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.

به گزارش توسعه عمران بیمه؛ 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 است.

اعضای اصلی خرپا شامل:

• عضو قائم
• عضو مایل
• ریشه عضو قائم
• پی عضو مایل
• اعضای افقی و مایل خرپا
است.


سازه نگهبان خرپایی و اجزای اصلی آن در پروژه های سعادت آباد، جنت آباد و نیاوران شرکت ایستاسازه

مبانی طراحی روش سازه نگهبان خرپایی

جهت طراحی سازه نگهبان خرپایی دو روش وجود دارد:

۱) استفاده از جدول هایی 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.


نمونه جدول طراحی سازه

۲) طراحی سازه نگهبان خرپایی با استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود مثل Plaxis دو بعدی و سه بعدی که معمولاً به نتایج سبک تری می رسد.

در این روش، با توجه به سختی خمشی و محوری اعضای عمودی، مایل و خرپایی شبیه سازی انجام می شود و تغییرشکل عوارض مجاور گود محاسبه می شود.


طراحی سازه نگهبان خرپایی پروژه جنت آباد شرکت ایستاسازه با استفاده از نرم افزار Plaxis 2D


طراحی سازه نگهبان خرپایی با استفاده از نرم افزار Plaxis 3D

روش اجرای سازه نگهبان خرپایی

۱) حفر چاه اعضای قائم

همانند اجرای شمع فلزی در روش های میخ کوبی (نیلینگ) و مهارگذاری (انکراژ)، در روش سازه نگهبان خرپایی نیز، می بایست حفر چاه اعضای قائم، قبل از شروع خاکبرداری، انجام گردد. جانمایی این چاه ها به وسیله نقشه برداری و با توجه به نقشه های اجرایی انجام می شود. جهت بتن ریزی ریشه اعضای قائم، کف این چاه ها از تراز کف شالوده پایین تر است.

۲) اجرای اعضای عمودی سازه نگهبان خرپایی

غالباً مقطع اعضای قائم به صورت زوج نیمرخ IPE یا نبشی است. اعضای قائم را به صورت عمودی در چاه قرار داده و به طور کامل به دیوار می چسبانند و سپس ریشه شمع فلزی بتن ریزی می شود.

ریشه شمع فلزی حدود ۲۵ درصد عمق گود بوده و قطر چاه ها حدود ۸۰ تا ۱۰۰ سانتیمتر است. جهت گیرداری بهتر عضو قائم در بتن ریشه، قطعات نبشی یا ناودانی را به عنوان برش گیر به عضو قائم جوش می دهند.


حفر چاه، اجرای عضو قائم و بتن ریزی چاه پروژه نیاوران شرکت ایستاسازه

همان طور که شمع های فلزی در روش های میخ کوبی، مهارگذاری (انکراژ)، 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 تغییرشکل ها 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

۳) 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 نیست. بنابراین ابتدا جلوی اعضای عمودی به صورت شیب پایدار خاکبرداری می شود و سپس اعضای مایل نصب می شود.

اعضای مایل در بالا به اعضای قائم جوش می شوند 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 شوند.


اجرای اعضای مایل پروژه جنت


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

۴) 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 مرحله ای انجام می شود و شبکه فولادی (مش) و بتن پاشی (شاتکریت) انجام می شود.


اجرای اعضای افقی و مورب خرپایی در پروژه جنت آباد شرکت ایستاسازه


نصب اعضای افقی و مورب خرپایی

۵) 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 شوند.

اعضای مهاربندی در اسرع وقت و با پیشرفت عملیات خاکبرداری پس از نصب اعضای قائم و مایل می بایست اجرا گردد.


اتصال خرپاهای مجاور در پروژه جنت آباد


مراحل اجرای سازه نگهبان خرپایی


نمای ۳ بعدی اجرای سازه نگهبان

گاهی اوقات در پایدارسازی گودها با توجه به شرایط:

• اجازه و عدم اجازه سازه های مجاور
• لایه بندی خاک
• تغییر عرض قسمت های مختلف گود
• اختلاف ارتفاع عمق گود در دیواره ها
• سربار گود

روش های پایدارسازی با یکدیگر ترکیب می شوند.


ترکیب روش سازه نگهبان خرپایی و میخ کوبی