده و با توجه به ميزان نيروهاي مقاوم و محرك، نوع سازه نگهبان و ميزان نيرويي كه يك سازه نگهبان بايستي تحمل نمايد، تعيين خواهد شد. به عبارتي سازه نگهبان بايستي اختلاف بين ميزان نيروي مقاوم و نيروي محرك را تحمل نمايد (پایدارسازی گودها به روش‌هایی مانند نیلینگ، سازه نگهبان، تاپ دانTop-down و … صورت می‌پذیرد).