نوشته های مشابه
یکی از مسایلی که برای مقاوم سازی ساختمان باید به آن توجه کنیم مقاوم سازی خاک زیر پی میباشد. هنگامی که ما زمینی را برای ساخت و ساز خود انتخاب می کنیم ولی آن زمین هیچ کیفیتی برای دریافت پایه ندارد ( بیش از حد خاک رس دارد یا خیلی خشک است و … ) اصولاً ما می گوییم که هزینه کار افزایش پیدا کرده است. و غفلت از این موضوع باعث می شود خطر مهمی بنای ما را تهدید کند که عمدتاً خطر جریان و فروپاشی خاک است.
بدیهی است که این امر منجر به فروپاشی کل ساختار خانه خواهد شد: شکاف در دیوارها، شهرکها و غیره برای جلوگیری از این نوع مشکل و برای مقاوم سازی ساختمان خود می توانید هنگام ساخت و ساز، یک مطالعه ژئوتکنیک برای بررسی ظرفیت باربری زمین انجام دهید. اگر ظرفیت نامناسب باشد نیاز به مقاوم سازی خاک افزایش پیدا می کند. این اقدام باعث می شود که ساختار و ویژگی هایی که زمین و یا خاک دارد محکم تر بشود و در پی آن پایه های ساختار ما نیز محکم تر بشود و از این طریق ساختمان و یا بنای ما به عمق فرو نمی رود.
تقویت خاک چیست و در چه مواردی انجام می شود ؟
از تکنیک های مقاوم سازی خاک در مورد ساخت و ساز ساختمان ها ( به دلیل مقاوم سازی ساختمان) و یا جاده ها بر روی زمینی که دارای هیچ نوع کیفیت لازمی برای دریافت بارهای این آثار نیستند استفاده می شود. تکنیک های مختلف باعث افزایش کیفیت مکانیکی خاک های پایه می شود و بنابراین دوام ساختار را تضمین می کند. آنها همچنین در ساختارهای خاکی یا دیوارهای نگهداری نیز استفاده می شود. در این مورد، سازه های فلزی یا مصنوعی در خاک برای بهبود خواص مکانیکی آن گنجانیده می شوند.
روشهای مقاوم سازی خاک زیر پی :
سه نوع تقویت کننده برای مقاوم سازی خاک زیر پی وجود دارد. شما همچنین میتوانید موارد بیشتر را در مقاله ماتریس کامپوزیت مطالعه نمایید.
- تقویت خاک با استفاده از مصالح سفت و سخت
منشاء تکنیک تقویت پذیری سفت و سخت در انگلستان است. این روش در برخی از شهرهای اطراف انگلستان و ایتالیا استفاده شده است. تقویت کننده ها عمدتاً با استفاده از ملات، بتن و یا رزین ها با ایجاد یک مش از عناصر استوانه ای عمودی که دارای قطر ۲۵۰ تا ۶۰۰ میلی متر است انجام می شود. در این روش هدف این نیست که خاک را مقاوم کنیم زیرا تقویت خاک با توجه به ستون هایی از ملات یا بتن انجام می شود که آنها علاوه بر حفاظت از زمین مانع هایی را ایجاد می کنند که کمتر در آنها تنش به وجود بیاید.
- تقویت خاک با اضافه کردن souples
اضافه کردن souples به طور عمده بر روی ماسه یا شن و ماسه برای به دست آوردن یک خاک الاستیک که مقاوم به برش است انجام می شود. هدف از انجام این کار این است که ویژگی های ذاتی خاک را تغییر دهید تا از درون مقاومت بیشتری داشته باشد ( تحمل بیشتر، فشردگی کم، خطر ابتلا به مایع شدن و …)
- تقویت خاک با بهبود در جرم آن
با توجه به تکنیک های ارتعاشی، تراکم دینامیکی، ویبرو فلوتاسیون، ما تلاش می کنیم که خاک را با فشرده سازی آن بهبود ببخشیم . این روش به ویژه در خاک های دانه ای مناسب و مؤثر است زیرا فضای بین دانه ها را کاهش می دهد و در نتیجه خاک تقویت می شود.
هزینه ی مقاوم سازی زمین
انجام تکنیک تقویت خاک به عهده ی شرکت های تخصصی می باشد و قیمت آن بستگی به روش مورد استفاده و خواص خاک دارد.
تغییراتی که در ابعاد پی و ساختار ساختمان داده می شود را مقاوم سازی خاک زیر پی می نامند. مقاوم سازی به طور کل در شرایط محدود شده و نامساعد صورت می گیرد و دشواری های خود را به همراه دارد. ایجاد گسیختگی در پی ساختمان به دو شکل نهان یا قابل مشاهده است. بخش های قابل مشاهده بیشتر به صورت خردشدگی یا موارد دیگر است و بخش های نهان به علت نشست، تورم خاک و ناپایداری ساختمان به وجود می آیند و در گذر زمان به صورت قابل مشاهده در می آیند.
آسیب های منجر به مقاوم سازی خاک زیر پی
- ایجاد نیروی کششی بلندکننده
- ناپایداری ساختگاه سازه به ویژه در مورد ساختمان های روی زمین های شیب دار
- ناکافی بودن ظرفیت خشمی یا برشی مقطع پی
- تهاجم مواد شیمیایی آسیب زننده موجود در خاک و آب های زیر زمینی به بتن پی
- ناکافی بودن مقاومت جانبی برای تحمل نیروهای وارد شده بر پی ساختمان
- اعمال نیروی فشاری یا کششی بیشتر از ظرفیت سازه ای در شمع ها
- مقاوم سازی خاک زیر پی به دلیل وقوع تنش های فشاری بیشتر از ظرفیت باربری پی در زیر فونداسیون
- اعمال نیروی فشاری یا کششی بیشتر از ظرفیت ژئوتکنیک سازه ای در شمع ها
- ایجاد نشست های زیاد و غیر قابل پذیرش در پی ساختمان
- ایجاد پتانسیل روان گرایی، ماسه سریع و تورم در خاک زیر فونداسیون
روند مطالعات برای انجام مقاوم سازی خاک زیر پی
- نخستین مرحله انجام مقاوم سازی خاک زیر پی، تحقیق اسناد و بایگانی مدرک های طراحی ساختمان برای گزارش مکانیک خاک
- بررسی خاک با نمونه گیری از آن و انجام آزمایش های مربوط، اندازه گیری سطح آب زیرزمینی و مقدار فشار آب
- برآورد اندازه پی و شالوده دیوار ساختمان
- بررسی تأثیرات نشست پی حاوی شکل گیری ترک ها و کج شدن دیوارها، برآمده شدن ناحیه مجاور و مسیرهای عمودی و افقی پی
- به دست آوردن اطلاعات لازم درباره هندسه، پیکربندی و نقشه اجرایی ساختمان، شالوده و بارگذاری
- مدل سازی و تحلیل برای مقاوم سازی خاک زیر پی
- ارزیابی
- ارائه طرح مقاوم سازی خاک زیر پی
دشواری های مقاوم سازی خاک زیر پی
علاوه بر هزینه بالای بهسازی پی، این کار در زمان بهره‌برداری از ساختمان، بسیار مشکل است.
در هنگام مقاوم سازی پی‌ها، با مشکلات زیر روبرو هستیم:
- لزوم تخلیه تمام یا بخشی از فضای طبقه همکف یا زیرزمین برای مقاوم سازی خاک زیر پی
- خراب کردن دال کف زمین در درون ساختمان و سنگ فرش خارج آن
- در دست بودن فضایی محدود در طی عملیات مقاوم سازی خاک زیر پی به دلیل وجود پایه ها و تکیه گاه های موقتی برای مقاوم سازی
- محدودیت ارتفاع در جهت تجهیز ساختمان
- لرزش ها و صدای ساختمان
راهکارهای بر طرف کردن عیب های فونداسیون ساختمان
- مقاوم سازی فونداسیون
– افزایش ابعاد پی
– افزودن شناژ به پی موجود
– مقاوم سازی شالوده با کابلهای پیش‌تنیده
– افزایش مقاومت شمع‌های موجود
افزایش ابعاد پی
با افزایش ابعاد پی می‌توان سطح تماس بر پی را افزایش داد و از تنش‌های اعمالی بر پی کاست که این اقدام منجر به افزایش ظرفیت باربری فونداسیون می‌شود. همچنین با افزایش ابعاد فونداسیون و به دنبال آن کاهش تنش موجود در پی، نشست‌های پی خاک نیز کاهش می‌یابد.
دو حالت افزایش ابعاد پی وجود دارد:
۱- افزایش ابعاد پی و ستون متصل به آن
۲- افزایش ابعاد پی به تنهایی
مراحل اجرای راهکار افزایش ابعاد فونداسیون به شرح زیر میباشد:
۱- خالی کردن اطراف پی از تراز روی آن تا تراز زیر بتن مگر به اندازه عرضی بیشتر از عرض مورد نیاز مقاوم سازی
۲- مضرس کردن سطح بتن در بالا و وجوه عمودی شالوده
۳- ایجاد سوراخ‌های افقی در اطراف شالوده برای کاشت شاخک (میخچه). (در صورت لزوم)
۴- اجرای بتن مگر اضافی در ناحیه افزایش ابعاد
۵- تمیز و مضرس کردن سطوح تماس اجرای چسب پلیمری بر روی سطوح نمایان پی
۶- اجرای آرماتورهای اضافی برای بتن مسلح جدید مطابق نقشه‌های اجرایی
۷- اجرای بتن جدید
۸- جدا کردن قالب‌ها و مراقبت از پی با پوشاندن سطح بتن با گونیهای خیس (هرگز نباید پی را مستقیماً با آب خیس نمود، زیرا منجر به شستن لایه‌های زیر آن می‌شود)
۹- مقاوم سازی ستون (در صورت لزوم)
۱۰- پرکردن مجدد پی ترجیحاً با خاکهای درشت دانه در لایه‌های مختلفی که کاملاً متراکم شده باشند.
۱۱- کامل کردن کف و سنگ فرش روی پی
افزودن شناژ به پی
یکی از راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون در برابر لغزش، به هم بستن پی‌ها و ایجاد مشارکت کلیه پی‌ها در تحمل بارهای جانبی میباشد. به همین منظور از شناژ برای بستن پی‌ها استفاده می‌گردد
روش مقاوم سازی فونداسیون با کابلهای پیش‌تنیده
یکی از روشهای تقویت، اعمال نیروی پیش تنیدگی به مقطع میباشد. معمولاً وقتی افزایش عمق شالوده از بالا به دلیل معماری ممکن نباشد، ظرفیت خمشی مثبت و منفی مقطع را می‌توان با عبور کابلهای پیش‌تنیده، در حفره‌های تعبیه شده سراسری در طول شالوده یا در بتن جدید روی وجوه آن و پیش‌تنیده کردن آنها، افزایش داد.
نیروهای پیش‌تنیدگی فوق در دو امتداد عمودی و افقی به شالوده اعمال می‌شوند. نیروهای پیش تنیدگی قائمباعث افزایش ظرفیت برشی و نیروهای پیش‌تنیدگی افقی باعث افزایش ظرفیت برشی و خمشی به طور همزمان می‌شوند. پیش‌تنیدگی افقی بوسیله کابلها و مفتولهای متداول و پیش تنیدگی قائم با مقاوم سازی پی با FRPصورت می‌گیرد
افزایش مقاومت شمع‌های موجود
در ساختمان‌های احداث شده برروی شمع شمعها ممکن است نتوانند به صورت مناسبی در برابر بارهای جانبی مقاومت کنند؛ همچنین شمعها ممکن است در محل اتصال به سر شمع دچار مشکل شده باشند.
نحوه افزایش مقاومت شمع به شرح زیر است:
۱- کندن زمین تا سطحی که خرابی شمع مشهود باشد.
۲- لایه‌برداری ازسطح شمع تا قسمتهای داخلی آن به شکلی که خرابی وخوردگی کاملاً ازسطح شمع برداشته شود.
کلاهکی همانند شکل ۶ در زیر آن باید اجرا شود تا از پیوستگی آرماتورهای اضافی با شمع موجود اطمینان حاصل شود.
۳- اجرای آرماتورهای دور شمع و بتن ژاکت دور آن که بر اساس نتایج تحلیل سازه، طراحی شده باشد.
۴- پرکردن مجدد شالوده با خاک دانه‌ای متراکم
۵- اجرای کف
- بهسازی ژئوتکنیکی
– تزریق (اختلاط مکانیکی)
– ریزشمع
– احداث شمع
– تقویت شالوده از زیر
- کم کردن بار وارد شده بر فونداسیون با سبک کردن ساختمان یا بالا بردن عناصر مقاوم جانبی
بهسازی خاک به روش تزریق
بهسازی خاک به روش تزریق با مواد افزودنی از قبیل سیمان، آهک و… انجام می‌شود. هدف از بهسازی خاک به روش تزریق، دستیابی به پارامترهای ژئوتکنیکی اصلاح شده از قبیل مقاومت فشاری، مقاومت برشی و یـا نفوذپذیری است. اختلاط خاک برای محدود کردن و یا ثابت نمودن مواد شیمیایی مضر در خاک نیز کاربرد دارد. معمولاً سیمان بصورت دوغاب (ترکیب با آب) با خاک مخلوط می‌شود. هر چند امکان استفاده از سیمان بصورت خشک نیز مقدور است، برحسب نوع خاک حجم دوغاب بین ۲۰ تا ۳۰ درصد حجم خاک انتخاب می‌شود.
افزودنی‌ها شامل مواد زیرمی‌شوند:
سیمان، خاکستر آتشفشانی، سرباره کوره، آهک، سایر مواد شیمیایی ساخت دوغاب طبق مراحل زیر انجام می‌شود:
– سیستم اختلاط مرکزی، با میکسرهای دور بالا برای اختلاط
– محل ذخیره موقت دوغاب همراه با همزن‌های دور پایین
– سیستم پمپاژ
اجرای ریز شمع (micro piles)
ریزشمع ها، شمع‌هایی با قطر ۱۰۰تا ۲۰۰ میلیمتر هستند که می‌توانند به صورت عمودی یا مایل در اطراف و جسم شالوده ایجاد شوند. در صورتی که به علت محدودیت‌های فضایی در نزدیکی فونداسیون موجود نتوان از شمع برای افزایش ظرفیت باربری پی استفاده نمود می‌توان از ریز شمعها به جای شمع استفاده کرد. با اجرای ریز شمعها بدلیل نفوذ دوغاب سیمان در خاک، خواص مکانیکی خاک بهبود یافته و ظرفیت باربری آن افزایش می‌یابد. همچنین ریزشمعها در عمقی بیشتر از عمق شالوده نفوذ کرده و بارها را به عمقی بیشترمنتقل می‌کنند
احداث شمع
به منظور افزایش ظرفیت باربری ژئوتکنیکی و سازهای شمع‌های موجود، می‌توان با احداث شمع‌های جدید و اتصال آنها به سرشمع موجود، به ظرفیت فشاری، کششی و خمشی گروه شمع موجود اضافه نمود
مقاوم سازی خاک زیر پی شامل تقویت فونداسیون ضعیف یا درست کردن شالوده جدید می شود، اما گاهی شرایط خاک زیر پی نیز باید بهبود یابد.
راهکارهای مقاوم سازی خاک زیر پی
مقاوم سازی فونداسیون که شامل بالا بردن ابعاد پی، بالا بردن شناژ به پی موجود، مقاوم سازی شالوده با استفاده از کابل های پیش تنیده و بالا بردن مقاومت شمع ها می شود.
با بالا بردن ابعاد پی می توان سطح تماس بر پی را تغییر داد و از تنش های اعمالی بر پی کم کرد. این کار موجب بالا رفتن ظرفیت باربری فونداسیون خواهد شد. با بالا بردن ابعاد فونداسیون و در پی آن کاهش تنش موجود در پی، نشست های پی خاک نیز کم می شود. بالا بردن ابعاد پی و ستون متصل به آن و بالا بردن ابعاد پی به تنهایی دو حالت بالا بردن پی هستند.
در موقعیت مقاوم سازی پی و ستون برای بالا بردن مقاومت پی باید ابعاد بخش زیرین فونداسیون را بالا برد. در این شیوه فشار خاک اضافه شده به شکل یکنواخت باید به شالوده وارد شود. کمربند محیطی شالوده باید بار بخش های بالایی سازه را به خاک انتقال دهد. در این صورت باید در پی پیوستگی کامل میان روکش بتنی و بتن پی بود که این کار با تمیز و مضرس کردن سطح بتن قبلی و یا استفاده از اتصالات مکانیکی به شکل میخچه ممکن می شود.
وقتی ابعاد شالوده زیاد شود و ستون مقاوم سازی نشود، بار اعمال شده به بخش های تقویت شده باید مستقیم به پی انتقال یابد. این کار با استفاده از پاشنه یکپارچه که در محیط و زیر پی قرار گرفته است تحقق می یابد. آماتورگذاری مناسب در این مورد لازم است.
بالا بردن شناژ پی با به هم پیوستن پی ها و به وجود آوردن مشارکت تمام پی ها در تحمل بارهای جانبی است. برای این کار از شناژ برای بستن پی ها استفاده می شود.
برای یکپارچه سازی فونداسیون، مقاوم سازی فونداسیون با کابل های پیش تنیده، بالا بردن مقاومت شمع ها، مقاوم سازی فونداسیون بنایی نیز از دیگر راهکارهای مقاوم سازی خاک زیر پی هستند که به شیوه های خود قابل انجامند.
روش های مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی خاک زیر پی با شیوه های متفاوتی انجام می شود. روش های مقاوم سازی ساختمان نیز شامل موارد مختلفی هستند:
- مقاوم سازی ساختمان با FRP
- مقاوم سازی ساختمان با اضافه کردن دیوار برشی یا بادبند فلزی
- مقاوم سازی ساختمان با میراگرها
- مقاوم سازی ساختمان با جرم های متمرکز پاندولی
- مقاوم سازی ساختمان با ژاکت فلزی و بتنی
- مقاوم سازی ساختمان با کمانش تاب
- مقاوم سازی ساختمان با جداگرهای لرزه ای
مقاوم سازی ساختمان ها برای تقویت آنها و تحمل بارهای وارده، بهبود نارسایی ناشی از فرسایش، بالا بردن شکل پذیری سازه یا سایر موارد با مصالح مناسب و روش های اجرایی صحیح انجام می شود. استفاده از FRP از روش های مدرنی است که جایگزین شیوه های سنتی شده است. این مصالح از ترکیب الیاف و رزین به دست می آیند. از رزین برای به وجود آوردن لایه یکپارچه، چسبیدن FRP به سطح بتن زیرین و به وجود آوردن پوشش برای محافظت مصالح به کار می رود. استفاده از FRP به علت وزن کم، سرعت اجرایی بالا، مقاومت خوب و نبود محدودیت معماری به ویژه در ساختمان های بتنی مورد توجه است.
استفاده از FRP یکی از روش های مقاوم سازی ساختمان است که برای ساختمان های مسکونی، مقاوم سازی سیلوها، مقاوم سازی پل ها، مقاوم سازی دال ها و عرشه ها، مقاوم سازی ستون ها و تیرهای بتنی و مقاوم سازی دیوارها به کار میرود
