راهکار ترمیم و مقاوم سازی ستون دارای ترک

بدلیل وجود مشکلات اجتناب ناپذیر به هنگام اجرا بخصوص در سازه‌های بتنی، همواره نیاز به ترمیم و مقاوم سازی آن‌ها احساس می‌شود. امروزه ترمیم و تقویت بتن و سازه‌های بتنی از فنون حساس و موردنیاز در پروژه های عمرانی بوده که نیاز به دانش ویژه و تجربه مرتبط دارد. ساختمان‌های بتنی به عنوان عنصر شاخص در ساخت‌و‌ساز همیشه مورد توجه سازندگان می‌باشند، از جمله مشکلات رایج اینگونه سازه‌ها، بروز ترک می‌باشد.از جمله علل ایجاد انواع ترک در ساختمان می‌توان به مواردی همچون افت فنداسیون بر اثر عوامل مختلف مانند رطوبت، فشارهای وارده از طبقات و کمبود ظرفیت باربری خاک، نفوذ کلریدها و یا سولفات‌ها و مواد خورنده به بتن ، اشتباهات اجرایی و یا طراحی در سازه‌های بتنی، حریق و یا آتش‌سوزی، نوع مصالح مصرفی و … اشاره نمود. از این رو در این بخش مراحل ترمیم و مقاوم سازی ستون بتنی دارای ترک را با استفاده از سیستم ترمیم بتن ™Injecta و ™Fixcrete سیستم مقاوم سازی ™FibraOne شرح داده می‌شود.

قبل از شروع تعمیر ستون بتنی، بار مرده محوری، بار زنده محوری، بار افقی و ممان های روی آن باید شناخته شود. تعمیرات ستون های بتنی را می توان به دو دسته تقسیم کرد. 1. ترمیم و تعمیر سطحی ستون بتنی: که فقط آسیب‎‌دیدگی‌های موضعی را پوشش می دهد و 2. تعمیر ساختاری ستون‌های بتنی آسیب دیده: که ساختار ستون بتنی را بصورت ژرف‌تر بازسازی یا تقویت می کند.

نکته اجرایی مهم اینجاست که اگر آسیب وارد شده به بتن سطح مقطع ستون بتنی را تحت‌ الشعاع قرار ندهد و کاهش آن را درپی نداشته باشد می‌توان ترمیم و تعمیر ستون بتنی را به روش‌های سطحی و معمولی انجام داد.

در یک دسته بندی ریز بینانه‌تر روشهای ترمیم و تعمیر ستون بتنی به شکل زیر آورده شده است:

• افزایش سطح مقطع ستون بتنی به کمک ژاکت فولادی یا ژاکت بتنی.
• حفاظت کاتدیک برای جلوگیری از تقویت خوردگی فولاد.
• بازیابی خاصیت قلیایی فولاد تقویت کننده برای جلوگیری از خوردگی.
• حذف کلریدها برای به تاخیر انداختن خوردگی فولاد تقویت کننده.
• دورپیچ کردن ستون بتنی به کمک ورق‌های فولادی، کربن یا مواد فیبر شیشه‌ای.
• اضافه شدن سختکننده‌های برشی برای افزایش ظرفیت برشی طبقات میانی.
• اضافه کردن یک مجموعه ورق فولادی برای افزایش ظرفیت گشتاور.
• اضافه کردن ستون های تقویتی
• استفاده از سیستم حفاظتی برای جلوگیری از خوردگی در آینده.

پارامترهای زیر برای طراحی و اجرای مقاوم‌سازی ستون‌ها مهم هستند.

حذف بار از روی ستون

در مواردی که خرابی ستون قابل توجه است، باری که قبلا روی ستون بوده را باید حذف کرد تا مقطع ستون تعمیر شده پس از مقاوم‌سازی بتواند بار جدید را تحمل کند.

مشکل کار اینجاست که این روش برای سازه بلند مرتبه پرهزینه است و نیاز به تخصص بالایی دارد. اگر بار موجود روی یک ستون قبل از تعمیر برداشته نشود، سیستم محاط ستون، مانند سیستم‌های دورپیچ الیاف فقط دور ستون پیچانده می‌شوند و نقشی در کنترل تنش‌های وارد شده روی ستون نخواهند داشت و در صد کمی در کاهش بارهای روی ستون به خود اختصاص می‌دهند(کمتر از 25 درصد استحکام ژاکت). اگر امکان برداشتن بار از ستون وجود نداشته باشد، یک سیستم ستون اضافه تقویتی می تواند یک روش جایگزین برای پشتیبانی و نگه‌داری ستون اصلی باشد.

در صورت خوردگی آرماتور و خرابی بیش از اندازه بتن، بار پیش از مقاوم‌سازی که روی ستون وارد می‌شود در یک الگوی توزیع بار جدید تعریف می شود که باید در طرح مقاوم‌سازی در نظر گرفته شود. حتی اعضای مجاور ستون بتنی نیز ممکن است تحت تأثیر این توزیع بار گسترده قرار گیرند.

استفاده از آرماتور تقویتی

معمولاً نمی توان در حین تعمیر، اتصالات ستون را مختل کرد زیرا ممکن است باعث کمانش میلگردهای طولی شود. از این رو، آرماتورهای عمودی تقویتی ممکن است در خارج از شناژ اصلی با گره های اضافی قرار گیرند. هنگامی که میلگردهای تکمیلی در خارج از شناژ اصلی قرار می گیرند، ابعاد ستون باید افزایش یابد تا پوشش کافی فراهم شود. از گره های سنجاقی برای بستن آرماتورهای تقویتی به یکدیگر استفاده میشود.

حذف بتن

حذف بتن از روی ستون فقط در صورت برداشتن بار ستون باید انجام شود. در غیر این صورت، میلگردهای طولی ممکن است کمانش کنند و شکست فشاری ستون رخ دهد.

آرماتور بندی دچار خوردگی

اگر آرماتوربندی که دچار خوردگی شده با آرماتورهای اضافه تقویتی مقاوم شوند دیگر نیازی به حذف آنها نیست. طول همپوشانی در چنین وصله‌هایی باید مطابق با ناحیه از دست رفته در اثر خوردگی در دو طرف قسمت خورده شده میله تقویت کننده که تقویت شده است، ارائه شود.

آرماتورهای نیمه خورده که در جای خود باقی مانده‌اند باید با سندبلاست کاملاً تمیز شوند تا فلز خالص به دست آید. اما میلگردهای دارای خوردگی بیش از حد باید با آرماتورهای تازه با همپوشانی در هر دو طرف جایگزین شوند. شناژهایی که دچار خوردگی شده را می توان با افزودن میلگرد تقویتی استیل ضد زنگ که در بتن قرار داده می شوند، جایگزین کرد. پس از بستن شناژهای تقویتی جدید لازم است که بتن روی میلگردها به اندازه کافی ریخته شود تا پوشش بتن روی میلگرد تامین شود.

در مواردی که مقاومت بتن کم است و در نتیجه ظرفیت باربری کافی وجود ندارد، چندین راهکار در دسترس است:

• پس از اینکه ستون را مهار کردید بتن کم مقاومت را حذف کرده و بتن جدید را در محل ستون بریزید.
• ستون را مهار کرده و سطح مقطع آن را به کمک روش های گفته شده افزایش دهید.
• ستون را به کمک ورق‌های الیاف کربن یا شیشه دورپیچ کنید.
• میتوانید از ستون‌های تقویتی اضافی استتفاده کنید.