خاکبرداری فونداسیون چیست؟مراحل خاکبرداری

استفاده از ماشین‌آلات مناسب، رعایت اصول ایمنی، و پیش‌بینی زهکشی از الزامات مهم خاکبرداری است. اجرای درست این مرحله نقش مهمی در جلوگیری از نشست، ریزش و بروز خطرات سازه‌ای و مالی دارد و پایه‌گذار دوام و استحکام ساختمان محسوب می‌شود.

خاکبرداری فرآیندی است که طی آن خاک سطحی، خاک‌های آبرفتی، ماسه و خاکسترهای نشست‌پذیر یا غیرنشست‌پذیر و سایر مواد موجود در بستر زمین از سطح زمین تا عمق طراحی شده برداشته می‌شود تا یک بستر پایدار، همواره‌سازی‌شده و قابل پی‌ریزی برای سازه فراهم گردد.

شاید تصور کنید خاکبرداری فقط کندن زمین است؛ اما در واقع، این فرآیند مجموعه‌ای از اقدامات فنی و مهندسی است که با هدف آماده‌سازی زمین برای تحمل بار سازه انجام می‌شود. اگر این مرحله به‌درستی اجرا نشود، حتی بهترین طراحی فوندانسیون هم نمی‌تواند جلوی نشست یا ترک خوردن ساختمان را بگیرد.

خاکبرداری فوندانسیون یکی از مهم‌ترین مراحل در آغاز هر پروژه ساختمانی است که به‌طور مستقیم بر استحکام، ایمنی و عمر مفید ساختمان تأثیر می‌گذارد. در این مرحله، با دقت و براساس نقشه‌های سازه، عملیات برداشت خاک تا رسیدن به بستر مناسب برای اجرای فوندانسیون انجام می‌شود.

فوندانسیون، یا همان پی، بخش زیرین ساختمان است که تمام بارهای وارد بر سازه را به زمین منتقل می‌کند. نقش آن مانند ریشه‌های یک درخت است که ثبات و استحکام کل سازه را تضمین می‌کند.

اجرای اصولی خاکبرداری، تضمین‌کننده‌ی رسیدن به خاکی است که ظرفیت باربری مناسبی داشته باشد. این موضوع باعث جلوگیری از مشکلاتی مانند نشست نامتقارن، جلوگیری از ریزش دیواره ها و حتی فرو ریختن سازه می‌شود.

انواع خاکبرداری فوندانسیون چیست؟

• خاکبرداری دستی

برای پروژه‌های کوچک یا مکان‌هایی که ماشین‌آلات دسترسی ندارند، با ابزارهایی مثل بیل، کلنگ و فرقون انجام می‌شود.

• خاکبرداری مکانیکی

برای پروژه‌های بزرگ، استفاده از بیل مکانیکی، لودر و کامیون باعث سرعت و دقت بیشتر می‌شود.

• ترکیب روش دستی و مکانیکی

در بسیاری از پروژه‌ها، بخش اصلی با ماشین‌آلات و جزئیات پایانی با روش دستی انجام می‌شود.

اهداف خاکبرداری فونداسیون

• رسیدن به خاک مقاوم و بکر

• ایجاد فضای کافی برای اجرای پی و تاسیسات زیرزمینی

• هموارسازی سطوح برای اجرای دقیق فونداسیون

• کاهش ریسک نشست‌های نامتناسب با کنترل مناسب روی عمق برداشت

• اطمینان از زهکشی صحیح و جلوگیری از تجمع آب در محل پی

• فراهم کردن امکان اجرای همتراز و دقیق محورهای سازه طبق نقشه‌های مهندسی

 هدف از خاکبرداری فونداسیون صرفاً ایجاد فضا نیست، بلکه ایجاد شرایط یکپارچه و پایدار برای انتقال بارهای سازه به خاک مادری است. این کار می‌تواند شامل بهبود مدت‌ زمان پایدار سازه، جلوگیری از آسیب‌های لرزه‌ای یا نشست‌های شدیدی باشد که موجب ترک و شکست فونداسیون گردد.

مراحل اجرای خاکبرداری

1. جانمایی و علامت‌گذاری: انتقال محورهای ساختمان از نقشه به زمین با دوربین نقشه‌برداری.

تعیین محورهای خطی و حول محورهای مرکزی سازه با روش‌های دقیق نقشه‌برداری (دو یا سه بعدی) و ثبت ارتفاع‌ها. استفاده از بنچ‌مارک‌های ثابت در زمین و گره‌های کنترل برای اطمینان از تراز و راستایی پروژه.

2. برداشت لایه سطحی (Topsoil): حذف خاک نباتی تا رسیدن به لایه مقاوم‌تر.

عمق برداشت بسته به مشخصات پروژه، معمولاً از چند سانتی‌متر تا چند ده سانتی‌متر، اما معمولاً تا رسیدن به لایه مقاوم‌تر که قادر به نگهداشت وزن سازه باشد.

نگهداری خاک سطحی برای استفاده مجدد در بازسازی محوطه یا شیب‌بندی اطراف گود. ممکن است برای حفظ تهویه یا مقاوت خاک از نظر آلودگی یا کمبود عناصر، این لایه جدا نگه‌داری شود.

3. گودبرداری تا عمق طراحی: استفاده از بیل مکانیکی یا دستی طبق نقشه.

برداشت گود به وسیله ماشین‌آلات سنگین یا عملیات دستی براساس عمق طراحی فونداسیون و ابعاد پی. کنترل دقیق عمق گود با استفاده از تراز و ارتفاع‌سنج و ابزارهای اندازه‌گیری مانند پین‌ها، ستون‌های اندازه‌گیری، و بنچ مارک‌های عمقی.

4. تثبیت کف گود: کوبیدن و تسطیح بستر.

کف گود باید با استفاده از ماشین‌آلات سطحی یا ابزار دستی تسطیح شود تا سطحی هموار و با مقاومت مناسب ایجاد گردد. ممکن است با مصالح بستر یا کوک‌های مشخص تثبیت سطح برای جلوگیری از نشست‌های ناخواسته استفاده شود.

5. شیب‌بندی یا مهاربندی دیواره‌ها: جلوگیری از ریزش و فرسایش.

ایجاد شیب مناسب دیواره‌های گود یا استفاده از دیوارهای حائل موقتی، شمع‌کوبی یا میرا‌بندی برای جلوگیری از ریزش خاک. اجرای مهاربندهای افقی و عمودی یا دیوارهای حائل برای حفظ پایداری دیواره گود در برابر لغزش و نشست.

ماشین‌آلات خاکبرداری فونداسیون

• بیل مکانیکی با عمق قابلیت بزرگنمایی برای برداشت عمق‌های مختلف

• لودر برای جابه‌جایی مواد خاکی با قابلیت بارگیری سریع

• کمپرسی برای حمل خاک‌برداری به محل‌های دیگر یا تهی کردن محوطه

• تراز لیزری و دوربین نقشه‌برداری برای کنترل ارتفاع و راستا

• ابزار دستی مانند کلنگ، بیل، فرغون و شاول برای کارهای دقیق یا محدود

• جک یا پمپ برای کنترل رطوبت و زهکشی

• تجهیزات ایمنی مانند کلاه ایمنی، دستکش، کفش مقاوم، و جلیقه‌های محافظ

• کارکرد تجهیزات: در زمان اجرای خاکبرداری، تجهیزات باید به صورت منظم نگهداری شوند تا از هرگونه انحراف یا نقص ایمنی جلوگیری شود. دستگاه‌های اندازه‌گیری مانند ترازها باید کالیبراسیون‌های منظم انجام دهند.

هزینه خاکبرداری فونداسیون

عوامل مؤثر بر هزینه

• عمق و ابعاد گود

• نوع خاک و سختی آن

• روش و تجهیزات مورد استفاده

• هزینه حمل و دفع خاک

روش برآورد هزینه پروژه

براساس حجم خاکبرداری (متر مکعب) و نرخ روز ماشین‌آلات محاسبه می‌شود.

کنترل آب‌های زیرزمینی و زهکشی در فرآیند خاکبرداری

• اجرای زهکش یا پمپ کف‌کش در صورت بالا بودن سطح آب زیرزمینی

• جلوگیری از ورود آب باران به گود با هدایت مسیر آب‌های سطحی

• طراحی سیستم زهکشی با کانال‌ها یا لوله‌های زهکشی برای کاهش فشار آب در بستر

• نصب پوشش‌های موقت یا لایه‌های عایق به‌عنوان حفاظت در برابر نفوذ آب به فونداسیون

• پایش سطح آب و انجام پمپاژ یا خروج آب در مواقع لازم برای جلوگیری از کاهش پایداری گود

• نکته: کنترل رطوبت خاک در فونداسیون برای جلوگیری از تغییر رفتار خاک است. رطوبت بالا می‌تواند منجر به کاهش مقاومت خاک شود.

نکات ایمنی در خاکبرداری فونداسیون

در عملیات خاکبرداری فونداسیون، رعایت نکات ایمنی نقش مهمی در پیشگیری از حوادث و حفظ جان کارگران دارد. در گودهای عمیق، خطر ریزش دیواره ‌ها جدی است و برای جلوگیری از آن باید از سازه‌های نگهبان مانند شمع، سپرکوبی یا مهاربندی استفاده شود تا پایداری دیواره‌ها تضمین گردد.

همچنین استفاده از تجهیزات حفاظت فردی همچون کلاه ایمنی، کفش ایمنی، دستکش و جلیقه شب‌نما برای تمامی نیروهای حاضر در محل الزامی است تا در برابر خطرات احتمالی محافظت شوند. باید فاصله ایمن ماشین‌آلات سنگین از لبه گود رعایت شود تا هم از ریزش ناگهانی خاک و هم از سقوط ماشین‌آلات به داخل گود جلوگیری شود.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

خاکبرداری به مجموعه عملیاتِ برداشت خاک، مصالح یا سنگ از بستر طبیعی زمین با هدف آماده‌سازی محل برای احداث سازه گفته می‌شود. در فونداسیون، هدف ایجاد ابعاد و عمق مناسب برای پی‌ریزی مطابق نقشه و محاسبات مهندسی است.