گودبرداری به هر گونه حفاری و خاكبرداری در تراز پایین‌تر از سطح طبیعی زمین یا در تراز پایین تر از زیر پی ساختمان مجاور اطلاق میشود. گودبرداری برای اهداف مختلفی مانند تخریب یك ساختمان فرسوده برای ساخت مجدد، رسیدن به تراز بكر، حفاظت فوندانسیون‌ها در برابر یخبندان، احداث كانال‌ها، احداث مخازن زیر زمینی و … انجام میشود.
این عملیات یكی از كارهای پیچیده و خطرناك مهندسی به شمار می‌رود. به منظور حفظ جان انسان‌های داخل و خارج از گود، محافظت از ساختمانهای مجاور و فراهم آوردن شرایط ایمن و مطمئن جهت انجام كار، دیواره‌های گود باید به وسیله سازه‌های نگهبان مهاربندی و پایدار‌سازی شود. سازه‌های نگهبان انواع مختلفی دارد كه با توجه به نوع خاك، عمق گودبرداری و حساسیت ساختمانهای مجاور گود انتخاب میشود.
گودبرداری‌ها به دو گروه كلی حفاظت شده یا مهاربندی شده و حفاظت نشده یا مهاربندی نشده تقسیم می‌شوند. باید توجه داشت در گودبرداری‌های حفاظت نشده پایداری شیب‌ها یا جدارههای قائم گودبرداری‌ها، صرفاً توسط شرایط مكانیكی خاك تامین می‌شوند.
قبل از انجام گودبرداری باید موارد مختلفی را بررسی كرد.
سازه نگهبان موقت، سازه درون خاكی است كه برای جلوگیری از ریزش دیواره‌های گود، ممانعت از رانش خاك و ایجاد ایستادگی و پایداری لازم از مقابل هر گونه حركت افقی دیواره‌های گود و مهار این گونه حركات قبل از اقدام به هر گونه عملیات ساختمانی احداث میشود. سازه نگهبان از یك طرف با خاك و مسائل گوناگون خاك مرتبط است كه باید شناخت جامع و كافی نسبت به آن كسب كرد و به مشكلات و خصوصیات آن اشراف كامل داشت و از طرف دیگر سازه‌ای است كه باید بر اساس اصول شناخته شده مهندسی طراحی و ساخته شود تا قادر باشد با توانمندی، پایداری و ایستادگی لازم، هر گونه رانش و ریزش و حركات افقی خاك را مهار كند. به طور كلی خاك‌ها دارای سه پارامتر عمده مقاومتی، چسبندگی، زاویه اصطكاك داخلی، و وزن مخصوص هستند.
این روش ساده برای نگهداری و حفاظت جدارههای حاصل از گودبرداری و برای جلوگیری از تغییر مكان‌های جانبی در گودهایی با عرض كم در محیطهای شهری استفاده میشود. از معایب این روش اتلاف قابل توجهی از فضای كاری داخل گود و محدودیت در به كارگیری ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز و همچنین افزایش ریسك برخورد با المان‌ها و به مخاطره انداختن آنها است د.
از این روش به عنوان روش متداول در پایدار سازی موقت گود در مناطق شهری استفاده میشود. در این روش از پروفیل‌های معمول فولادی به صورت ستون‌های پیوسته كه درون خاك فرو برده و استفاده می‌شوند و عمق كف گود اجرا خواهند شد. فاصله بین المان‌ها بین ۲ الی ۴ متر بوده به طوری كه بتوان فضای بین آنها را با الوارهای چوبی (لارده چینی) پر نمود. در این روش از مهارهای كششی به منظور حفاظت جانبی گود استفاده میشود و اتصال بین ستون‌ها توسط میل مهارها و جوشكاری انجام میشود.
در این روش صفحه فلزی داخل خاك و جداره گود توسط چكش پنوماتیك و با استفاده از لرزش كوبیده می‌شوند و با انواع اتصالات بین خود به یكدیگر متصل شده و یك جداره پیوسته را تشكیل می‌دهند. از مزایای این روش راحتی در كوبیدن، نصب و بیرون كشیدن صفحات فلزی بودهو مصالح آن مجدداً قابل استفاده در پروژه‌های دیگر است. همچنین در این روش به المان‌های افقی و مایل كمتری نیاز است. بنابراین محدودیت‌های اشغال فضای داخل گود كمتر وجود دارد. از جمله معایب این روش وابستگی به نصب سپرهای فلزی است كه در محیطهای شهری به دلیل وجود تاسیسات زیربنایی شهری و ایجاد لرزش و صدای ناشی از كوبش سپرها محدودیت‌هایی را به وجود می‌آورد. همچنین كوبیدن سپرها در زمین‌های سنگی یا خاك‌های بسیار متراكم به سختی انجام پذیر است و در زمین‌های با شرایط مذكور با محدودیت مواجه میشود.
یكی از روش‌های متداول در پایداری و حفاظت جداره‌ها با شرایط متنوع اعم از زمین سخت و سست و نرم استفاده از شمع‌های درجا است و در برخی موارد علاوه بر ایفای نقش حفاظت جانبی نقش آب بندی را نیز انجام می‌دهد و همواره در صورت نیاز بار قائم نیز تحمل می‌كند. مهار بندی جداره‌ها توسط شمع‌های درجا در موارد زیر به عنوان گزینه برتر برای سیستم‌های حفاظت جانبی گود مطرح است.
یكی دیگر از روش‌های محافظت از جداره گود احداث دیوار دیافراگمی و یا دیوار دوغابی است. در این روش ابتدا توسط دستگاه‌های گراب متناسب با شرایط زمین حفاری قسمتی از دیوار انجام میشود و همزمان با حفاری جهت پایداری جداره دیواره حفاری شده و جلوگیری از ریزش‌های موضعی از دوغاب بنتونیت استفاده میشود. تشكیل كیك بنتونیت در داخل دیواره حفاری شده و نفوذ در لایه‌های دانه‌ای جداره باعث میشود جداره همواره پایدار بماند و بلافاصله پس از رسیدن به عمق مورد نظر، آرماتور گذاری شده و در نهایت بتن ریزی میشود. این روش در زیر هسته سدهای خاكی نیز كاربرد بسیار دارد و از هرگونه نشتی جلوگیری می‌نماید. استفاده از این تكنیك در مناطق شهری نیز با محدودیت‌های نظیر استفاده از روش مهار بندی افقی و مایل و المان‌های كششی دارا هستند.
تئوری استفاده از روش نیلینگ بر مبنای مسلح كردن و مقاوم نمودن توده خاك با استفاده از دوختن توده خاك توسط مهارهای كششی فولادی با فواصل نزدیك به یكدیگر است. استفاده از این روش موجب افزایش مقاومت برشی توده خاك، محدود نمودن و تحت كنترل در آوردن تغییر مكان‌های خاك در اثر افزایش مقاومت برشی در سطح لغزش بدلیل (Slid)، افزایش نیروی قائم و همچنین باعث كاهش نیروی لغزش در سطح گسیختگی و لغزشی میشود. باید توجه داشت تمامی سطوح ترانشه‌های حفاری شده كه توسط نیلینگ بایستی مسلح شوند با استفاده از شبكه مش و شاتكریت ابتدا حفاظت شده و سپس سیستم نیلینگ روی آنها اجرا می‌شوند.
در این روش در حاشیه زمینی كه قرار است گودبرداری شود در فواصل معین چاه‌هایی حفر میشود. عمق چاه‌ها برابر عمق گود به علاوه مقداری اضافه برای شمع بتنی انتهای تحتانی چاه‌ها است. درون چاه‌ها پروفیل‌های I شکل و H شکل حدود ۳۰ درصد پایین‌تر از كف گود قرار داده شده و در انتهای پروفیل‌ها شاخك‌هایی در نظر گرفته میشود. برای جلوگیری از ریزش با دستگاه حفاری در بدنه چاهك‌های افقی یا مایل به قطر ۱۰ تا ۱۵ سانتی متر زده و درون آنها آرماتور به طول ۵ تا ۱۰ متر كار گذاشته و بتن تزریق میشود. پانل بتنی پیش ساخته بین پروفیل‌های قائم قرار داده میشود.
دارای شباهت بسیار زیاد با روش مهارسازی انكراژ است كه طی مراحل زیر اجرا میشود.
در شرایطی كه میكروپایل‌ها با هدف تحكیم و بهسازی بستر پی سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، محاسبات فنی میكروپایل مشابه با محاسبه شمع‌های متداول است. این محاسبات مبتنی بر سه بخش طرح سازه‌ای ، طرح ژئوتكنیك و كنترل برش پانچ است. میكروپایل از یك سو با دارا بودن عناصر تسلیح مشتمل بر جدار ضخیم فولادی و آرماتور تسلیح، قابلیت انتقال و پخش بار به لایه‌های مقاوم زیرین و نیز كنترل نشست به دلیل سختی بالای فولاد و تسلیح عمقی خاك را دارد و از سوی دیگر به دلیل تزریق دوغاب سیمان، مشخصات مكانیكی خاك نظیر سختی، تراكم پذیری، ظرفیت باربری، ضریب اصطكاك و چسبندگی و غیره را بهبود می‌بخشد. لذا میكروپایل در مقایسه با سایر روش‌ها مانند حفاری و تزریق، تثبیت خاك با سیمان و یا آهك، تراكم دینامیكی و غیره به دلیل عملكرد تركیبی (استفاده از عناصر باربر و اصلاح خاك) دارای برتری هستند.
این روش، یكی از مناسب‌ترین و متداول‌ترین روش‌های اجرای سازه نگهبان در مناطق شهری است. برای اجرای این نوع سازه نگهبان ابتدا در محل عضوهای قائم خرپا كه در مجاورت دیواره گود قرار دارند، چاه‌هایی را حفر می‌كنیم. آنگاه درون شمع را آرماتوربندی كرده و عضو قائم را در داخل شمع قرار می‌دهیم و سپس شمع را بتن ریزی می‌كنیم. پس از سخت شدن بتن انتهای تحتانی عضو قائم به صورت گیردار در داخل شمع قرار خواهد داشت. سپس خاك محصور بین اعضای قائم و افقی خرپاها را در سرتاسر امتداد دیواره به صورت مرحله به مرحله بر می‌داریم و در هر مرحله اعضای افقی و قطری خرپا را به تدریج نصب می‌كنیم تا آنكه خرپا تكمیل شود.
عدم قرارگیری سیستم نگهداری موقت در درون زمین اصلی كه باعث كاهش مساحت زمین و یا دستپ و پا گیر شدن اجرای سازه اصلی میشود و همچنین سرعت اجرای بالا و هزینه كم از مزایای این روش است. این روش نیاز به فضای باز در اطراف زمین دارد لذا در زمین‌هایی كه فضای كاری محدودی دارند از این روش نمی‌توان استفاده نمود.
مواردی نظیر عدم وجود اسكلت، ضعیف بودن ملات دیوارها و علائم ضعف اجرایی ساختمان، وجود ترك و شكستگی یا نشست و شكم دادگی دیوارها از این جمله‌اند. وجود دیوار مشترك بین ساختمان مورد نظر برای تخریب و ساختمان مجاور آن نیز غالباً می‌تواند منبع ایجاد مشكل باشد.
معمولاً هر چه خاك محل ضعیف تر باشد خطر بیشتری برای ریزش گود و تخریب ساختمانهای مجاور وجود دارد. خاك‌های دستی بارزترین نمونه خاك‌های ضعیف هستند.
همچنین در بسیاری از موارد محل به صورت تپه و ماهور و یا بستر مسیل بوده و با خاك یا نخاله به صورت غیرمهندسی تسطیح شده است. رسوبات سست جوان كه غالباً در اطراف مسیل‌ها و پای دامنه‌ها وجود دارند نیز از جمله خاك‌های ضعیف محسوب می‌شوند. امكان زیادی وجود دارد كه سازنده ساختمانی كه در مجاورت زمین محل احداث پروژه قرار دارد در زمان ساخت، خاك ضعیف را جا به جا نكرده و پی ساختمان را بر روی همان خاك سست قرار داده باشد. در این صورت ساختمان مجاور تا هنگامی كه گودی در كنار آن ایجاد نشده استوار است اما به محض اینكه با گود برداری كم عمق، اطراف آن خالی شد خاك ضعیف موجود در زیر پی آن ریزش كرده و باعث خرابی ساختمان مجاور خواهد شد.
معمولاً هر چه عمق گود بیشتر شود خطر بیشتری كاركنان و ساختمانهای مجاور را تهدید می‌كند. در سال‌های اخیر با افزایش تراكم ساختمانی، نیاز به پاركینگ و انباری و سطوح مشاع دیگر افزایش یافته و باعث افزایش تعداد طبقات زیرزمین شده است. باید توجه شود كه با افزایش عمق گود، خطر ریزش آن به مراتب افزایش می‌یابد. با افزایش عمق گودها و افزایش ارزش ساختمان‌ها و تأسیسات مجاور، گودبرداری غیر فنی بسیار خطرناك بوده و خسارات جانی و مالی جبران ناپذیری را در پی دارد.
معمولاً با افزایش زمان بازماندن گود حتی اگر بارندگی یا تغییرات جوی مطرح نباشد خطر ریزش گود بیشتر میشود اما افزایش زمان بازماندن گود به ویژه در فصل‌های بارندگی و رطوبت (زمستان و بهار)، با وقوع بارش‌هایی گاه سنگین و سیل آسا همراه است كه با اشباع خاك و یا جاری شدن آب‌های سطحی خطر ریزش گود را به مراتب افزایش می‌دهد. به طوری كه بسیاری از ریزش‌های گود در گذشته به فاصله چند ساعت تا چند روز بعد از شروع بارندگی روی داده است.
بالا بودن سطح عمومی آب‌های زیرزمینی در منطقه معمولاً عملیات آبكشی جهت پایین انداختن سطح آب زیرزمینی را ضروری می‌سازد. معمولاً وجود سطح آب زیرزمینی بالا خطر ریزش گود را افزایش می‌دهد به ویژه بعد از چند روز از انجام عملیات گودبرداری و رسیدن سطح آب زیرزمینی به تعادل. همچنین وجود جریان‌های آب زیرزمینی از طرقی نظیر نهرهای مدفون یا قنات‌ها می‌تواند در افزایش خطر ریزش گود بسیار مؤثر باشد. جریان‌های آب‌های سطحی نیز از عواملی هستند كه می‌توانند باعث فرسایش خاك گود و اشباع شدن آن شده و به افزایش خطر ریزش گود كمك كنند. دور نگه داشتن جریان آب‌های سطحی موجود یا محتمل (مثلاً در اثر بارندگی) از مهم‌ترین و اصلی‌ترین قدم‌های اولیه حفاظت گود است.
بررسی‌های مكانیك خاك انجام بررسی‌های محلی در مورد زمین شناسی عمومی، مشخصات خاك محل و سطح آب‌های زیرزمینی است. به ویژه باید وجود و عمق خاك‌های مسئله داری، نظیر خاك‌های دستی را مشخص نمایند. توصیه‌های فنی در مورد نوع پی، مقاومت مجاز خاك زیر پی و نشست‌های مورد انتظار و پارامترهای طراحی دیوارهای حایل دیگر بخش‌های ضروری گزارش مكانیك خاك را تشكیل می‌دهند. همچنین با توجه به عمق گودبرداری مورد نیاز و مشخصات ساختمان‌ها و دیگر تأسیسات مجاور نظیر معابر، خطوط گاز، فاضلاب و … باید خطر گودبرداری ارزیابی شده و روش گودبرداری، شیب ایمنی گودبرداری، مراحل گودبرداری، نیاز به سازه نگهبان، نوع سازه نگهبان و روش طراحی و اجرای آن به تفصیل بیان شود.