بهسازی پی
بهسازی پی
بهسازی پی یک عملیات مهم در بهسازی لرزه ای سازه شناخته می شود ، اجرای روش های بهسازی پی نیازمند تحلیل درست ، ارزیابی نتایج ابتدایی جهت تشخیص نحوه ی اندرکنش پی با سازه های اصلی و خاک اطراف ، مدلسازی و بررسی شرایط موجود تحت بارهای لرزه ای می باشد . بصور کلی وقتی صحبت از بهسازی پی می شود بسیاری از افراد به افزودن یا تکمیل پی برای عناصر جدید سازه فکر می کنند در حالیکه کمتر به بهسازی پی موجود و رفع ضعف های آن توجه می شود ، اجرای راهکارهای بهسازی پی موجود تنها در شرایط نامساعد انجام می شود و علاوه بر هزینه ی بالای بهسازی پی و اجرای روش های مربوطه ، گزارشات حاکی از آن است که در صورت بروز زلزله آسیب های جانی و مالی کمتری ناشی از گسیختگی پی سازه رخ می دهد . ضمنا واضح است که بهسازی سازه ی جدید سهولت بیشتری نسبت به اصلاح بهسازی پی موجود برخوردار است چراکه انجام این کار در زمان بهره برداری از سازه نیز مشکل است .در هر صورت چنانچه تشخیص داده شود که لازم است بهسازی پی سازه ی موجود از طریق روش های مربوطه بهسازی گردد ،کارشناسان و مهندسین باید علاوه بر تجربه ی زیاد از دانش بالایی در مهندسی خاک ،اهداف بهسازی سازه ، روش ها و محدودیت های موجود داشته باشند . روش های بهسازی پی و نتایج حاصل از تحلیل ها ارتباط زیادی با تکیه گاه ، موقعیت و رفتار غیر خطی پی موجود دارد . اجرای بهسازی پی یک تکنیک حیاتی در سازه است چرا که بدلیل نقش پر رنگ این المان در تحمل بار های ساختمان هر گونه خطا و ضعف در طراحی و اجرای آن ، می تواند خسارت جبران ناپذیری در پی داشته باشد و ایمنی اعضای ساختمان را به خطر بیاندازد .
ارزیابی روش های بهسازی پی
طی ارزیابی رفتار لرزه ای پی ،باید تمام ضعف ها و کاستی های موجود در آن و مکانیزم رفتاری پی تشخیص داده شوند . احتمال وقوع آنها و آسیب هایی که در پی دارند نیز باید به دقت ارزیابی گردد . بطور کلی پاسخ عملکرد پی ساختمان در رفتار کلی سازه لحاظ می گردد ، چراکه عناصر وابسته به پی جز غیرقابل تفکیک از آن می باشند . بهسازی پی ساختمان می تواند تاثیر مستقیمی بر روی رفتار لرزه ای سازه داشته باشد . طی اجرای راهکارهای بهسازی پی باید توجه داشت ، پی های جدید به گونه ای اجرا گردد که طی اجرا یا در گذر زمان از خالی کردن بخش ها زیرین پی موجود جلوگیری کند .ضمنا باید همواره توجه داشت که خاک زیر پی جدید از سختی کمتری نسبت به خاک زیر پی قدیمی برخودارا ست . همانطور که پیش تر به آن اشاره شد بهسازی پی موجود یک عملیات عمرانی پیچیده می باشد که عوامل متعددی را تحت تاثیر خود قرار می دهد که در ادامه به آنها اشاره می کنیم .
محدودیت های بهسازی پی
اجرای راهکارها و روش های بهسازی پی محدودیت های اجرایی و طراحی فراوانی دارد از جمله : لزوم تخلیه ، تخریب ، فضای محدود ، ارتفاع و سقف محدود ، صدا و لرزش و... و سیستم های سازه را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد ، در ادامه به برخی از محدودیت های موجود اشاره می کنیم :۱) محدودیت های دسترس و ارتفاعی : اجرای پی های کم ضخامت مثل پی های منفرد یا شناژ ها معموملا نیازی به تجهیزات بزرگ ندارد و با استفاده از ماشین های حفاری کوچک یا به روش دستی قابل اجرا است و از این رو محدودیت های اجرایی زیادی ندارد ولی اجرای پی های عمیق مثل پی ستون ها به تجهیزات حفاری بزرگ نیاز دارد که طبعیتا این تجهیزات کارآمدی بیشتری دارند ، همانطور که واضح است حمل و نقل ماشین آلات و تجهیزات بزرگ با توجه به محدود بودن ارتفاع و در برخی مواقع دسترسی ها یک چالش بزرگ در سازه است .
۲) محدودیت های تاسیسات : بیشتر ساختمان ها در زیر تراز هکمف خود دارای تاسیسات میباشند که در برخی مواقع عمق ابعاد و موقعیت دقیق آنها مشخص نمی باشد به همین جهت عملیات حفاری با دقت فراوان و گاهی به روش دستی صورت می گیرد تا به تاسیسات موجود آسیبی نرسد در صورتیکه حین حفاری ساختمان دارای ساکنین یا وسایلی درون خود باشد جهت برقراری شرایط بهره برداری علاوه بر لزوم رعایت احتیاط ، عملیات تخریب ، حفاری و خاک برداری باید با هماهنگی ساکنین و رعایت ضوابط سازه صورت گیرد .
راهکاری های بهسازی پی
بطور کلی پی های سازه دو دسته ی پی عمیق و پی سطحی تقسیم می شوند ،پی های سطحی مثل پی های نواری پیوسته ، پی های منفرد ، شناژ و پی های یکپارچه می باشند . از جمله پی های عمیق می توان به پی ستونی درجه و ریز شمع ها اشاره کرد لازم بذکر است شمع های کوبیده شده به دلیل محدودیت های دسترسی و ارتعاش آنها استفاده ی چندانی ندارد در صورتیکه خاک موجود ماهیت چسبنده داشته باشد بدون ریزش خاک درون سوراخ امکان حفاری وجود دارد اما در شرایطی که احتمال بدهیم ممکن است بعد از حفاری اولیه خاک به درون سوراخ ریزش کند لازم است از قالب های فلزی که تا پایان بتن ریزی در دیوارها باقی می ماند استفاده کنیم .در پایان هنگامی که عمق حفاری به مقدار مشخصی رسید طبق استانداردهای موجود به عملیات شمع کوبی نیاز است بعلاوه می توان از حفاری باز استفاده کرد ، حفاری باز را در خاک های غیر چسبنده می توان استفاده کرد . بعد از قالب بندی و بتن ریزی قالب برداشته شده و سپس عملیات خاکریزی در پشت پی انجام می گیرد . روش دیگر حفاری این است که قالب حذف شود و تمام فاصله حفر شده بتن ریزی شود .
روش های بهسازی پی
۱) افزودن و تکمیل پی موجود۲) افزودن شناژ به پی
۳) بهسازی پی با کابل های پیش تنیده
۴) ارتقا کیفیت شمع های موجود
۵) تعبیه ی شمع های کششی
۶) بهسازی پی از طریق مقاوم سازی صفحه ستون
۱) افزودن و تکمیل پی موجود :
بهسازی پی از طریق افزایش ابعاد پی موجود بدلیل گسترش سطح تماس پی از فشارهای وارده می کاهد و در ادامه منجر به بهبود و افزایش ظرفیت باربری سازه نیز می گردد و از نشست پی جلوگیری می کند . افزودن پی به طرق مختلف انجام می گیرد که در ادامه به آنها اشاره می کنیم :
الف)افزودن پی سطحی در مجاورت پی سطحی موجود :برای تشریح این روش با مثال اجرای پوشش جدید بتنی روی یک دیوار شروع میکنیم ،عمدتا هنگامی که برای دیوار موجود یک کاور بتنی جدید اجرا می گردد به یک پی جدید نیاز است . عموما پی موجود پی نواری ممتد و کم ضخامت می باشد و پی جدید اجرایی نیز یک شناژ یا یک پی نواری در نظر گرفته می شود .
ب)اجرای پی عمیق در مجاورت پی سطحی موجود : در این روش عمدتا بارهای زنده و بارهای لرزه ای در سیستم بر اساس صلبیت نسبی پخش می شوند ،اجرای یک پی عمیق سطحی موجود براحتی قابل اجرا می باشد تنها مشکل وجود محدودیت های حفاری ،امکان عدم دسترسی و محدودیت های ارتفاعی و عدم سهولت در قرارگیری تجهیزات می باشد . در مواقعی که امکان دسترسی به وجه خارجی ساختمان وجود نداشته باشد می توان بصورت مورب عملیات حفاری پی را اجرا کرد . در این روش فاصله ی پی های ستونی به نحوه ای گزینش می گردد که پی و دیوار موجود براحتی از روی سوراخ حفر شده بگذرند و یا در مجاورت آن واقع شوند ، در این روش پس از دوختن المان های حدید به قدیم یک سیستم کامپوزیتی شکل می گیرد .
ج)افزودن پی عمیق در مجاورت پی عمیق موجود : در روش بهسازی پی به این شیوه ، پی جدید که عموما شامل پی های ستونی درجا یا ریز شمع ها می باشد در مجاورت پس عمیق موجود اجرا می گردد .
د)افزودن ریز شمع ها در مجاورت پی نواری موجود : بهسازی پی به این روش با هدف ارتقای ظرفیت فشاری و کششی پی صورت می پذیرد و لازم است پی پهن تر گردد و شمع های مهاری به شکل ریز شمع ها به آن افزودن گردند . کاربرد این روش همدتا در تامین ظرفیت فشاری ناکافی در پنجه ی پی نواری زیر دیوار و ظرفیت کششی ناکافی در پاشنه ی نواری زیر دیوار می باشد .
ه) افزایش طول یا جایگزینی یک پی منفرد :
بهسازی پی به این روش با هدف ارتقای ظرفیت فشاری با هدف افزایش ظرفیت کششی و فشاری ناکافی پی منفرد استفاده می گردد . پی منفرد در نواحی مختلفی مثل زیر ستون ، قاب خمشی یا یک ستون بتنی در زیر یک دیوار برشی قرار دارد ،این روش به منظور افزایش ظرفیت افزایش ظرفیت های پی از ظریق افزایش بار مرده انجام می گیرد تا از گسیختگی پی تحت اثر نیروهای فشاری و کششی بیش از ظرفیت خود جلوگیری کند .