اهمیت تقویت پی ساختمان در مراحل ساختمان سازی

استحکام یک ساختمان یکی از مهمترین قوانین و ساختمان سازی می باشد. پی در یک ساختمان نیز به جهت نقش مهمی که در استحکام ساختمان دارد، بسیار حائز اهمیت است. فوندانسیون یا پی ساختمان پایین ترین بخش یک سازه است و وزن ساختمان را به زمین منتقل می کنند و وظیفه ایستایی آن را بر عهده دارد. از این رو در آیین نامه استاندارد ۲۸۰۰، ضوابطی برای تقویت پی ساختمان بیان شده و مورد توجه مهندسان عمران قرار گرفته است که با دانلود استاندارد ۲۸۰۰ امکان پذیر است.

اهمیت پی ساختمان در ساختمان سازی

مراحل ساختمان سازی بخش های مختلفی دارد که باید هر مرحله با دقت انجام شود تا در نهایت بتوان شاهد یک ساختمان استاندارد و مستحکم باشیم. پی ریزی و اجرای فوندانسیون یکی از مراحل بسیار مهم در ساختمان سازی می باشد که در اجرای آن باید به عوامل مختلفی مانند مشخصات ساختمان مورد نظر، مقاومت خاک و زمین توجه کرد.

اهمیت این بخش از ساختمان باید گفت که حیات یک سازه به فونداسیون آن بستگی دارد. پس باید به آن توجه ویژه داشت.

دلایل میخکوب برای تقویت فونداسیون بعد از ساخت

هر چه یک سازه مقاوم تر باشد، احتمالا عمر مفید آن نیز بیشتر خواهد بود. مقاوم سازی یا بالابردن مقاومت یک سازه در برابر نیروهای وارده به ساختمان، عمر ساختمان را ارتقا می دهد. به طور معمول و براساس آیین نامه استاندارد ۲۸۰۰ که در کشورمان تصویب شده است، ساختمان های بالای ده سال ساخت نیاز به مقاوم سازی دارند و از آنجایی که مقاوم سازی پی ساختمان در آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله از اهمیت ویژه ای برخوردار است می توانید با دانلود استاندارد ۲۸۰۰ اطلاعات جامع تری را در این زمینه کسب کنید.

باید این را بدانید که پروسه تقویت فونداسیون بعد از ساخت هزینه بر است، در نتیجه تلاش می شود در ساخت فونداسیون ساختمان، روش های مقاوم سازی فونداسیون رعایت شود. البته که بهسازی ساختمان بعد از گذشت چند سال امری ضروری است.

اگر پی سازه مدنظر ضعیف باشد، وارد شدن بار به آن منجر به کاهش ظرفیت باربری خاک مجاور پی می شود و در نتیجه مقاوم سازی و بهسازی فوندانسیون ضروری خواهد بود.

در این شرایط معمولا بهسازی و تقویت خاک و در مرحله بعد بهسازی و مقاوم سازی شالوده زیر سازه انجام می شود. به طور کلی این موارد در ساخت یک ساختمان منجر به این می شود که بهسازی فونداسیون را انجام دهیم:

• خطاهای طراحی برای تخمین و نحوه بارگذاری و سایر پارامترهای طراحی
• اجرای نادرست
• افزایش بارهای اضافی یا ناگهانی
• نشست خاک زیر پی
• آلوده شدن خاک زیر پی یا آب های زیرزمینی به مواد شیمیایی خورنده و آسیب به پی
• بلایای طبیعی مانند زلزله، سیل، آبشستگی خاک و..
• فرسوده شدن فونداسیون سازه به دلیل گذشت زمان
• تغییرات ضوابط و آیین نامه های ساخت و ساز
• ایجاد ترک های افقی و عمودی یا خم شدگی دیوارهای زیرزمینی

بالا زدن آستین برای مقاوم سازی پی ساختمان قدیمی

قبل از این که مقاوم سازی پی ساختمان قدیمی را انجام دهید باید این مراحل را بررسی کنید تا بتوانید بهترین روش را برای تقویت فونداسیون بعد از ساخت انتخاب کنید. (همیشه پیش گیری بهتر از درمان است!)

• نمونه گیری و بررسی خاک فونداسیون
• اندازه گیری دقیق سطح آب زیرزمینی و مقدار فشار آن
• بررسی ابعاد فونداسیون ساختمان
• بررسی و تحلیل میزان آسیب وارد شده به پی ساختمان
• بررسی دقیق اثرات ناشی از نشست ساختمان مانند بررسی ترک ها ، جابجایی دیوارها و برآمدگی در مناطق مجاور
• بررسی دقیق داده های مهم درباره نقشه های اجرایی ساختمان و نحوه بارگذاری ساختمان
• بررسی نقشه های اجرایی ساختمان و نحوه بارگذاری ساختمان
• انتخاب بهترین روش برای مقاوم سازی
• مدلسازی مقاوم سازی فونداسیون
• اجرای طرح مقاوم سازی

حکم های اساسی برای مقاوم سازی پی ساختمان

برای انجام بهسازی نیاز است مثل یک حاکم که می خواهد برای خودش قلعه پادشاهی بسازد به طور دقیق عمل کنید و تشخیص بدهید چه روشی را باید انتخاب کنید. برای این کار باید به شرایط خاک، میزان خسارات وارده و بررسی دلایل ایجاد شده توجه کنیم و بعد از آن بهترین حکم را برای مقاوم سازی ساختمان خود انتخاب کنیم.

حکم اول: استفاده از شناژ در فونداسیون

برای اتصال بیشتر پی ها به یکدیگر و در نتیجه مشارکت بیشتر همه پی ها برای تحمل بارهای جانبی از افزودن شناژ به پی استفاده می کنند. این کار باعث می شود مقاومت ساختمان در برابر لغزش ارتقا پیدا کند. اگر می خواهید بدانید انواع شناژ چیست؟ کلیک کنید.

حکم دوم: استفاده از پی های نواری به جای پی های ستونی

گاهی مواقع در بستر پی ها تغییر شکل های قابل ملاحظه ای را مشاهده می کنیم که باعث این تبدیل می شود. در شرایطی دیگر مانند زمانی که اندازه بار وارده به ساختمان تغییر کند، باید از یک دیوار بتنی به عنوان دال برای اتصال بین ستون های موجود استفاده شود که با این حکم یک پی ستونی به یک پی نواری تبدیل می شود.

اگر بخواهیم این فرایند را به بهترین حالت ممکن انجام دهیم بهتر است در سطح فونداسیون ناهمواری هایی را ایجاد کنیم. این کار باعث ارتباط بهتر بین دال اتصال و شالوده می شود و در نتیجه سطح بین فونداسیون و دال اتصال با کیفیت تر به هم جوش می خورد. قسمت تحتانی اتصال به منظور افزایش باربری با پهنای بیشتری باید ایجاد شود که برای این کار باید پی ستون را با روش ژاکت کردن پوشش دهیم.

حکم سوم: بیشتر کردن ابعاد فونداسیون یا ژاکت کردن

افزایش ابعاد پی که باعث سطح تماس پی می شود، منجر به کاهش تنش خاک پی نیز می شود. با این اقدام ما ظرفیت برسی خمشی فونداسیون را ارتقا می دهیم. برای زیاد کردن ابعاد فونداسیون از دو روش استفاده می شود:

• افزایش ابعاد زیرین پی با افزایش ابعاد پی و ستون متصل
• استفاده از پاشنه یکپارچه‌ای در محیط و زیر پی‌ برای افزایش ابعاد پی

لازم به ذکر است وقتی ترک ها در قسمت پایینی پی ظاهر می شوند، با قراردادن تیرهای بتنی طولی در زیر آن ها، مقاوم سازی صورت می گیرد. علاوه بر این کل پی در یک پوشش بتنی یکنواخت با تیرهای فونداسیون ژاکت می شوند.
به منظور تقویت پی گسترده در برابر کمبود مقاومت خمشی پی، می توان به روش افزایش موضعی ضخامت پی در محل های خاص اشاره کرد و به منظور مقاوم سازی شالوده ساختمان در برابر لغزش از روش اجرای برش گیر در زیر محیط پی اشاره می شود.

حکم چهارم: استفاده از سیمان یا مواد اپوکسی برای ترمیم ترک فونداسیون

اگر از سیمان برای ترمیم ترک ها در فونداسیون استفاده کنید، می توانید هزینه ها را به درستی مدیریت کنید. سیمان برای ترمیم ترک های برشی و ترک های برشی خمشی سازه های بتن آرمه آسیب دیده استفاده می شود.
برای ترک های ریز با پهنای کمتر از ۰.۱ میلیمتر، متوسط با پهنای کمتر از ۳ میلیمتر و عریض با پهنای حدکثر ۶-۵ میلیمتر از مواد اپوکسی و برای ترک های عریض تا پهنای ۲۰ میلیمتر از گروت سیمانی با فضای مشخصی استفاده می شود. این روش مزایای مختلفی دارد از جمله از بین رفتن نمای ظاهری ترک، مقاومت بخش آسیب دیده و بازگشتن عملکرد لرزه ای سازه را می توان اشاره کرد.

حکم پنجم: استفاده از الیاف پلیمری (FRP)

الیاف پلیمری از دو بخش الیاف و رزین تشکیل شده است که برای تقویت پی ساختمان در برابر خطرات لرزه ای مورد استفاده قرار می گیرد. رزین در این ترکیب دارای دو وظیفه است:
ایجاد لایه یکپارچه و چسبیدن FRP به سطح بتن زیرین برای محافظت مصالح.
استفاده از FRP به علت وزن سبک، سرعت اجرایی بالا، مقاومت مناسب و نداشتن محدودیت در معماری برای ساختمان های بتنی، برای مقاوم سازی سازه های در معرض خزرات لرزه ای بسیار رواج دارد.

حکم ششم: استفاده از کابل های پیش تنیده شده

• اگر در سازه شما، امکان افزایش عمق پی از بالا وجود نداشته باشد، باید از کابل ها برای ایجاد نیروی پیش تنیدگی به مقطع برای مقاوم سازی فونداسیون استفاده کرد.
• عبور کابل های پیش تنیدگی از حفره های جاسازی شده در سراسر طول فونداسیون یا در وجوه بتن جدید باعث افزایش ظرفیت خمشی و برشی فونداسیون خواهد شد.
• اعمال نیروهای پیش تنیدگی که به صورت قائم به پی وارد می شود، باعث افزایش ظرفیت برشی ساختمان می شود و نیروهای پیش تنیدگی افقی باعث افزایش ظرفیت برشی و خمشی به طور همزمان می شود. استفاده از کابل ها در پیش تندیگی افقی و استفاده از مصالح پلیمری (FRP) در پیش تنیدگی قائم رواج است.
• افزایش دوام در بتن، کاهش ابعاد شالوده، کنترل ترک خوردگی در پی، باربری بیشتر عضو پیش تنیده با هندسه مشابه نسبت به بتن مسلح معمولی و ایمنی بیشتر فونداسیون از جمله مزایای استفاده از پیش تنیدگی در ساختمان می باشد. اگر نمی دانید بتن چیست، می توانید به مقاله مربوطه مراجعه کنید.

حکم هفتم: استفاده از شمع کششی

از این حکم برای مقاوم سازی شالوده های سطحی در موقعیت های مکانی که سطح آب زیرزمینی در آن منطقه بالا است، مورد استفاده قرار می گیرد. احداث شمع برای مقابله با نیروی کششی بلند کننده فونداسیون پی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد. این کار برای انتقال بار سازه به خاک های مقاوم تر در لایه های عمیق تر زمین است.
تغییر مکان های ناشی از لنگر می تواند موجب واژگونی سازه یا شکست فوندانسیون شود و در غیر این صورت نیروهای بلندشدگی در پی، حالت بحرانی ندارد.

برای نصب منظم شمع های حامل در دو طرف یا یک طرف باید چیکار کنیم؟

• نصب منظم شمع های حامل در دو طرف یا یک طرف پی می تواند باعث تقویت فونداسیون های نواری شود. اگر بار زیادی وجود داشته باشد شمع ها در دو ردیف کوبیده می شوند و در صورت نیاز از قطعه ای به عنوان رابط بین شمع ها و بر روی فوندانسیون استفاده می شود.
• طول و اندازه شمع ها به عواملی مانند مشخصات خاک، بار روی فونداسیون و سطح مقطع شمع تعیین می شود. بهتر است شمع ها به صورت جفت و با فاصله یکسانی از بر دیوار قرار گیرند.
• در بعضی از مواقع دیوار در مجاورت ملکی دیگر قرار گرفته است و در این موقعیت کلاهک شمع ها از یک سمت ادامه دارد. که در این صورت شمع ها تحت کشش هستند و در نتیجه در طراحی آن ها به این منظور باید دقت شود.
  در این روش تقویت پی ساختمان بسیار به اتصال بین شمع و فونداسیون باید توجه شود چون این اتصال است که در انتقال نیروهای حاصل از سربار وارده به پی و شمع ها بسیار مهم هستند.

حکم هشتم: مقاوم سازی پی با کمک شمع کوبیدنی

از این حکم در مواقعی که بار وارده بسیار افزایش یافته و خاک زیر پی مطلوب باشد استفاده کنید.

حکم دهم: مقاوم سازی توسط شمع درجا ریز

اگر بار به مقدار قابل توجهی زیاد باشد و خاک سستی به اندازه یک لایه نازک در بستر وجود داشته باشد و در نتیجه بازسازی با مشکلات زیادی همراه باشد، ازاین حکم استفاده می شود.

حکم یازدهم: افزایش مقاومت شمع های موجود

در بعضی از موارد نیاز است که مقاومت شمع های استفاده شده را ارتقا دهیم. این موقعیت زمانی اتفاق می افتد که شمع ها نتوانند به صورت مناسبی در برابر بارهای جانبی مقاومت کنند؛ یا در شرایطی ممکن است محل اتصال به سر شمع دچار مشکل باشد و مجبور به بهسازی آن باشیم.
نحوه محاسبه مقاومت های مورد نیاز شمع های موجود از روش تحلیل الاستیک مرتبه اول سرچشمه گرفته است. بنابراین روش های تحلیل الاستیک مرتبه اول را می توانید با دانلود مبحث ۱۰ به راحت ترین شکل ممکن حل کنید.

حکم دوازدهم: استفاده از ریز شمع یا میکروپایل در فونداسیون

ریز شمع به شمع های با قطر کمتر از ۳۰۰ میلیمتر گفته می شود که می تواند به صورت عمودی یا مایل در اطراف پی ساختمان قرار گیرند. استفاده از ریزشمع ها در زمانی اتفاق می افتد که نتوانیم از شمع برای افزایش ظرفیت باربری شالوده استفاده کرد. برای اجرای این کار باید از فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان استفاده شود. مراحل اجرای ریزشمع ها شامل حفاری، لوله کوبی فولادی، تزریق و تسلیح و نصب می باشد.

ضربه آخر پادشاه: تزریق گروت (اختلاط مکانیکی)

تزریق گروت به زمین برای بالا بردن پی های سطحی استفاده می شود که البته از اطمینان بالایی برخوردار نیست. روش گروت دارای دو طبقه بندی است: یا گروت به اطراف پی تزریق می شود یا به صورت جامد در نشسته ای نامساوی جاگذاری می شود که روش اول از استاندارد بیشتری برخوردار است.

نتیجه گیری

پس از گذشت چندین سال از ساخت یک سازه، به دلایل مختلف تقویت پی ساختمان برای افزایش استحکام و جلوگیری از خطرات جبران ناپذیر یک ضرورت خواهد بود. افزایش بارهای وارده به یک ساختمان، زلزله یا دیگر حوادث غیرمترقبه و اشتباهات و خطاهایی محاسباتی در ساخت یک سازه از جمله دلایلی است که منجر به تقویت فونداسیون بعد از ساخت می شود و باید بعد از بررسی پارامترهای مختلف، بهترین روش را برای تقویت پی انتخاب و انجام داد.

سوالات متداول

تقویت پی ساختمان برای هر سازه ای انجام می شود؟

به طور معمول و براساس استانداردهای ساختمان سازی، هر ساختمان بعد از ۱۰ سال ساخت نیاز است که مقاوم سازی روی آن انجام شود ولی اگر علایمی را در پی ساختمان ببینیم، باید نسبت به مقاوم سازی آن اقدام کنیم.

به چه دلیل باید مقاوم سازی یک ساختمان را انجام دهیم؟

دلایل مختلفی وجود دارد که تقویت پی ساختمان را به یک ضرورت تبدیل می کند. برای مثال می توان به افزایش بارهای وارده به سازه اشاره کرد. باید بعد از بررسی شواهد، روش مناسبی را برای تقویت پی انتخاب کنیم.