5-1-مقدمه:

بعد از پیاده کردن نقشه و کنترل آن در صورت لزوم اقدام به گود برداری می نمایند. در کلیه ساختمانهایی که تمام یا قسمتی از بنا پایینتر از سطح طبیعی زمین احداث می شود باید گود برداری انجام شود .

گاهی ممکن است عمق گود برداری به چندین متر برسد . گود برداری معمولاً با وسایلی مانند بیل مکانیکی ویا لودر ودر صورت محدودیت زمین و یا عدم دسترسی به ماشین آلات از وسایل دستی مانند بیل و کلنگ و فرغون و در عمق زیاد یا منطقه وسیع مثل پارکینگ های زیر زمینی ، انبارهای بزرگ زیر زمینی و غیره با کمک سایر ماشین آلات ساختمانی انجام می گیرد . گود برداری در زمین ها به دو صورت نامحدود و محدود انجام می شود .

5-2- گود برداری در زمین های نا محدود :

منظور از زمین های نا محدود ، زمین نسبتا وسیعی است که اطراف آن هیچ گونه ساختمانی نباشد. برای گود برداری این گونه زمین ها از ماشین آلاتی مانند بیل مکانیکی ،لودر ، و ... استفاده می شود و خاک با شیب متناسب برداشته می شود . خاک های حاصل از گود برداری با کامیون به خارج از ساختمان حمل میشود. چنانچه عمق گود برداری نسبتا زیاد باشد گود برداری در لایه های مختلف و به تدریج انجام میگیرد تا به عمق زمین پیش بینی شده برسند.

شکل 5-1: گودبرداری در زمین نامحدود

5-3- گود برداری در زمین های محدود :

منظور از زمین محدود ، زمین نسبتا کوچکی است که اطراف آن ساخته شده باشد . در این زمین ها هنگام گود برداری ، چنانچه گود برداری از سطح پی زمین همسایه پایینتر باشد برای جلوگیری خطرات احتمالی مانند ریزش و تخریب ساختمانهای مجاورباید تمهیدات لازم را اندیشید.

هنگامی که ساختمان در بافت های قدیمی و یا در محل قبلی ساختمان قدیمی ساخته می شود نیازی به تسطیح زمین نیست در اینگونه مواقع سیستم عملیاتی  موسوم به تخریب پاکسازی ساختمان قدیمی شامل تخریب بنای موجود با رعایت اصول ایمنی، تمیز کردن محل از نخاله های ساختمانی صورت می گیرد. پس از انجام عملیات تخریب و پاکسازی در صورت لزوم اقدام به گود برداری مي گردد .

بسته به نوع زمین و عمق گود برداری از ابزار دستی و مکانیکی می توان استفاده نمود.

اما در زمینهای بایر و دست نخورده قبل از شروع عملیات ساختمانی، کندن بوته و ریشه گیاهی درختان به طور اصولی باید صورت گیرد سپس به کمک نقطه مبدا ارتفاعي بنام بنچ مارک، اقدام به تسطیح زمین مینماید در واقع به کمک بنچ مارک متوجه می شویم درچه قسمتهائی نیاز به عملیات خاک برداری ودرچه قسمتهای و تا چه ترازی با روشهای اصولی خاک ریزی صورت گیرد.

لازم به ذکر است خاکریزی در محل گود باید با استفاده از خاک مناسب بصورت لایه ریزی و تراکم مرحله به مرحله انجام گیرد. گاهی اوقات خاک ریزی بصورت لایه لایه و آب پاشی و استفاده از ماشین های غلتک سنگین و گاهی اوقات به کمک کمپکتورهای دستی صورت می گیرد در هر حال نتیجه بایستی بدست آوردن سطحی باشد، برابر سطح مورد نظر که از نظر مقاومت با قسمت خاک برداری تقریبا یکسان باشد تا سبب نشست های نا متقارن نگردد.

در هنگام خاکریزی بسته به ارتفاع آن حداقل باید موارد زیر رعایت گردد برای مطالعه بیشتر و کسب اطلاعات کامل توصیه می شود به کتابهای تخصصی که در این خصوص وجود دارد مراجعه نمايید.

در صورت امکان می توان با اضافه نمودن دوغالب آهک و مخلوط آن با خاک مربوطه و اجرای لایه به لایه مخلوط و تراکم، یک خاکریز مناسب اجرا نمود در غیر این صورت بهتر است از خاکی که مخلوطی از قلوه سنگ و شن در شت نخودی، بادامی، ماسه و رس ولای و رطوبت به اندازه کافی است با غلتک زنی و اجرای لایه ای، خاکریز مناسبي  بدست آورد. بهتر است غلتک زنی تا زمانیکه در لایه تورق ایجاد شود ادامه پیدا کند و قبل از اجرای لایه بعدی از غلتکهای با سطح نا صاف مانند غلتک پاچه بزی برای درگیری بین لایه ها استفاده نمود.

عمق گود برداری حداکثر تا روی پی می باشد و محل پی های وشنازها را به کمک ابزار دستی حفاری می نمايند. ولی از نظر اجرایی بهتر است گود برداری تا زیر پی ادامه یابد تا اولا فضای مناسب برای قالب بندی داشته باشیم و از طرفی با توجه به عدم ریزش مصالح به داخل پی پی سازه، تمیز تر و درست تر خواهد بود. اما برای پی های نواری که با شفته آهک پر می شود و نیاز به قالب بندی ندارد بهتر است عمق گود برداری تا روی پی حفر گردد و پی را به کمک ابزار دستی حفر نمود.

5-4- شیب دیوارهای محل گود برداری شده :

برای جلوگیری از ریزش دیوارهای محل گود برداری شده به داخل گود ، معمولا دیوارهای کناری حاصل از خاکبرداری یا تراشه های اطراف باید دارای شیب ملایمی باشد . اندازه زاویه شیب به نوع خاک محل گود برداری بستگی دارد. هر قدر خاک محل سست تر و قابل ریزش تر باشد اندازه زاویه این شیب بزرگتر خواهد شد .

برای جلوگیری از هزینه اضافی میتوان با قالب بندی دیواره های محل گود برداری از زاویه شیب کوچکتری استفاده نمود .

اگر در مناطق شهری و در بافت قدیمی اقدام به گود برداری نمایيم احتمالا قادر به رعایت شیب مورد نظر نباشیم و بایستی شیب را به صورت قائم اجرا نمایم از اینرو نياز به استفاده از حایل ها و روشهای مخصوص می باشد. از جمله اين روشها می توان به موارد زیر اشاره نمود (اصول ومبانی گود برداری):

1- سپر کوبی

2- مهار سازی

3-دوخت به پشت

4- دیواره ديافراگمي

5- مهار متقابل

6- اجرای شمع

7- روش خرپائی

بدلیل اینکه فضای بین دیواره شیب و ساختمان باید بعد از احداث سازه با مصالح مناسب پر شود، هر چه شیب دیوار کمتر باشد از نظر اقتصادی به صرفه تر خواهد.از طرفی شیب دیواره تابع خصوصیات ژئوتکنیکی  خاک محل گود برداری می باشد. در جدول زیر شیب تقریبی گود برداری در زمین های مختلف را نشان داده شده  است(اجزاساختمان سیاوش کیاری)

جدول 5-1: شیب گود برداری در انواع خاکها

شکل 5-2: زاویه شیب گودبرداری

حال به توضيح بیشتري در خصوص شیب گود در انواع زمینها می پردازیم:

5-4-1- شیب گود برداری در زمینهای دج:

با توجه به سختی ومقاومت زمینهای دج خطر ریزش و رانش در آنها وجود نداره از اینرو گود برداری تا حدود 5/2 متر بدون استفاده از حفاظ بصورت عمودی قابل اجراست برای عمق های بیشتر تا حدود 5 متر گود برداری با شیب 5 درصد انجام میگیرد برای گود در عمق بیشتر نیاز به محاسبه و استفاده ازحفاظهای طراحی شده می باشد .

5-4-2- شیب گود برداری در زمین های سنگی:

در صورتیکه زمین به صورت سنگ و صخره يکدست باشد بطوریکه ترکهای داخل سنگ سبب لغزش و ریزش آن نشود تا عمق لازم می توان در این نوع زمینها حفاری را به صورت عمودی انجام داد و خطری از نظر ریزش و رانش وجود ندارد .

5-4-3- شیب گود برداری در مخلوط سفت:

در زمینهای مخلوط سفت با توجه به مرغوبیت دانه بندی و تراکم مناسب زمین و همچنین انسجام و قفل و بست لازم میان دانه ها، خطر ریزش ناچیز خواهد بود و تا عمق حدود5/2متر می توان حفاری را با زاویه بین 15 تا 30 درجه نسبت به محور قائم انجام داد .

5-4-4- شیب گود برداری در زمین های مخلوط متوسط:

اگر چه این خطر ریزش در این گونه زمینها قابل توجه نیست ولی زاویه شیب دیواره گود با محور قائم حداکثر به 30 درجه محدود می گردد و تا ارتفاع حدود5/2 متر نیاز به تمهید خاصی نیست ولی با افزایش عمق علاوه بر افزایش زاویه گود بایستی تمهیداتی برای جلوگیری از خطر در نظر گرفت .

5-4-5- شیب گود برداری درزمین های رسی:

در صورتیکه خاک زمین خشک باشد گود برداری در آنها مشکل چندانی نخواهد داشت و خصوصیات آن مشابه به خاک های مخلوط است و زاویه گود برداری  قائم آن45 درجه محدود است .

در صورتیکه خاک رس در معرض رطوبت قرار گیرد احتمال لغزش در آن افزایش می یابد و بایستی حفاظ های لازم را در نظر گرفته و کار سریعا اجرا گردد.

5-4-6- شیب گود برداری درزمینهای ماسه ای و شنی فاقد رس ومواد چسباننده:

با توجه به عدم وجود مواد چسباننده بین دانه های شن وماسه خطر ریزش و رانش در اینگونه خاک ها بسیار بالا می باشد و مصالح در هنگام گود برداری به داخل گود فرو می ریزند از اینرو زاویه گود از زاویه اصطکاک درونی خاک شنی و ماسه ای که حدود 30 درجه است تبعیت می نماید لذا شیب دیواره گود با راستای قائم حداقل به 60 درجه محدود می گردد .

5-4-7- شیب گود برداری در زمینهای سست:

بدلیل عدم مقاومت کافی اینگونه خاکها در صورت نیاز به اجرای گود دو راه کار وجود دارد راه اول این است که اطراف وشیب محل پی را کامل برداشت نمود و خاک حاصله را به جای دیگر حمل نمود که حمل خاک از شیب گود برداری اینگونه خاکها با صرف و وقت و هزینه گزاف همراه است.بعد از اجرای پی نیز پشت آن با مصالح مناسب پر شود که خاکریزی مجدد آن نیز ملزم هزینه فراوان می باشد. به دلایل اقتصادی و زمانی راه دوم توصیه می شود  راه دوم به این صورت اجرا می گردد که قبل از اجرای پی در نزدیکی اطراف پی و گود مانعی در مقابل رانش ولغزش ایجاد کرده که اینکار را اصلاحا سپر کوبی می نامند که به روشهای گوناگون قابل اجرا است از جمله این روشها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

سپر کوبی توسط تراورس چوب

سپر کوبی تیر آهن و پوشش تخته

سپر کوبی ورق پروفیل موجدار

سپر کوبی پروفیل زبانه دار.

5-5- آماده سازی بستر، شفته ریزی و بتن مگر:

 پس از انجام خاکبرداری باید بستر خاک را برای اجرای پی آماده کنیم. برای این کار از بتن با سیمان کم ( 100 تا 150 کیلوگرم سیمان در هر متر مکعب بتن) که به بتن مِگر موسوم است استفاده می شود. به این ترتیب که روی خاک حداقل 10 سانتی متر بتن با سیمان کم می ریزیند و سپس روی آن را با ماله صاف می کنند تا برای بتن ریزی پی­ها آماده شود.          

همچنین در صورتی که پس از خاکبرداری و رسیدن به خاک مناسب، لازم بود تا برای رسیدن به تراز کف پی ها از مصالح پر کننده استفاده نماییم و یا پیمانکار اشتباها بیش از حد لازم خاکبرداری نماید و فضای خالی بوجود آید برای پر کردن فضای خالی باید از بتن یا مصالح مناسب دیگر طبق نظر دستگاه نظارت و با هزینه پیمانکار استفاده نماید.

گاهی اوقات، برای رسیدن به عمق مورد نظر جهت اجرای بتن مگر و آغاز قالب بندی برای فونداسیون از شفته آهک استفاده میشود. استفاده از شفته آهک توصیه نمی شود اما با توجه به اینکه قیمت تمام شده آن پایین تر و بیشتر در دسترس می باشد لذا لازم است نکات زیر حتما رعایت شود تا در به دست آمدن کیفیت بهتر ما را یاری کند.

5-5-1- شفته ریزی:

  شفته آهكی كه با دوغاب ساخته و خوب عمل‌آوری شده باشد، دارای مقاومت 7 روزه معادل 5 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع و تاب 28 روزه حدوداً 10 كیلوگرم بر سانتیمتر مربع خواهد بود كه این مقاومت برای بستر پی ساختمان یا راه كاملاً مناسب می‌باشد.

1- آهک مصرفی میبایست حتما برای استفاده در شفته قبلا بصورت کامل شکفته شده باشد و پس از سرند شدن برای تهیه شفته مورد استفاده قرار بگیرد.

2- آهک باید حتما به صورت دوغاب با خاک درشت دانه مخلوط گردد .

3- بهتر است که مخلوط شفته آهک در کنار فونداسیون ساخته شود تا براحتی بتوان آن را به داخل محل خاک برداری منتقل کرد. در شکل های بعدی اجرای صحیح و اجرای نادرست را مشاهده میکنید.

شکل5-3: آهک شکفته و سرند شده و آهک نشکفته را مشاهده می کنید.

شکل5-4: روش صحیح شفته ریزی

شکل5-5 : روش نادرست شفته ریزی

4- دقت شود که بتن مگر حتما پس از عمل آوری کامل شفته آهک و رسیدن آن به گیرش اولیه بر روی آن اجرا شود تا آب بتن توسط شفته جذب نشده و موجب پوکی بتن مگر نگردد .

5- توجه شود که بر روی شفته اجرا شده تا زمانی که شفته به مقاومت 5/1 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع نرسیده است بارگذاری صورت نگیرد ( شفته آهکی زمانی به مقاومت 5/1 کیلوگرم بر متر مربع رسیده است که اثر کفش شما پس از راه رفتن بر روی آن باقی نماند.( برای حصول این منظور بازدید مهندس ناظر از شفته ریزی قبل از اجرای بتن مگر الزامی است .

شکل5-6: شفته آهکی که هنوز قابل بارگذاری نیست. رد پا هنوز روی آن باقی می ماند.

6- باید توجه نمود که هر چه میزان رس در خاک مصرفی برای شفته بیشتر باشد میزان آهک مصرفی نیز باید بالاتر رود. 

5-5-2-  بتن مگر:

 بتن مگر یا به تعریفی بتن رگلاژ کف قالبندی فونداسیون در حقیقت یک بتن با مقدار سیمان کم (100 تا 150 کیلوگرم سیمان بر مترمکعب) است که جهت آماده سازی بستر خاکبرداری شده برای آرماتوربندی و صفحه گذاری اجرا میگردد توجه به نکات ذیل جهت اجرای بتن مگر الزامی است :

1- قبل از اجرای بتن مگر حتما خاک بستر را مرطوب نمایید تا آب بتن جذب خاک نگردد و کیفیت آن پایین نیاید .

2- در صورتی که بتن مگر را بر روی شفته آهک اجرا میکنید حتما توجه داشته باشید که شفته به مقاومت 5/1 کیلوگرم بر متر مربع رسیده باشد . ( شفته آهکی زمانی به مقاومت 5/1 کیلوگرم بر متر مربع رسیده است که اثر کفش شما پس از راه رفتن بر روی آن باقی نماند 

3- شفته آهک میبایست قبل از اجرای بتن مگر مرطوب شده باشد تا آب بتن را جذب نکند. توجه داشته باشید زمانی که آهک هنوز جذب آب داشته باشد موجب پوکی بتن مگر میشود.

4- بتن مگر جهت پاکسازی کف و اجرای دقیقتر فاصله گذاری آرماتوربندی از کف انجام میگردد بنابراین به تمییز و یکنواخت بودن سطح آن دقت کنید تا آرماتوربندی بهتری داشته باشید.

شکل5-7: یک نمونه بتن مگر ریخته شده را مشاهده می کنید. همانطور که می بینید سطح بتن کاملا صاف و یکنواخت بوده و اگر قبل از بتن ریزی پی جارو شود (خاک و آشغال ها جمع­آوری شوند.) یک بستر بسیار مناسب می باشد.

5- معمولا بتن مگر توسط دستگاههای مخلوط کن ( بتونیر ) کوچک ساخته میشود دقت نمایید که حداقل دو (2) دقیقه پس از اضافه کردن آب، بتن درون دستگاه به خوبی مخلوط شود و سپس مورد استفاده قرار بگیرد.

6- بعد از ریختن بتن مگر با توجه به دمای هوا حدود 10 ساعت سطح آن را مرطوب نگه دارید(با پاشیدن آب) و بعد از گذشت یک (1) روز می توانید عملیات بعدی را شروع کنید و روی بتن مگر راه بروید.