نشست ساختمان چیست؟ انواع، علائم و روش‌های رفع آن

آیا ترک‌های مورب روی دیوار، گیرکردن در و پنجره‌ها یا ایجاد فاصله بین کف و دیوار می‌تواند نشانه نشست ساختمان باشد؟ این تغییرات شاید در ابتدا جزئی و بی‌اهمیت به نظر برسند، اما گاهی هشداری از جابه‌جایی خاک زیر پی و تغییر تراز بخش‌های مختلف سازه هستند. نشست ساختمان (Building Settlement) زمانی رخ می‌دهد که خاک زیر پی تحت تأثیر عواملی مانند بارگذاری سازه، تراکم خاک یا تغییر شرایط زمین، تغییر شکل داده و باعث پایین رفتن ساختمان یا بخشی از آن شود.

البته هر نشستی خطرناک نیست؛ برخی نشست‌ها طبیعی و قابل‌قبول‌اند، اما نشست‌های نامتقارن یا بیش‌ازحد می‌توانند به ایجاد ترک‌های سازه‌ای، آسیب به اجزای ساختمان و حتی کاهش ایمنی آن منجر شوند. به همین دلیل، شناخت تفاوت انواع نشست، علائم هشداردهنده و روش‌های تشخیص آن برای مهندسان و مالکان ساختمان اهمیت زیادی دارد.

اما از کجا بفهمیم نشست ساختمان خطرناک است؟ حد مجاز نشست چقدر است و چگونه می‌توان از پیشرفت آن جلوگیری کرد؟ در ادامه این مقاله، انواع نشست ساختمان، مهم‌ترین علل و علائم آن، روش‌های محاسبه نشست پی و راهکارهای پیشگیری و رفع این مشکل را به‌صورت دقیق بررسی می‌کنیم.

1. علائم و تعاریف

در این بخش علائم اختصاری و تعاریف اصطلاحات استفاده شده در این مقاله را بررسی و تعریف می‌کنیم.

2. انواع نشست ساختمان

نشست ساختمان انواع متفاوتی دارد که مفاهیم آن مرتبط با مباحث مکانیک خاک است. انواع نشست عبارت‌اند از:

نشست آنی یا الاستیک(S_e) : در هنگام احداث و یا بلافاصله پس از ساخت اتفاق می‌افتد.

نشست تحکیمی (غیرالاستیک): این نوع نشست بسته به گذر زمان و در دو مرحله زیر اتفاق می‌افتد:

الف) نشست تحکیمی اولیه یا غیر الاستیک (S_c): در مرحله اول آب باقی مانده در بین دانه های خاک خارج شده و در نتیجه نشست اولیه اتفاق می‌افتد.

ب) نشست تحکیمی ثانویه یا غیر الاستیک (S_s): با گذر زمان و تحمل وزن سازه، چنانچه در زیر پی یک لایه خاک با خاصیت خمیری زیاد (و یا یک لایه خاک آلی) وجود داشته باشد، خاک دچار خزش شده و بعد از مدتی نشست ثانویه اتفاق خواهد افتاد. خزش خاک به طور کلی به دلیل فعل و انفعالات شیمیایی خاک پیش می‌آید. مدت زمان وقوع نشست تحکیم ثانویه بسیار طولانی است.

❓تأثیر نوع خاک در نشست آنی و نشست تحکیمی چیست؟

نشست آنی در خاک‌های درشت دانه اشباع و غیر اشباع، همچنین خاک‌های رسی با درصد اشباع کمتر از 80%، مورد توجه است. این در حالی است که نشست تحکیمی مخصوص خاک‌های رسی اشباع و نزدیک به اشباع (درصد اشباع بیش از 80%) است. توجه کنید که در خاک رس اشباع، از میزان نشست آنی در برابر نشست تحکیم صرفنظر می‌گردد.

نشست متقارن (یکنواخت): در این نوع از نشست در تراز پی‌ها تغییری به وجود نیامده و نشست در همه سطوح به یک مقدار خواهد بود. این نوع نشست گرچه تغییری در توزیع تنش‌ها به وجود نمی‌آورد و اهمیت سازه‌ای چندانی ندارد، ولی بر روی تأسیساتی مانند لوله‌های آب، گاز و فاضلاب تأثیر داشته و می‌تواند باعث شکستگی و کج‌شدگی، نشت آب و بروز مشکلات جدید شود و عملکرد آن‌ها را دچار اختلال کند.

البته شرایط وجود ترک یکنواخت که عبارتست از یکنواختی کامل زمین زیر پی مسطح، و وجود تنش‌های مساوی در زیر کلیه پی ستون‌هاکمتر به وجود می‌آید، اما، سازه‌هایی دیده شده‌اند که برای مثال ابتدا با چهار پله به سطح همکف دسترسی داشته‌اند؛ ولی پس از گذشت چند سال، بدون هیچ‌گونه ترک قابل‌توجهی، ورودی ساختمان به سه پله تقلیل یافته است و یا ساختمان‌هایی که هم‌سطح با خیابان هستند و در صورت بروز نشست و در هنگام بارندگی با مشکل نفوذ آب به ساختمان به علت کاهش تراز ساختمان نسبت به خیابان مواجه شده‌اند.

شکل 1 نشست متقارن (یکنواخت)

نشست نامتقارن (غیریکنواخت): این نوع نشست یکی از خطرناک‌ترین انواع نشست ساختمان است که طی آن نشست تراز پی به طور غیریکنواخت اتفاق می‌افتد و در نتیجه این اختلاف نشست، توزیع تنش در لایه زیرین خاک به هم خورده و سازه دچار تغییر شکل خواهد شد. درصورتی‌که اقدامات لازم برای جلوگیری از پیشرفت هرچه بیشتر نشست انجام نگیرد، می‌تواند سبب ترک‌های عمده و گاهی خرابی های بزرگ شود. لذا در کلیه ساختمان ها در سراسر جهان ، بر حسب نوع و شرایط سازه ، محدودیت هایی برای میزان نشست های غیریکنواخت در نظر می گیرند.

شکل 2- نشست نامتقارن(غیریکنواخت)

مسلماً شاهکارهای معماری متعددی در نقاط مختلف جهان در گذشته به دلیل نشست‌های غیریکنواخت از بین رفته‌اند. مشهورترین بنای موجود که دارای بیشترین نشست غیریکنواخت بوده و هنوز پابرجاست برج تاریخی “پیزا” در ایتالیا است. شایان ذکر است نشست غیر یکنواخت در برج پیزا بصورت کج شدگی ظاهر شده است.

شکل 3- نمونه نشست غیریکنواخت بدون ترک در برج پیزا

نشست‌های غیریکنواخت سبب ترک‌خوردگی و کج‌شدگی (انحراف از شاقول) بنا و یا ترکیب هر دو می‌شوند.

این نوع ترک‌خوردگی‌ها، نشان از شکستگی در قسمتی از ساختمان است و با توجه به اینکه نشست در قسمت مرکزی ساختمان بیشتر باشد و یا در کناره های آن ، این نوع نشست‌ها به دو نوع مقعر و محدب تقسیم میشوند.

نشست غیریکنواخت مقعر: در این نوع نشست معمولاً بارگذاری یکنواخت سازه بر روی خاک قابل تراکم است و محدوده نشست به شکل بشقاب شده و حتی ممکن است از حدود سازه تجاوز کرده و به ساختمان‌های مجاور نیز سرایت کرده و باعث ترک‌خوردگی آن‌ها شود. در این نوع ترک‌خوردگی، عرض ترک در طبقات بالایی کمتر و به تدریج در طبقات نزدیک زمین بیشتر می‌شود.

شکل 4- نشست غیریکنواخت مقعر

نشست غیریکنواخت محدب: در این نوع نشست، شکل نشست مانند بشقاب وارونه بوده و عرض ترک‌ها در طبقات بالایی بیشتر و در طبقات نزدیک زمین کمتر است. مثال این مورد در بناهایی است که دیوارهای اطراف ساختمان باربر باشد و یا بارگذاری دیوارهای کناری به روی خاک درشت دانه باشد. همچنین ممکن است این نوع نشست در پی‌ها با بارگذاری خارج از مرکز اتفاق بیفتد.

شکل 5- مفهوم بارگذاری خارج از مرکز

خطر کج‌شدگی و انحراف از شاقول در سازه‌هایی که ارتفاع آنها چند برابر عرض آن‌هاست در برابر نشست غیریکنواخت بسیار قابل توجه است. از جمله سازه‌ها با این خصوصیت می‌توان دودکش‌ها، پایه پل‌ها و سازه‌های باریک و مرتفع (برج‌های قدیمی) را نام برد. احتمال دارد خاک زیر پی در چنین سازه‌هایی از نظر تراکم‌پذیری یکنواخت نباشد و یا این پدیده در اثر نشست سازه دیگر، مجاور این سازه که تحت بارگذاری زیادی قرار گرفته است، به وجود آید.

نکته: باید توجه نمود که زمین‌هایی که برای ساخت شهرک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و پیش از این به شکل تپه ماهور بوده و سپس تسطیح شده‌اند، برای آماده‌سازی زمین جهت ساخت در قسمت‌هایی از آن خاک‌برداری و در قسمت‌هایی خاکریزی انجام شده است. چنانچه ساختمان‌هایی که قرار است در این زمین‌ها احداث شود در روی نواحی خاکریز قرار گیرد و این کار بدون بررسی خاک محل صورت پذیرد (ساختمان دست راست)، دچار نشست خواهد شد.

شکل 7- نقاط خاک برداری وخاک ریزی جهت ساخت شهرک ها در تپه ماهورها

اما در چند پلاک دیگر که روی قسمت خاک‌برداری قرار خواهد گرفت (ساختمان دست چپ)، دچار هیچ‌گونه عارضه‌ای از نوع نشست نمی‌شود. اگر ساختمانی، روی فصل مشترک خاکریزی و خاک‌برداری، احداث گردد، دچار نشست غیریکنواخت و انحراف از شاقول خواهد شد.

بنابراین، قبل از احداث فونداسیون مطالعه وضع خاک منطقه از نظر مقاومت مجاز و تراکم خاک (بررسی وجود خاک دستی) و سایر مشخصات مکانیک خاک بسیار حائز اهمیت است. در تصویر بالا قسمت‌های خاکریز شده خاک دستی محسوب می‌شود درحالی‌که ممکن است هیچ‌گونه نشانه‌ای از خاک دستی نظیر پارچه، پاره آجر و نخاله ساختمانی، در آن دیده نشود.

3. علائم و نشانه‌های ظاهری نشست ساختمان

در بررسی هر ساختمان لازم است نحوه ساخت اسکلت ساختمان و میزان استحکام و پایداری آن تا حد امکان مورد بررسی قرار گیرد. نشست یکی از عواملی است که می‌تواند استحکام ساختمان را دچار اختلال کند. نشانه‌های زیادی برای وقوع نشست در سازه وجود دارند. عوامل نشان‌دهنده وجود نشست را در متن زیر بررسی می‌کنیم.

1.3. ایجاد ترک بر روی دیوارهای داخلی ساختمان

یکی از نشانه‌های نشست، ترک‌های ایجاد شده در هر ساختمان است. ترک‌ها می‌توانند معرف ضعف در بارپذیری اسکلت ساختمان و استحکام آن باشند. هر گاه در داخل ساختمان ترک‌های نیمه افقی، پله‌ای و یا ترک‌های با زاویه ۴۵ درجه در گوشه دیوارها، کنار پنجره‌ها و یا درب‌ها مشاهده شد، باید هوشیار بود که این ساختمان در معرض پدیده نشست قرار گرفته است. علت ایجاد ترک در این نواحی تمرکز تنش است. در ساختمان‌هایی که دارای پی‌های رادیه (یکسره و یا گسترده) هستند، نشست موضعی دیده نمی‌شود و اگر ترک‌هایی در آن‌ها مشاهده شود باید به عوامل دیگری به‌جز نشست موضعی توجه داشت. در این‌گونه سازه‌ها اگر خاک زیر پی در خط کناری (محیطی) فونداسیون نشست کند، موجب دوران کل پی و چرخش ساختمان می‌شود و باعث ایجاد نیروهای افقی در اسکلت و پیدایش ترک‌های شبیه ترک‌های زلزله و حرکت افقی قاب می‌گردد.

شکل 8- ترک مورب ناشی از ریزش خاک زیر پی درون چاه فاضلاب

2.3. ایجاد ترک بر روی دیوارهای خارجی ساختمان

هر چند ترک ناشی از نشست می‌تواند نشان‌دهنده شرایط خطرناک ساختمان باشد؛ ولی در بیشتر موارد، ترک‌هایی که ظاهر نامطلوبی دارند، ممکن است از لحاظ ایستایی ساختمان خطرناک نباشند، به‌هرحال شناخت ترک‌ها ممکن است به تصمیم‌گیری در مورد منشأ آن و نیز تأثیرگذاری آن‌ها در مورد استحکام ساختمان مؤثر باشد.

هرگاه در دیوارهای خارجی و روی بدنه ساختمان ترک‌خوردگی مشاهده شود، می‌تواند نشان از نشست ساختمان باشد.

شکل 9- ترک ایجاد شده در نمای ساختمان ناشی از نشست

3.3. ترک بر روی دیوار زیر زمین

ترک‌هایی که بر روی دیوار زیر زمین به‌صورت افقی و عمودی به وجود می‌آیند، بسیار حائز اهمیت هستند. اغلب این ترک‌ها به دلیل نفوذ آب و در نتیجه آن نشست خاک پشت دیوار یا زیر فونداسیون ایجاد می‌شوند و باعث جابه‌جایی و ترک در دیوار خواهد شد.

4.3. وجود فاصله بین دیوار و کف ساختمان

یکی از آشکارترین علائم نشست ساختمان وجود فاصله بین قسمت پایین دیوار و کف ساختمان است. در این مورد به علت پیوستگی دیوارها، با نشست کف، دیوار به کمک سایر دیوارها موقعیت خود را حفظ می‌کند؛ ولی کف به علت اتصال به خاک و از دست دادن تکیه‌گاه خود، همراه با خاک نشست کرده به سمت پایین حرکت می‌کند. این فرایند باعث ایجاد فاصله و ترک بین دیوار و کف خواهد شد.

شکل 10- وجود فاصله بین دیوار و کف ساختمان به علت نشست

5.3. ترک اطراف میخ کوبیده شده به دیوار

هر چند وجود ترک در اطراف میخ کوبیده شده به دیوار شاید کوچک باشد و ظاهر نگران کننده‌ای نداشته باشد اما می‌تواند ناشی از نشست ساختمان باشد. در صورت مشاهده این ترک‌ها با دقت بیشتری سازه موردنظر را از نظر نشست در سایر نواحی بررسی کنید.

6.3. افتادگی و تاب برداشتگی در و پنجره‌ها

افتادگی در و پنجره‌ها یکی از نشانه‌های آشکار نشست یک سازه است. در این حالت با خارج شدن چهارچوب در و پنجره از حالت اولیه، باز و بسته شدن درها و پنجره‌ها دچار مشکل خواهد شد. در برخی مواقع میزان تاب برداشتگی به میزانی است که بهره‌برداری از در و پنجره موردنظر با مشکل جدی روبه‌رو می‌شود.

شکل 11- تاب برداشتگی در بر اثر نشست

7.3. برآمدگی یا به‌اصطلاح شکم آوردن کف ساختمان

شکم آوردن کف سازه یکی از نشانه‌های مهم نشست یک ساختمان است که در بسیاری از موارد به دلیل فشاری است که بر روی ستون‌ها و دیوارها است. در واقع این قسمت‌ها نشست کرده؛ اما شما شکم دادن کف را مشاهده خواهید کرد.

شکل 12- برآمدگی یا شکم آوردن کف ساختمان

8.3. نشست کف ساختمان

گاهی در اثر نشست، کف ساختمان فرورفته و نشانه آن گودشدن و ترک‌های کف ساختمان است. ممکن است در این نوع نشست لوله‌ها و تأسیسات در کف سازه آسیب ببیند و باعث مشکلات ثانویه گردد.

شکل 13- نشست کف ساختمان

❓آیا ساختمان نوساز هم می‌تواند دچار نشست شود؟

احتمالاً برایتان پیش آمده که در یک ساختمان نوساز، پس از گذشت مدت کوتاهی ترک‌هایی را بر روی دیوار ساختمان مشاهده نمایید. در بسیاری از مواقع این ترک‌ها کوچک و بی‌خطر هستند و جای هیچ‌گونه نگرانی وجود ندارد. اما چنانچه ترک‌ها عمیق و در حال پیشروی باشند باید در پی رفع مشکل برآمد. ترک‌ها می‌تواند دلایل متفاوتی داشته باشد؛ مانند گچ‌کاری نامناسب و وجود نم و رطوبت. اما نشست ساختمان مهم‌ترین عاملی است که می‌تواند در ساختمان‌های نوساز باعث ایجاد ترک شود. در واقع نشستی که در ساختمان‌های نوساز و پس از مدت کوتاهی اتفاق می‌افتد از نوع نشست آنی و یا نشست تحکیمی اولیه است. همان‌طور که پیش‌تر توضیح داده شد، نشست آنی بلافاصله پس از ساخت ایجاد می‌شود و نشست تحکیمی با گذر زمان و در طولانی مدت اتفاق می‌افتد.

4. انواع ترک‌های ناشی از نشست

جهت ترک‌های ناشی از نشست به‌صورت مورب و چهل و پنج درجه هستند. تنش‌های برشی قائم و افقی ایجاد شده، تبدیل به دو نیروی کششی قطری و دو نیروی فشاری قطری شده و چون معمولاً مصالح ساختمانی مقاومت کششی ضعیفی دارند، نیروهای کششی، ایجاد ترک می‌نمایند، توجه داشته باشید در مکانیزم تشکیل ترک، ترک‌ها همواره عمود بر جهت نیروها تشکیل می‌شوند.

شکل 15- ترک ناشی از نشست

ترک مورب در کنار دیوار: علت ایجاد ترک مورب در کنار دیوار، معمولاً نشست ستون کنار دیوار و در واقع تفاوت کرنش‌های آن‌هاست.

ترک مورب ناشی از نشست یا تورم خاک: ترک‌های مورب دو نوع هستند و جهت ترک می‌تواند نشان‌دهنده این باشد که ترک ناشی از نشست است یا تورم. رایج ترین عامل به وجود آمدن ترک‌های مورب ناشی از حرکت قائم رو به بالا و یا پایین در زیر پی یک یا چند ستون است که ممکن است ناشی از نشست و یا تورم به وجود آمده باشد.

❓چطور می‌توان تشخیص داد که ترک مورب ایجاد شده بر اثر نشست است یا تورم خاک؟

با توجه به جهت ترک و شروع بازشدگی آن می‌توان تشخیص داد که ترک مورب بر اثر نشست اتفاق افتاده یا تورم. در تصاویر زیر تفاوت ترک ناشی از تورم و نشست را مشاهده می‌کنید. لازم به توجه است که وقوع نشست در زیر پی هر ستون در ساختمان، معمولاً باعث ایجاد دو ترک با جهت‌های متفاوت در دیوارهای مجاور محل نشست می‌کند.

شکل 15- ترک ناشی از نشست

شکل 16- ترک مورب ناشی از نشست بخشی از فونداسیون

شکل 17- ترک ناشی از تورم خاک

ترک مورب در اطراف کف پنجره‌ها: علت این نوع ترک‌ها ایجاد تنش برشی به علت نیروهای متفاوت در دو طرف بازشو است. این ترک با نصب وال‌پست و یا تعبیه رابیتس بین دیوار و در راستای عمود بر ترک قابل اصلاح است و علت آن می‌تواند نشست باشد.

شکل 18- ترک مورب در اطراف پنجره

ترک ناشی از گودبرداری غیر اصولی زمین مجاور: ترک‌های ساختمان می‌تواند ناشی از گودبرداری غیر اصولی زمین مجاور و نتیجه آن نشست ساختمان باشد. در این حالت ترک‌ها می‌توانند به‌صورت قائم بوده و باعث جدا شدن دو بخش سازه شوند، همانند تصویر زیر. این نوع ترک از خطرناک‌ترین ترک‌ها در ساختمان است.

شکل 19- ترک ناشی از گودبرداری غیر اصولی

❓در تصویر زیر با توجه به ترک‌های ایجاد شده، نشست اتفاق افتاده است یا تورم؟

با توجه به جهت ترک‌های ایجاد شده در ستون کناری می‌توان به این نتیجه رسید که تورم در خاک اتفاق افتاده است. با توجه به تصاویر بالاتر، اگر نشست اتفاق افتاده باشد، باید جهت ترک خلاف ترک در تصویر باشد.

5. علت نشست ساختمان

بر اثر یکی از موارد زیر، (و یا ترکیب چند مورد) خاک زیر فونداسیون حرکت می‌کند و موجب شکست‌های مختلف در ساختمان و پدید آمدن ترک‌های عمیقیا نیمه عمیق و یا سطحی می‌گردد.

عمده دلایل نشست شامل موارد زیر می‌شود:

• تراکم کم‌خاک

• احداث سازه بروی خاک دستی

• خشک سالی یا بارندگی بیش از حد

• بارندگی یا خشکسالی نامنظم

• زهکشی ضعیف در اطراف سازه

• تغییرات در سطح آب‌های زیرزمینی

• نشت آب از لوله‌کشی یا تأسیسات استخر

• بارهای جانبی مانند زلزله‌های شدید

• گودبرداری غیر اصولی در زمین مجاور

• رشد درختان بالغ در مجاورت ساختمان

• غیر یکنواختی زمین و متفاوت بودن نوع خاک نقاط مختلف در محل یک پروژه

• جابجایی حجم قابل توجهی از خاک زیر پی به داخل چاه فاضلاب یا قنات‌های متروکه

• تغییر نوع بهره‌برداری از سازه و تغییر کاربری آن بدون بررسی امکان و عواقب آن همانند انبار کردن اجسام با وزن بسیار بالا در بخشی از سازه و برهم خوردن توزیع یکنواخت بار در سازه (ورود اضافه سربار)

• آب‌شستگی خاک زیر پی ساختمان‌های مجاور رودخانه‌ها و مسیل‌ها

شکل 20- آب‌شستگی خاک زیر پی ساختمان‌های مجاور رودخانه ها و مسیل ها

6. نحوه تشخیص علت نشست ساختمان

حال که با عمده علائم نشست ساختمان آشنا شده‌اید، در صورت مشاهده این علائم باید اقدامات لازم برای جلوگیری از ادامه نشست سازه را انجام دهید. دقت داشته باشید که برخی از این علائم همیشه نشان‌دهنده نشست سازه نیستند و ممکن است دلایل دیگری نیز داشته باشند. به همین دلیل، لازم است قبل از پرداخت هزینه‌های اصلاح و جلوگیری از تداوم روند نشست، به‌صورت تخصصی ساختمان خود را بررسی کرده و از صحت این موضوع مطمئن شوید. نحوه تشخیص نشست ساختمان به‌صورت تخصصی با انجام برخی آزمایش‌ها و اقدامات زیر است:

1.6. آزمایش مکانیک خاک تکمیلی

برای تشخیص قطعی نشست می‌توان به‌وسیله افراد متخصص در این زمینه و با استفاده از دستگاه‌های مخصوص خاک آزمایش‌ها استفاده کرد.

2.6. سونداژ فونداسیون

به‌اندازه گیری مشخصات فنی اعضای بتنی با استفاده از دستگاه‌های مخصوص نمونه‌گیری، سونداژ می‌گویند. در این روش با کمک دستگاه‌ نمونه‌گیر که مانند مته عمل می‌کند، در بخش‌هایی از فونداسیون اقدام به نمونه‌برداری می‌کنند. بعد از بررسی این نمونه‌ها در آزمایشگاه، می‌توان تغییرات در ضخامت، چگالی و تراکم فوانداسیون را به دست آورد. این موضوع به تشخیص نشست سازه کمک می‌کند.

3.6. کیفیت بتن

از دیگر موارد تشخیص نشست ساختمان می‌توان به بررسی کیفیت بتن اشاره نمود. به‌طور معمول، در مواردی که سازه نشست سنگینی را تجربه می‌کند، بتن هم تحت فشار قرار گرفته و کیفیت اولیه خود را از دست می‌دهد. این مورد از طریق بررسی نتایج آزمایش مقاومت بتن و بررسی کیفیت آن قابل‌تشخیص است.

4.6. ابعاد

بررسی ابعاد بخش‌های گوناگون ساختمان به‌خصوص فونداسیون و پی آن می‌توان به تشخیص نشست سازه کمک کند. چنانچه سازه دچار نشست شده باشد، به دلیل نیروهای وارد شده، حرکت به‌صورت افقی و یا عمودی را تجربه کرده و ابعاد ابتدایی خود را از دست می‌دهند.

5.6. بررسی سایز میلگرد مورد استفاده در فونداسیون

می‌توان به‌وسیله دستگاه‌های اسکنر مخصوص میلگرد، اقدام به اندازه‌گیری سایز میلگردهای موجود در فونداسیون و تغییرات به وجود آمده در آن‌ها کرد. این کار به متخصصین این حوزه کمک می‌کند تا نشست سازه را تشخیص دهند.

6.6. تست مخرب و غیرمخرب بتن

برخی از تست‌های بتن بدون آسیب زدن به آن و برخی دیگر با تغییر شکل بتن یا آسیب زدن به بخشی از آن انجام می‌شوند. به تست‌های دسته اول تست غیر مخرب و به آزمایش‌های دسته دوم، تست‌های مخرب می‌گویند. انجام این تست‌ها تا حد زیادی به شناخت تغییرات به وجود آمده در بتن کمک خواهد کرد. درنتیجه، به این وسیله می‌توان تشخیص داد که آیا سازه دچار نشست شده است یا خیر.

7. آیا نشست ساختمان خطرناک است؟

نشست ساختمان قطعاً خطرناک است و در صورت عدم توجه و اقدام به موقع، عواقب جبران‌ ناپذیری را به دنبال دارد. در صورت عدم توجه به نشست ساختمان ممکن است شاهد هر یک از اتفاقات زیر باشیم.

تخریب ساختمان: نشست شدید و نامتقارن ساختمان می‌تواند به ترک‌های عمیق در دیوارها، سقف و کف، کج شدن ستون‌ها و در نهایت تخریب کامل ساختمان منجر شود.

شکل 21- ساختمان های تخریب شده بر اثر نشست

آسیب به سازه و کاهش ظرفیت باربری آن: نشست ساختمان می‌تواند به سازه آسیب جدی وارد کند و مقاومت آن را در برابر زلزله و سایر نیروهای خارجی کاهش داده به‌طوری‌که دیگر نتواند عملکرد مناسبی داشته باشد.

خطر برای ساکنان: نشست ساختمان می‌تواند باعث ایجاد ترک‌های خطرناک در دیوارها، اجزای غیرسازه‌ای و سقف شود که احتمال ریزش آوار و آسیب دیدن ساکنان را افزایش می‌دهد.

اختلال در تأمین آسایش بهره برداران: با توجه به اینکه سازه دچار نشست شده ممکن است تغییر شکل داشته باشد و ساکنان لرزش، تغییر شرایط ظاهری، وجود ترک‌ها و… را تجربه کنند، بنابراین سازه موردنظر در تأمین آسایش روانی ساکنین به‌درستی عمل نکرده و باعث نگرانی آن‌ها خواهد شد.

کاهش ارزش ساختمان: ساختمان‌هایی که دچار نشست شده‌اند، ارزش خود را از دست می‌دهند و فروش یا اجاره آن‌ها با مشکل مواجه می‌شود. هر چند ممکن است این نشست خطرناک نبوده و قابل کنترل و یا رفع کردن باشد، اما ظاهر نامطلوب آن و یا لرزش‌هایی که به وجود می‌آید باعث کاهش ارزش آن خواهد شد.

8. اصلاح، ترمیم، تعمیر و رفع نشست

در مواجه با علایم نشست و قبل از اقدام به رفع نشست باید اقدامات زیر صورت پذیرد تا بتوان روش متناسب با نشست رخ داده را مشخص کرد.

1. بازدید و معاینه، ارزیابی، جمع‌آوری اطلاعات و تصمیم‌گیری مرحله اول بر اساس اطلاعات استخراج شده
2. تشخیص شامل تکمیل اطلاعات، بررسی و تشخیص علل نشست و مشکلات ایجاد شده، تجدیدنظر در تصمیمات مرحله اول
3. چاره‌جویی شامل تعیین نوع اصلاح، ترمیم، تعمیر و انتخاب مصالح و روش رفع نشست

پس از تشخیص نشست در سازه نوبت به رفع آن است. یکی از مهم‌ترین مراحل تعمیر و اصلاح نشست، اطمینان از توقف و تثبیت حرکت‌های ناشی از نشست است و باید اطمینان حاصل کرد که ترک‌ها رشد و پیشروی ندارند تا اقدامات لازم را شروع کرد.

1.8. گستره، حجم و دامنه عملیات رفع نشست

گستره عملیات رفع نشست؛ یعنی میزان دخالت در وضع موجود ساختمان، بسته به نوع و میزان آسیب و عملیاتی که صورت می‌گیرد متغیر است و ممکن است از ساده ترین و کمترین دخالت، به سمت پیچیده ترین و بیشترین دخالت به شرح زیر رده بندی شود:

• ترمیم: رفع نارسائی‌های کوچک غیرسازه‌ای که به طور عمده در ظاهر کار است.

• تعمیر: رفع نارسائی سازه‌ای و بازگرداندن عضو به وضع قبل از بروز مشکل است. شدت، نوع و روش هر آسیب، نوع اقدام تعمیری را مشخص خواهد کرد.

• بازسازی: تخریب و ساختن مجدد قسمت‌های آسیب دیده با همان مشخصات سابق ولی با حذف نقاط ضعف

• جایگزینی: جدا کردن و برداشتن قطعه آسیب دیده و جایگزینی قطعه ی مشابه به‌جای آن.

2.8. مراحل انجام اصلاح نشست ساختمان

در هر مرحله از فرایند اصلاح نشست ساختمان، حائز اهمیت است که باتوجه‌به مشکلات و نیازهای ساختمان مورد بررسی، از تیم متخصص و مهندسان مجرب در این زمینه کمک گرفته شود. مهندسان می‌توانند در انتخاب روش مناسب و اجرای صحیح اصلاحات، راهنمایی کنند.

ارزیابی و تحلیل: ابتدا باید علائم نشست‌ها و علل آنها شناسایی شوند. ممکن است نیاز به انجام مطالعات زمین‌شناسی، مهندسی سازه و تحلیل‌های جانبی باشد. این تحلیل‌ها کمک می‌کنند تا علل نشست را شناسایی و روش‌های مناسب برای اصلاح آنها را انتخاب کنید.

طراحی روش اصلاح: بر اساس نتایج تحلیل، یک روش اصلاح مناسب برای ساختمان پیشنهاد می‌شود.

آماده‌سازی محل: قبل از اجرای روش اصلاح، محل موردنظر باید آماده شود که شامل پاک‌سازی محل، حفاری لازم برای دسترسی به پایه‌های سازه و فونداسیون و تهیه فضای لازم برای انجام کار است.

اجرای روش اصلاح: حال روش اصلاح انتخاب شده باید اجرا شود. در این مرحله، تیم متخصص به روش مشخص شده عمل می‌کند و وضعیت سازه را بهبود می‌بخشند.

آزمایش و ارزیابی: پس از انجام اصلاحات، سازه باید آزمایش شود تا اثربخشی و عملکرد آنها بررسی شود. این ممکن است شامل اندازه‌گیری نشست‌ها، تست بارگذاری، آزمایش‌ها غیرمخرب و سایر ارزیابی‌های دیگر باشد.

تثبیت و تکمیل: پس از اطمینان از عملکرد صحیح سازه، مرحله تثبیت و تکمیل آن آغاز می‌شود. در این مرحله با قراردادن سازه در وضعیت نهایی در ارزیابی‌های صورت‌گرفته، سازه آماده تکمیل سیستم‌های مکانیکی، الکتریکی و دیگر تجهیزات است.

3.8. ترمیم پی نشست کرده (بهسازی فونداسیون)

در مقاوم‌سازی فونداسیون‌ها، عواملی ازجمله شرایط پی، شرایط سازه‌ای، شرایط ژئوتکنیکی و شرایط بارگذاری، تأثیرگذار است. برای مقاوم‌سازی و بهسازی فونداسیون به یک سری اطلاعات برای تجزیه و تحلیل نیاز است. دامنه تجزیه و تحلیل بستگی به بزرگی ساختمان، سن ساختمان، شرایط فونداسیون، تغییر کاربری و… دارد.

فونداسیون باید به شرح زیر مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد:

• بررسی بصری و کاوش‌های زمینی

• گزارش نشست و نشست وابسته به زمان

• اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی و فشار آب حفره‌ای

• مناسب بودن لایه‌های خاک برای مقاومت در برابر روانگرایی

• پایداری منطقه احداث سازه خصوصاً برای ساختمان‌هایی که بر روی زمین شیبدار ساخته شده‌اند

• حداکثر ظرفیت اجزای فونداسیون تحت اثر زلزله طرح

• مناسب بودن سازه‌ای اعضای مختلف فونداسیون مانند شالوده، سرشمع، شمع و …

• اندازه‌گیری تنش و نوارهای تنش موجود

• اندازه‌گیری ارتعاشات

• تحقیق اسناد و بایگانی مدارک طراحی ساختمان برای تعیین شرایط خاک و بررسی پرونده ساخت

• برآورد ابعاد فونداسیون و در صورت لزوم بعضی از شالوده‌ها تحت گمانه‌زنی قرار گیرند، در این گمانه‌ها میزان زوال مصالح را بررسی می‌کنند

• بررسی گزارش نشست پی شامل شکل‌گیری ترک‌ها و کج شدن دیوارها، برآمدگی مناطق مجاور و مسیرهای افقی و قائم، گزارش خسارات و بررسی ترک‌ها

پس از بررسی تمامی موارد بالا، روش بهسازی و تقویت فونداسیون انتخاب می‌شود. روش‌های تقویت و بهسازی فونداسیون به چند روش کلی به شرح زیر تقسیم می‌شود.

4.8. بهسازی ژئوتکنیکی پی

1.4.8. تزریق مواد پرکننده

تزریق مواد پرکننده (اختلاط مکانیکی) مانند سیمان، رزین یا پلی‌یورتان به داخل خاک زیر پی برای افزایش مقاومت خاک و کاهش نشست مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شکل 22- تزریق مواد پرکننده به داخل خاک برای افزایش مقاومت خاک و کاهش نشست

2.4.8. استفاده از شمع

یکی از روش‌های پیشنهادی، نصب شمع‌های فلزی، بتنی و یا میکرو شمع‌ها در زیر پی برای تقویت سازه و جلوگیری از نشست بیشتر است. این روش به‌صورت اساسی در تمامی ساختمان‌ها در تمامی فصول و انواع شرایط آب و هوایی قابل اجرا است. این روش مشخصات خاک اطراف را به هم نمی‌زند. ساخت میکرو شمع‌ها با دستگاه حفاری با ابعاد کم صورت می‌گیرد. این روش از جمله روش‌هایی است که در مقاوم‌سازی پی ساختمان‌های قدیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شکل 23- نصب شمع‌ و میکرو شمع در زیر پی برای تقویت سازه

3.4.8. افزایش مقاومت شمع‌های موجود

در ساختمان‌های احداث شده برروی شمع، ممکن است شمع‌ها نتوانند عملکرد مناسبی در برابر بارهای جانبی داشته باشند. همچنین شمع‌ها ممکن است در محل اتصال به سرشمع دچار مشکل شده باشند.

نحوه افزایش مقاومت شمع:

• خالی کردن خاک اطراف شمع تا سطحی که خرابی شمع مشهود باشد.

• لایه‌برداری از سطح شمع تا قسمت‌های داخلی آن تا حدی که خرابی و خوردگی کاملاً برداشته شود.

• کلاهکی در زیر آن باید اجرا شود تا از پیوستگی آرماتورهای اضافی با شمع موجود اطمینان حاصل شود.

• اجرای آرماتورهای دور شمع و بتن دور آن که بر اساس محاسبات طراحی شده باشد.

• پرکردن مجدد اطراف پی با خاک دانه‌ای متراکم

• اجرای کفسازی

4.4.8. استفاده از جک‌های هیدرولیکی

بالا بردن ساختمان با استفاده از جک‌های هیدرولیکی و تثبیت آن در موقعیت جدید به اصلاح نشست ساختمان کمک می‌کند. همان‌طور که در تصویر سمت چپ مشاهده می‌کنید، فاصله بین خاک و فونداسیون مقداری نشست است که توسط جک هیدرولیکی رفع و اصلاح شده است.

شکل 24- بالا بردن ساختمان با استفاده از جک‌ های هیدرولیکی

5.8. تقویت و مقاوم‌سازی فونداسیون

چندین روش برای اصلاح و مقاوم‌سازی فونداسیون وجود دارد که عمده روش‌ها را در ادامه شرح می‌دهیم.

1.5.8. اضافه کردن بتن یا آرماتور

تقویت فونداسیون موجود با اضافه کردن بتن یا آرماتور به باربری بهتر فونداسیون و رفع ضعف آن کمک می‌کند.

2.5.8. افزودن شناژ به پی موجود

از روش‌های تقویت پی در برابر لغزش و نشست، اتصال پی‌ها به یکدیگر و ایجاد مشارکت کلیه قسمت‌های فونداسیون در تحمل بارهای ثقلی و جانبی است. به همین منظور از شناژ برای بستن پی‌ها استفاده می‌گردد که در این صورت مقاومت پی در تحمل بارهای جانبی و نشست افزایش خواهد یافت. در واقع با تقسیم بارها به سطح مقطع بزرگتر احتمال نشست پایین می‌آید.

3.5.8. تبدیل پی‌ها به هم

در مقاوم‌سازی فونداسیون‌های منفرد، در برخی موارد لازم است که آنها به فونداسیون نواری تبدیل شوند و یا در مقاوم‌سازی فونداسیون‌های نواری، در برخی موارد لازم است که آنها به فونداسیون گسترده یا رادیه تبدیل شوند. این روش زمانی مورد استفاده قرار خواهد گرفت که خاک زیر پی دست‌خوش تغییرشکل‌های ناهموار قابل توجهی شده باشد. همچنین اگر شرایط کاربری سازه و در نهایت بار وارده بر پی تغییر کند، در این شرایط یکی از راه‌حل‌ها این است که یک دیوار بتنی بین ستون‌های موجود برای تبدیل یک پی منفرد به یک پی نواری قرار داده می‌شود.

4.5.8. افزایش ابعاد فونداسیون (ژاکت کردن)

با افزایش ابعاد پی می‌توان سطح تماس خاک و پی را افزایش داد و تنش‌های وارد شده بر فونداسیون را کاهش داد که این اقدام منجر به‌ افزایش ظرفیت باربری فونداسیون خواهد شد. دو حالت افزایش در ابعاد پی وجود دارد:

• افزایش ابعاد پی و ستون متصل از طریق افزایش ابعاد قسمت زیرین پی

• افزایش ابعاد پی به تنهایی با استفاده از پاشنه یکپارچه‌ای در محیط و زیر پی‌

شکل 25- ژاکت کردن فونداسیون

5.5.8. مقاوم‌سازی با استفاده از الیاف پلیمری (FRP)

مقاوم‌سازی اجزای بتنی با استفاده از FRP یکی از راه‌های نوین مقاوم‌سازی است. مصالح FRP می‌توانند به‌منظور تقویت سازه‌ها برای تحمل بارهای افزایش یافته به سبب تغییر در کاربری یا جبران خطاهای طراحی و اجرا به کار روند. برای استفاده از FRP، لازم است وضعیت موجود سازه در ارتباط با ظرفیت باربری، شناسایی نواقص و عوامل آنها ارزیابی شود. توصیه می‌شود افزایش ظرفیت باربری اعضا تقویت شده با استفاده از FRP به مقدار مشخصی محدود شود، به این دلیل که کاهش تأثیر یا از بین رفتن FRP، به گسیختگی عضو تحت اثر بارهای ثقلی منجر نشود.

شکل 26- الیاف FRP و تقویت پی توسط آن

6.5.8. مقاوم‌سازی شالوده با کابل‌های پیش‌تنیده

یکی از راهکارهای بهسازی و افزایش ظرفیت خمشی و برشی پی‌ها، اعمال نیروی پیش تنیدگی به مقطع است. معمولاً وقتی افزایش عمق شالوده از بالا به دلایل معماری ممکن نباشد، ظرفیت خمشی مثبت و منفی مقطع را می‌توان با عبور کابل‌های پیش‌تنیده، در حفره‌های تعبیه شده سراسری در طول شالوده یا در بتن جدید روی وجوه آن و پیش‌تنیده کردن آن‌ها، افزایش داد. نیروهای پیش تنیدگی فوق در دو امتداد عمودی و افقی به شالوده اعمال می‌شوند. نیروهای پیش تنیدگی قائم باعث افزایش ظرفیت برشی و نیروهای پیش تنیدگی افقی باعث افزایش ظرفیت برشی و خمشی به طور همزمان می‌شوند. پیش تنیدگی افقی به‌وسیله کابل‌ها و مفتول‌های متداول و پیش تنیدگی قائم با استفاده از مصالح FRP صورت می‌گیرد. با افزایش ظرفیت باربری پی ادامه روند نشست می‌تواند کنترل شود.

شکل 27- مقاوم سازی شالوده با کابل های پیش تنیده

6.8. کاهش بار وارده بر ساختمان

کاهش بار وارده بر ساختمان با تغییر کاربری و یا استفاده از مصالح سبک سازه‌ای و غیر سازه‌ای باعث می‌شود تا عملکرد سازه با وضع موجود برای بارهای وارده مناسب بوده و نشست کنترل شود. استفاده از پانل های سه بعدی (3D Panel) که نسبت به دیوار های معمول نظیر آجر و سفال بسیار سبک تر است و یکی از فناوری های نوین ساختمانی محسوب می‌گردد، یکی از راه‌های کاهش بارهای وارد بر سازه است.

شکل 28- استفاده از 3D Panel برای کاهش بار وارد بر سازه

7.8. استفاده از ستون‌های مارپیچ

این روش برای تعمیر نشست‌های شدید استفاده می‌شود و در آن ستون‌های مارپیچی در زیر ساختمان نصب و سپس سازه با استفاده از این ستون‌ها و با حرکت پیچشی آن بالا می‌آید. در این روش باید فاصله بین ستون ها حداقل یک و نیم متر باشد تا زمانی که به یک خاک مناسب و یا به یک بستر سنگی برسد.

شکل 29- استفاده از ستون‌های مارپیچ جهت رفع نشست سازه

8.8. ترازکردن فونداسیون

در این روش برای تعمیر نشست‌های خفیف، موادی مانند بتن روان یا دوغاب به دال‌ فونداسیون ساختمان تزریق می‌شود. به‌ این ‌ترتیب ترک‌ها پر شده و همه قسمت‌های فونداسیون در یک راستا قرار می‌گیرند. این کار فشار وارد شده بر خاک زیربنای سازه را یکپارچه می‌کند و مانع بیشتر شدن نشست خواهد شد.

9. مزایای اصلاح نشست ساختمان

▪️حفظ سلامت و ایمنی ساختمان: اصلاح نشست‌های ساختمانی که ممکن است به دلیل نشست خاک ایجاد شود، می‌تواند ایمنی و سلامتی ساختمان و ساکنان آن را تضمین کند.

▪️حفظ سرمایه‌گذاری: اصلاح نشست‌های ساختمانی می‌تواند از تخریب بیشتر و خسارت‌های جدی به ساختمان وارد شده و ازدست‌رفتن سرمایه‌ جلوگیری کند.

▪️افزایش ارزش ملک: با اصلاح نشست‌های ساختمانی، ارزش ملک ممکن است افزایش یابد، زیرا ساختمان به شرایط عادی نزدیک‌تر می‌شود و مشکلات احتمالی کاهش می‌یابد.

▪️اصلاح کیفیت زندگی ساکنان: اصلاح نشست ساختمان می‌تواند آرامش روانی محیط زندگی ساکنان را بهبود بخشیده و از احساس نگرانی و ناراحتی آنها بکاهد.

▪️کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری: با اصلاح نشست ساختمان، نیاز به تعمیرات و نگهداری‌های مکرر و هزینه‌های مربوط به آنها کاهش می‌یابد، زیرا از مشکلات بزرگ‌تری پیشگیری می‌شوند.

10. کارشناس نشست ساختمان و تشخیص نشست ساختمان

بررسی و تشخیص علل وجودی ترک‌های ساختمان و تشخیص ترک‌های ناشی از نشست و تورم از سایر ترک‌ها، مهم‌ترین وظیفه اولیه کارشناس بررسی کننده ساختمان موردنظر است. عموماً کارشناسان رسمی دادگستری، کارشناس بررسی نشست ساختمان هستند. به دلیل اهمیت خاص این موضوع، لازم است تا در ساختمان‌های موردنظر، جهت و موقعیت هر ترک مورد بررسی دقیق قرار گیرد. لازم به توجه است که اظهار نظر دقیق در مورد نشست ساختمان‌ها بدون شناخت کامل مکانیزم ایجاد نشست در آن‌ها ممکن نیست. مکانیزم تغییر شکل سازه (معمولاً نشست یا ندرتاً به علت متورم شدن خاک زیر پی) در هر نوع ساختمان با استفاده از بررسی موقعیت و جهت ترک‌های موجود در ساختمان است. در این روش به‌وسیله مطالعه جهت ترک‌ها نسبت به ستون‌های اطراف محل نشست در ساختمان، در نتیجه علت وقوع نشست یا تغییر شکل سازه مشخص می‌گردد.

در موارد متعددی امکان دارد نشست تا حد زیادی عمیق یا جدی نباشد و صرف انجام چند عمل اصلاحی بتوان مانع از آن شد. به همین دلیل کارشناس رسمی دادگستری طی ارزیابی، حداقل و حداکثر هزینه لازم اصلاح نشست را مشخص می‌نماید تا از بروز مشکلات بعدی برای صاحبان املاک جلوگیری نماید.

کارشناس رسمی دادگستری در این زمینه بر اساس تشخیص علت، راهکار‌هایی نیز برای مهندسان اصلاح نشست و صاحبان املاک پیشنهاد می‌نماید که هم در کاهش هزینه‌ها مؤثر بوده و هم مقاومت ساختمان بهبود پیدا می‌یابد.

11. مقصر نشست ساختمان کیست؟

پس از وقوع نشست یا ریزش ساختمان و اعلام شکایت توسط مالک، ناظر، مجری، سازنده، شهرداری و… به شورای انتظامی سازمان نظام مهندسی ساختمان، کارشناسان رسمی دادگستری که کارشناس بررسی نشست ساختمان هستند وارد فرایند بررسی پرونده خواهند شد. پس از بررسی‌های لازم و تشخیص علت نشست، و این که نشست در چه قسمتی از سازه اتفاق افتاده است مقصر نشست ساختمان می‌تواند متفاوت باشد. در این‌گونه پرونده‌ها، تمامی افراد مرتبط با ساخت سازه اعم از: مالک، سازنده، ناظر، مجری و مسئول آزمایشگاه مکانیک خاک مرتبط به پروژه، به دادگاه فراخوانده خواهند شد. باید توجه داشت که هیچ‌کدام از اشخاص نام برده به‌تنهایی ضامن ریزش یا نشست سازه نبوده و هر کدام در محاکم مربوطه ضامن درصدی از خسارت خواهند بود.

چنانچه در مراحل آغازین، تشخیص آزمایشگاه مکانیک خاک نادرست بوده و نشست مجاز و میزان باربری خاک، تیپ خاک و سایر نتایج آزمایش خاک به طور صحیح تشخیص داده نشود و نشست به این علت اتفاق بیفتد مقصر نشست می‌تواند آزمایشگاه مکانیک خاک باشد. در این صورت تخلف انتظامی صورت گرفته و آزمایشگاه بر اساس نوع تخلف صورت گرفته حکم محرومیت دریافت خواهد کرد. در برخی پرونده‌ها میزان درصد ضمانت آزمایشگاه مکانیک خاک تا 30% هم می‌رسد. در واقع اگر آزمایشگاه مکانیک خاک قصور کرده باشد، درصدی از ضمانت را دریافت می‌کند؛ اما مطابق نظرات اهل فن، مهندس ناظر و مجری ساختمان هم به علت عدم نظارت صحیح و عدم بررسی صحیح خاک و انطباق نتایج آزمایش با خاک موجود، درصدی از ضمانت خسارت را دریافت خواهند کرد.

مهندس ناظر در صورت مشاهده مغایرت نتایج با خاک موجود باید به‌صورت مکتوب به مهندس طراح، شهرداری و مالک اطلاع دهد و با موضوع برخورد نماید و از مالک به‌صورت مکتوب درخواست بررسی مجدد نتایج آزمایش خاک را بخواهد. درصورتی‌که ناظر طی چندین مرتبه مکاتبات صورت‌گرفته، اصلاحیه و یا تأییدیه‌ای از آزمایشگاه دریافت نکرد، طی نامه‌ای مراتب را به نظام مهندسی ساختمان گزارش می‌نماید. درصورتی‌که مراتب گفته شده توسط ناظر انجام نشده باشد، ناظر درصدی از ضمانت خسارت را دریافت خواهد کرد. همچنین چنانچه طی مراحل ساخت مهندس ناظر به طور مستمر و صحیح نظارت را انجام ندهد و طی گزارش‌ها به خطاهای ساخت اشاره نکرده باشد می‌تواند مقصر نشست باشد. همچنین مالک به دلیل انعقاد قراردادها و داشتن جایگاه کارفرما درصدی از ضمانت را دریافت خواهد کرد.

درصورتی‌که مهندس طراح به طور صحیح فونداسیون و یا سازه نگهبان را طراحی نکند و برای بارهای وارده از سازه مقاومت کافی را نداشته باشند و یا میزان نشست مجاز خاک را در طراحی در نظر نگرفته باشد، مقصر نشست می‌تواند طراح سازه باشد.

چنانچه مهندس مجری ذی‌صلاح طی مراحل اجرا به طور صحیح به وظایف خود عمل نکرده باشد و نقشه‌ها به طور صحیح اجرا نشده باشد، مهندس مجری محکوم به ترک فعل می‌شود و می‌تواند مقصر نشست اتفاق افتاده باشد. چنانچه مهندس مجری مشاهده کرد که مالک کارها را به پیمانکار فاقد صلاحیت سپرده و مجری حالت صوری دارد باید فسخ قرارداد نماید، البته درصورتی‌که در متن قرارداد امکان فسخ وجود داشته باشد. حال اگر امکان فسخ وجود نداشته باشد و مجری شاهد اجرای ناصحیح و استفاده از مصالح نامرغوب و اجرای کار توسط پیمانکار فاقد صلاحیت است، مجری باید موارد تخلف را طی مکاتباتی به مهندس ناظر اعلام کند و از او رسید بگیرد و بخواهد تا موارد اعلام شده را به شهرداری اعلام کند تا توقف کار صورت گیرد و کار اصلاح شود. اگر ناظر موارد را اعلام ننمود مجری باید موارد را مکتوب به نظام مهندسی و شهرداری اعلام نماید. همچنین مجری باید نامه‌ای به مالک دهد و موارد تخلف را به او اعلام کند. درهرحال مهندس مجری موظف است دستور کار اجرای نقشه‌های مصوب و مقررات ملی ساختمان را به پیمانکاران جزء بدهد. در غیر این صورت مهندس مجری درصدی از ضمانت خسارت را دریافت خواهد کرد. اگر تمامی موارد نتایج آزمایشگاه، طراحی و نظارت به وظایف خود به طور صحیح عمل کنند؛ اما پیمانکار و یا سازنده پروژه به‌درستی پروژه را اجرا ننماید می‌تواند مسئول نشست ساختمان باشد.

درصورتی‌که در ملک مجاور گودبرداری غیر اصولی انجام شود و باعث ریزش، تخریب و یا نشست ساختمان مجاور شود، با توجه به قصور صورت گرفته مسئولیت آن می‌تواند بر عهده ناظر، طراح، مجری و یا پیمانکار باشد. مقاله «بررسی 10 روش اجرای سازه نگهبان در گودبرداری» برای آشنایی با روش‌های اصولی اجرای سازه نگهبان جهت پیشگیری از آسیب‌هایی مثل ریزش و تخریب ساختمان‌های مجاور می‌تواند برای شما مفید باشد.

شکل 30- نشست شدید و در نهایت ریزش ملک مجاور بر اثر گودبرداری غیر اصولی

12. جلوگیری از نشست ساختمان

همان‌طور که گفته شد، در نشست یکنواخت مشکل بزرگی برای سازه یا بهره‌برداری از آن به وجود نمی‌آید و این نشست غیریکنواخت است که می‌تواند باعث اختلال در بهره‌برداری یا امنیت و آسایش ساکنان شود؛ بنابراین لازم است قبل از ساخت سازه و در مراحل طراحی و اجرا، یک سری پیش‌بینی‌های لازم صورت گیرد تا با این پدیده مواجه نشویم.

1.12. نکات مهم طراحی جهت جلوگیری از نشست غیریکنواخت

• ساختمان به‌گونه‌ای طراحی شود که نشست کل ساختمان از نشست مجاز تجاوز نکند.

• در صورت لزوم وجود زیر زمین، آن را در وسط پلان جانمایی کنید.

• توزیع بار ساختمان با توجه به نوع خاک و شکل نشست حاصل طراحی شود. توزیع یکنواخت بار ساختمان در زمین‌های با خاک ریزدانه، باعث نشست بیشتر، در مرکز ساختمان، نسبت به اطراف آن می‌شود، بنابراین برای رفع این مشکل، باید ستون‌های مرکزی بار کمتری نسبت به ستون‌های کناری تحمل کنند.

• عدم استقرار پی‌ها در عمق‌های متفاوت به‌ویژه در خاکه‌ای رسی و سیلتی.

• در شرایط خاص، اگر حباب توزیع تنش به لایه قابل تراکم (ریزدانه و سست) در عمق زیاد برخورد کند، اگر پی گسترده باشد، نشست غیریکنواخت بیشتری از حالت فشار بر پی‌های تکی و منفرد سطحی خواهیم داشت. در واقع همیشه کاربرد پی گسترده و یا با عرض بیشتر به معنای نشست غیریکنواخت کمتر نیست، در مواردی ایجاد تنش در حجم بیشتری از خاک سست ریزدانه، باعث نشست بیشتر می‌گردد. پی‌های تکی و منفرد به علت آنکه حجم خاک کمتری را تحت تنش قرار داده، تغییر شکل کمتری پیدا می‌کنند.

• افزایش تعداد ستون‌های ساختمان و توزیع بار بین تعداد ستون بیشتر

• ایجاد پیوستگی بین ستون‌ها با دیوارهای سازه‌ای

• سبک‌سازی ساختمان و طراحی به‌صورت بهینه‌ترین حالت ممکن و استفاده از مصالح سبک

• درنظرگرفتن دستک و پایه در زیر فونداسیون

2.12. نکات مهم اجرایی و نظارت بر اجرا جهت جلوگیری از نشست غیریکنواخت

• انجام آزمایش مکانیک خاک برای تعیین تیپ و نوع خاک و تعیین ظرفیت باربری خاک

• انتخاب مناسب مصالح و باکیفیت و کنترل کیفیت مصالح تهیه شده

• انتخاب نیروی نظارتی با مهارت و تجربه کافی

• انتخاب نیروی انسانی با تجربه برای تهیه مصالح و تجهیزات

• انتخاب نیروهای اجرائی متخصص و با تجربه

• انتخاب مناسب روش اجرا و اجرای کار بدون برنامه

• جلوگیری از اجرای اظهارنظرهای غیر کارشناسی افراد متفرقه

• بررسی وضعیت زمین پیش از اجرا توسط مهندس ناظر

• بهسازی خاک‌های ضعیف و مشکل‌دار پیش از اجرای فونداسیون

• بررسی ملک‌های مجاور و خصوصاً ملک‌های قدیمی جهت جمع‌آوری اطلاعات در خصوص وجود یا عدم وجود ترک‌های ناشی از نشست. درصورتی‌که ترک‌هایی در این سازه‌ها مشاهده شود، می‌توان بر وجود نشست در خاک محدوده ملک مشکوک شد و مطالعات بیشتری انجام داد.

• با توجه به اینکه نشست توسط عوامل متعدد رخ خواهد داد، باید قبل از شروع به اجرای پروژه موارد مهمی که عبارت‌اند از: وجود چاه و یا قنات قدیمی، آب‌های زیر سطحی در گودبرداری‌ها، وجود زهکشی مناسب برای خاک محل در مواقع بارندگی، عدم وجود تأسیسات آب و فاضلاب قدیمی در محدوده زمین، وجود درختان و ریشه آن‌ها در محدوده زمین پروژه بررسی و تدابیر لازم جهت رفع آسیب احتمالی آن‌ها اندیشیده شود.

3.12. جلوگیری از ادامه نشست ساختمان پس از وقوع

• اولین راه جلوگیری از نشست سازه تشخیص آن است. درصورتی‌که دلیل نشست وجود آب، درخت یا موارد این‌چنینی دیگر است، در اولین مرحله باید آن عامل را حذف کرده تا از نشست بیش‌تر جلوگیری شود.

• درصورتی‌که ساختمان نیاز به سبک‌ شدن دارد، باید این کار انجام شود. همان‌طور که گفتیم، گاهی اوقات ممکن است اقدام به ساخت چندین طبقه اضافی بر روی یک فونداسیون شود. در این‌گونه موارد، تخریب طبقات اضافی و سبک‌سازی ساختمان از جمله الزامات جلوگیری از نشست محسوب می‌شوند. زیرا در ادامه امکان تخریب کلی سازه در اثر این نشست‌ها وجود خواهد داشت.

• افزایش مقاومت خاک زیر پی در صورت اثبات دلیل نشست بر اثر سستی خاک؛ در این‌گونه موارد اقدام به پمپاژ مواد با مقاومت بالا و تثبیت‌کننده خاک به این بخش می‌شود. به‌این‌ترتیب، تراکم خاک بالا رفته و مقاومت آن افزایش می‌یابد.

• افزایش مقاومت فونداسیون سازه؛ گاهی اوقات لازم است مقاومت فونداسیون ساختمان افزایش یابد. در این‌گونه موارد سوراخ‌هایی در پی ایجادشده و میلگردهایی با مقاومت بالا را به‌صورت عمود بر راستای فونداسیون به آن وارد می‌کنند. کاشت میلگرد در بتن به همین منظور انجام می‌شود.

• افزایش تعداد ستون‌ها یا اتصال ستون‌های کنونی سازه به یکدیگر با استفاده از دیوارهای برشی

13. حد مجاز نشست ساختمان

حد مجاز نشست ساختمان به میزان مجاز جابه‌جایی عمودی یک ساختمان نسبت به سطح اولیه خود گفته می‌شود. این مقدار به عوامل مختلفی از جمله نوع ساختمان، جنس خاک، بارگذاری و اهمیت سازه بستگی دارد. اگر نشست از حد مجاز بیشتر شود، ممکن است به سازه آسیب جدی وارد شود و حتی باعث تخریب آن شود. نشست بیش از حد می‌تواند بر عملکرد سازه تأثیر بگذارد و باعث ایجاد ترک‌ها، کج شدن ستون‌ها و مشکلات دیگر شود.

روش‌های تعیین حد مجاز نشست به‌صورت زیر هستند:

مطالعات ژئوتکنیکی: با انجام مطالعات ژئوتکنیکی، مشخصات خاک زیر ساختمان تعیین و بر اساس آن حد مجاز نشست محاسبه می‌‌شود.

تحلیل‌‌های عددی: با استفاده از نرم‌افزارهای تحلیل سازه، می‌توان نشست ساختمان را پیش‌بینی و حد مجاز آن را تعیین کرد.

تجربیات گذشته: تجربیات گذشته در پروژه‌های مشابه می‌تواند در تعیین حد مجاز نشست مفید باشد.

1.13. ضوابط آیین‌نامه‌ای نشست متقارن و نشست نامتقارن

طبق بند 7-4-4-1 مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1400 مقادیر مجاز اولیه برای نشست یکنواخت و غیر یکنواخت و همچنین مقادیر مجاز اولیه برای چرخش در دو جدول زیر ارائه شده است.

مقادیر نشست غیریکنواخت نصف مقدار نشست یکنواخت است. تنش خاک زیر پی از عوامل تعیین کننده در نشست یکنواخت و غیریکنواخت است. در مقاله « تنش خاک زیر پی» با این مفاهیم بیشتر آشنا می‌شویم.

توجه: مقدار نشست مجاز غیریکنواخت نصف مقدار نشست مجاز یکنواخت است.

نشست متقارن کل از فرمول مقابل به دست می‌آید. در اصطلاحات ژئوتکنیکی، نشست با اصطلاح Settlement شناخته می‌شود، بنابراین در این متن مخفف S را برای آن در نظر می‌گیریم.

S_T= S_e+S_c+ S_s

در رابطه بالا هر کدام از متغیرها تعریف شده‌اند.

نشست آنی یا الاستیک(S_e)

نشست تحکیمی اولیه یا غیر الاستیک (S_c)

نشست تحکیمی ثانویه یا غیر الاستیک (S_s)

جدول 4- محدوده عمومی تغییرات مدول الاستیسیته ماسه