مقدمه
ساختمان تاريخي حلبييان در مجاورت پروژه ي فرهنگي حافظ واقع شده که اين ساختمان شامل دو سمت شمالي و غربي کاملاً همجوار اين پروژه مي باشد. اين بنا که از بناهاي تاريخي اصفهان بوده و تحت پوشش سازمان ميراث فرهنگي است، از مصالح خشت و گل و سقف هاي تير چوبي و در دو طبقه ساخته شده است. اين بنا قدمتي بيش از يکصد سال داشته و داراي ارزش تاريخي و فرهنگي براي شهر اصفهان مي باشد. همجواري با پروژه ي فرهنگي حافظ باعث شده است در دو ضلع شمالي و غربي اين بنا گودبرداري به عمق 5/8 متر صورت گيرد. اين مقاله به نحوه ي مهارت بندي، اجراي سازه هاي نگهبان و مراحل گود برداري پرداخته است. در اين گود برداري خوشبختانه با تدابيري که به کار برده شد علاوه بر اين که گود برداري در اطراف اين بنا به انجام رسيد، هيچ گونه آسيبي نيز به اين بناي با ارزش وارد نشد. طراحي سازه نگهبان، مراحل اجرا و سرپرستي کارگاه به عهده نويسنده اين مقاله بوده است.
بناي تاريخ حلبييان
بناي دو طبقه حلبييان با مصالح خشتي با زيربناي حدود 330 متر مربع متعلق به خانواده حلبييان که در آن ساکن مي باشند، در خيابان حافظ اصفهان واقع شده است.
اين بنا تحت حمايت سازمان ميراث فرهنگي و در فاصله حدود250 متري شرق مسجد شيخ لطف اله قرار دارد.
همان طور که در شکل شماره ي 1 نشان داده شده است بناي تاريخي حلبييان در دو قسمت ساختمان دو طبقه اي و ساختمان يک طبقه اي بنا شده و با پروژه فرهنگي حافظ همجوار مي باشد. گودبرداري در کنار بناهايي با مصالح بنايي داراي حساسيت خاص خود بوده؛ به دليل اين که اين گونه بناها داراي اسکلت ساختماني نمي باشد غالباً گودبرداري منجر به آسيب ديدگي اين گونه بناها خواهد شد. در اين گونه موارد در صورتي که بنا ارزش تاريخي داشته باشد لازم است تدابير ويژه اي در جهت حفظ بنا به کار برده شود چرا که آسيب هاي جرئي حتي در نشست هاي کم يا بروز ترک در ديواره ها و کف مي تواند آسيب هاي بسيار جدي به بنا وارد نمايد.
موقعيت بناي تاريخي حلبييان و همجواري آن با پروژه ي فرهنگي حافظ که با دو طبقه زيرزمين اجرا مي گردد، باعث شده است گودبرداري در دو سمت شمالي و غربي آن به عمق 5/8 متر و کاملاً همجوار با اين بنا اجرا گردد. گودبرداري در دو وجه عمود بر همديگر و وزن زياد ديوارهاي بار بر ساختمان که دقيقاً بر لبه ي گود قرار خواهد گرفت بر حساسيت اين گودبرداري مي افزايد. علاوه بر موارد اشاره شده حفاري هاي اوليه در اين منطقه حاکي از وجود خاک دستي فوق العاده ضعيف از عمق هاي 5/1 متري الي 5/4 متري از سطح زمين بوده و همچنين وجود تعداد زيادي چاه هاي فاضلاب قديمي پر شده با نخاله هاي ساختماني در اطراف اين بنا حساسيت گودبرداري را دو چندان نمود.

مطالعات ژئوتکنيک
مطالعات ژئوتکنيک انجام گرفته بر روي زمين پروژه فرهنگي حافظ مشتمل بر پنچ گمانه از شماره هاي 3 الي 8 بوده که متأسفانه برخوردي ضعيف با اين مطالعات باعث شده که اطلاعات کاملي از وضعيت ژئومکانيکي خاک محل و مشخصات لايه بندي خاک به دست نيايد. در هر صورت لايه بندي زمين بر اساس مطالعه انجام شده به شرح ذيل ارائه شده است.
- از سطح زمين تا عمق 2 متر خاک دستي
- 2 تا 3 متر رس قهوه اي همراه با سيليت
- 3 تا 6 متر ماسه بادي سبز رنگ و سست همراه با رس (اين لايه فقط در يک ناحيه به صورت خطي مشاهده شد و در بقيه مکان ها رس قهوه اي روشن ديده مي شد)
- 6 تا 8 متر رس قهوه اي روشن همراه با سيليت و لاي
- 8 تا 9 متر شن و ماسه رسي متراکم
- 9 تا10 متر ماسه بادي همراه با قلوه سنگ
- 10 تا13 متر شن و ماسه سيمانته همراه با رس (لايه اصطلاحاً سُبرد اصفهان که در نيمه ي جنوبي پروژه دور منطقه مورد مطالعه اين مقاله در عمق 8 الي 9 متري مشاهده شد)
- 13 تا 15 متر شن و ماسه همراه با لاي و فانگلو مرا
- 15 تا 17 متر ماسه بادي همراه با لاي
- 17 تا 25 متر شن و ماسه همراه با لاي و فانگلومرا
لايه بندي اشاره شده در فوق استنباط شده از گمانه هاي حفر شده در سطح کل پروژه مي باشد در صورتي که مراحل خاکبرداري نشان از وضعيت به هم ريختگي در لايه هاي آبرفت منطقه داشت. آزمايش برش مستقيم در 3 نقطه صورت داده شده که نتايج آن به شرح ذيل مي باشد.

شماره ي گمانه	عمق نمونه متر	نشانه گروهي خاک	پارامترهاي مقاومت برش خاک		روش آزمايش
			چسبندگي) )	زاويه اصطکاک داخلي
BH-3 BH-7 BH-7	7 13-12 5/17-17	CL-ML SP-SM SP-SM	22/0 15/0 4/0	12 23 31	تند تند تند

مطالعات ژئوتکنيک ساير مشخصات مکانيکي را به شرح ذيل اشاره نموده است.

شماره گمانه	عمق نمونه (متر)	وزن مخصوص طبيعي )	ضريب پواسون	ضريب ارتجاعي خاک( )
BH-3 BH-7	7 12	1880 1850	35/0 3/0	300 300

با توجه اين که تعداد آزمايشات انجام شده کم و روش آزمايشات نيز به روش تند انجام گرفته بود مقادير ذيل جهت انجام محاسبات بعدي ملاک عمل قرار گرفت.

زاويه اصطکاک داخلي(درجه)	چسنبدگي )	وزن مخصوص طبيعي )	ضريب پواسون
23	15/0	1850	3/0

آناليز پايداري گود
بر اساس پارامترهاي منظور شده براي خاک محل، مشخصات گودبرداري و سربار مرده ي موجود که همان وزن ساختمان مي باشد، آناليز پايداري توسط نرم افزار Geo slope صورت گرفت نتايج بر اساس شکل هاي شماره ي 2 و3 حاکي از آن بود که ديواره ي گود با ضريب اطمينان معادل 61/0 ناپايدار بوده و در صورت خاکبرداري لغزش محتمل خواهد بود. لذا بر اساس اطلاعات اخذ شده و ساپورت هاي تير ورق موجود در کارگاه فواصل مناسب جهت به دست آوردن ضريب اطمينان بالاي 2/1 به دست آمد.
نتايج به دست آمده نشان از آن داشت که در صورتي که هر دو ضلع شمالي وغربي ساختمان همزمان خاکبرداري شود ضريب اطمينان پايداري ديواره گود بسيار کم شده و ريزش ديواره و ساختمان حلبييان تقريباً حتمي مي باشد. لذا اين مطالعه فواصل مناسب براي اجراي سايورت ها و دو مرحله اي کردن خاکبرداري اطراف بناي تاريخي حلبييان را نتيجه داد.

ظرفيت باربري و نشست پي ساختمان کنار گود
اجراي سايورت ها ي فلزي هر چند بر اساس نتايج به دست آمده از آناليز پايداري گود و به دست آوردن ضريب اطمينان لازم جهت انجام گودبرداري است وليکن حساسيت بنا و وجود خاک دستي و همچنين چاه هاي فاضلاب متعدد پر شده با نخاله هاي ساختماني اين اطمينان را جهت کنترل نشست هاي هرچند کم زير پي ساختمان به طراح نخواهد داد. لذا به منظور مهار کردن ساختمان و کنترل جزئي ترين نشست هاي بايستي تدبير ديگري انديشيده مي شد.
مطلب بسيار مهمي که در بروز نشست هاي ساختمان هاي مجاور گود مطرح است حذف شدن فشار جانبي (σ_2) خاک واقع شده در زير پي ساختمان است. با حذف تنش جانبي خاک المان خاک از حالت نمونه خاک سه بعدي به نمونه خاک تک محوري تبديل شده و اين باعث کاهش شديد ظرفيت باربري خاک و همچنين بروز نشست خواهد شد. شکل 4 المان کنار گود و زير پي ساختمان را قبل و بعد از گودبرداري نشان مي دهد.
بر اساس روابط ارائه شده توسط هانسون (1970) در صورتي که پي بر روي زمين مسطح قرار گيرد، ميزان ظرفيت باربري زمين در حالت بار قائم بر اساس رابطه ذيل که رابطه ي شناخته شده است به دست خواهد آمد:

در صورتي که اگر پي ساختمان بر لبه گود قرار گيرد مقدار ظرفيت باربري زمين از رابطه ديگري به شرح ذيل به دست مي آيد:

با مقايسه دو رابطه فوق الذکر افت شديد ظرفيت باربري زمين زير پي در صورتي که کنار آن گودبرداري صورت گيرد مشاهده مي شود . براي مورد مطالعه حاضر، در حالت اول مقدار 53/2 کيلوگرم بر سانتي متر مربع به دست آمده و در حالت خاکبرداري شده اين مقدار به کم تر از يک چهارم يعني 58/0 کيلوگرم بر سانتي متر مربع کاهش يافته است. پس در مراحل طراحي و اجراي گودبرداري اين مطلب بسيار مهم بايد مد نظر طراح و مجري بوده و تدابير لازم به منظور جبران آن انديشيده شود. نشست هاي به وجود آمده براي پي ساختمان مجاور گود نيز بر همين اساس افزايش چشمگيري داشته و حتي اين نشست ها مي تواند عاملي براي تخريب بنا گردد.
مطالعه فوق نشان دهنده ي دو عامل اصلي براي تخريب بناي کنار گود مي باشد اول کاهش ظرفيت باربري خاک زير پي ساختمان در مجاورت گود و بريده شدن خاک، دوم ايجاد نشست هاي بيش از حد مجاز و بروز تنش هاي ناخواسته درون سازه و تخريب آن. در صورتي که بتوان هر دو عامل تخريب را در هر گودبرداري شناسايي و با آن مقابله نمود مي توان گود برداري را با موفقيت و بدون حادثه و خسارت به پايان رساند.

کنترل نشست و ترک خوردگي بناي حلبييان
به سادگي به کمک روابط رياضي و يا نرم افزاهاي کامپيوتري نظير FLAC يا Plaxis مي توان نشست ساختمان در اثر گودبرداري را اثبات و برآورد کرد. حال با توجه به اين مطلب، در صورتي که بتوان تنش حذف شده در اثر خاکبرداري را بازسازي کرد، از نشست پي ساختمان نيز تا حدود بسيار زيادي جلوگيري خواهد شد.
به منظور برآورده کردن مطلب فوق و کمک به پايداري بناي تاريخي حلبييان قبل از شروع عمليات خاکبرداري سازه تحکيم کننده به شرح و ترتيب زير و شکل شماره ي 5 اجرا گرديد.

1- اجراي تير بتني مسلح، طراحي شده بر اساس لنگر و پيچش
2- اجراي صفحه ستون بر روي تير به منظور اجراي خرپاي فوقاني و صفحه ستون در کف تير به منظور اتصال به سايورت هاي سازه نگهبان
3- اجراي خرپاي فلزي بر روي تير بتني با فاصله 10 سانتي متر از ديواره بناي تاريخي
4- اجراي ديوار آجري مابين خرپاي فلزي و ديوار بنا به

منظور اتصال بنا و سازه تحکيم کننده
5- ادامه کل سازه تحکيم کننده تا اطمينان از گيرداري ابتدا و انتهاي آن
پس از خاکبرداري تا حريم 5 متري بنا و اجراي سازه تحکيم کننده در محل هايي که پيش بيني صفحه ستون در کف تير شده بود و بر اساس مطالعات نياز به اجراي سازه نگهبان بود، به صورت ترانشه خاکبرداري شده و سازه نگهبان با مشخصات کلي زير اجرا شد.
1- تير ورق به ارتفاع و عرض 40 سانتي متر و ورق به ضخامت 2 سانتي متر
2- حفر چاه به عمق 3 تا 4 متر و نصب سازه نگبهان درون آن و بتن ريزي تا تراز زير پي
3- اتصال بالاي سازه نگهبان با صفحه ستون زيرين تير بتني
4- اجراي خرپاي متصل کننده سازه نگهبان و ستون هاي سازه تحکيم کننده
5- اجراي پشت بند سازه نگهبان
6- خاکبرداري مابين سازه هاي نگهبان به صورت يک در ميان
7- اجراي بادبندي مابين سازه هاي نگهبان و ديوار چيني مابين آن و خاک در مکان هايي که ضرورت ايجاب مي کرد.
خوشبختانه با تلاش کارگران و کارکنان کارگاه و رعايت موارد فني و ترتيب اشاره شده جهت خاکبرداري، ابتدا جبهه شمالي بناي تاريخي خاکبرداري شد و پس از اجراي ديوار حائل بتني به ضخامت 40 سانتي متر و حتي اجراي سازه اصلي ساختمان در يک سقف، اقدام به خاکبرداري در جبهه غربي شد. در مراحل اجرا و پس از اتمام خاکبرداري در فواصل زماني به هم فشرده بلافاصله بعد از خاکبرداي ها و در بازه هاي زماني طولاني تر بعد از خاکبرداي، بناي تاريخي از لحاظ وجود ترک و بروز مشکل خاصي مورد ارزيابي و کنترل قرار مي گرفت و در هيچ يک از موارد بازديد مشکل در بنا ديده نشد.

نتيجه گيري
سازه تحکيم کننده که براي گودبرداري در کنار اين بناي تاريخي طراحي شد و با حساسيتي که در مراحل اجرا به آن اشاره شد، بسيار عملکرد خوبي از خود نشان داد و باعث شد برخلاف روال گذشته حاکم بر کارگاه گودبرداري ها به بناهاي خشت و گل هيچ آسيبي وارد نشود. گرچه به کار بردن تکنولوژي هاي روز جهت گودبرداري مي توانست عملکرد مشابهي را به همراه داشته باشد ولي سازه مذکور با توجه به امکانات موجود و شرايط محيطي کارگاه طراحي شد.
وجود شناژ بتني در پاي ساختمان عملکرد فوق العاده اي از خود نشان داده و از کم شدن ظرفيت باربري زمين زير پي تا حد زيادي جلوگيري نمود. علاوه بر آن با توجه به يکپارچه بودن تير بتني در اطراف بنا و ادامه آن تا جايي که حالت گيرداري در ابتدا و انتها داشته باشد، اين تير مانند کمربندي دورتا دور ساختمان را محصور کرده و از بروز نشست و تغيير شکل هاي جزئي جلوگيري نمود.
اجراي ديوار آجري ما بين سازه خرپايي و ديوار بناي تاريخي سبب ايجاد تنش هايي به سمت بنا شده که اين تنش ها در نهايت باعث کنترل تغيير مکان ديوار بنا به سمت گود شد.
ضمناً به جهت اين که ديوار بنا داراي سطحي هموار نبود، اجراي ديوار باعث بستري گسترده بر روي ديوار شده و تماس سازه نگبهان و ديوار را کاملاً تأمين نمود.

عامل ديگري که منجر به موفقيت در گودبرداري شد، پي شفته ريزي شده بناي تاريخي بود. که با عمق مناسب و تا خاک بکر ادامه يافته بود. وجود اين پي باعث مي شود عملکرد خاک هاي دستي و نخاله هاي ساختماني تا حدود زيادي بر پايداري بنا بي تأثير گردد.
گرچه عمليات خاک برداري در مجاورت بناي تاريخي حلبييان با موفقيت به انجام رسيد ولي بايد متذکر شد که در اين گونه خاک برداري ها حساس بايستي از وسايل ابزار دقيق به نحو مقتضي استفاده شده و در طول اجرا همواره بناهاي مجاور گود و ترانشه ايجاد شده به کمک انبساط سنج ها و نقاط مختصات دار اطراف گود به دقت مورد مطالعه قرار گيرد، و هرگونه جا به جايي ديوار گود در مراحل خاک برداري پي گيري و خطرات احتمالي پيش بيني گردد.
در اينجا لازم است متذکر شد که گودبردراي در کنار هر بنايي به لحاظ مشخصه هاي خاص آن بنا، خاک محل و سازه در حال احداث بايستي توسط کارشناسان مربوطه طراحي و اجرا گردد.
هيچ روش حفاري و گودبرداري را نمي توان به صورت کلي براي تمام گودبرداري ها توصيه نمود. متخصصان طراح و مجري نيز بايستي از روش هاي نوين خاک برداري استفاده نموده و خسارات وارد شده به بناهاي مجاور را به حداقل ممکن تقليل دهند.
تقدير و تشکر
در اين جا لازم است از حمايت بي دريغ مديريت محترم شرکت سد و سازه سپاهان جناب آقاي مهندس قائمي و نظارت محترم جناب آقاي مهندس دانش و کليه ي کارکنان کارگاه حافظ تقدير و تشکر به عمل آيد.

پي‌نوشت‌ها:
 

1- کارشناس ارشد مهندسي عمران- ژنوتکنيک.
 

منبع:دانش نما شماره 172-173