ساختمان سازی فرآیندی طولانی و پیچیده بوده که به بخش های گوناگونی تقسیم بندی می شود. در پروسه احداث ساختمان، جهت آماده سازی پی، میبایست از مرحله خاک برداری عبور کرد. این بخش از فرآیند ساخت و ساز یکی از مهم ترین و البته سخت ترین مراحل بوده که در صورت سهل انگاری و عدم رعایت قوانین، خسارات جبران ناپذیری به همراه دارد.

بررسی مرحله خاک برداری

خاک برداری اولین مرحله از فرآیند ساخت و ساز بوده که در آن مهندسین با استفاده از تجهیزات پیشرفته و نیرو انسانی متعدد، اقدام به حذف قلوه سنگ، ماسه، شن، مصالح و … کرده تا سطحی یکنواخت به منظور پی ریزی ساختمان ایجاد کنند. انجام اصولی فرآیند خاک برداری نقش بسیار مهمی در روند پروژه ساخت و ساز داشته از این روی مهندسین میبایست قبل از آغاز این مرحله به نکاتی چون نوع زمین، نوع خاک، وضعیت آب و هوایی منطقه و … توجه داشته باشند.

روش های خاک برداری

خوب است بدانید که خاک برداری به دو صورت دستی و ماشینی انجام می شود که در ادامه به بررسی هر یک خواهیم پرداخت.

خاک برداری به صورت دستی: در صورت زیاد نبودن عمق گمانه می توان خاک برداری را به صورت دستی انجام داد. در این روش نیروی انسانی با استفاده از تجهیزاتی نظیر بالابر و چکش عملیات حفاری را آغاز کرده که از جمله مزایا این روش می توان به هزینه ی پایین آن اشاره کرد.

معایب حفاری به روش دستی: استفاده از نیروی انسانی در این روش سبب شده تا احتمال آسیب به کارگران تا حد چشمگیری افزایش پیدا کند. هم چنین حفاری به صورت دستی دارای محدودیت (تا عمق 80 سانتی متر) نیز می باشد.

خاک برداری به صورت ماشینی: در حفاری های عمیق از این روش استفاده می شود. قدرت زیاد این روش سبب شده تا گمانه با عمق بیشتری اجرا شود و به دلیل استفاده محدود از نیرو انسانی، احتمال  آسیب تا حد چشمگیری کاهش پیدا می کند.

معایب خاک برداری به صورت ماشینی: هزینه تجهیزات و ماشین آلات در این روش بسیار بالا بوده از این روی از نظر اقتصادی بسیار هزینه بر می باشد.

بررسی مراحل خاک برداری

فرآیند خاک برداری خود دارای مراحل گوناگونی بوده که در ادامه به بررسی هر یک خواهیم پرداخت.

(بررسی نقشه زمین): وجود شیب نامعین در نقشه و طراحی ساخت برخی ساختمان ها سبب شده تا نقشه برداری از زمین دارای اهمیت ویژه ای باشد.

نقشه برداری از خدمات زیر زمینی و تست های جغرافیایی از دیگر مراحل این بخش می باشد.

(تحقیقات میدانی): در این گام مهندسین دسترسی جاده ها و مواردی از این دست را به صورت اصولی طراحی کرده و با بازدید از سایت پروژه، هزینه های عملیات خاک برداری را تا حدودی تعیین خواهند کرد.

(دریافت تاییدیه و آغاز پروژه): دریافت تاییدیه نهایی به معنای آغاز رسمی پروژه می باشد.

(آماده سازی سایت): در این گام مواردی نظیر سنگ و ریشه گیاهان به طور کامل حذف شده تا زمین به طور کامل برای انجام خاک برداری آماده شود.

(درجه بندی خاک): از جمله مهم ترین مراحل در این فرآیند درجه بندی خاک یا  تعیین مسطح یا غیر مسطح بودن زمین است.

(نصب و جاگذاری نشانه ها): یکی از معیارهای اندازه گیری مناسب، نصب علائم و نشانه ها به شکل موقتی بوده که به صورت قائم و یا موازی برای تعیین محل صحیح پایه ها و راهنمای پروژه در محل عملیات قرار می گیرد.

(آماده سازی خاک): همان طور که پیش تر به این نکته اشاره کرده ایم، عملیات خاک برداری بر اساس نقشه های اجرایی انجام شده و تا زمان رسیدن زمین به مقاومت کافی، ادامه خواهد داشت.

گاهی برای رسیدن به تراز مناسب، به خاکریزی نیاز است برای همین در ابتدا میبایست خاک های نباتی تا عمق مورد نظر حذف شود و سپس عملیات خاکریزی آغاز شود.

توجه: برای جلوگیری از جمع شدن آب های سطحی، توجه به شیب عرضی سطح ضروری است و هم چنین در اجرای خاکبرداری، قشر خاک ریز نباید از ده سانتی متر عبور کند.

(فراهم سازی خیابان): در صورت نیاز به خاکریزی، بعد از حذف خاک نباتی می بایست خاک ریزی با استفاده از خاک قرضه و در ضخامت حداکثر 15 سانتی متر انجام شود.

گاهی ممکن است دستگاه نظارت به دلیل نامرغوب بودن خاک محل، دستور خاک برداری بیشتر از تراز معین شده را صادر کند. در این صورت محل خاک برداری تا تراز مورد نظر با مصالح مرغوب پر می شود. خوب است بدانید که در صورت وجود مسیرهای سنگی در بستر خیابان لازم است جهت رسیدن به سطحی صاف، خیابان را با مصالح مناسب آماده کرد.

(دفع و حمل خاک اضافی): موارد اضافی نظیر خاک، ریشه گیاهان و غیره توسط کامیون های مخصوص دفع از محل خارج می شود. جهت پیشگیری از هر گونه بی نظمی، بهتر است این فرآیند نیز بر اساس برنامه ی از پیش تعیین شده انجام شود.

(خاکریزی و مصالح مورد استفاده): خاک های مورد استفاده در این گام شامل خاک های درشت دانه و ریز دانه می باشد. دستگاه نظارت، بر خاک های مورد استفاده در این مرحله نظارت داشته و استفاده از خاک های لجنی، نباتی، قابل انقباض، گچی، زراعی قابل تورم، نمکی و خاک های دارای مواد آلی و رستنی را ممنوع می داند.

نکته: توجه داشته باشید که مرحله تشخیص کیفیت خاک بر عهده دستگاه نظارت و کارفرما است.

خاک های مناسب در موارد ذیل مورد استفاده قرار می گیرد:

• راه های دسترسی
• تاسیسات محوطه
• اطراف پی ساختمان
• ابنیه فنی
• خاکریزهای محل سازه
• کابل کشی
• پر کردن پشت دیوارها
• کانال لوله های آب و فاضلاب

توجه: امکان پر کردن سازه های فنی و یا پشت دیوار ها با مصالحی نظیر شفته آهکی یا بتن لاغر نیز در برخی موارد وجود دارد.

(بتن ریزی): فوندانسیون ساختمان بعد از عملیات خاک برداری ریخته می شود و بین 3 تا 10 روز نیز زمان لازم دارد.

برای مثال جهت ساخت یک بنای مسکونی در مدت 15 هفته، احتمالا 6 هفته تنها به کار فوندانسیون اختصاص داده خواهد شد. همواره توجه داشته باشید که به جهت احداث یک ساختمان مستحکم، صبوری در مدت زمان فوندانسیون الزامی است.

(انواع فوندانسیون): فوندانسیون انواع گوناگونی داشته که در ادامه به بررسی هر یک و نحوه تاثیر آن در خاک برداری خواهیم پرداخت.

(فوندانسیون تکی): پایه های تکی یا جدا شده کاربرد بسیار فراوانی داشته و به شکل مربع یا مستطیل می باشد. خوب است بدانید که اندازه آن بر اساس ظرفیت باربری خاک محاسبه می شود.

(فوندانسیون نواری): پایه های باز به طور کلی در عمق 30 سانتی متری ساخته شده و در مراحل آغازین پروژه به طور کامل قابل رؤیت می باشد. نگهداری از پایه های کم عمق در طول زمستان اجباری است زیرا در این فصل، آب موجود در خاک یخ زده و نتیجه منبسط می شود. استفاده از عایق یکی از راه های محافظت از پایه ها می باشد.

(فوندانسیون گسترده): این نوع فوندانسیون در کل سازه گسترش یافته و بار ساختمان را تحمل می کند.

(بررسی مصالح و اصلاح آن): در صورت مقاوم نبودن خاک باقی مانده از عملیات خاک برداری، می توان از خاک رس و یا مصالح معین شده استفاده کرد.

به یاد داشته باشید که خاک رس با درصد تورم بالا هرگز به جهت خاکریزی کف ساختمان ها استفاده نمی شود و در صورت استفاده از خاک رس قابل تورم نیز رطوبت به مقدار 1 تا 2 درصد بیشتر از رطوبت بهینه در نظر گرفته می شود.

توجه: جهت کاهش خاصیت خمیری خاک رس نیز می توان از آهک استفاده کرد. هم چنین افزودن آهک سبب افزایش مقاومت خاک و بالا بردن کارایی سیلت و رس نیز می شود.

سیمان پرتلند نیز یکی دیگر از مصالحی است که سبب بهبود ظرفیت باربری خاک خواهد شد. توجه کنید که افزودن هر یک از موارد مذکور و روش اختلاط میبایست تحت نظارت پیمانکار انجام شود.

(فراهم سازی بستر خاک ریزی): در این مرحله منطقه از وجود هر گونه عامل اضافی نظیر ریشه گیاهان، مصالح نامناسب و … پاکسازی می شود.  گاهی ممکن است آب های زیرزمینی نیز در منطقه وجود داشته باشد که در این صورت انجام عملیات زهکشی نیز الزامی است.

(تامین امنیت): به منظور تامین امنیت کارگران و نیروهای انسانی، نصب تجهیزات مناسب و وجود وسایل ایمنی الزامی است. عدم رعایت استاندارد های تعیین شده در این مرحله می تواند خسارات جبران ناپذیری در زمان حادثه به همراه داشته باشد.

(محاسبه حجم عملیات): حجم خاک برداری ساختمان به آسانی و با استفاده از فرمول های ریاضی قابل محاسبه می باشد.

حجم خاک برداری ساختمان= طول خاک× عرض خاک× ارتفاع خاک

در صورت وجود کوپه خاک می توان از فرمول ذیل استفاده کرد.

حجم انباشته شدن خاک =ارتفاع×مساحت قاعده×1.3

نکاتی در خصوص عملیات خاکریزی

توجه به نکات ذیل قبل از عملیات خاکریزی الزامی است.

• در صورت خاکریزی روی سطح بتنی، قبل از هر اقدامی تمیز و مرطوب سازی بتن ضروری است.
• توجه داشته باشید که رگلاژ و کوبیده شدن سطح مورد نظر در صورت وجود شن و ماسه در بستر خاکریزی الزامی است.
• در صورت اجرای خاکریزی بر روی سطح سنگی، خارج کردن عناصر اضافی نظیر سنگ های سست الزامی است و قبل از انجام عملیات خاکریزی، سطوح نیز باید به صورت کامل مرطوب شود.
• شخم زدن تا عمق 15 سانتی متر در زمین هایی از جنس خاک های ریز دانه (رسی یا سیلیسی) ضروری است.

بررسی عملیات خاک برداری و گود برداری

خاک برداری و گود برداری دو عملیات مهم در فرآیند احداث یک پروژه نظیر برج، پل، مترو، آپارتمان و غیره بوده که عموما به صورت یکی در نظر گرفته می شود در صورتی که این دو عملیات کاملا مجزا و متفاوت از یکدیگر می باشد.

بررسی عملیات گودبرداری: عملیات گودبرداری بر اساس جنس زمین به دو صورت دستی و یا ماشینی قابل اجرا می باشد. هم چنین گودبرداری به جهت هموار کردن بخش هایی از زمین انجام شده و عملیات حفاری در آن تا عمق بیشتر از 60 سانتی متر نیز انجام خواهد شد.

بررسی عملیات خاک برداری: در عملیات خاک برداری با حذف فرورفتگی و برآمدگی ها، تمامی ناصافی های سطح زمین از بین رفته و زمین هموار می شود. این فرآیند نیز با استفاده از ماشین آلات مخصوص و یا روش دستی قابل اجرا می باشد.

بررسی شباهت های عملیات خاک برداری و گود برداری

در هر دو روش زمین با استفاده از نیروی انسانی و یا ماشین آلات مخصوص هموار شده و روش اجرای هر یک از این عملیات ها نیز بر اساس جنس زمین انتخاب می شود.

همچنین عملیات گود برداری و خاک برداری هر دو از ابتدایی ترین اقدامات به جهت ساخت و ساز می باشد.

بررسی تفاوت های عملیات  خاک برداری و گود برداری

در پروسه خاک برداری عمق حفاری کمتر از 60 سانتی متر و در پروسه گود برداری، عمق کنده کاری بیشتر از 60 سانتی متر و گاها تا چند متر می رسد.

نکته: توجه به مسیر تاسیسات شهری (لوله ها، کابل ها و غیره) در هر یک از عملیات های مذکور ضروری بوده زیرا در غیر این صورت امکان بروز آسیب و خسارت به خانه ها تا حد چشمگیری افزایش پیدا می کند.

مجوز های لازم برای عملیات خاک برداری

اخذ مجوز های لازم یکی از ضروری ترین اقدامات قبل از انجام عملیات خاک برداری بوده و مربوط به هر یک از سازمان های مخابرات، گاز، آب و فاضلاب، برق، آتش نشانی و کلانتری می باشد.

بررسی انواع زمین

زمین و خاک به طور کلی به چندین دسته گوناگون تقسیم بندی شده که اطلاع از نوع آن تاثیر بسیار زیادی در روند کار می گذارد. قبل از آغاز عملیات خاک برداری مهندسین با دقت زمین را بررسی کرده و نوع آن را نیز تعیین می کند.

دسته بندی زمین ها عبارت است از:

زمین لجنی: این دسته از زمین دارای خاک ریز دانه و نرم (همانند رس) بوده و عموما حالت پلاستیکی دارد. کار در این نوع از زمین بسیار دشوار بوده زیرا چسبنده بودن خاک آن سبب گیر کردن تجهیزات و نیروی انسانی می شود.

زمین دج: زمین های دج بسیار سخت بوده و رد کلنگ در زمان کندن در آن بجا می ماند.

توجه: دج وسیله ای بسیار قدیمی است که در گذشته برای کندن مورد استفاده قرار می گرفت.

زمین دستی: زمین های دستی نرم بوده و به کمک ابزارهای دستی نظیر بیل نیز قابل کندن می باشد.

زمین سنگی: زمین های سنگی بسیار سخت بوده و به صورت کلی از سنگ پوشیده شده است. سخت بودن زمین های سنگی سبب شده که عملیات حفاری تنها با استفاده از ماشین آلات سنگین امکان پذیر باشد.

زمین کلنگی: در زمین های کلنگی خاک با استفاده از بیل و کلنگ برداشته شده و از سختی متوسط برخوردار می باشد.

خاک برداری با و بدون آرماتوربندی

در صورت عدم امکان ایجاد شیب، گود برداری آرماتور بندی شده و روش های گوناگونی نیز به این منظور وجود دارد.

نکته: در صورت حفاری بدون آرماتور بندی، باید از عدم لغزش طرفین خاک اطمینان حاصل شود.

بهینه سازی خاک چیست؟

خطرات احتمالی در زمان خاک برداری

چاله های ساختمانی و فرار از گود: یکی از بزرگ ترین خطرات که جان نیروهای انسانی را در زمان گود برداری تهدید می کند، خطر زمین لغزش به دلیل تغییرات آب و هوایی و اثر باد می باشد.

 جهت جلوگیری از بروز آسیب و هر گونه خسارت در زمان زمین لغزش رعایت نکات زیر الزامی است.

• نصب علامت هشدار به صورت خوانا و یا نرده محکم در فاصله دو متری لبه گودال به جهت جلوگیری از سقوط مردم عادی و رهگذران
• عرض حداقل یک متری در ناحیه کار
• دسترسی آسان پله به داخل و خارج گود
• عرض حداقل 0.8 متر در پله به جهت انتقال تجهیزات و ابزارآلات
• وجود نردبان در نزدیکی محل خاکبرداری به منظور ایجاد مسیر فرار
• مسطح بودن کف گودال به جهت راحتی کارگران
• ارتفاع حداکثری 0.2 متر و شیب 0.60 تا 0.63 متر پله ها
• وجود نرده در دو طرف پله ها

فرآیند خاک برداری در نزدیک جاده: گاهی ممکن است محل پروژه در کنار جاده باشد از این روی ترافیک سنگین یکی از بزرگ ترین چالش ها در فرآیند خاک برداری و حفاری است که کادر اجرایی با آن رو به رو هستند.

جالب است بدانید که لرزش ترافیک عبوری نیز می تواند در پروسه خاک برداری ایجاد اختلال کند از این روی توجه به  فاصله ی میان سایت پروژه و جاده الزامی است. برای حل این مشکل کارفرما می تواند اقدام به تهیه یک نقشه کرده و آن را در اختیار مسئولان راهسازی نیز بگذارد.

تنفس گازهای سمی: احتمال کمبود اکسیژن و خفگی کارگران در صورت ورود به گود در روش گود برداری دستی وجود دارد.

عملیات خاک برداری و وجود تاسیسات: گاهی در مسیر خاک برداری تاسیسات برقی نظیر کابل ها و یا لوله کشی وجود داشته که در صورت عدم توجه به آن و آغاز عملیات حفاری، خسارات بسیار زیادی پدید خواهد آمد.

به جهت جلوگیری از این اتفاق میبایست تاسیسات موجود در زمین به وضوح مشخص شده و اطلاعات مربوط به آن تا عمق 10 متری از محل حفاری در اختیار تیم اجرایی باشد.

گاهی ممکن است بیل مکانیکی به کابل های زمینی یا سقفی برخورد کند که در این صورت رعایت نکات زیر امنیت راننده را تامین میکند.

• تماس با شرکت تامین برق منطقه پروژه و درخواست کمک
• عدم خروج راننده از وسیله تا زمان خاموشی کامل برق
• دور شدن دیگر نیروهای انسانی از دستگاه و کنترل وضعیت از فاصله ی مناسب

سیلاب و آب در زمان خاکبرداری: بالا رفتن فشار آب سبب بروز سیلاب شده که این امر یک تهدید جدی به شمار می رود.

سقوط تجهیزات: وسایل مورد نیاز به جهت حفاری بسیار سنگین بوده و سقوط آن بر روی افراد حاضر در گود، سبب مرگ آن ها خواهد شد از این روی رعایت نکات ایمنی در این زمینه الزامی است.

تجهیزات مورد نیاز جهت خاک برداری

عملیات خاک برداری عموما توسط ماشین آلات و تجهیزات سنگین انجام شده که از میان آن ها می توان به بیل مکانیکی و لودر اشاره کرد. کامیون های کمپرسی وظیفه انقال مواد ناشی از خاک برداری به بیرون را داشته و در صورت انجام این فرآیند در نقاط شلوغ و پر هرج و مرج شهر، بهتر است از تجهیزات سبک تر (وانت های کمپرسی، بیل بکهو، بابکت و غیره)  استفاده کرد.

بررسی قوانین و ضوابط

قوانین مربوط به عملیات خاک برداری در هر منطقه متفاوت بوده و عموما به صورت محلی تعیین می شود.

در ادامه به چند مورد از مهم ترین آن ها اشاره خواهیم کرد.

توجه به محیط زیست: در زمان انجام فرآیند خاک برداری گروه اجرایی میبایست به محیط زیست توجه داشته و تا حد امکان به حیوانات، مناطق حساس نظیر زمین های مرطوب، آب و هوا و غیره  آسیب وارد نکند.

تهیه تمامی مجوزها: دریافت مجوزهای لازم قبل از اقدام به انجام کار ضروری است و در غیر این صورت با تمامی متخلفین برخورد خواهد شد.

تعیین هزینه عملیات خاک برداری

هزینه خاک برداری بر اساس متر مربع محاسبه شده و تحت تاثیر عواملی نظیر حمل خاک، نوع زمین، نوع خاک، تعداد کارگران و … متغیر می باشد. برای مثال زمین های دارای خاک سنگین نیازمند ماشین آلات و تجهیزات پیشرفته بوده که این امر تاثیر زیادی در افزایش هزینه ها دارد. نکته ی دیگری که در زمان تخمین هزینه ها مورد بررسی قرار می گیرد، وضعیت آب و هوایی سایت پروژه است. برای مثال در مناطق مرطوب با بارندگی زیاد میبایست اقداماتی به جهت کنترل آب انجام داد که این فرآیند نیز هزینه بر می باشد.

توجه: به منظور تعیین دقیق هزینه ها گروهی از افراد میبایست به صورت میدانی از سایت پروژه و وضعیت خاک بازدید کنند.

قیمت خاک برداری به صورت دستی: در این روش گروهی از افراد به صورت دستی و با استفاده از ابزارآلات ساده ای چون ترانچر خاک، بیل، ماله و … اقدام به خاک برداری کرده از این روی هزینه ی بسیار کمتری به همراه دارد.

نکته: محدودیت در خاک برداری پروژه های بزرگ، احتمال بروز خطر برای کارگران و مواردی از این دست سبب شده تا امروزه خاک برداری ماشینی کاربرد بیشتری داشته باشد.

کلام پایانی:

در این مقاله به بررسی یکی از مهم ترین عملیات های ساختمانی یعنی خاک برداری پرداخته و نکاتی در خصوص هزینه ها، خطرات احتمالی، تاثیر انواع خاک و تفاوت میان گود برداری و خاک برداری را به طور کامل شرح داده ایم.

پروسه خاک برداری از اهمیت بسیار زیادی برخورد بوده از این روی وجود کادر توانمند و کارگران با تجربه به هنگام انجام این عملیات الزامی است.