یکی از بزرگترین چالش‌هایی که اکثر مهندسین عمران در هنگام ساختمان‌سازی با آن روبرو هستند، مجاورت آب در کنار سازه‌های مهندسی است. برای برطرف‌کردن این مشکل، باید به دنبال راهی بود تا آب از محل سازه‌ها دور شود و بعد از ساخت، به آن‌ها نفوذ نکند. در اصطلاح به دور کردن و هدایت آب از محل سازه‌ها، زهکشی می‌گویند. در واقع زهکشی گود ساختمانی از نزدیک‌شدن و نفوذ آب به کف و دیواره‌های گود جلوگیری می‌کند، در حالی که آب‌بندی مانع از ورود آب به کف و دیواره‌های گود ساختمان خواهد شد. در این مقاله از فرنام بسپار همراه ما باشید تا در مورد انواع زهکشی گود ساختمان و ضرورت استفاده از آن اطلاعات کاملی کسب کنید.
ضرورت استفاده از سیستم زهکشی گود ساختمانی در چیست؟
همان طور که اشاره کردیم یکی از مشکلات اصلی که اکثر سازندگان ساختمان در هنگام گودبرداری ساختمان ممکن است با آن مواجه شوند، نفوذ آب به بستر سازه‌های ساختمانی است که این آب ممکن است یا به صورت سطحی یا به صورت زیرزمینی باشد. زهکشی گود ساختمانی، با کنترل کردن جریان آب، مانع از ورود آب به دیواره‌ها و فوندانسیون سازه‌ها می‌شود. از آن جایی که طراحی و به اجرا در آوردن زهکشی ساختمان یک فرآیند تخصصی است، باید توسط متخصصین کاملاً حرفه‌ای و مجرب انجام شود. ضرورت اجرای زهکشی گود ساختمانی، به دلیل موارد زیر است:
- مانع از آسیب رساندن به سازه خواهد شد.
- باعث جلوگیری از تخریب و نشست فوندانسیون‌ها می‌شود.
- باعث افزایش ظرفیت خاک زیر فوندانسیون می‌شود.
- باعث کاهش میزان هزینه‌ها و زمان در پروژه خواهد شد.
- رفع خطر‌های احتمالی ناشی از ورود آب به بستر گودبرداری
- پیشگیری از صدمه‌های احتمالی که ممکن است در زمان بهره‌برداری به وجود آیند.
معرفی انواع سیستم های زهکشی گود ساختمانی
سیستم‌های زهکشی را معمولاً بر اساس میزان ورود دبی آب و شرایط هر پروژه، برای کنترل بهتر آب طراحی می‌کنند. تا به امروز از روش‌های گوناگونی برای کنترل آب در هنگام گودبرداری و ساخت سازه‌های ساختمانی استفاده شده است که انتخاب هر روش، طبق شرایط پروژه متفاوت است. سیستم زهکشی گود ساختمانی را بر اساس نوع بهره‌برداری، به دو نوع سیستم زهکشی دائم و سیستم زهکشی موقت، تقسیم‌بندی می‌کنند که در ادامه توضیحات تکمیل‌تری را مشاهده می‌کنید:
سیستم زهکشی دائم
سیستم زهکشی دائم، سیستمی است که در کل مدت ساخت سازه، مورد بهره‌برداری و استفاده قرار می‌گیرد و از چاه مادر، عملیات پمپاژ آب صورت می‌گیرد تا سطح آب‌های زیر زمینی به تراز مورد نظر برسند و ثابت شوند. به همین دلیل لازم است که زهکشی گود ساختمانی به صورت دائم، عملیات بازبینی، نگهداری و تعمیر پمپ آب و سیستم زهکش به صورت دوره‌ای و مرتب انجام شود.
سیستم زهکشی موقت
بعد از اتمام گودبرداری و ساخت سازه در سیستم زهکشی موقت، پمپ آب در ارتباط با چاه مادر خاموش می‌شود تا دوباره آب‌های زیر زمینی، به تراز اولیه خود بازگردند. انواع سیستم‌های زهکشی گود ساختمانی عبارت‌اند از:
زهکشی سطحی زیر فونداسیون
سیستم زهکشی سطحی زیر فوندانسیون شامل‌ایستگاه پمپاژ، پتوی زهکش بستر و کانال‌های زهکش که با مصالح زهکش پر شده‌اند، است.
زهکشی نیمه عمیق
سیستم زهکشی نیمه عمقی شامل چند عدد چاه به همراه گالری اتصال دهنده و‌ایستگاه پمپاژ است. در این سیستم زهکشی، حفاری در بستر گود انجام می‌گیرد.
زهکشی عمیق
این سیستم شامل تعدادی چاه همراه با گالری اتصال دهنده آن‌ها در تراز‌های ارتفاعی متفاوت و ایستگاه پمپاژ است. در این سیستم، زهکشی عمیق حفاری در محیط پیرامون و پایین‌تر از گود انجام می‌گیرد. سیستم زهکش عمیق گود‌های ساختمانی، خود به دو دسته زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
سیستم زهکش دارای چاه‌های عمیق
اگر در عمق‌های خیلی پایین‌تر از کف تراز گود، به لایه‌هایی برخورد شود که نفوذ‌پذیری آن خیلی بالا است، به گونه‌ای که بتوان با حفر چاه، آب را از آبخوان موضعی به لایه‌های زیرین منتقل کرد، قبل اینکه آب وارد گودبرداری یا سازه شود، می‌توان از این روش استفاده کرد. قبل از شروع پروژه، شرایط انجام این روش توسط مطالعات ژئوتکنیک و بررسی سایر شرایط، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
سیستم زهکش دارای چاه و گالری ارتباط دهنده
اگر در عمق‌های پایین‌تر از کف تراز گود، به لایه‌های آبگذر برخورد نشود، یا به هر دلیل خاصی نتوان از روش اول استفاده کرد، از این روش استفاده می‌شود. این روش معمولاً شامل سه حالت چاه و گالری میانی، چاه و گالری تحتانی و چاه و گالری میانی و تحتانی، به صورت توام است.
روش های گوناگون زهکشی گود ساختمانی کدامند؟
سیستم زهکشی گود ساختمانی با استفاده از روش‌های طبیعی، خندقی، جناقی، بادبزنی و شبکه‌ای قابل انجام است که در ادامه به توضیح آن‌ها خواهیم پرداخت:
روش طبیعی
در روش طبیعی، متناسب با گودی‌ها و دره‌های زمین، لوله‌هایی را با اتصالات باز قرار می‌دهند که این لوله‌ها، به زهکش اصلی متصل هستند. روش طبیعی برای زهکشی زمین‌های کشاورزی هم کاربرد دارد.
روش خندقی
در این روش، تعدادی زهکش را در یک طرف یا چند طرف ساختمان و گاهی در تمام ساختمان قرار می‌دهند و با قطع کردن جریان آب زیر زمینی، جریان آن را به زهکش اصلی خواهند رساند.
روش جناقی
در روش جناقی، با پیروی کردن از شیب زمین، طبق یک زاویه مشخص، لوله‌های فرعی را به زهکش اصلی متصل می‌کنند. در این روش نباید طول زهکش‌های فرعی، بیشتر از ۳۰ متر باشد.
روش بادبزنی
در روش بادبزنی، زهکش‌های فرعی را به شکل بادبزن، به زهکش‌های اصلی در اطراف ساختمان وصل می‌کنند. انجام این روش به دلیل سخت بودن اتصال زهکش فرعی به زهکش اصلی در یک نقطه، کمی دشوار است.
روش شبکه‌ای
در این روش، تمامی زهکش‌های اصلی و فرعی به صورت یک شبکه منظم مستطیلی، کنار هم قرار داده می‌شوند. در روش شبکه‌ای، زهکش‌های فرعی از یک طرف به زه
روش آب بندی گود ساختمان بر اساس چه پارامتر‌هایی انتخاب می شود؟
طبق آیین‌نامه بین‌المللی ۸۱۰۲BS روش های آب‌بندی گود ساختمان، بر اساس پارامتر‌های زیر مشخص می‌شود:
سطح آب های زیر زمینی
آب، اگر در پروژه ساختمانی به درستی مدیریت نشود، ممکن است باعث ایجاد مشکل در هنگام گودبرداری شود. وجود آب، ممکن است باعث از بین رفتن پیشانی خاکی گود، کاهش ظرفیت باربری، افزایش هزینه و زمان و همچنین عدم تمایل پیمانکاران به انجام کار شود. در مورد مسأله آب، باید به آب‌های زیر زمینی، آب‌های راکد، مشکلات آب‌های سطحی و آب‌هایی که در هنگام گودبرداری ممکن است از زمین خارج شوند، توجه کرد. معمولاً از روش‌های گوناگونی برای کنترل آب در شرایط زهکشی گود ساختمانی استفاده می‌شود. معیار‌هایی که برای انتخاب مناسب‌ترین و مؤثر‌ترین روش زهکشی، مورد بررسی قرار می‌گیرند، به جنس و نفوذ‌پذیری خاک بستگی دارند.
جنس خاک و ضریب نفوذ‌پذیری آن
برای شناخت بهتر جنس خاک و ضریب نفوذ‌پذیری آن، قبل از انجام زهکشی گود ساختمانی، روی خاک محل اجرای عملیات، مطالعات ژئوتکنیکی انجام می‌گیرد. در این مرحله تمامی تأسیسات زیر زمینی، چاه‌های آب، قنات و فاضلاب و همچنین مسیر آن‌ها بررسی می‌شوند. اگر در اطراف محل گودبرداری، بار‌های سنگین مانند بار‌های دینامیکی و استخر وجود داشته باشند، برای کاهش این سربار‌ها، اقدامات لازم انجام می‌شود. به همین دلیل شناخت انواع خاک‌ها و رفتار آن‌ها در مواجه با شرایط آب، هوا و سایر عوامل مخرب اهمیت بالایی دارد.
زهکشی و ایزولاسیون گود ساختمان ها با استفاده از ژئوسنتتیک ها
یکی از مراحل پایانی گودبرداری، ایزولاسیون گود ساختمان است که از آن معمولاً در سازه‌هایی که طبقات منفی دارند یا در زمین‌هایی با سطح آب زیر زمینی بالا استفاده می‌شود. اما در کل، انجام این روش برای هر سازه‌ای، می‌تواند مؤثر باشد و باعث استحکام سازه خواهد شد. در زهکشی گود ساختمانی با استفاده از محصولات ژئوسنتتیک، می‌توان با به کارگیری لایه‌های آب بند غشائی مثل ژئوممبران، یک پرده بین سازه‌ها و محیط پیرامون به وجود آورد. در این روش، به دست آوردن ضخامت لایه، بر اساس مقدار فشار هیدرواستاتیک آب انجام می‌گیرد.
در واقع استفاده از ورقه ژئوممبران برای گود‌های ساختمانی و ایزولاسیون فوندانسیون یک تکنولوژی پیشرفته و ایمن برای حفاظت از سازه‌ها، در برابر تأثیرات مخرب آب محسوب می‌شود. سیستم ایزولاسیون به نوع آب یعنی فشار موقت آب، رطوبت و فشار دائم آب بستگی دارد. معمولاً با توجه به این موارد، ضخامت ورقه‌های ژئوممبران و همچنین سیستم‌های کنترل و تعمیر انتخاب می‌شوند. به طور مثال ضخامت ورقه‌های ژئوممبران تحت فشار دائمی آب، باید ۲ میلی‌متر باشند. معمولاً ژئوممبران‌های LIDPE و PVC انعطاف‌پذیری، مقاومت شیمیایی و خاصیت آب‌بندی بالایی دارند.
مزایای زهکشی و آب‌بندی گود ساختمان با ژئوسنتتیک ها
ژئوسنتتیک‌ها جزو آن دسته از محصولاتی هستند که از مواد مصنوعی مانند پلاستیک و لاستیک تشکیل شده‌اند. این مواد از نظر کارایی، ویژگی‌های گوناگون و شکل ظاهری متفاوتی دارند. نمونه دیگری از محصولات ژئوسنتتیک‌ها، ژئوگرید‌ها هستند که جنس آن‌ها معمولاً از پلی‌اتیلن یا پلی استر است که از نظر ابعاد، سایز و ضخامت متفاوت است و معمولاً به شکل ورقه‌های مشبک ساخته می‌شوند.
ژئوگرید، قابلیت قفل شوندگی بالایی با خاک دارد و به دلیل مقاومت کششی زیاد، از آن به عنوان تقویت‌کننده مناسب استفاده می‌شود. در مناطقی که خاک آن‌ها به صورت نم دار یا اشباع است، معمولاً ژئوگرید‌ها در پایین و بالای لایه ژئوتکستایل قرار داده می‌شوند. مزیت‌هایی که باعث شده است محصولات ژئوسنتتیک در مقایسه با سایر روش‌های دیگر برای زهکشی گود ساختمانی انتخاب مناسب‌تری باشند، عبارت‌اند از:
- کمتر شدن عملیات خاکی با محصولات ژئوسنتتیک اتفاق می‌افتد
- محصولات ژئوسنتتیک، معمولاً در هنگام برش دادن مستحکم هستند.
- محصولات ژئوسنتتیک، قابلیت جوش زدن بالایی دارند.
- با استفاده کردن از این محصولات، به طرز چشمگیری هزینه عملیات اجرایی، کاهش پیدا می‌کند.
- محصولات ژئوسنتتیک، پایداری محیطی مناسبی دارند.
- این محصولات از جمله موادی هستند که آتش نمی‌گیرند و به عنوان خاموش شونده از آن‌ها استفاده می‌شود.
- در صورت استفاده کردن از محصولات ژئوسنتتیک در زهکشی ساختمان‌ها، سرعت اجرایی شدن طرح به سرعت بالا می‌رود.
- محصولات ژئوسنتتیک به شدت در مقابل نفوذ آب مقاوم هستند.
- استفاده از محصولات ژئوسنتتیک در آب‌بندی گود‌های ساختمانی، باعث بالا بردن سطح کیفی کل پروژه خواهد شد.
خوب است بدانید که ژئوگرید‌ها، گروهی از خانواده ژئوسنتتیک‌ها هستند که از آن‌ها نیز می‌توان، برای زهکشی گود ساختمانی استفاده کرد. ژئوگرید‌ها، کاربرد‌های فراوانی دارند که عبارت‌اند از:
- ژئوگرید‌ها، به تقویت شیب‌ها کمک می‌کنند.
- ژئوگرید‌ها مانع از ریزش صخره‌های سنگی و کوه‌ها می‌شوند.
- به افزایش مقاومت مکانیکی و کششی کمک می‌کنند.
- به مسلح کردن خاک کمک می‌کنند.
- در تثبیت و استحکام شیب‌های تند، همراه با نما‌های متنوع و سبز قرار می‌گیرند.
- با استفاده از ژئوگرید‌ها می‌توان اجرا و ساخت دیوار‌های حائل خاک را به صورت مسلح تا ۹۰ درجه اجرا کرد.
- به مسلح کردن دیواره‌های سیمانی و گچی کمک می‌کنند.
سخن پایانی
بسیاری از ساختمان‌های بلند مانند ساختمان‌های مسکونی، برای اینکه بتوانند پی‌ریزی مناسبی داشته باشند، نیاز به گودبرداری عمیق دارند. هنگام انجام گودبرداری با عمق زیاد، احتمال رسیدن به آب‌های زیرزمینی بالا می‌رود. که این امر ممکن است باعث نفوذ آب به سازه‌ها و در نتیجه ایجاد مشکل در کار شود. یکی از مهمترین کار‌هایی که باید در هنگام زهکشی گود ساختمانی انجام گیرد، آب‌بندی گود‌ها به صورت کاملاً حرفه‌ای و اصولی است تا از سازه مورد نظر محافظت شود. از این رو یکی از مهمترین محصولاتی که برای این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند، ژئوسنتتیک‌ها هستند.
