مقاوم سازی و بهسازی پی | روش های مقاوم سازی شالوده

پی سازی
تایپوگرافی
  • خیلی کوچک کوچک متوسط بزرگ خیلی بزرگ
  • پیش فرض Helvetica Segoe Georgia Times

روش های بهسازی پی ، تقویت پی ساختمان ، تقویت فونداسیون بعد از ساخت ، ترمیم فونداسیون ، روش های تقویت فونداسیون ، مقاوم سازی پی ساختمان قدیمی ، مرمت پی ساختمان ، مقاوم سازی خاک زیر پی ، تقویت فنداسیون ، راه کارهای بهسازی شالوده ، دانلود پاورپوینت روش های بهسازی و مقاوم سازی فونداسیون ها

مقاوم سازی فونداسیون ساختمان شامل هر تغییری در ساختار یا ابعاد پی موجود ساختمان میباشد که به منظور تطبیق دادن سرویس دهی پی با شرایط جدید انجام میگیرد . اغلب مقاوم سازی پی در شرایط نامساعد و محدود شده ای انجام میشود که این شرایط و محدودیت ها ، مشکلات و پیچیدگی هایی را ایجاد میکند که در نهایت منجر به ساعات کاری بیشتر برای کارگران و هزینه های بیشتر مقاوم سازی میشود.
از دلایل عمده ای که باعث میشوند تا اقدام به تقویت و بهسازی پی نماییم عبارت اند از :
خطاها و اشتباهات در طراحی و اجرا ، تغیرات در سرویس دهی ساختمان ، بلایای طبیعی مانند سیل و زلزله ، عمر بالای ساختمان ها (عمر بالای 10 سال) ، به روز شدن آیین نامه ها

تعريف بهسازی

بهسازی در صنعت ساختمان به مفهوم احياء يا افزودن قابليت بهره برداری ساختمان و افزايش طول عمر مفيد آن است . و يا بهسازی به مجموعه تعهدات و عملياتی گفته مي شود كه قابليت انجام وظيفه يا وظايفی را در ساختمان ايجاد می كنند كه در وضع موجود قادر به انجام تمام و كمال آنها نيست.

گستره بهسازی

گستره بهسازی و حجم و دامنه عمليات ، يعني ميزان دخالت در وضع موجود ساختمان ، بسته به نوع و ميزان نارسایی ، كه بهسازي به منظور جبران آن صورت مي گيرد متغير است و ممكن است از ساده ترين و كمترين دخالت ، به سمت پيچيده ترين و بيشترين دخالت به شرح زير رده بندی شود:

  1. ترمیم
  2. تعمیر
  3. بازسازی
  4. جایگزینی

مراحل مختلف عملیات بهسازی پی

  1. مرحله اقدامات اولیه شامل بازدید و معاینه ، ارزیابی ، جمع آوری اطلاعات ، تصمیم گیری مرحله اول
  2. مرحله تقویم و تشخیص شامل تکمیل اطلاعات ، بررسی و تشخیص علل نارسایی ها ، تجدید نظر در تصمیمات مرحله اول
  3. مرحله چاره جویی شامل تعیین نوع بهسازی ، انتخاب مصالح و روش بهسازی
  4. مرحله باز طراحی شامل تهیه نقشه ها و دستور العمل های اجرایی و دفترچه مشخصات فنی ویژه عملیات بهسازی
  5. مرحله درمان شامل تهیه برنامه زمان بندی ، شروع عملیات اجرایی ، تغییرات متناسب با اطلاعات جمع آوری شده در حین عملیات بهسازی 

اطلاعاتی که در مقاوم سازی و بهسازی فونداسیون ها نیاز به تجزیه و تحلیل دارند

  • شرایط خاک
  • بررسی پی و دیوارههای پی
  • بررسی بصری و کاوش های زمینی
  • گزارش خسارات و بررسی ترک ها موجود
  • گزارش نشست و نشست وابسته به زمان
  • بررسی پرونده ساخت و ساز و آرشیو نقشه ها
  • محاسبه بار پی (سیستم استاتیکی)
  • اندازه گیری ارتعاشات،کنترل کیفیت
  • اندازهگیری سطح آب زیرزمینی و فشار آب حفره ای

موارد آسیب پذیری پی ها

از معمول ترین موارد آسیب پذیری در پی ها میتوان به موارد ذیل اشاره نمود :

  • وجود نيروي كششی بلند كننده
  • وجود نشست های زياد و غيرقابل قبول در پی
  • لغزش پی ساختمان
  • وجود پتانسيل روانگرايی، ماسه سريع و تورم در خاک زير شالوده
  • عدم کفایت ظرفیت خمشی یا برشی (برش خمشی یا برش سوراخ کننده) مقطع پی
  • تهاجم مواد شیمیایی مضر موجود در خاک و آب زیرزمینی به بتن پی
  • وقوع تنش فشاری بيش از ظرفيت باربری در زير پی
  • وجود نيروی فشاری يا كششی بيش از ظرفيت ژئوتكنيكي سازه ای در شمع ها
  • عدم پايداري سازه پي مخصوصا برای ساختمان هايی كه بر روي زمين های شيبدار احداث شده اند.

مشکلات مقاوم سازی فونداسیون ها

  • هزینه های بالا
  • لزوم تخليه كليه و يا قسمتي از فضاهاي طبقه همكف يا زيرزمين
  • تخريب دال كف زمين در داخل ساختمان و سنگ فرش های بيرونی
  • فضای بسيار محدود در طول عمليات مماوم سازی به علت وجود پايه ها و تكيه گاه هاي موقتی
  • ارتفاع محدود برای تجهيز ساختمان
  • صدا و لرزش های ساختمان

روش های مقاوم سازی و بهسازی شالوده ها

الف - کاهش بار وارده بر فونداسیون

  • استفاده از مصالح سبک سازه ای
  • استفاده از مصالح سبک غیر سازه ای

ب - بهسازی ژوتکنیکی پی

  • میکرو شمع ها
  • احداث شمع
  • تقویت شالوده از زیر
  • تزریق ( اختلاط مکانیکی )

ج - روش های مقاوم سازی پی ها

  • افزودن شناژ به پی موجود
  • افزایش مقاومت شمع های موجود
  • تبدیل پی ها به هم
  • افزایش ابعاد فونداسیون (جاکت کردن)
  • مقاوم سازی با استفاده از الیاف پلیمری (FRP)
  • مقاوم سازی شالوده با کابل های پیش تنیده

در ادامه این مطلب به تشریح روش های مقاوم سازی ، بهسازی و کاهش بار وارد بر ساختمان میپردازیم.

1- مقاوم سازی فونداسیون با افزایش ابعاد آن (ژاکت کردن)

با افزایش ابعاد پی می‌توان سطح تماس خاک و پی را افزایش داد و تنش‌های اعمالی بر فونداسیون را کاهش داد که این اقدام منجر به‌ افزایش ظرفیت باربری فونداسیون خواهد شد . دو حالت افزایش در ابعاد پی وجود دارد.

  1. افزایش ابعاد پی و ستون متصل از طریق افزایش ابعاد قسمت زیرین پی
  2. افزایش ابعاد پی به تنهایی استفاده از پاشنه یکپارچه‌ای در محیط و زیر پی‌

مراحل اجرای افزایش ابعاد فونداسیون :

  • خالی کردن اطراف پی از تراز روی آن تا تراز زير بتن مگر ب اندازه عرضی بیشتر ازعرض مورد نیاز مقاوم سازی
  • مضرس کردن سطح بتن در بالا و وجوه عمودی شالوده
  • ایجاد سوراخ‌های افقی در اطراف شالوده برای کاشت شاخک (میخچه)‌‌
  • اجرای بتن مگر اضافی در ناحیه افزایش ابعاد
  • تمیز‌ کردن سطوح تماس اجرای چسب پلیمری بر روی سطوح نمایان پی
  • اجرای آرماتورهای اضافی برای بتن جدید و اجرای بتن جدید
  • جدا کردن قالب‌ها و مراقبت از پی با پوشاندن سطح بتن با گونی های خیس
  • مقاوم سازی ستون (در صورت لزوم)
  • پرکردن مجدد پی ترجیحاً با خاک‌های درشت دانه در لایه‌های مختلفی که کاملاً متراکم شده باشند.
  • کامل کردن کف و سنگ فرش روی پی
افزایش ابعاد فونداسیون
افزایش ابعاد فونداسیون

2- افزودن شناژ به پی ها

يكی دیگر از راهكارهای بهسازی پی در برابر لغزش، به هم بستن پی ها و ايجاد مشاركت كليه فنداسيونها در تحمل بارهای جانبی می باشد . به همين منظور از شناژ براي بستن پی ها استفاده می گردد که در این صورت مقاومت پی در تحمل بار های جانبی افزایش خواهد یافت.

افزودن شناژ
افزودن شناژ

3- مقاوم سازی شالوده با تبدیل آنها به هم

در مقاوم سازی فونداسیون های ستونی، در برخی موارد لازم است که آنها به فونداسیون نواری تبدیل شوند و یا در مقاوم سازی فونداسیون های نواری، در برخی موارد لازم است که آنها به دال تبدیل شوند. این روش زمانی مورداستفاده قرار خواهد گرفت که خاک زیر پی دست خوش تغییر شکل های ناهموار قابل توجهی بشود، اندازه بار و شرایط کاری پی تغییر کند و یا عوامل و شرایط دیگری که در آن باید استحکام پی به طور قابل توجهی افزایش یابد. یک دیوار بتنی در قالب دال اتصال بین ستون های موجود برای تبدیل یک پی ستونی به یک پی نواری قرارداد میشود.

مقاوم سازی پی با تبدیل شالوده ها به یک دیگر
مقاوم سازی پی با تبدیل شالوده ها به یک دیگر

4- بهسازی شالوده با استفاده از کابل های پیش تنیده

يكی از راهكارهای بهسازی و افزايش ظرفيت خمشی و برشی پی ها، اعمال نيروی پيش تنيدگی به مقطع می باشد. معمولاًوقتی افزايش عمق شالوده از بالا به دلایل معماری ممكن نباشد، ظرفيت خمشی مثبت و منفی مقطع را می توان با عبور كابل های پيش تنيده، در حفره های تعبيه شده سراسری در طول شالوده يا در بتن جديد روی وجوه آن و پيش تنيده كردن آنها ، افزايش داد . نيروهای پيش تنيدگی فوق در دو امتداد عمودی و افقی به شالوده اعمال می شوند . نيروهاي پيش تنيدگی قایم باعث افزايش ظرفيت برشی و نيروهاي پيش تنيدگي افقی باعث افزايش ظرفيت برشی و خمشی به طور همزمان می شوند . پيش تنيدگی افقی بوسيله كابلها و مفتولهای متداول و پيش تنيدگي قایم با استفاده از مصالح FRP صورت می گيرد.)شكل زير(

بهسازی شالوده با استفاده از کابل های پیش تنیده
بهسازی شالوده با استفاده از کابل های پیش تنیده

5- افزايش مقاومت شمع های موجود

در ساختمان های احداث شده برروي شمع، شمع ها ممكن است نتوانند به صورت مناسبی در برابر بارهای جانبی مماومت كنند؛همچنين شمع ها ممكن است در محل اتصال به سر شمع دچار مشكل شده باشند .

نحوه افزايش مقاومت شمع :

  • كندن زمين تا سطحی كه خرابی شمع مشهود باشد .
  • لايه برداری ازسطح شمع تا قسمت های داخلی آن به شكلی كه خرابی وخوردگی كاملا ازسطح شمع برداشته شود .
  • كلاهكی در زير آن بايد اجرا شود تا از پيوستگی آرماتورهاي اضافی با شمع موجود اطمينان حاصل شود.
  • اجرای آرماتورهای دور شمع و بتن دور آن كه بر اساس محاسبات، طراحی شده باشد .
  • پركردن مجدد پی با خاک دانه ای متراكم
  • اجرای كف

6- مقاوم سازی پی با استفاده از الیاف frp

مقاوم سازی اجزای بتنی با استفاده از FRP یکی از راه های نوین مقاوم سازی است که جایگزین روش های قدیمی مانند زرهپوش کردن فولادی یا بتنی شده است. مصالح FRP میتوانند به منظور تقویت سازه ها برای تحمل بارهای افزایش یافته به سبب تغییر در کاربری یا جبران خطاهای طراحی و اجرا به کار روند. قبل از انتخاب نوع FRP باید ارزیابی شود که آیا استفاده از FRP روش مناسبی برای مقاوم سازی سازه موردنظر است یا خیر. برای استفاده از FRP در پروژه های خاص، لازم است وضعیت موجود سازه در ارتباط با ظرفیت باربری، شناسایی نواقص و عوامل آنها و شرایط سطوح بتن، ارزیابی شود. توصیه میشود افزایش ظرفیت باربری اعضا تقویت شده با استفاده از FRP محدود شود، به این دلیل که کاهش تأثیر یا از بین رفتن FRP به گسیختگی عضو تحت اثر بارهای ثقلی، منجر نشود.

مقاوم سازی فونداسیون با FRP
مقاوم سازی فونداسیون با FRP

7- مقاوم سازی پی با استفاده از میکرو شمع ها (Micropile)

 مقاوم سازی پی با استفاده از میکرو شمع ها

این روش به صورت اساسی در تمامی ساختمان‌ها در تمامی فصول و انواع شرایط آب و هوایی قابل اجرا است. این روش خواص خاک اطراف را به هم نمی‌زند و خاک دست نخورده باقی می‌ماند‌. ساخت میکرو شمع‌ها با دستگاه حفاری با ابعاد کم صورت می‌گیرد . ( تا ۳۰۰ mm ). این روش از جمله روش هایی میباشد که در مقاوم سازی پی ساختمان های قدیمی مورد استفاده قرار میگیرد.

مقاوم سازی پی ساختمان قدیمی
مقاوم سازی پی ساختمان قدیمی

مزایای استفاده از میکروشمع ها :

  • پارامترهای مکانیکی خاک را بهبود می‌بخشد‌
  • استفاده از این روش در ساختمان های قدیمی
  • هزنیه‌ی نه چندان بالا و پیوستگی کار در مقایسه با روش‌های دیگر
  • در زمانی که خاک زیر فونداسیون از ظرفیت باربری پایینی برخوردار است مقاوم سازی با این روش نتیجه خوبی ارائه می‌دهد.

محل های استفاده از میکروشمع ها :

  • شرایط پیچیده و سخت شده در ساخت و ساز
  • تقویت بستر پی ماشین آلات
  • پایدار سازی شیب ها
  • ساخت دیوارهای نگهبان
  • در تونل ها

نحوه اجرای میکروشمع ها :

1- حفاری

در صورتي كه امكان کوبیدن لوله‌های ميكروپايل از ابتدا به دلايل مختلف نظير وجود كف‌سازي، بتن مگر، لايه متراكم خاک و ... ميسر نباشد، مي‌بايست نسبت به انجام عمليات حفاری اقدام نمود. عمليات حفاری به روش‌های گوناگون نظير حفاری دورانی يا دورانی- ضربه‌ای صورت مي‌پذيرد. حفـاری مي‌بايست تا عمـقی كه امكان کوبیدن ميسر گردد، ادامه يابد

عملیات حفاری
عملیات حفاری

۲- لوله کوبی

به منظور استقرار لوله‌های ميكروپايل در محل گمانه، غالباً از عمليات لوله‌كوبی استفاده مي‌گردد. براي اين منظور در مرحله اول عمليات از لوله نوک تيز ميكروپايل استفاده مي‌شود و پس از فرو رفتن لوله اول، لوله دوم به لوله اول وصل گرديده و كوبيده مي‌شود و عمليات‌كوبش به همين روال ادامه مي‌يابد. جهت اتصال كامل لوله‌‌ها به يكديگر علاوه بر استفاده از بوشن‌های رزوه شده، لوله‌ها به لبه بوشن نيز، جوش داده مي‌شوند. هر میکروپایل دارای حدود ۵۰ سوراخ به قطر ۸ ميليمتر، در هر مترطول مي باشد. محيط داخلی لوله ها بايستی برقوزده‌ باشد تا در تزريق دوغاب اثرات منفی نداشته باشد.

عملیات لوله کوبی
عملیات لوله کوبی

 

اتصال لوله
اتصال لوله

۳- تزریق

عمليات تزريق دوغاب سيمان بايستی با دقت در بخش ساخت دوغاب و تزريق آن صورت گيرد. به دلیل اینکه دوغاب سیمان باید تحت فشار زیاد در لایه های خاک نفوذ کند ، جهت تزریق دوغاب سیمان از یکسری شیلنگ دو جداره به نام پکر ( packer ) استفاده می شود. در صورتی که داخل لوله میکروپایل قبل از تزریق دوغاب سیمان ،کثیف باشد باید به وسیله فشار آب یا هوای فشرده درون لوله تمیز شود.

عملیات تزریق
عملیات تزریق

۴- مسلح سازی
گام آخر در اجراي میکرو شمع ها، عمليات جایگذاری آرماتور مسلح کننده در داخل لوله ميكروپايل و نصب فلنج (در صورت نياز) مي‌باشد. بديهی است كه آرماتور مسلح کنندهمي‌بايست قبل از گيرش سيمان، در داخل گمانه نصب شود. فلنج كه به منظور ايجاد اتصال كامل بين ميكروپايل و بتن فونداسيون و همچنين جلوگيري از برش پانچ سر ميكروپايل در داخل بتن پی بكار مي‌رود، می بايست در آخرين مرحله به آرماتور تسليح ميكروپايل جوش شود .

عملیات مسلح سازی
عملیات مسلح سازی

 

مقاوم سازی فونداسیون با میکرو شمع ها
مقاوم سازی فونداسیون با میکرو شمع ها

8- سبک كردن ساختمان (کاهش بار وارد بر پی)

استفاده از پانل های سه بعدی (3D Panel) که نسبت به دیوار های معمول نظیر آجر و سفال بسیار سبک تر میباشد و یکی از فناوری های نوین ساختمانی محسوب میگردد.

 

کاهش بار وارد بر پی و استفادده از 3DPanel
کاهش بار وارد بر پی و استفادده از 3DPanel

 

کاهش بار وارد بر پی و استفادده از 3DPanel
کاهش بار وارد بر پی و استفادده از 3DPanel