راهکارهای مقاوم‌سازی فونداسیون باید مورد توجه سازندگان و مهندسانی که قصد افزایش تراکم بنای خود را دارند، قرار بگیرد.
فونداسیون یا پی، مهمترین بخش هر سازه ای است که استحکام و دوام سازه به شدت به آن بستگی دارد. فونداسیون در واقع یک المان رابط میان سازه و خاک زیر آن می باشد که بارهای بوجود آمده در سازه را به خاک هدایت می کند.
هنگامی که یک سازه در معرض بارهای گوناگون مانند بارهای ثقلی و جانبی قرار می گیرد، اعضای سازه بر اساس ابعاد، ظرفیت و میزان سختی که دارند متحمل نیروهایی می شوند. این نیروها بایستی طی یک مسیر از پیش مشخص شده به پی و از آنجا به خاک هدایت شوند. فونداسیون به معنای عضوی از سازه می باشد که از یک طرف به عناصر یک سازه و از طرف دیگر به زمین وصل می شوند.
اهمیت افزایش مقاومت پی ساختمان
استفاده از راهکارهای مقاوم‌سازی فونداسیون از جنبه های گوناگونی حائز اهمیت می باشد. مقاوم سازی شالوده یا پی، اصلی ترین مرحله در بهسازی و تقویت سازه می باشد. مقاوم سازی فونداسیون، موجب می شود که سازه در برابر بارها و تنش های مختلف دوام بیاورد و با مشکلات کمتری مواجه شود.
در مواقع متعددی نیاز است که به مقاوم سازی پی اقدام کرد. اگر مقاوم سازی پی برای برخی از سازه ها به درستی انجام نشود، حتی ممکن است بدون آنکه زمین لرزه یا حادثه بزرگی رخ دهد، ساختمان فرو بریزد و یا با مشکلات مختلف دیگری روبرو شود.
دلایل ضعف فونداسیون چیست؟
با استفاده از راهکارهای مقاوم‌سازی فونداسیون می توان ضعف فونداسیون را برطرف کرد. بعضی از دلایل ضعف فونداسیون، موارد زیر هستند:
- تغییرات در کاربری سازه ها که موجب افزایش بارهای گرانشی یا جانبی بر فونداسیون می گردد.
- خطا در محاسبات بارها به ویژه نیروهای جانبی حاصل از زمین لرزه که موجب کافی نبودن ظرفیت فونداسیون در مقابل نیروهای وارده می گردد.
- تهاجم مواد شیمیایی زیان آور موجود در خاک و آب های زیر زمینی به بتن یا فولاد موجود در پی سبب خرابی و از بین رفتن متریال پی می شود که به دنبال آن پس از مدتی، پی از بین می رود و به شدت ضعیف می شود.
- تجمع غیرهمگون خاک زیر فونداسیون که سبب تغییر شکل، انحراف و منهدم شدن پی می شود.
- متورم شدن خاک و تغییر در ماسه موجب می شود که تعادل در پی به هم بریزد و پی به تدریج قدرت خود را از دست دهد.
بررسی برخی از راهکارهای مقاوم‌سازی فونداسیون
راهکارهای متفاوتی وجود دارند که موجب افزایش مقاومت و استحکام پی می شوند که با توجه به شرایط پروژه و اهداف موردنظر می توان از مناسب ترین روش استفاده نمود. مهندس پروژه پس از بازدید از پروژه و در نظر گرفتن شرایط موجود، تعیین می کند که از کدامیک از راهکارها استفاده کند. برخی از راهکارها، موارد زیر هستند:
مقاوم سازی با استفاده از کابل پیش تنیده: کابل های پیش تنیده که برای تولید بتن پیش تنیده به کار می روند، می توانند در مقاوم سازی پی کاربردی باشند. استفاده از این کابل ها سبب کاهش نشست پی و افزایش ظرفیت جانبی پی در مقابل نیروهای جانبی و کششی می گردد.
افزایش شناژ در پی: اضافه کردن شناژ به پی سبب به حداکثر رسیدن ظرفیت خمشی فونداسیون در مقابل نیروی جانبی و کششی می گردد.
افزایش ابعاد پی: افزایش ابعاد پی به صورت عمود بر صفحه پایین پی به شکل اضافه کردن ارتفاع که سبب افزایش ظرفیت باربری پی در مقابل نیروی جانبی و کششی می گردد.
بیشتر کردن مقاومت شمع ها: یکی از راهکارهای مقاوم‌سازی فونداسیون ، افزایش مقاومت شمع های موجود با بهره گیری از تکنیک های ژئوتکنیکی مثل جت گروتینگ، میکروپایل، تزریق گروتینگ و … می باشد که سبب می شود که ظرفیت باربری زیاد شود و شمع ها نشست کنند.
جهت کسب اطلاعات بیشتر کلیک کنید
تقویت از زیر پی: راهکار دیگری که نتیجه بخش به نظر می رسد، بهره گیری از تکنیک های ژئوتکنیکی مثل جکینگ، تزریق رزین و گروتینگ می باشد که موجب به حداکثر رسیدن ظرفیت باربری و کاهش احتمال نشست فونداسیون می شود.
مقاوم سازی صفحه ستون: با استفاده از راهکارهای سازه ای مثل فولاد، مقاوم سازی ستون با لایه FRP و … می توان ظرفیت خمشی و برشی در نقاط زیر ستون را به سطوح بالاتری رساند.
تعبیه شمع های کششی: یکی دیگر از راهکارهای مقاوم‌سازی فونداسیون، کار گذاشتن شمع های کششی برای تقویت شالوده در مقابل نیروهای کششی حاصل از بارهای جانبی یا بلندکننده می باشد.
محدودیت ها و چالش های موجود برای تقویت فونداسیون
برای تقویت فونداسیون، راهکارهای مختلفی وجود دارد. اما با توجه به محدودیت ها و چالش های موجود نمی توان از هر روشی برای دستیابی به اهداف مورد نظر استفاده نمود. بعضی از مشکلاتی که همواره در مقابل سازندگان و مهندسان برای تقویت پی وجود دارند، موارد زیر است:
- ضرورت تخلیه جامع و یا بخشی از فضاهای طبقه همکف یا طبقه زیر همکف برای تقویت پی
- تخریب دال کف زمین درون سازه و سنگ فرش بیرون از آن
- فضای اندک در طول عملیات و مقاوم سازی به سبب وجود پایه ها و تکیه گاه های موقتی برای استحکام پی
- ایجاد صدا و لرزش های شدید
- ارتفاع اندک برای تجهیزات سازه
روش های برطرف کردن نواقص فونداسیون
با راهکارهای مقاوم‌سازی فونداسیون آشنا شدیم. به طور کلی نواقص و ایراداتی که در فونداسیون وجود دارند را می توان به روش های زیر حل نمود:
- تقویت شالوده موجود یا بهسازی سازه ای
- بهبود شرایط پی یا بهسازی ژئوتکنیکی
- کاهش بار وارد بر فونداسیون با کاهش وزن سازه یا به حداکثر رسیدن المان مقاوم جانبی
راهکارهای گفته شده در توضیحات قبل، زیرمجموعه ای از این راهکارها هستند که با توجه به شرایط از هر یک از آنها استفاده می شود. هر یک از این راهکارها باید به صورت اصولی پیاده سازی شوند.
به طور مثال برای افزایش ابعاد پی باید سطح تماس بر پی را زیاد نمود. بدین ترتیب تنش های وارده بر فونداسیون کاهش پیدا می کند که این مسئله سبب افزایش ظرفیت باربری پی می شود. برای افزایش ابعاد پی به دو طریق می توان اقدام نمود: 1- زیاد کردن ابعاد پی و ستون متصل به آن 2- زیاد کردن ابعاد پی
