گودبرداری، پایدارسازی، سازه‌های نگهبان و نکات ایمنی، یکی از مهم‌ترین بخش‌های طراحی است که عدم تجربه و دانش کافی، موجب وارد آمدن صدمات و خسارات جانی و مالی جبران ناپذیری می‌شود. بنابراین لازم است علاوه بر رعایت نکات ایمنی در هنگام گودبرداری و اجرای سازه‌های نگهبان، تمامی نکات و ریزه‌کاری های مربوط به شناسایی‌های ژئوتکنیکی، انتخاب نوع سازه، اجرای سازه‌های نگهبان و بررسی پایداری آن‌ها مورد توجه قرار گیرد.
ارزیابی خطر گود
سطح خطر گودبرداری‌ها باتوجه به عمق گود، نوع خاک، وجود آب، وجود منبع ارتعاش در مجاورت گود و حساسیت ساختمان‌های مجاور آن به صورت گودبرداری با خطر معمولی، زیاد و بسیار زیاد ارزیابی می‌شود.
سازه نگهبان
به‌منظور پایدارسازی و جلوگیری از ریزش دیواره‌های گود و ترانشه‌ها و مقابله با تبعات منفی احتمالی ناشی از گودبرداری (خسارات جانی و مالی)، سازه‌های موقتی را برای مهار دیواره‌های گودها یا ترانشه‌ها اجرا می‌کنند که به آن‌ها سازه‌های نگهبان می‌گویند.
انواع سازه نگهبان
۱-سپرکوبی
۲-نیلینگ یا دیوارهای خاک دوزی‌شده
۳-انکراژ یا دوخت به پشت
۴-دیوار برلنی
۵-شمع
۶-دیواره‌های دیافراگمی
۷-مهار متقابل
۸-خرپایی
سازه‌های نگهبان خرپایی
از مزایا روش سازه نگهبان خرپایی روش اجرای کار ساده، امکان اجرا آن در عموم گودهای مناطق شهری و شرایط مختلف بدلیل قابلیت انعطاف نسبتا زیاد می‌باشد. در روش سازه نگهبان خرپایی به منظور جلوگیری از ریزش خاک دیواره گود واقع در بین خرپاها، به موازات پیشرفت عملیات گودبرداری، برروی سطح خاک دیواره گود، بین هردو خرپای مجاور، معمولا از صفحات حفاظ خاک استفاده می‌کنند.
سازه‌های نگهبان روش مهار متقابل
درصورتی‌که عمق گود زیاد باشد، لنگر خمشی ایجادشده در پروفیل‌های قائم بسیار زیاد خواهد شد و نیاز به پروفیل‌های سنگینی برای آن‌ها وجود خواهد داشت. در این روش نه تنها موجب افزایش ظرفیت باربری عضو قائم سازه‌های نگهبان می‌شود، بلکه موجب کاهش جدی میزان تغییرشکل عضو قائم و در نتیجه کاهش میزان تغییرشکل و نشست احتمالی پشت دیوار می‌گردد.
سازه‌های نگهبان از نوع شمع
در گودهای با عمق کم، از جمله در گودهای ساختمان‌های با یک یا دو طبقه زیرزمین، استفاده از شمع‌های درجاریز می‌تواند یکی از گزینه‌های مناسب برای انجام کار باشد، زیرا هم جاگیر نیست و هم روش اجرای کار ساده است و به تخصص بالای نیروی انسانی، مصالح و دستگاه‌های خاص نیز نیازی ندارد.
سازه‌های نگهبان از نوع دیواره‌های دیافراگمی
در این روش برای مهار رانش خاک دیواره گود، از سک دیوار حائل استفاده می‌شود. از مزایای این روش درجه ایمنی بسیار بالا و امکان اجرا در گودهای با طول و عمق زیاد می‌باشد.
سازه‌های نگهبان نوع سپرکوبی:
پس از کوبیدن سپرها خاک جلو آن را خالی می‌کنند و سپرها از طریق مقاومت و سختی خمشی خود، رانش خاک را تحمل می‌کنند. سپرها به سه حالت مهارنشده، مهارشده به خاک پایدار پشت دیواره گود و مهارشده از جلو تقسیم بندی می‌شوند.
سازه‌های نگهبان نوع نیلینگ
شکل زیر سازه نگهبان به روش نیلینگ را نشان می‌دهد.
گودبرداری، پایدارسازی، سازه‌های نگهبان و نکات ایمنی
این روش برای خاک‌های ریزدانه سفت تا سخت، خاک‌های دانه‌ای متراکم تا بسیار متراکم با مقداری چسبندگی، سنگ‌های هوازده فاقد سطوح ضعیف و خاک‌های یخچالی مناسب می‌باشد.
سازه‌های نگهبان انکراژ یا دوخت به پشت
در این روش نیروی پیش‌تنیدگی موجود در کابل، خاک را فشرده و درنتیجه خاک، فشرده‌تر و متراکم‌تر شده و نیروی رانشی ناشی از آن کاهش می‌یابد و در عین حال کل نیروی رانش خاک مجاور جداره گود، به خاک های داخل بدنه دورتر دیوار منتقل شده و خاک پایدار بدنه انتهایی، به‌عنوان سازه نگهبان عمل کرده و رانش خاک ناپایدار بدنه مجاور جداره گود را تحمل کند. فشرده‌شدن خاک موجب افزایش مقاومت برشی خاک نیز می‌شود.
سازه‌های نگهبان نوع دیوار برلنی
دیوارهای برلنی شامل سه بخش اساسی می‌باشند:
۱-اعضای خمشی یا تیرها یا شمع‌های فولادی قائم
۲-پانل‌ها یا دیوارهای سازه‌ای بین شمع‌های فولادی قائم
۳-مهارهای دوخت سیستم
پایداری انواع سازه نگهبان
در طراحی سازه‌های نگهبان لازم است تمامی حالات گسیختگی بررسی و براساس آن سازه نگهبان طراحی شود:
۱-مقابله با لغزش
۲-مقابله با واژگونی
۳-تامین ظرفیت باربری پی
۴-بررسی پایداری کلی
۵-کنترل سازه‌ای دربرابر خمش و برش
۶-کنترل نشست
اهم نکات ایمنی در گودبرداری
۱. از ایستابی ساختمان‌های اطراف گود اطمینان حاصل باشد.
۲. دیواره گود به نحو مناسب پایدارسازی شده باشد. (اجرای سازه نگهبان)
۳. کارگران داخل گود مجهز به تجهیزات حفاظت فردی ازقبیل کلاه و کفش باشند.
۴. لبه گود در بالادست نرده و پاخور حفظتی نصب شود.
۵. نحوه دسترسی و ورود و خروج کارگران و ماشین‌آلات به داخل گود ایمن باشد.
۶. نحوه برق‌رسانی به داخل گود مناسب و ایمن باشد.
۷. امکان نشت آب و بروز نم و رطوبت به دیوار گود منتفی یا تحت کنترل باشد.
نکات ایمنی گودبرداری مطابق با مبحث دوازدهم مقررات ملی ساختمان
• در گودهایی که عمق آن‌ها بیش از ۱ متر می‌باشد، نباید کارگر در محل کار به تنهایی به کار گمارده شود.
• دیواره‌های محل گودبرداری، همچنین دیوارها و ساختمان‌های مجاور، باید توسط شخص ذیصلاح مورد بررسی و بازدید قرار گیرد و در نقاطی که خطر ریزش، لغزش یا تغییر شکل‌های غیر مجاز به وجود آمده است، مهارها و وسایل ایمنی لازم است از قبیل شمع و سپر نصب و یا مهارهای موجود تقویت گردند. نحوه بررسی به صورت زیر می‌باشد:
۱-قبل از پایدارسازی کامل، به صورت روزانه و بعد از پایدار سازی، حداقل هفته‌ای یکبار
۲-بعد از وقوع بارندگی، طوفان، سیل، زلزله و یخبندان
۳-بعد از هرگونه عملیات انفجاری
۴-بعد از ریزش ناگهانی
۵-بعد از وارد صدمات اساسی به مهارها
الزامات فاصله لبه گود:
• مواد حاصل از گودبرداری نباید به فاصله کمتر از یک متر از لبه گود ریخته شود.
• محل استقرار ماشین آلات و وسایل مکانیکی یا انباشتن خاک‌های حاصل از گودبرداری و یا مصالح ساختمانی در مجاورت گود، باید توسط شخص ذیصلاح بررسی و حداقل فاصله مناسب از لبه گود رعایت شود.
• در گودبرداری‌ها، عرض معابر و راه‌های شیب‌دار (رمپ) احداثی ویژه وسایل نقلیه نباید کمتر از ۴ متر باشد.
انتشارات نوآور تمامی نکات مربوط به گودبرداری، پایدارسازی، سازه‌های نگهبان و نکات ایمنی، انواع روش‌های اجرا سازه‌های نگهبان، نحوه تحلیل پایداری سازه‌های نگهبان، نحوه انتخاب سازه نگهبان مناسب براساس شرایط منطقه، عمق گود، نوع خاک، کاربری، طرح اقتصادی و…، نکات ایمنی درحین گود برداری، اجرای سازه نگهبان و مخاطرات احتمالی را به طور کامل در کتاب های زیر شرح و تفصیل کرده است. لذا تمامی این مطالب که هم برای دانشجویان و هم برای مهندسین مجری و ناظر کاربردی می‌باشد.