حد مجاز نشست ساختمان، علائم و روش برطرف کردن آن
منظور از نشست ساختمان چیست؟
منظور از نشست ساختمان، پایین رفتن سازه و تغییر شکل در پی ساختمان ست. هر سازه ای که بر روی خاک احداث می شود، به دلیل وزن سنگین، تنش هایی را در خاک ایجاد می کند. این تنش ها ممکن است باعث تغییر حجم خاک و در نهایت نشست ساختمان شوند.
از عوامل موثر بر شدت نشست می توان به نوع تنش ایجاد شونده، خصوصیات فیزیکی خاک و خصوصیات تنش کرنش خاک اشاره کرد. بنابراین موادی که تحت تاثیر نیروی زیاد قرار بگیرند، ممکن است دچار تغییر شکل شوند.
این تغییر شکل به نیرو بستگی دارد و حالت های مختلفی به وجود می آورد. شاید با یک نیروی معین، تغییر شکل یکنواخت رخ دهد و شاید این تغییر شکل، افزایشی و رو به رشد باشد. مدت زمانی که نیرو بر جسم وارد می کند نیز عامل بسیار مهمی است، که باید در نظر بگیرید.
آیا نشست ساختمان خطرناک است؟
بله، نشست ساختمان قطعا خطرناک است و در صورت عدم توجه و اقدام به موقع، عواقب جبران ناپذیری را به دنبال دارد.
چرا نشست ساختمان خطرناک است؟
- تخریب ساختمان: نشست شدید و نامتقارن ساختمان می تواند به ترک های عمیق در دیوارها، سقف و کف، کج شدن ستون ها و در نهایت تخریب کامل ساختمان منجر شود.
- آسیب به سازه: نشست ساختمان می تواند به سازه ساختمان آسیب جدی وارد کند و مقاومت آن را در برابر زلزله و سایر نیروهای خارجی کاهش دهد.
- خطر برای ساکنان: نشست ساختمان می تواند باعث ایجاد ترک های خطرناک در دیوارها و سقف شود که احتمال ریزش آوار و آسیب دیدن ساکنان را افزایش می دهد.
- کاهش ارزش ساختمان: ساختمان هایی که دچار نشست شده اند، ارزش خود را از دست می دهند و فروش یا اجاره آن ها با مشکل مواجه می شود.
انواع نشست ساختمان
مهندسین و متخصصین نشست ساختمان ها را با توجه به عوامل مختلفی طبقه بندی می کنند. نوع خاک زیر ساختمان در نشست ساختمان ها بسیار تاثیر گذار است و بسته به اینکه خاک آن درشت دانه باشد یا ریز دانه، بررسی می شود.
نفوذ آب در خاک های ریز دانه، در مدت زمان زیادی نسبت به خاک های درشت دانه رخ می دهد؛ این مسئله نشانگر این است که نشست در این خاک ها نیز در مدت زمان طولانی تری اتفاق افتاده است.
انواع نشست ساختمان بر اساس نیروهای مختلف
اولین دسته بندی مربوط به نشست ساختمان، تحت تاثیر نیروهای مختلف است. در این دسته بندی، نشست به دو گروه نشست آنی ( الاستیک ) و تحکیمی تقسیم می شود.
نشست آنی (الاستیک)
این نوع نشست ممکن است حین احداث ساختمان یا بلافاصله پس از آن رخ دهد. نشست فوری خسارات زیادی به ساختمان وارد کرده و البته نشانه این است که در طراحی پی و دیگر مولفه ها، دقت کافی نداشته اند؛ در حالی که نشست تحکیمی را می توان تابعی از زمان دانست. اگر نشست سازه به طور کلی رخ بدهد، بدون شک نشست آنی و تحکیمی باهم رخ داده اند.
نشست تحکیمی
همانطور که قبلا اشاره کردیم این نوع نشست وابسته به زمان است و با گذر زمان اتفاق می افتد. نشست تحکیمی را می توان به دو مرحله تقسیم کرد. در مرحله اول، آب و هوا از منافذ خاک بیرون می آیند. در حالی که مرحله دوم، پس از اتمام مرحله اول آغاز می شود و به خزش خاک نیز معروف است. مرحله دوم نشست تحکیمی، به دلیل تغییر شکل خمیری خاک و فرآیند کلوئیدی شیمیایی رخ می دهد.
با این که دلایل وقوع این اتفاق هنوز به اثبات نرسیده، اما برخی از محققان لغزیدن خاک بر روی یکدیگر را علت نشست ساختمان می دانند. مرحله اول نشست تحکیمی، وسیع تر و سریع تر اتفاق می افتد و به همین دلیل پیش بینی آن آسان است. همین پیش بینی آسان سبب شده است تا تحکیم مرحله اول با اهمیت تر از مرحله دوم باشد.
انواع نشست ساختمان براساس خرابی ها
اما در دومین دسته بندی می توان نشست ساختمان را برحسب خرابی هایی که در آثار ساختمان ایجاد می شود، طبقه بندی کرد.در این دسته بندی نشست ساختمان به دو گروه نشست یکنواخت و نشست غیر یکنواخت ( نامتجانس ) تقسیم می شود.
نشست یکنواخت
اگر نشست کف خانه در تراز زیر پی به یک اندازه و یکنواخت باشد، به آن نشست یکنواخت می گویند. این نشست به دلیل اینکه تغییری در توزیع تنش ها ایجاد نمی کند، چندان اهمیتی ندارد. با این حال بر تاسیساتی مانند لوله های گاز، آب و فاضلاب تاثیرگذار است. اگر نشست یکنواخت زیاد باشد، ممکن است سبب شکستگی لوله ها شود.
نشست غیریکنواخت
همانطور که از نام آن پیداست، نشست در یک سمت از سازه با طرف دیگر تفاوت دارد و توزیع تنش ها در خاک های زیرین را به هم می زند. در این نشست سیستم کلاف بندی سازه ساختمان از تعادل اولیه خارج می شود. این موارد نشانه این است که باید نشست را بسیار جدی بگیرید.
مهندسین اطلاعاتی که در مورد نشست نسبی و غیر یکنواخت از یک سازه را به دست می آورند بسیار مهم تر از نشست کلی می دانند. نشست غیر یکنواخت، می تواند دلیلی بر نابسامانی ها و خرابی های زیاد در ساختمان باشد.
نشانه ها و علائم نشست ساختمان
بدون شک علائمی برای نشست کف خانه وجود دارد که هر چه زودتر این علائم شناخته شوند، راحت تر می توان از خسارت های بیشتر جلوگیری کرد. علائمی که ذکر خواهد شد ممکن است به علت نشست ساختمان نباشد و دلایل دیگری داشته باشد. به همین دلیل با مشاهده هر کدام از این نشانه ها بهتر است تمام جوانب کار بررسی شود تا مشکل اصلی را پیدا کنید. از علائم نشست ساختمان می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- ایجاد فاصله بین دیوار و کف ساختمان: اگر بین قسمت پایین دیوار و کف ساختمان فاصله ای دیده شد، باید سریع اقدامات لازم را شروع کنید. یکی از آشکارترین علائم نشست ساختمان این مورد است و در صورت بروز باید بلافاصله برای جلوگیری از خسارات بیشتر اقدام کنید.
- ترک اطراف میخ کوبیده شده به دیوار: اگر در اطراف میخ کوبیده شده به دیوار، ترک هایی مشاهده کردید، می توانید این عامل را جدی بگیرید. با بررسی های مختلف، مشخص می شود که این ترک از نشست ساختمان است و یا علت دیگری دارد.
- شکم آوردن و برآمدگی کف ساختمان: این اتفاق اغلب در کنار دیوارها دیده می شود. شکم آوردن کف ساختمان یکی از علائم اصلی است که باید به طور جدی به این مشکل رسیدگی شود. علت بروز این مشکل، اتصال ستون های تکیه گاهیست.
- ایجاد ترک بر روی دیوار زیر زمین: ترک هایی که بر روی دیوار زیر زمین به صورت افقی و عمودی به وجود می آیند، بسیار حائز اهمیت هستند. اغلب ترک ها به دلیل نفوذ آب ایجاد می شوند و باعث جابجایی و تکان دیوار خواهد شد. اگر سازه شما بتنی باشد، این ترک ها به احتمال زیاد به دلیل مشکل فونداسیون هستند.
- ترک بر روی دیوار آجری و بلوکی: احتمالا ترک هایی که بر روی دیوارهای آجری و بلوکی ایجاد شده را دیده اید. این ترک ها می توانند نشانه های نشست ساختمان باشند. ترک ها اغلب از گوشه دیوار آغاز شده و به لبه پنجره می رسند. ترک هایی که بر روی آجر ایجاد شده به سه نوع پله ای، عمودی و افقی دیده می شوند. ترک های عمودی، نشانگر حرکت خاک در زیر فونداسیون هستند؛ در حالی که ترک های افقی نشان دهنده این است که به فونداسیون از طرف خاک، فشار رو به بالایی وارد می شود. وجود خاک نامناسب و ناپایدار در زیر فونداسیون، باعث ایجاد ترک های پله‌ای می شود که نشست غیر یکنواخت ساختمان را به دنبال خواهد داشت.
- تاب برداشتن و افتادگی درها و پنجره ها: یکی دیگر از علائم نشست ساختمان، افتادگی درها و پنجره هاست. همانطور که قبلا اشاره کردیم این علائم احتمال وقوع نشست ساختمان را نشان می دهند و ممکن است دلایل دیگری داشته باشند و مربوط به نشست ساختمان نباشند. با این حال هنگام تاب برداشتن درب و پنجره، تا یافتن عامل اصلی این مشکل را جدی بگیرید و سهل انگاری نکنید.
عوامل ایجاد نشست در ساختمان
نشست ساختمان به معنای پایین رفتن تدریجی یا ناگهانی یک سازه نسبت به سطح اولیه خود است. این پدیده می تواند به دلایل مختلفی رخ دهد که برخی از مهم ترین آن ها عبارتند از:
| دسته | عوامل | توضیحات |
|---|---|---|
| عوامل مرتبط با خاک | نوع خاک (رسی، آبرفتی، آلی) | خاک های رسی، آبرفتی و آلی بیشتر مستعد نشست هستند |
| تغییرات رطوبت خاک | افزایش یا کاهش رطوبت خاک می تواند باعث تغییر حجم آن و در نتیجه نشست ساختمان شود | |
| وجود لایه های نرم در زیر ساختمان | وجود لایه های نرم و ضعیف در زیر پی ساختمان می تواند باعث نشست غیر یکنواخت شود | |
| تغییرات سطح آب زیرزمینی | کاهش سطح آب زیرزمینی می تواند باعث نشست خاک و در نتیجه نشست ساختمان شود | |
| بارگذاری بیش از حد (اضافه کردن طبقات جدید، تغییر کاربری) | اضافه کردن طبقات جدید یا تغییر کاربری ساختمان می تواند باعث افزایش بار وارده بر خاک و در نتیجه نشست شود | |
| عوامل مرتبط با ساختمان | طراحی نادرست فونداسیون | ابعاد و عمق نامناسب فونداسیون، عدم استفاده از آرماتوربندی کافی و عدم توجه به نوع خاک در طراحی فونداسیون می تواند باعث نشست شود |
| اجرای نادرست فونداسیون | اجرای نادرست بتن ریزی، عدم تراکم کافی خاک زیر پی و عدم رعایت ترتیب ساخت می توانند باعث نشست شوند | |
| نقص در سیستم زهکشی | عدم وجود سیستم زهکشی مناسب یا مسدود شدن سیستم زهکشی می تواند باعث تجمع آب در اطراف ساختمان و افزایش رطوبت خاک شود | |
| عوامل خارجی | زلزله و لرزش های زمین | زلزله و لرزش های زمین می توانند باعث نشست خاک و ساختمان شوند |
| تغییرات دمایی شدید | تغییرات شدید دمایی می تواند باعث انبساط و انقباض مصالح ساختمانی و در نتیجه ایجاد تنش و نشست شود | |
| نشت آب از لوله ها و مخازن | نشت آب از لوله ها و مخازن می تواند باعث نرم شدن خاک اطراف و نشست ساختمان شود | |
| فعالیت های ساختمانی در مجاورت ساختمان | حفاری، گودبرداری و ساخت و ساز در مجاورت ساختمان می تواند باعث تغییر در توزیع تنش های خاک و نشست ساختمان شود. | |
| عوامل گیاهی | ریشه درختان | ریشه درختان در جستجوی آب می توانند به لوله ها و فونداسیون نفوذ کنند و باعث نشست شوند |
حد مجاز نشست ساختمان
حد مجاز نشست ساختمان به میزان مجاز جابه‌جایی عمودی یک ساختمان نسبت به سطح اولیه خود گفته می شود. 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 می تواند بر عملکرد سازه تأثیر بگذارد و باعث ایجاد ترک ها، کج شدن ستون ها، و مشکلات دیگر شود.
روش های تعیین حد مجاز نشست به صورت زیر هستند:
- مطالعات ژئوتکنیکی: با انجام مطالعات ژئوتکنیکی، مشخصات خاک زیر ساختمان تعیین و بر اساس آن حد مجاز نشست محاسبه می شود.
- تحلیل های عددی: با استفاده از نرم افزارهای تحلیل سازه، می توان نشست ساختمان را پیش بینی و حد مجاز آن را تعیین کرد.
- تجربیات گذشته: تجربیات گذشته در پروژه های مشابه می تواند در تعیین حد مجاز نشست مفید باشد.
جلوگیری از نشست ساختمان
بهترین راه برای اینکه با نشست ساختمان مواجه نشوید، رعایت برخی نکات ساختمان سازی است تا احتمال نشست به کمترین حد خود برسد. ما به چند نکته که می تواند به شما در این امر کمک کند اشاره می کنیم.
- سبک سازی ساختمان
- مقاوم سازی پی و در نتیجه افزایش ظرفیت باربری
- در نظر گرفتن دستک و پایه در زیر فونداسیون
- پیوستگی دیوارهای سازه با ستون ها
- افزایش تعداد ستون های سازه
تعمیر و ترمیم نشست ساختمان
انتخاب روش مناسب برای تعمیر و ترمیم نشست ساختمان به عوامل مختلفی از جمله شدت نشست، نوع ساختمان، جنس خاک و… بستگی دارد. برخی از روش های رایج برای مقاوم سازی ساختمان نشست کرده عبارتند از:
- تزریق مواد پرکننده: تزریق مواد پرکننده مانند سیمان، رزین یا پلی یورتان به داخل خاک زیر پی برای افزایش مقاومت خاک و کاهش نشست
- استفاده از شمع: نصب شمع های فلزی یا بتنی در زیر پی برای تقویت سازه و جلوگیری از نشست بیشتر
- استفاده از جک های هیدرولیکی: بالا بردن ساختمان با استفاده از جک های هیدرولیکی و تثبیت آن در موقعیت جدید
- تقویت فونداسیون: تقویت فونداسیون موجود با اضافه کردن بتن یا آرماتور
- تغییر کاربری ساختمان: کاهش بار وارده بر ساختمان با تغییر کاربری آن
در برخی ساختمان ها به دلایل مختلف، پدیده نشست ساختمان اتفاق می افتد که بسته به نوع نشست می تواند خساراتی در بر دارد. از انواع نشست می توان به نشست آنی و تحکیمی اشاره کرد که این دسته بندی بر اساس نیروهای وارد شده بر خاک انجام می شود. در دسته بندی دیگر نشست ساختمان به دو گروه یکنواخت و غیر یکنواخت تقسیم می شود که خسارت های غیر یکنواخت بسیار بیشتر است.
از علائم نشست ساختمان می توان به ایجاد فاصله بین دیوار و کف ساختمان، ترک اطراف میخ کوبیده شده به دیوار، ایجاد ترک بر روی دیوار زیرزمین و… اشاره کرد. برای جلوگیری از این اتفاقات می توان از روش های سبک سازی ساختمان، افزایش تعداد ستون های سازه و پیوستگی دیوارهای سازه با ستون ها استفاده کرد.