بررسی ترک خوردگی دیوار ساختمان هنگام گودبرداری
هر ساله مواقع بسیاری، ارزیابی از ترک خوردگی هایی که در دیوارهای زیرزمین مشاهده میشود، به عمل میآید. گاهی اوقات میتوان گفت که این ترک خوردگی یک تهدید برای ظرفیت سازهای و استحکامی فونداسیون به حساب نمی آید. مواقع دیگر باید توجه شود یک احتمال بالقوه ترک خوردگی و خرابی بیشتر وجود دارد و برای استحکام دیوار باید تدابیر تعمیراتی به کارگرفته شود. در ادامه به صورت مختصر انواع ترکخوردگیها در دیوار زیرزمین بررسی میشود:
چه نوع بارهایی روی دیوار اعمال می شود
دیوار حائل زیرزمین دو وظیفه مهم برای ساختمان انجام می دهد:
الف) بارهای کف و سقف را به زیر پایههای ستون انتقال میدهد و به پخش شدن یکنواخت فشار خاک زیر پایه ستونها کمک می کند.
ب) فشار جانبی خاک مجاور دیوار زیرزمین را مهار میکند.
بار عمودی روی یک دیوار زیرزمین از یک سقف یا کف بالائی ممکن است 700 کیلوگرم بر متر طول دیوار باشد. ممکن است بار جانبی خاک (بارهایی که بطور جانبی به دیوار فشار می آورند) 450 کیلوگرم بر متر طول دیوار باشد. البته این بارها متغیر هستند و به تعداد طبقات، جهت دهانه سقفها، طول دهانهها، کیفیت و ارتفاع خاکی که بالای سطح زیرزمین نگه داشته شدهاند، بستگی دارند.
درحالی که این بارها ممکن است به نظر زیاد برسند، یک دیوار حائل ساختمانی خوب طراحی شده به راحتی قادر به مهار کردن این بارها خواهد بود و در برابر این نیروها مقاومت خواهد کرد.
عواملی ایجاد کنندۀ ترک خوردگی در دیوار
ترکها در دیوارهای زیرزمین، شواهدی دال بر حرکت و جنبش هستند. بتن و مصالح بنایی که در ساخت دیوارهای فونداسیون استفاده می شوند در شرایط تراکم و فشردگی نیرومند عمل میکنند اما در موقعیت کشش اینطور نیستند. بنابراین هر حرکتی که فشار کششی در دیوار ایجاد کند به احتمال قوی باعث ترک خوردگی خواهد شد. گاهی اوقات یک نوع متداول ترک خوردگی تحت عنوان ترک خوردگی پلکانی (stair step) شناخته میشود. این نوع ترک، یک الگوی خطوط مارپیچی قطری دارد که اغلب از درزهای ملات پیروی می کند. این نوع ترک خوردگی معمولاً حاصل نشست نامتقارن روی هر دو طرف ترک است.
ترک متداول دیگر یک ترک عمودی است. این ترک ممکن است کامل عمودی نباشد و مقداری به صورت پلکانی(Stair Step) باشد، اما ترک معمولاً به جای اینکه فقط از درزهای ملات پیروی کند واحدهای بنائی را هدف قرار داده و در جهت قائم پیش می رود. این نوع ترک خوردگی اغلب حاصل کاهش حجمی و حرکات ناشی از تغییر حرارت دیوار است. نوع دیگر ترک خوردگی که بسیار نگران کننده است، ترک افقی است. این ترک معمولاً نزدیک میانه دیوار روی می دهد. در امتداد این ترک خوردگی، دیوار معمولاً خم شدگی درونی قابل توجهی را به نمایش می گذارد. این نوع ترک حاصل نیروهای جانبی خاک است که در جهت مخالف دیوار فشار وارد می آورد که از نیروی مقاومت کننده بلوک یا بتن دیوار تجاوز میکند.
در ادامه نگاهی دقیقتر به هر یک از انواع ترک خواهد شد و پیشنهادات کلی و راه کارهای متداول ارائه خواهد شد.
انواع ترکخوردگی دیوار
ترک پلکانی(Stair Step) ناشی از نشست تاج گود بدون نیلینگ یا موارد دیگر
همانطور که در بالا ذکر گردید، این ترک خوردگی به احتمال قوی حاصل نشستهای نامتقارن پایه ستون و قسمت پایین دیوار است. در نتیجه چنانچه گودبرداری بدون تمهیداتی چون نیلینگ باشد، ممکن است به علت نشست تاج گود این پدیده به وجود آید، همین طور این پدیده ممکن است به تغییر در اعمال بار روی دیوار یا یک بخش نرم در خاک زیر پایه ستون مربوط باشد. اولین سوالی که مطرح میباشد این است که آیا این دیوار هنوز در حال حرکت است یا خیر. این موضوع می تواند توسط کنترل و بازبینی شرایط حل شود. این کار کمی زمان می برد اما از آنجایی که این نوع ترک معمولاً یک تهدید جدی به شمار نمی آید زمان لازم جهت دسترسی به ضبط بعضی اطلاعات وجود دارد. چندین مکان با یک مارکر ثابت علامت گذاری شده و پهنای ترک اندازه گیری میشود. این اطلاعات که شامل دادهها هستند ضبط میشود. در صورت امکان از شرایط، عکسبرداری شود. این کار ماهانه یک بار یا بیشتر تکرار شود تا مشاهده گردد آیا اندازهها در طول زمان تغییر می کنند یا خیر.
روش دیگر بررسی و کنترل ترک این است که یک نوار از یک سو به سوی دیگر ترک قرار داده شود و از یک تیغ برای جدا کردن نوار در مکان ترک استفاده شود. هر ماه این کار تکرار شود تا مشاهده شود آیا شکاف باریک تیغ پهن می شود یا خیر. عکسبرداری هم ممکن است انجام شود. حرکاتی که منجر به ترک نوع پلکانی(Stair Step) میشوند معمولاً کوتاه مدت هستند و در یک دوره زمانی کوتاه به یک مرحله پایدار میرسند، مثلاً دو یا چهار ماهه. زمانی که هیچ تحرک بیشتری ظاهر نشود ترک میتواند ترمیم شود. زمانی که حرکت خیلی مختصر اتفاق افتاده است، تعمیرات نسبتاً آسان هستند. ملات شل از ترک خارج شده و فاصله می تواند با یک ملات ترکیبی پر شود. این نوع ترک احتمالاٌ از وسط دیوار توسعه پیدا کرده و روی سطح خارجی منعکس می شود. در نتیجه عایقهای رطوبتی و حراراتی دیوار نیز گسیخته میشود. پس لزوما این مسئله نیز باید مد نظر قرار بگیرد.
ترکخوردگی عمودی
این نوع ترک خوردگی اغلب با کاهش حجمی بتن و مصالح بنایی به علت تغییرات دمایی یا رطوبتی روی میدهد. بلوک و بتن در یک شرایط مرطوب ساخته می شوند. آب در بتن و ملات و دوغاب وجود دارد. آب آزاد (اضافی)، آبی که برای ایجاد اتصال شیمیائی در سیمان پرتلند مورد نیاز نیست، در حقیقت باید به بیرون دیوار تبخیر شود. این تبخیر در طول فرآیند عمل آوری بتن اتفاق می افتد و کمبود آب منجر به یک کاهش مختصر در حجم خواهد شد. دیوار برای جبران کردن این کاهش تمایل به افت حجم پیدا می کند. هر بخش دیگر ساختمان سعی دارد که دیوار را در یک موقعیت محکم و سخت نگه دارد و مانع از کاهش حجمی آن شود. بنابراین به جای کاهش حجم از قسمت انتها، دیوار ترکها را در سراسر طولش گسترش خواهد داد. در حقیقت یک دیوار خوب طراحی شده برای جبران کردن کاهش حجمی، صدها شکاف میکروسکوپی و کوچک را در تمام طولش گسترش خواهد داد. با این وجود گاهی اوقات دیوار یک سطح صاف و تراز پیدا خواهد کرد و تصمیم به جبران تمام کاهش حجم در یک محل می گیرد. اینکه در قابل توجه ترین و مشخص ترین محل دیوار، ترک جدید ایجاد خواهد شد به نظر اجتناب ناپذیر می رسد.
تغییرات دما نیز احتمال دارد منجر به تغییرحجمی مشابه در دیوارها شوند. یک دیوار که دریک محیط سرد برای یک دوره طولانی قرار گیرد و سپس در دمای اطاق گرم شود، یا برعکس (اول گرم و سپس سرد) دستخوش مقداری تغییر حجمی خواهد شد. پدیده دیگر مثل تغییرات شیمیایی در بلوک و بتن نیز به همان اندازه می توانند باعث تغییرات حجمی در دوره زمانی طولانی تر شود و ایجاد ترک کند.
در بیشتر نمونه ها، این شرایط نگرانی چندانی ایجاد نمی کند و معمولاً استحکام و کشش دیوار را به طور جدی تهدید نمی کند. این روش بازنگری و تعمیر ترک، مشابه ترک پلکانی(Stair Step) است که در بالا توضیح داده شد. این نوع شکاف همچنین ممکن است بر ضد آب بودن و ضد رطوب بودن اثر بگذارد.
ترک خوردگی افقی ناشی از حرکت جانبی تاج گود بدون نیلینگ یا موارد دیگر
این ترک می تواند ناشی از حرکت جانبی تاج گود در خلال گوبرداری باشد. یک ترک افقی نسبتاً بلند در یک دیوار فونداسیونی بتنی و مصالح بنایی، موقعیتی نگران کننده است. این ترک و خم شدگی درونی قابل اندازه گیری که معمولاً همراه آن است، نشانهای است از این مطلب که دیوار به لحاظ نظری از بین رفته و ویران شده است. این ویرانی ضرورتاً به این معنی نیست که دیوار هر لحظه فرو خواهد ریخت و خاک درون زیرزمین ریزش خواهد کرد، اما قوانین فیزیک و استاتیک تاکید بیان میدارند که ضریب اطمینان در مقابل ریزش به طور قابل ملاحظهای کاهش پیدا کرده است.
این احتمال وجود دارد که اندازه کوچک ترک و فقدان خم شدگی درونی دیوار به معنی این باشد که دیوار هنوز استوار است و قادر به مقاومت کافی در مقابل بارهای فشار عمودی و جانبی می باشد. اما احتمال فروریزش وجود داشته و ضریب اطمینان به یک سطح غیر قابل قبول تبدیل شده است. این نوع ترک مدرکی دال بر حرکت افقی و خم شدگی درونی دیوار است. خاک بخش بیرونی به دیوار فشار می آورد و دیوار قدرت کافی جهت مقاومت در مقابل این حرکت را ندارد. این امکان وجود دارد که دیوار بخوبی طراحی نشده باشد، اما ممکن است نیروهای وارده بیش از حد شده باشد. اگر زهکشی ضعیف باشد و خاک مجاور دیوار اشباع شود، بخصوص در فصل زمستان و زمانی که نفوذ یخبندان شدید باشد، نیرویی که به دیوار فشار می آورد ممکن است خیلی بیشتر شود. همچنین اگر دیوار در طول فرآیند خاکریزی به اندازه کافی در مقابل فشار مهار نشده باشد ممکن است در طول ساخت حرکت ایجاد شود. در نمونه های شدید ممکن است عاقلانه باشد که برای سقفی که روی این دیوار است ساپورتهای موقتی نصب شود. اما فونداسیون از دیوار بیرونی وسقف روی آن حمایت می کند و الزاماً شمع زنی موقت در زیرزمین این بارها را تحمل نخواهد کرد مگر اینکه شمع زنی موقت در تمام قسمت تا بخش زیر قسمتهای زیر سقف گسترش یابد.
تمهیدات کلی برای رفع آسیبدیدگی
از بین بردن و تجدید بنای دیوار
این روش یک راه حل بسیار گرانقیمت و پرهزینه خواهد بود اما ممکن است تمهیدی باشد که بزرگترین اطمینان را ایجاد کند. مراحل آن شامل: گودبرداری تا تراز پی، شمع زنی کف یا کفها و سقف روی دیوار ، تخریب دیوار و تجدید بنا. درتجدید بنای دیوار باید نیروهایی که منجر به ترکهای اصلی و خم ها می شوند در نظر گرفته شود. دیوار باید طوری طراحی شود که مقاومت کافی دربرابر این نیروها را داشته باشد. یک دیوار خوب طراحی شده به احتمال زیاد شامل تسلیح کنندههای عمودی، مهارهای متصل به شالودۀ ستون و سقف، زهکشی، عایقهای رطوبتی و خاکریز دانهای تمیز میباشد.
مهارسازی دیوار با دوخت به پشت (tie backs)
با دوخت به پشتهای (tie backs) مارپیچی شکلی دیوار به خاک آن طرف فونداسیون پیوند میخورد. این دوخت به پشتها (tie backs) با فاصله مرکز به مرکز 6 تا 8 فوت با میلگردهای توپر یا توخالی به وجه داخلی دیوار متصل میگردند. دیوارها ممکن است با این دوخت به پشتها (tie backs) به سمت عقب کشیده شوند اما ممکن است مقداری گودبرداری برای دستیابی به این امر مورد نیاز باشد. حتی اگر دیوار نتواند راست شود دوخت به پشتها (tie backs) برای مهارسازی دیوارها طراحی خواهند شد و نیروی کافی برای مقاومت در برابر فشارهای افقی که در آیند تحمیل می شوند را فراهم خواهند کرد. دوخت به پشت ها (tie backs) به یک فضای کافی از درون خاک نیازخواهند داشت ( احتمالا 10فوت تا 12فوت). اگر خط ملک خیلی به دیواری که نیاز به تعمیر دارد نزدیک هست، ممکن است اجازه عبور از خط ملک (property line) روی ملک همسایه وجود نداشته باشد.
مهار کردن دیوار با پروفیلها یا کلافهای درونی
ممکن است پروفیلهای فولادی یا چوبی قرارداده شده روی سطح درونی دیوار جهت مهار دیوار طراحی شود و نیروی جانبی را به کف زیرزمین و دیافراگم طبقه اول انتقال دهد. این امر ممکن است کم هزینه ترین راه حل باشد اما باعث کاهش فضای درونی خواهد شد و ممکن است دیوار دقیقا به موقعیت ابتدایی بازنگردد. کلافهای درونی به عنوان یک "دیوار دوم" درون دیوار بنایی اصلی عمل می کنند و وقتی دیوار اصلی میخواهد بیشتر به سمت درون خم شود به سمت عقب برخلاف دیوار بنایی فشار وارد می کند . طراحی این نوع مقاومسازی بستگی به فشار روی دیوار، ارتفاع دیوار و مقدار مقاومت جانبی کف طبقه بالا دارد. اتصال به کف زیرزمین با یک صفحه فولادی که با مهارهایی به کف وصل شده، ایجاد میشود. اگر صفحه بتنی کف زیرزمین در موقعیت ضعیفی قراردارد یک شالوده بتنی جدید زیر دیوار ساخته می شود. اتصال به بالای دیوار به قاب موجود در سقف ممکن است به سادگی با اتصال پروفیلهای عمودی به تیرهای سقف زیرزمین امکان پذیر باشد. اگر اعضای فولادی به جای اعضای چوبی به عنوان اعضای مهاربند مقاوم استفاده شده باشند فاصله گذاری ممکن است بزرگتر باشد، اما اتصالات به دال کف زیرزمین و سقف زیرزمین مشکل تر میشوند.
مش و شاتکریت
در این روش سطح دیوار با مشهای فولادی پوشیده و سپس بتنپاشی صورت می گیرد. این روش بیشتر به جهت یکپارچه کردن رفتار دیوار هنگام زلزله به کار میرود. در صورتی که در ساخت دیوار و فونداسیون آن از مصالح بنایی استفاده شده باشد این روش میتواند همراه با کلافهای قائم و جایگزین کردن فونداسیون بتن مسلح با کرسیچینی زیر دیوار به کار رود.
منبع: سایت آسیا عمران خاک
