تقویت فونداسیون
ضعف فونداسیون می‌تواند عواقب جبران‌ناپذیری از جمله نشست نامتقارن، ترک‌خوردگی دیوارها و سقف، کج شدن درب و پنجره‌ها و حتی تخریب کامل ساختمان را به همراه داشته باشد. به همین دلیل، تقویت فونداسیون به عنوان 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. با مطالعه 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 مقاوم سازی 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 به حساب می‌آید. برای پاسخ به این سوال که علل اصلی خرابی فونداسیون چیست، می‌توان دلایل زیر را نام برد:
- خشک شدن خاک زیر پی:تغییرات آب و هوایی و خشک شدن خاک زیر پی، باعث نشست فونداسیون شده و آن را مستعد جابجایی می‌کند. جابجایی شالوده ساختمان نیز باعث ایجاد ترک‌خوردگی و مشکلات ساختاری در آن خواهد شد؛ به طوری که حتی ممکن است در باز و بسته کردن درها و پنجره‌ها مشکل ایجاد شود.
- خیس شدن بیش از حد خاک زیر فونداسیون:وقتی خاک زیر فونداسیون بیش از حد خیس شود، متورم شده و به فونداسیون فشار وارد می‌کند. این فشار باعث ایجاد ترک در دیوارها و سقف و حتی کج شدن طبقات خواهد شد.
- زهکشی نامناسب در اطراف خانه:اگر آب باران یا فاضلاب به خوبی از اطراف خانه تخلیه نشود، خاک زیر خانه خیس خورده 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:در صورتی که ساختمان بر روی خاک‌های مختلف ساخته شود، مثلا قسمتی از زمین آب را به خوبی جذب کند و قسمت دیگر نتواند، به ضعف فونداسیون ساختمان می‌انجامد که ممکن است باعث جابجایی بخش‌های مختلف ساختمان شود.
- بارگذاری بیش از حد:اضافه شدن بار اضافی به ساختمان، مانند تغییر کاربری آن و یا نصب دیوارهای جدید می‌تواند باعث فشار بیش از حد و ضعیف شدن 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 به خصوص در اطراف درها و پنجره‌ها، یکی از بارزترین علائم ضعف فونداسیون به حساب می‌آید.
- کج شدن درها و پنجره‌ها:باز و بسته شدن سخت درها و پنجره‌ها، می‌تواند نشان‌دهنده نشست نامتقارن فونداسیون باشد.
- کاشی‌های ترک‌خورده و یا بلندشده:این علامت به ویژه در اطراف دیوارهای باربر، می‌تواند نشانه‌ای از حرکت فونداسیون باشد.
- شکستگی لوله‌ها:شکستگی لوله‌های آب ساختمان ممکن است به دلیل ضعف فونداسیون باشد که به حرکت زمین و فشار بیش از حد به لوله‌ها منجر شده است.
- 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، 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 به دقت 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 سقف‌هااز مهم‌ترین نشانه‌هایی است که باید به دقت بررسی شوند. این نشانه‌ها حاوی اطلاعات مفیدی هستند که می‌توانند منشأ ضعف فونداسیون ساختمان را به خوبی 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 عبارتند از:
- تقویت فونداسیون موجودیا بهسازی سازه‌ای
- بهبود شرایط پییا همان بهسازی ژئوتکنیکی
- کاهش بار وارد بر فونداسیونبه وسیله سبک کردن ساختمان
- اضافه کردن اجزای مقاوم‌سازی
- تقویت خاک زیر پی
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 به وسیله ژاکت بتنی
جاکت کردن پی با افزایش ابعاد آن و ایجاد یک لایه جداکننده بین بتن و خاک، به تقویت قابل توجه فونداسیون سازه کمک می‌کند. این فرآیند با شروع از زیر لبه پی و با ادامه دادن تا روی آن، تنش وارده بر خاک زیر پی را کاهش داده و در نتیجه، ظرفیت باربری و مقاومت برشی خمشی پی را به طور 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.
برای اتصال مناسب سطوح بتن جدید به قدیم، پس از تمیزکاری کامل سطح بتن قدیمی از آلودگی‌ها، از دوغاب سیمان با فشار 1 تا 2 مگاپاسکال برای پر کردن حفره‌ها و تقویت پی استفاده می‌شود. تزریق دوغاب از طریق لوله‌های تزریق به طور یکنواخت در تمام حفره‌های پی انجام می‌شود. در مواردی نیز می‌توان از ژاکت بتنی با استفاده از ملات ماسه درشت دانه استفاده کرد. در این روش، بتن به شیوه پنوماتیکی و به منظور ایجاد روکشی مسلح‌کننده روی فونداسیون پاشیده می‌شود. اگر عمل دوغاب ریزی بیش از حد دشوار باشد، روی کل ارتفاع پی و یا بخشی از آن را با بتن می‌پوشانیم.
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 به صورت مشترک تحمل کنند.
مقاوم‌سازی فونداسیون با FRPو کابل‌های پیش‌تنیده
استفاده از سیستم‌های پیش‌تنیده و پس‌کشیده، روشی مؤثر برای افزایش ظرفیت خمشی و برشی فونداسیون است که از آن در مقابل خم شدن و بریده شدن مصالح محافظت می‌کند. در مواردی که افزایش عمق فونداسیون محدودیت دارد، می‌توان با اعمال نیروهای پیش‌تنیدگی در جهت‌های عمودی و افقی با استفاده از کابل‌ها و مصالح FRP، ظرفیت باربری فونداسیون را بهبود بخشید.
نیروهای پیش‌تنیدگی قائم معمولا با استفاده از مصالح FRP، ظرفیت برشی را افزایش می‌دهند؛ در حالی که نیروهای پیش‌تنیدگی افقی که با کابل‌ها و مفتول‌ها اعمال می‌شوند، هم ظرفیت برشی و هم ظرفیت خمشی فونداسیون را تقویت می‌کنند. کابل‌ها و الیاف FRPکه 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 شمع‌هابه 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، به طور کامل لایه‌برداری می‌شود تا تمام خرابی‌ها و خوردگی‌ها کاملا از سطح شمع برداشته شوند. در ادامه، برای ایجاد یک اتصال قوی بین آرماتورهای جدید و شمع موجود، یک لایه کلاهک بتنی در زیر محل اجرای آرماتورهای اضافی اجرا می‌شود. پس از آن آرماتورهای اضافی، دور شمع قرار گرفته و با بتن پوشیده می‌شوند تا یک لایه ژاکت محافظتی ایجاد شود. در نهایت گودال ایجاد شده با خاک دانه‌ای متراکم پر شده و سپس کف 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. دراین روش با افزایش عمق فونداسیون یا گسترش سطح آن، توزیع بار وارده به فونداسیون بهبود یافته و باربری سازه افزایش می‌یابد.
استفاده از چسب بتن اپوکسی برای ترمیم ترک فونداسیون
ترمیم ترک‌های بتنی به منظور حفظ ایمنی و عملکرد سازه از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش‌های مؤثر و پرکاربرد برای ترمیم این ترک‌ها، تزریق رزین اپوکسی تحت فشار است. در این روش پس از آماده‌سازی سطح ترک، رزین اپوکسی تحت فشار به داخل ترک‌ها تزریق شده و به منظور تقویت بیشتر آن، پکرگذاری (Packer) می‌شود.
مقاوم‌سازی فونداسیون با تزریق گروت
گروت، ملاتی سیال است که از ترکیب آب، سیمان و افزودنی‌های بتن ساخته می‌شود. این ماده به دلیل روان‌روی بالایی که دارد، به راحتی در حفره‌ها و شکاف‌های سازه نفوذ کرده و آن‌ها را پر می‌کند. پس از گذشت زمان کوتاهی از گروت‌ریزی با استفاده از دوغاب سیال، این ماده سخت شده و به مقاومت و استحکام بسیار بالایی می‌رسد. از گروت‌ریزی برای پر کردن حفره‌ها، ترمیم ترک‌های بتن و تقویت سازه‌هایی که نیاز به استحکام بیشتر دارند، استفاده می‌شود.
برای اطمینان از کیفیت و دوام عملیات گروت‌ریزی، گروت مصرفی باید دارای ویژگی‌های استاندارد باشد. اول از همه، سنگ‌دانه‌های تشکیل‌دهنده باید عاری از شکستگی یا جداشدگی باشند. دوم، زمان رسیدن به مقاومت نهایی گروت باید به حداقل برسد. همچنین، گروت نباید پس از سخت شدن دچار کاهش حجم و یا جمع‌شدگی شود. کارشناسان ما برای دستیابی به این ویژگی‌ها، گروت مصرفی را با ساختاری همگن و یکدست در کارگاه‌های ساختمانی تحت شرایط محاسبه شده تولید می‌کنند.
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 خاک های بسیار خشک، می‌تواند ظرفیت باربری خاک را کاهش داده و ساخت و ساز را با چالش مواجه کند. در چنین مواردی، مقاوم‌سازی خاک زیر پی به منظور 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 دقیق تر 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 به صورت عمودی یا مورب در اطراف پی ساختمان اجرا می‌شوند. در فضاهای محدود اطراف پی، جایی که استفاده از شمع‌های معمولی امکان‌پذیر نیست، ریزشمع‌ها به دلیل قطر کمتر به عنوان راهکاری مناسب برای افزایش ظرفیت باربری فونداسیون استفاده می‌شوند. تزریق دوغاب سیمان در اجرای ریزشمع به درون حفره‌های ایجاد شده به وسیله میکروپایل و همچنین، نفوذ عمقی ریزشمع‌ها به لایه‌های پایدارتر خاک، باعث انتقال بهتر بارهای وارده و افزایش پایداری سازه خواهد شد. اجرای ریزشمع‌ها به طور 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 به طور قابل‌توجهی بهبود بخشید.
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.