تقویت فونداسیون
ضعف فونداسیون میتواند عواقب جبران‌ناپذیری از جمله نشست نامتقارن، ترک‌خوردگی دیوارها و سقف، کج‌شدن درب و پنجره‌ها و حتی تخریب کامل ساختمان را به همراه داشته باشد. به همین دلیل، تقویت فونداسیون به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اقدامات لازم برای حفظ ایمنی و طول عمر ساختمان‌ها مطرح میشود.
در این مقاله به بررسی جامع دلایل ضعف فونداسیون، علائم هشداردهنده، روش‌های ارزیابی و مهم‌تر از همه، راهکارهای مختلف مقاوم‌سازی فونداسیون می‌پردازیم. بامطالعه این مقاله، به اطلاعات جامعی در زمینه مقاوم‌سازی پی ساختمان دست خواهید یافت و می‌توانید تصمیمات آگاهانه‌تری برای حفظ ایمنی ساختمان خود بگیرید.
برای کسب اطلاعات دقیق‌تر و راهکارهای متناسب با شرایط ساختمان خود و همچنین، اطلاع از هزینه‌های مقاوم‌سازی فونداسیون، از مشاوران پایون کمک بگیرید.
دلایل ضعف فونداسیون
چرا فونداسیون ساختمان به مقاوم‌سازی نیاز دارد؟
فونداسیون یکی از بخش‌های اساسی و آسیب‌پذیر ساختمان است که مقاوم‌سازی آن، یک مرحله مهم در بهبود ایمنی ساختمان به‌حساب می‌آید. برای پاسخ به این سؤال که علل اصلی خرابی فونداسیون چیست، می‌توان دلایل زیر را نام برد:
- حرکت و نشست خاک : خاک زیر فونداسیون ممکن است به دلایل مختلف دچار تغییرات حجم و فشار گردد. این حرکت میتواند به دلیل عواملی چون تغییرات رطوبت خاک، انجماد و ذوب آب یا حتی فعالیت‌‌های ساختمانی مجاور ایجاد شود. نشست ناهمگون خاک باعث میشود که فونداسیون به طور یکنواخت تحت فشار قرار نگیرد و این مسئله به ترک خوردن یا شکست فونداسیون منجر میشود جابه‌جایی شالوده ساختمان نیز باعث ایجاد ترک‌خوردگی و مشکلات ساختاری در آن خواهد شد ، به‌طوری‌که حتی ممکن است در باز و بسته کردن درها و پنجره‌ها مشکل ایجاد شود.
- خیس شدن بیش از حد خاک زیر فونداسیون: آب یکی از علت‌های اصلی خرابی فونداسیون است آب میتواند بهطور مستقیم یا غیرمستقیم به فونداسیون آسیب بزند. ورود آب‌‌های زیرزمینی یا نشت آب از لولههای خراب به‌داخل فونداسیون میتواند باعث ایجاد ترک در دیوارها و سقف و حتی کج‌شدن ساختمان گردد.
- زهکشی نامناسب در اطراف خانه: اگر آب باران یا فاضلاب به‌خوبی از اطراف خانه تخلیه نشود، خاک زیر خانه خیس‌خورده و شروع به فرسایش می‌کند. در نتیجه، پی ساختمان روی زمین سست قرار می‌گیرد و ممکن است کج شود.
- ایجاد فروچاله‌های زیرزمینی: وقتی آب به درون زمین نفوذ می‌کند و خاک‌های زیرین را شسته و با خود می‌برد، حفره‌های بزرگی که اصطلاحا به آن‌ها فروچاله می‌گویند، در زیر و اطراف خانه ایجاد میشود. این حفره‌ها می‌توانند باعث نشست ساختمان و مشکلات جدی برای زیرساخت‌های آن شود.
- احداث پی ساختمان روی خاک ناهمگن: درصورتی‌که ساختمان بر روی خاک‌های مختلف ساخته شود، مثلا قسمتی از زمین آب را به‌خوبی جذب کند و قسمت دیگر نتواند، به ضعف فونداسیون ساختمان می‌انجامد که ممکن است باعث جابه‌جایی بخش‌های مختلف ساختمان شود.
- بارگذاری بیش از حد: اضافه‌شدن بار اضافی به ساختمان، مانند تغییر کاربری آن و یا نصب دیوارهای جدید میتواند باعث فشار بیش از حد و ضعیف‌شدن فونداسیون شود.
علائم ضعف فونداسیون
چگونه تشخیص دهیم که فونداسیون دچار مشکل شده است؟ دسته‌ای از علائم ظاهری وجود دارند که نشان‌دهنده وجود یک فونداسیون ضعیف می‌باشند:
- ترک‌های روی دیوار و سقف: این شکاف‌ها به‌خصوص در اطراف درها و پنجره‌ها، یکی از بارزترین علائم ضعف فونداسیون به‌حساب می‌آید.
- کج‌شدن درها و پنجره‌ها: باز و بسته‌شدن سخت درها و پنجره‌ها، میتواند نشان‌دهنده نشست نامتقارن فونداسیون باشد.
- کاشی‌های ترک‌خورده و یا بلندشده: این علامت به‌ویژه در اطراف دیوارهای باربر، میتواند نشانه‌ای از حرکت فونداسیون باشد.
- شکستگی لوله‌ها: شکستگی لولههای آب ساختمان ممکن است به‌دلیل پوسیدگی لوله ها و یا ضعف و جابه‌جایی فونداسیون باشد که این امر میتواند باعث حرکت فونداسیون گردد.
- بوی رطوبت در زیرزمین و یا طبقات پایین: این بو میتواند ناشی از نفوذ آب از شکاف‌های ایجاد شده به فونداسیون باشد.
در صورت مشاهده هر یک از این علائم، بهتر است با کارشناسان مقاوم‌سازی پایون تماس بگیرید تا علت اصلی مشکل تشخیص داده شود و در سریع‌ترین زمان ممکن، اقدامات لازم برای تعمیر و تقویت فونداسیون انجام پذیرد.
روند ارزیابی فونداسیون
برای اینکه بفهمیم آیا فونداسیون ساختمان به مقاوم‌سازی نیاز دارد یا خیر، به ارزیابی دقیق شرایط پی و شالوده نیاز است. کارشناسان ما در پایون برای این ارزیابی، مراحل زیر را طی می‌کنند:
- قبل از هر چیزی باید مکانیک خاک را بررسی کرد. ما ابتدا اسناد و مدارک طراحی ساختمان را که گزارش مکانیک خاک در آن موجود است را بررسی می‌کنیم ، سپس از خاک ساختمان نمونه‌گیری کرده و آزمایش‌های مربوطه را در آزمایشگاه انجام خواهیم داد تا از تمام شرایط و تغییرات خاک پی ساختمان به‌دقت اطلاع پیدا کنیم.
- برای دستیابی به نتیجه بهتر، علاوه بر ارزیابی خاک، میزان فشار آب و سطح آب زیرزمینی اطراف ساختمان را نیز باید بررسی کرد.
- میزان زوال مصالح نیز باید اندازه‌گیری شود. برای این کار باید ابعاد پی ساختمان و شالوده دیوارها را از نو اندازه گرفت و با اندازه‌هایی که در طراحی ساختمان در نظر گرفته شده مقایسه کرد.
- شکاف‌ها و برآمدگی‌های روی دیوارها و سقف‌ها از مهم‌ترین نشانه‌هایی است که باید به‌دقت بررسی شوند. این نشانه‌ها حاوی اطلاعات مفیدی هستند که می‌توانند منشأ ضعف فونداسیون ساختمان را به‌خوبی نشان دهند.
- علاوه بر این اطلاعات، پیکربندی و نقشه‌های اجرایی ساختمان باید بازبینی شوند. بارگذاری ساختمان نیز از دیگر کمیت‌هایی است که نیاز به یک بررسی اجمالی دارد.
- اطلاعات جمع‌آوری‌شده تحلیل میشود و در نهایت، طرح مقاوم‌سازی فونداسیون ساختمان شما در قالب یک مدل اجرایی ارائه خواهد شد.
راهکارهای تقویت فونداسیون
اصول روش‌های مقاوم‌سازی فونداسیون ساختمان عبارت‌اند از:
- تقویت فونداسیون موجود یا بهسازی سازه‌ای
- بهبود شرایط پی یا همان بهسازی ژئوتکنیکی
- کاهش بار وارد بر فونداسیون به‌وسیله سبک کردن ساختمان
- تقویت فونداسیون توسط روش نزدیک به سطح
در این قسمت، مهم‌ترین راهکارهای تقویت فونداسیون موجود را بررسی می‌کنیم و در بخش بعد، به روش‌های تقویت خاک زیر فونداسیون نیز خواهیم پرداخت.
مقاوم‌سازی فونداسیون با افزایش ابعاد پی به‌وسیله ژاکت بتنی
ژاکت کردن پی با افزایش ابعاد آن و ایجاد یک‌لایه جداکننده بین بتن و خاک، به تقویت قابل‌توجه فونداسیون سازه کمک می‌کند. این فرایند با شروع از زیر لبه پی و با ادامه‌دادن تا روی آن، تنش وارده بر خاک زیر پی را کاهش داده و در نتیجه، ظرفیت باربری و مقاومت برشی خمشی پی را بهطور چشمگیری افزایش می‌دهد. استفاده از جداگرهایی مانند پلاستیک یا بتن مگر (بتن با عیار پایین سیمان) نیز از نفوذ شیره بتن به خاک جلوگیری کرده و دوام پی را بهبود می‌بخشد.
افزودن شناژ به پی موجود
برای مقابله با لغزش فونداسیون، می‌توان با اتصال پی‌ها به یکدیگر از طریق شناژ، مقاومت سازه را در برابر نیروهای جانبی افزایش داد. این روش باعث میشود تا تمام پی‌ها به طور یکپارچه عمل کرده و بارهای جانبی را به‌صورت مشترک تحمل کنند.
مقاوم‌سازی فونداسیون با FRP و کابل‌های پیش‌تنیده
استفاده از سیستم‌های پیش‌تنیده و پس‌کشیده، روشی مؤثر برای افزایش ظرفیت خمشی و برشی فونداسیون است که از آن در مقابل خم‌شدن و بریده شدن مصالح محافظت می‌کند. در مواردی که افزایش عمق فونداسیون محدودیت دارد، می‌توان با اعمال نیروهای پیش تنیدگی در جهت‌های عمودی و افقی با استفاده از کابل‌ها و مصالح FRP، ظرفیت باربری فونداسیون را بهبود بخشید.
نیروهای پیش تنیدگی قائم معمولا با استفاده از مصالح FRP، ظرفیت برشی را افزایش می‌دهند؛ درحالی‌که نیروهای پیش تنیدگی افقی که با کابل‌ها و مفتول‌ها اعمال می‌شوند، هم ظرفیت برشی و هم ظرفیت خمشی فونداسیون را تقویت می‌کنند. کابل‌ها و الیاف FRP که به آن‌ها اصطلاحا تاندون نیز می‌گویند، پیش از بتن‌ریزی تحت کشش قرار می‌گیرند و به همین دلیل آن‌ها را کابل‌های پیش‌تنیده می‌نامند.
تقویت فونداسیون با افزایش مقاومت شمع‌های موجود
در ساختمان‌هایی که بر روی شمع احداث می‌شوند، شمع‌ها ممکن است به دلایلی مانند عدم مقاومت کافی در برابر بارهای جانبی یا بروز مشکلاتی در محل اتصال به سر شمع، نیاز به تقویت داشته باشند. این مشکلات میتواند باعث کاهش ایمنی و عملکرد سازه شود.
مراحل افزایش مقاومت شمع‌ها به این صورت است که ابتدا خاک اطراف شمع تا نقطه‌ای که خرابی مشهود است، کنده میشود. سپس سطح شمع تا رسیدن به بخش سالم آن، بهطور کامل لایه‌برداری میشود تا تمام خرابی‌ها و خوردگی‌ها کاملا از سطح شمع برداشته شوند. در ادامه برای اتصال شمع موجود و آرماتوربندی پیرامون آن ، برشگیرهای موردنیاز را توسط کاشت میلگرد بر روی سطح شمع ها انجام داده و با بتن پوشیده می‌شوند و سپس کفسازی جدید اجرا میشود.
تقویت از زیر پی به روش پی‌بندی
یکی از روش‌های معمول برای مقاوم‌سازی فونداسیون ساختمان‌های ضعیف ، تقویت از زیر پی یا همان پی‌بندی است. در این روش با افزایش عمق فونداسیون یا گسترش سطح آن، توزیع بار وارده به فونداسیون بهبود یافته و باربری سازه افزایش می‌یابد.
استفاده از چسب اپوکسی برای ترمیم ترک فونداسیون
ترمیم ترک‌های بتنی به‌منظور حفظ ایمنی و عملکرد سازه از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش‌های مؤثر و پرکاربرد برای ترمیم این ترک‌ها، تزریق اپوکسی تحت‌فشار است. در این روش پس از آماده‌سازی سطح ترک، پکرگذاری (Packer) میشود و اپوکسی تحت فشار به داخل ترک‌ها تزریق میشود.
روش‌های بهسازی و تقویت خاک زیر فونداسیون
پیش از احداث هر بنایی، ارزیابی دقیق شرایط خاک زیر پی از اهمیت بالایی برخوردار است. وجود خاک‌های رسی با حجم زیاد یا خاک‌های بسیار خشک، میتواند ظرفیت باربری خاک را کاهش داده و ساخت‌وساز را با چالش مواجه کند. در چنین مواردی، مقاوم‌سازی خاک زیر پی به‌منظور افزایش مقاومت و پایداری سازه ضروری است. روش‌های متنوعی برای تقویت خاک وجود دارد که هدف همه آن‌ها، بهبود خواص مکانیکی خاک و افزایش ظرفیت باربری آن است. در ادامه به بررسی دقیق‌تر این روش‌ها می‌پردازیم.
بهسازی خاک زیر فونداسیون به روش تزریق
تزریق با فشار، روشی کارآمد برای تقویت خاک است که در آن، دوغاب با فشار و سرعت بالا از طریق لولههای نازل (Nozzle) به درون خاک زیر پی تزریق میشود. ذرات خاک با دوغاب ترکیب شده و بخشی از این مخلوط از گمانه خارج میشود. گمانه یا Borehole، سوراخی است که توسط دستگاه حفاری در خاک ایجاد میشود. بخش خارج نشده در محل باقی می‌ماند و توده‌ای یکنواخت از خاک و دوغاب را تشکیل می‌دهد که به آن، توده خاک-سیمان گفته میشود.
بهسازی خاک به روش میکروپایل یا ریزشمع (Micropile & Underpinning)
ریزشمع‌ها، شمع‌هایی با قطر حدود 100 تا 200 میلی‌متر هستند که به‌صورت عمودی یا مورب در اطراف پی ساختمان اجرا می‌شوند. در فضاهای محدود اطراف پی، جایی که استفاده از شمع‌های معمولی امکان‌پذیر نیست، ریزشمع‌ها به‌دلیل قطر کمتر به‌عنوان راهکاری مناسب برای افزایش ظرفیت باربری فونداسیون استفاده می‌شوند. تزریق دوغاب سیمان در اجرای ریزشمع به‌درون حفره‌های ایجاد شده به‌وسیله میکروپایل و همچنین، نفوذ عمقی ریزشمع‌ها به لایه‌های پایدارتر خاک، باعث انتقال بهتر بارهای وارده و افزایش پایداری سازه خواهد شد. اجرای ریزشمع‌ها بهطور معمول شامل 4 مرحله حفاری، لوله‌گذاری، تزریق دوغاب و تسلیح است.
بهسازی خاک با اجرای شمع
جهت افزایش ظرفیت باربری مجموعه شمع‌ها، می‌توان با افزودن شمع‌های جدید و اتصال آن‌ها به سرشمع‌های موجود، ظرفیت تحمل بارهای فشاری، کششی و خمشی فونداسیون را بهطور قابل‌توجهی بهبود بخشید.
کاهش بار وارد بر فونداسیون به‌وسیله سبک کردن ساختمان
سبکسازی ساختمان به‌عنوان یک استراتژی کلیدی در بهبود عملکرد و ایمنی سازه‌ها، مورد توجه قرار گرفته است. با پیشرفت فناوری و افزایش نیاز به بهینه‌سازی منابع، روش‌های نوین سبکسازی به ابزارهای مؤثری تبدیل شده‌اند که به کاهش بارهای سازه‌ای و ارتقاء پایایی ساختمان‌ها کمک می‌کنند یکی از اصلی‌ترین روش‌های سبکسازی استفاده از مصالح پیشرفته و سبک است. موادی مانند بتن‌های سبک، فوم‌های پلی استایرن و الیاف کربن، به‌دلیل وزن کم و ویژگی‌های مقاومتی بالا، به کاهش بارهای مرده سازه و بهبود عملکرد آن کمک می‌کنند. این مصالح، علاوه‌بر کاهش وزن سازه، باعث بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شوند.
تقویت فونداسیون توسط روش نزدیک به‌سطحNSM
از آن‌جایی که بتن مقاومت کششی بسیار ضعیفی دارد و فولادها وظیفه تحمل و مقاومت در برابر نیروهای کششی اعضا را دارند، درصورت خوردگی میلگردها ، تغییر کاربری ، افزایش بارگزاری و یا عدم طراحی درست ، مقاومت کششی اعضا و المان‌های بتنی کاسته خواهد شد و با کوچک‌ترین نیروی کششی و یا لنگر خمشی ، مقطع دچار ترک‌خوردگی و در نهایت گسیختگی میشود. یکی دیگر از محصولات کامپوزیت FRP میلگردهای FRP یا NSM می‌باشند که در مقایسه با میلگردهای فولادی معمولی دارای مقاومت کششی بالاتر، مدول الاستیسیته و همچنین قیمت کمتری هستند. منحنی تنش-کرنش این دسته از کامپوزیت‌هایFRP خطی بوده و شکست آن‌ها ترد خواهد بود.
مقاوم‌سازی فونداسیون با پایون
برای ارزیابی دقیق وضعیت فونداسیون ساختمان خود و دریافت مشاوره تخصصی در زمینه مقاوم‌سازی، با کارشناسان پایون تماس بگیرید. ما از ساختمان شما بازدید کرده و شرایط فونداسیون را بررسی می‌کنیم و در صورت لزوم، آزمایش‌های مربوطه را انجام خواهیم داد.
پایون با بیش از 20 سال سابقه و اجرای بیش از 1500 پروژه در زمینه مقاوم‌سازی ساختمان، سازه‌های صنعتی و زیرساخت‌ها، با استفاده از جدیدترین روش‌ها و تجهیزات، بهترین راهکار مقاوم‌سازی را برای فونداسیون شما اجرا خواهد کرد.
