مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده

مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده با راهکارهای گوناگونی امکان پذیر است که در این مطلب به برخی از آنها اشاره می کنیم.

تراز نمودن و ایجاد تغییرات در این راستا در یک سازه منحرف شده از راستای قائم، اصلاً کار ساده ای نمی باشد. راهکار مشخصی برای انجام این کار تعیین نشده است. شمار سازه هایی که با مشکل کج شدن مواجه شده اند، کم نمی باشد. یک نمونه از سازه کج شده، برج پیزا است.

یکی از نمادهای مطرح کشور ایتالیا، برج کج پیزا می باشد. این برج به علت نشت نامتقارن زمین با این مشکل مواجه شده است. برج پیزا در واقع بر زمین های قدیمی و لایه های مختلفی از خاک احداث شده است که به سبب ناپایداری این لایه های خاکی و تراکم بسیار زیاد برج، به تدریج شروع به خم شدن کرده است. تغییرات جوی در انحراف این برج، تأثیر داشته است.

دلایل کج شدن ساختمان ها

مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده باید با راهکارها و اصول مشخصی انجام شود. استفاده از مصالح ساختمانی نوین و جدید که بر اساس فناوری های مدرن تولید شده اند، در پیشگیری از کج شدن سازه ها نقش مهمی دارد.

یک نمونه از این مصالح، بتن پیش تنیده می باشد که دارای مقاومت بسیار بالایی است و از بوجود آمدن مشکلات مختلف ناشی از تنش های کششی و بارهای مرده و زنده در سازه جلوگیری می کند. البته ضمن استفاده از مصالح باکیفیت و مدرن، نیاز به استفاده از تکنیک هایی است که بتوان با تغییرات ناشی از نشست زمین جلوگیری کرد.

کج شدن یک سازه معمولاً متأثر از چندین عامل است و در کمتر مواقعی، یک عامل در انحراف یک سازه از راستای عمود خود، دخیل است. عمده دلایلی که موجب انحراف یک سازه می شوند، شامل موارد زیر است.

• عوامل مربوط به اقدامات انسانی: فعالیت های مستقیم یا غیرمستقیم مانند عملیات حفاری ممکن است سبب کج شدن ساختمان شوند.
• عوامل مربوط به خصوصیات بستر: مواردی مانند ظرفیت باربری کم، آماده سازی غیر اصولی زمین برای فونداسیون، تحکیم غیر یکنواخت و تغییر شرایط آب های زیرزمینی موجب می شوند که یک سازه کج و منحرف شود.
• عوامل مربوط به فونداسیون: مواردی مانند عمق مدفون شدگی اندک و نوع پی غیراصولی موجب می شوند که سازه به تدریج کج شود.

نقش انسان در کج شدن ساختمان ها

گاهی در ارتباط با مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده و بررسی علل بوجود آمدن این مشکل متوجه می شویم که انسان ها در بوجود آمدن این مشکل نقش داشته اند. حفاری های زیر زمینی معدن به منظور برداشت زغال سنگ، نفت، سنگ و نمک و دیگر منابع سالهاست که در سازه های مختلف انجام می شود.

این استخراج ها به تدریج سبب آسیب به توده سنگ و تغییر شکل لایه های سنگی و خاکی می شوند که پیامدهایی را در سطح زمین به دنبال دارند. یکی از نواحی که پیوسته با این تهدید روبرو است، سیلزی شمالی در لهستان می باشد که بهره برداری بی رویه از منابع زیر زمینی زغال سنگ انجام می شود.

نمونه دیگری از کج شدگی در اثر فعالیت های انسانی، انحراف سازه 11 طبقه ای می باشد که از سوی Gromsysz به تشریح پرداخته شده است. کج شدگی در این سازه به دلیل فعالیت های معدنی اتفاق می افتد و نشست غیر یکنواخت خاک سست، این مشکل را تشدید کرده است.

اهمیت مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده

ساختمان هایی که بیش از 5 درصد کج شوند، معمولاً تخریب می شوند. در مواقعی که میزان انحراف کم می باشد، احتمال فروپاشی ساختمان بسیار پایین است. درست است که این سازه ها از نظر مشکل فروپاشی تهدید نمی شوند اما گاهاً مشکلاتی را برای ساکنین بوجود می آورند که از جمله آنها می توان به بی ثباتی عناصر دکوراسیون، اختلالات زهکشی، عملکرد نادرست تجهیزات لیفت و … اشاره نمود.

اصلی ترین موضوع در مقاوم سازی و اصلاح کج شدگی سازه ها، تشخیص دقیق فاکتورهای زمین و شناخت کامل از شرایط خاک های مسئله دار می باشد. این خاک ها دربردارنده خاک های با ظرفیت باربری، نفوذپذیری و سختی کم، خاک های تورم یافته و خاک های میان لایه ای می باشد. این خاک ها بایستی در کلیه آیتم های طراحی و اجرا لحاظ شوند. موضوع مهم دیگر، تخمین و پیش بینی میزان، نوع، شرایط و سرعت بارگذاری می باشد.

مهمترین راهکارهای مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده

تکنیک های شاقولی کردن سازه منحرف شده از راستای قائم و رفع انحراف موجود در این سازه، شامل موارد زیر است:

• نشست اجباری بخش های بلندتر سازه با برداشت خاک زیرین
• بالا بردن بخش های کوتاه تر ساختمان
• استفاده همزمان از دو راهکار مذکور

نشست اجباری بخش های بلندتر سازه:

در این تکنیک، مؤلفه های مکانیکی خاک بستر تغییر پیدا می کنند. این تغییرات مثبت به صورت تغییر تراکم پذیری خاک، وضعیت تنش ها، میزان آب و … است. شاقول سازی با بهره گیری از کاهش کنترل شده سختی خاک زیر فونداسیون صورت می گیرد. بدین ترتیب حجم لایه ها کم می شود و خاک با یک نشست اجباری مواجه می شود.

بالا بردن بخش های کوتاه سازه برای مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده:

این روش با دو تکنیک متفاوت بالابر هیدرولیکی و پی بندی انجام می شود. پی بندی، یک روش متداول ژئوتکنیکی جهت هدایت بارهای یک سازه از لایه ضعیف و قابل تراکم به عمق های با پتانسیل بالاتر می باشد.

با پی بندی قصد رسیدن به پایداری سازه را داریم. در روش بالابر هیدرولیکی نیاز به فعالیت هایی مثل آماده سازی و برش زدن دهانه ها برای بالابر، آماده سازی و مسلح کردن سازهای سازه، نصب جک در دیوارهای باربر پایین ترین طبقه و … می باشد.

روش ترکیبی:

یکی دیگر از راهکارهای مقاوم سازی ساختمان‌های کج شده ، استفاده همزمان از دو روش است. این روش با بالا بردن بخش پایین آمده و استخراج خاک زیرین بخش بلندتر انجام می شود. این عملیات سبب پایین آمدن اختلاف تراز ارتفاعی دو طرف ساختمان می شود.

این روش فقط هنگامی اجرایی می شود که شیب ساختمان موازی با سیستم سازهای آن است و همچنین خاک باربر در عمق زیادی نباشد. در غیر این صورت نمی توان از این راهکار برای اصلاح انحراف سازه از راستای قائم استفاده نمود.