این پست به طور تخصصی در مورد اشکالات اجرایی سازه بتنی است. از آنجایی که اجرای صحیح سازه بتنی تأثیر مستقیمی بر مقاومت، دوام و ایمنی ساختمان دارد، لذا شناخت تمامی خطاها و اشتباهات و اشکالات اجرایی سازه های بتنی ضروری است. بسیاری از مشکلاتی که بعدها در ساختمان‌های بتن‌آرمه مشاهده می‌شوند، نه به دلیل ضعف ذاتی مصالح، بلکه به علت خطا در آرماتوربندی، اشکالات در قالب‌بندی، ایرادات در بتن‌ریزی فونداسیون، عمل‌آوری یا کنترل هندسی اعضای سازه‌ای ایجاد می‌شوند. شناخت اشکالات اجرایی سازه بتنی برای مهندسان ناظر، مجریان، پیمانکاران و حتی مالکان ساختمان اهمیت زیادی دارد؛ زیرا بسیاری از این ایرادات در صورت شناسایی زودهنگام، پیش از بتن‌ریزی یا در مراحل اولیه اجرا قابل اصلاح هستند.
۱. اشکالات اجرایی فونداسیون بتنی
فونداسیون یکی از مهم‌ترین بخش‌های سازه است؛ زیرا وظیفه انتقال بارهای ساختمان به زمین را بر عهده دارد. خطا در اجرای فونداسیون می‌تواند عملکرد کل سازه را تحت تأثیر قرار دهد. اولین مرحله بتن ریزی، بتن ریزی فونداسیون است. اشتباهات بتن ریزی فونداسیون از جمله مواردی هستند که ممکن است حتی با وجود آرماتوربندی صحیح، کیفیت نهایی پی را کاهش دهند. ایرادات در بتن ریزی، یکی از رایج ترین اشتباهات رایج در عمران است.
۱.۱. عدم آرماتوربندی مناسب فونداسیون، از اشکالات بتن ریزی
اشتباه در تعداد، قطر، فاصله، محل قرارگیری یا طول مهاری میلگردها از مهم‌ترین اشکالات اجرایی سازه بتنی است. شبکه آرماتور باید مطابق نقشه‌های سازه اجرا شود و میلگردها پیش از بتن‌ریزی به‌طور کامل کنترل شوند.
مطابق ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان که جزو اصلی ترین منابع نظام مهندسی است، در فونداسیون‌های یک‌طرفه و دوطرفه، آرماتورها باید به‌صورت یکنواخت و با فواصل مشخص در عرض فونداسیون اجرا شوند. همچنین، رعایت حداقل فاصله میلگردهای خمشی و حداکثر فاصله مجاز آرماتورهای آجدار، مطابق بندهای مرتبط مبحث 9 مقررات ملی، ضروری است تا توزیع مناسب آرماتورها و عملکرد صحیح فونداسیون تأمین شود. علاوه بر آرماتوربندی، بتن‌ریزی فونداسیون نیز باید با رعایت الزامات فنی انجام شود؛ از جمله آماده‌سازی مناسب محل، کنترل کیفیت بتن، جلوگیری از جابه‌جایی آرماتورها، تراکم و ویبره مناسب بتن، جلوگیری از ایجاد درز سرد و رعایت الزامات عمل‌آوری بتن. علاوه بر مبحث 9، در آیین نامه بتن ایران در مورد این موضوع پرداخته است.
۱.۲. عدم رعایت کاور مجاز بتن فونداسیون و شناژ
فاصله مناسب آرماتورها از سطح بتن برای محافظت میلگرد در برابر خوردگی و تأمین عملکرد مناسب سازه ضروری است. استفاده نکردن از اسپیسر مناسب یا قرار دادن میلگردها مستقیماً روی خاک می‌تواند باعث کاهش کاور شود.
۱.۳. عدم رعایت بر ساختمان در فونداسیون
خطا در پیاده‌سازی محورهای ساختمان می‌تواند باعث جابه‌جایی فونداسیون، ستون‌ها و دیوارهای سازه‌ای شود. بنابراین پیش از اجرای آرماتوربندی باید محورهای اصلی ساختمان به‌دقت کنترل شوند.
۱.۴. رعایت نکردن هم‌پوشانی کافی در شبکه آرماتورهای فونداسیون
وصله پوششی میلگردها باید مطابق ضوابط طراحی و نقشه‌های اجرایی انجام شود. کوتاه بودن طول وصله یا قرار دادن تمام وصله‌ها در یک مقطع می‌تواند موجب ایجاد ضعف موضعی شود.
۱.۵. اجرای رو به بیرون آرماتورهای ریشه ستون و دیوارها
ریشه ستون‌ها و دیوارها باید در محل صحیح و با امتداد مناسب اجرا شوند. خم شدن یا انحراف بیش از حد میلگردهای انتظار می‌تواند موجب دشواری در نصب آرماتورهای طبقه بعد و ایجاد مشکل در انتقال نیرو شود.
۱.۶. اشکالات اجرایی شمع‌ها
در سازه‌های دارای پی عمیق، کیفیت اجرای شمع اهمیت زیادی دارد.
۱.۶.۱. عدم حفاری صحیح
عدم رعایت قطر، عمق و موقعیت حفاری، ریزش دیواره چاه یا وجود مصالح سست در کف حفاری می‌تواند ظرفیت باربری شمع را کاهش دهد.
۱.۶.۲. استفاده از غلاف فولادی نامناسب
غلاف فولادی باید متناسب با شرایط خاک و روش اجرای شمع انتخاب شود. استفاده نادرست از غلاف یا خارج کردن آن در زمان نامناسب ممکن است کیفیت بتن و شکل نهایی شمع را تحت تأثیر قرار دهد.
مهم‌ترین اشکالات اجرایی فونداسیون بتنی عبارت‌اند از:
- بتن‌ریزی روی سطح آلوده یا دارای گل و خاک
- عدم کنترل کیفیت بتن ورودی
- اضافه کردن آب به بتن در کارگاه بدون مجوز و کنترل
- رعایت نکردن ترتیب مناسب بتن‌ریزی
- ایجاد درز سرد در محل نامناسب
- تراکم ناکافی بتن
- ویبره بیش از حد و ایجاد جداشدگی
- عدم رعایت پوشش بتن روی آرماتورها
- سقوط بتن از ارتفاع نامناسب
- عدم تراز بودن سطح نهایی فونداسیون
- عمل‌آوری نامناسب بتن
- بتن‌ریزی در شرایط نامناسب محیطی بدون تمهیدات لازم
- جابه‌جایی آرماتورها هنگام بتن‌ریزی
- راه رفتن یا حرکت تجهیزات روی شبکه آرماتورها و تغییر موقعیت آنها
بنابراین کنترل بتن ریزی باید از زمان ورود بتن به کارگاه تا تراکم، پرداخت و عمل‌آوری ادامه داشته باشد.
مطلب مرتبط: چک لیست اجرای سازه بتنی
اشکالات اجرایی ستون‌ها و تیرها
۳.۱. ناشاقولی ستون‌ها: ستون باید در محدوده مجاز تعیین‌شده در نقشه و ضوابط اجرایی اجرا شود. انحراف قابل توجه ستون از محور قائم می‌تواند باعث ایجاد خروج از مرکزیت و تغییر در نحوه انتقال بار شود.
۳.۲. غیرهم‌محور و غیرعمود بودن اعضای سازه‌ای: یکی از رایج ترین اشکالات اجرایی ستون های بتنی و تیرها، عدم تطابق محور ستون‌ها در طبقات یا اجرای نامناسب اتصال تیر و ستون می‌تواند هندسه سازه را تغییر دهد و در برخی شرایط موجب ایجاد نیروهای ناخواسته شود.
۳.۳. پدیده ستون کوتاه: ایجاد بازشو، دیوار میانقاب، اختلاف ارتفاع طبقات یا اجرای نادرست دیوارهای اطراف ستون می‌تواند طول مؤثر ستون را کاهش داده و رفتار آن را تغییر دهد. ستون کوتاه در هنگام زلزله می‌تواند با تقاضای برشی بالایی مواجه شود.
۳.۴. عدم رعایت کاور بتن در تیر و ستون: کم یا زیاد بودن پوشش بتن می‌تواند بر دوام و عملکرد عضو اثر بگذارد. استفاده از اسپیسر مناسب و کنترل موقعیت قفسه آرماتور پیش از بتن‌ریزی ضروری است.
۳.۵. عدم رعایت ضابطه تیر ضعیف ـ ستون قوی: در طراحی و اجرای سازه‌های بتن‌آرمه باید شرایط اتصال تیر و ستون به نحوی باشد که رفتار مطلوب سازه‌ای تأمین شود. ضعف ستون نسبت به تیر می‌تواند در شرایط شدید بارگذاری، به مکانیزم نامطلوب در سازه منجر شود.
۳.۶. تغییر و افزایش ابعاد ستون‌ها و تیرها: از دیگر رایج ترین اشکالات اجرایی ستون های بتنی و تیرها، تغییر ابعاد اعضای سازه‌ای بدون بررسی مهندس طراح می‌تواند بر وزن سازه، سختی اعضا، محل اتصال و نحوه انتقال نیرو تأثیر بگذارد.
۳.۷. شکست برشی در تیرها و ستون‌ها: شکست برشی معمولاً رفتاری ترد و ناگهانی دارد و به همین دلیل کنترل خاموت‌ها، فاصله آنها، نواحی بحرانی و جزئیات اتصال اهمیت زیادی دارد.
۳.۸. اشکالات اجرایی ستون‌های کتابی: در ستون‌های با مقطع مستطیلی و نسبت ابعادی خاص، اجرای صحیح خاموت‌ها، سنجاقی‌ها، آرماتورهای طولی و حفظ شکل قفسه میلگرد اهمیت زیادی دارد. باز شدن خاموت یا جابه‌جایی میلگردهای طولی می‌تواند جزئیات طراحی‌شده را تغییر دهد.
۳.۹. عدم مهار صحیح آرماتورهای طولی پیچشی تیر: آرماتورهای مربوط به پیچش باید مطابق جزئیات طراحی اجرا و به شکل مناسب مهار شوند. نقص در خاموت‌های بسته و آرماتورهای طولی پیرامونی می‌تواند ظرفیت عضو در برابر پیچش را کاهش دهد.
مطلب مرتبط: آب بندی بتن چگونه انجام میشود
اشکالات در کنترل پیچیدگی ستون بتنی
پیچیدگی یا انحراف ستون باید در زمان اجرای قالب و پس از باز کردن قالب بررسی شود. کنترل آن معمولاً با استفاده از ابزارهای نقشه‌برداری، شاقول، تراز و تجهیزات دقیق اندازه‌گیری انجام میشود. نکته مهم این است که یک عدد ثابت و عمومی برای «مقدار مجاز پیچش ستون بتنی» نمی‌توان برای تمام ساختمان‌ها اعلام کرد؛ زیرا حدود مجاز به ضوابط اجرایی، مشخصات عضو، ارتفاع، ابعاد و الزامات پروژه وابسته است. بنابراین اگر هدف کنترل یک ستون واقعی است، باید مقدار اندازه‌گیری‌شده با نقشه‌های مصوب و ضوابط مقرراتی مربوط به تلرانس‌های اجرایی مقایسه شود.
ایرادات اجرایی ستون بتنی چیست؟
مهم‌ترین ایرادات اجرایی ستون بتنی عبارت‌اند از:
- ناشاقولی ستون
- جابه‌جایی محور ستون
- کاهش یا افزایش غیرمجاز ابعاد ستون
- کاور نامناسب
- فاصله نامناسب خاموت‌ها
- اجرای نادرست خاموت در نواحی بحرانی
- قطع یا جابه‌جایی میلگردهای طولی
- وصله نامناسب میلگردها
- تراکم ناکافی بتن
- کرموشدگی و ایجاد حفره
- جداشدگی بتن
- ایجاد درز سرد
- باز شدن قالب در زمان بتن‌ریزی
- عمل‌آوری نامناسب
- آسیب‌دیدگی ستون هنگام قالب‌برداری
مطلب مرتبط: راهنمای خرید میلگرد
روش کنترل برش چشمه اتصال در سازه بتنی
چشمه اتصال محل تقاطع تیر و ستون است و کنترل آن، به‌خصوص در سازه‌های واقع در مناطق لرزه‌خیز، اهمیت زیادی دارد.
به‌صورت کلی، برای کنترل چشمه اتصال باید موارد زیر بررسی شود:
- ابعاد تیر و ستون در محل اتصال
- تعداد و آرایش میلگردهای تیر و ستون
- وضعیت خاموت‌ها و محصورشدگی چشمه اتصال
- طول مهاری میلگردها
- نحوه عبور و مهار میلگردهای تیر
- نیروهای برشی وارد بر چشمه اتصال
- مقاومت بتن
- ضوابط لرزه‌ای مربوط به اتصال تیر و ستون
کنترل نهایی برش چشمه اتصال باید بر اساس محاسبات مهندس طراح و ضوابط مقرراتی پروژه انجام شود و صرفاً با مشاهده ظاهری اتصال نمی‌توان ایمنی آن را تأیید کرد.
اشکالات اجرایی سقف‌های بتنی
۴.۱.۱. تخریب بتن پاشنه تیرچه خرپایی
آسیب دیدن پاشنه تیرچه می‌تواند سطح اتکای مناسب و عملکرد مورد انتظار تیرچه را تحت تأثیر قرار دهد.
۴.۱.۲. استفاده از بلوک با نوع و ابعاد غیراستاندارد
بلوک‌های سقفی باید از نظر ابعاد، کیفیت و مشخصات فنی با الزامات پروژه مطابقت داشته باشند.
۴.۱.۳. عدم اجرای صحیح آرماتورهای حرارتی
جابه‌جایی، قطع شدن یا اجرای نادرست آرماتورهای حرارتی می‌تواند کنترل ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی و تغییرات دما را تحت تأثیر قرار دهد.
۴.۱.۴. فاصله افتادن در بتن‌ریزی سقف
توقف طولانی در بتن‌ریزی می‌تواند در محل نامناسب باعث ایجاد درز اجرایی یا سرد شود.
۴.۱.۵. افزایش ضخامت دال در سقف‌های تیرچه‌بلوک
ضخامت بتن رویه نباید بدون بررسی طراحی افزایش پیدا کند؛ زیرا افزایش ضخامت می‌تواند وزن مرده سقف را افزایش دهد.
۴.۱.۶. راه رفتن غیراصولی روی تیرچه‌ها
عبور افراد یا انتقال تجهیزات به شکل نامناسب می‌تواند باعث آسیب به تیرچه‌ها، بلوک‌ها یا جابه‌جایی آرماتورها شود.
مطلب مرتبط: اسکلت بتنی بهتر است یا فلزی
اشکالات رایج در سقف کرومیت
کیفیت نامناسب تیرچه‌های فولادی با جان باز
تیرچه‌های فولادی باید از نظر ابعاد، کیفیت جوش، مصالح و مشخصات اجرایی بررسی شوند.
عدم رعایت حداکثر فاصله مجاز تیرچه‌ها
فاصله تیرچه‌ها باید مطابق نقشه و مشخصات طراحی اجرا شود. افزایش فاصله می‌تواند رفتار سقف و عملکرد بلوک‌ها را تحت تأثیر قرار دهد.
عدم رعایت حداقل عرض بال تحتانی مجاز تیرچه
بال تحتانی تیرچه نقش مهمی در عملکرد تیرچه فولادی دارد و باید مطابق مشخصات طراحی و ضوابط مربوطه اجرا شود.
ایرادات اجرایی سازه‌های بتنی توسط چه کسی باید بررسی شود؟
کنترل اجرای سازه بتنی معمولاً یک وظیفه چندبخشی است. مجری ساختمان مسئول اجرای صحیح عملیات مطابق نقشه‌ها و مشخصات فنی است و مهندس ناظر عملیات اجرا را از نظر انطباق با نقشه‌های مصوب، مقررات و الزامات فنی کنترل می‌کند.
در مواردی که ایراد سازه‌ای جدی مشاهده شود، موضوع باید توسط مهندس محاسب/طراح سازه نیز بررسی شود تا مشخص شود آیا نیاز به اصلاح، تقویت یا محاسبات مجدد وجود دارد یا خیر. بنابراین در صورت مشاهده ایرادهایی مانند ترک بتن، تغییر شکل قابل توجه، ستون ناشاقول، آسیب جدی به میلگردها، کرموشدگی عمیق یا اشکال در اتصال تیر و ستون نباید صرفاً بر اساس تشخیص کارگاهی اقدام به تخریب یا اصلاح کرد؛ ابتدا باید موضوع از نظر فنی ارزیابی شود.
جدول اشکالات در اجرای اسکلت بتنی
| جدول جامع اشکالات رایج در اجرای سازه بتنی | ||||
| ردیف | اشکال اجرایی | محل بروز | پیامد احتمالی | روش کنترل و پیشگیری |
| ۱ | آرماتوربندی نادرست | فونداسیون | کاهش ظرفیت عضو | تطبیق با نقشه و کنترل میلگردها |
| ۲ | کاور ناکافی | فونداسیون | خوردگی میلگرد و کاهش دوام | استفاده از اسپیسر مناسب |
| ۳ | جابه‌جایی محور فونداسیون | فونداسیون | خروج محور ستون‌ها | کنترل نقشه‌برداری |
| ۴ | وصله نامناسب میلگرد | فونداسیون | ضعف انتقال نیرو | کنترل طول و محل وصله |
| ۵ | جابه‌جایی ریشه ستون | فونداسیون | مشکل در اجرای ستون | کنترل موقعیت میلگردهای انتظار |
| ۶ | حفاری نامناسب | شمع | کاهش ظرفیت باربری | کنترل عمق و قطر حفاری |
| ۷ | غلاف نامناسب | شمع | اختلال در اجرای شمع | کنترل مشخصات غلاف |
| ۸ | قالب‌بندی ضعیف | تیر و ستون | تغییر شکل عضو و نشت بتن | مهاربندی و کنترل قالب |
| ۹ | ناشاقولی ستون | ستون | ایجاد خروج از مرکزیت | کنترل با شاقول و نقشه‌برداری |
| ۱۰ | عدم هم‌محوری ستون‌ها | ستون | تغییر مسیر انتقال بار | کنترل محورهای طبقات |
| ۱۱ | اجرای ستون کوتاه | ستون | افزایش تقاضای برشی | بررسی معماری و سازه‌ای |
| ۱۲ | کاور نامناسب | تیر و ستون | کاهش دوام | کنترل اسپیسر |
| ۱۳ | خاموت‌گذاری نامناسب | تیر و ستون | کاهش مقاومت برشی و محصورشدگی | کنترل فواصل خاموت |
| ۱۴ | وصله نامناسب میلگرد طولی | ستون | ضعف انتقال نیرو | کنترل جزئیات وصله |
| ۱۵ | تغییر ابعاد تیر یا ستون | اعضای سازه‌ای | تغییر سختی و وزن | تأیید طراح |
| ۱۶ | کرموشدگی بتن | تیر و ستون | کاهش کیفیت و دوام | تراکم مناسب بتن |
| ۱۷ | جداشدگی بتن | بتن‌ریزی | کاهش یکنواختی بتن | کنترل ارتفاع و روش ریختن |
| ۱۸ | ویبره ناکافی | تمام اعضا | حفره و کرموشدگی | تراکم اصولی |
| ۱۹ | ویبره بیش از حد | تمام اعضا | جداشدگی دانه‌ها | کنترل زمان ویبره |
| ۲۰ | ایجاد درز سرد | تیر، ستون و سقف | ضعف موضعی | برنامه‌ریزی بتن‌ریزی |
| ۲۱ | اضافه کردن آب به بتن | بتن‌ریزی | کاهش مقاومت و تغییر کیفیت | کنترل اسلامپ و طرح اختلاط |
| ۲۲ | عمل‌آوری ضعیف | بتن | ترک و کاهش مقاومت | حفظ رطوبت و مراقبت بتن |
| ۲۳ | قالب‌برداری زودهنگام | تیر و سقف | خیز و ترک | رعایت شرایط قالب‌برداری |
| ۲۴ | آرماتور حرارتی نامناسب | سقف | افزایش ترک‌ها | کنترل آرایش میلگرد |
| ۲۵ | بلوک غیراستاندارد | سقف تیرچه‌بلوک | کاهش کیفیت سقف | کنترل مشخصات بلوک |
| ۲۶ | آسیب پاشنه تیرچه | سقف تیرچه‌بلوک | کاهش عملکرد تیرچه | بازرسی قبل از نصب |
| ۲۷ | راه رفتن نامناسب روی تیرچه | سقف | آسیب تیرچه و بلوک | ایجاد مسیر عبور مناسب |
| ۲۸ | فاصله نامناسب تیرچه‌ها | سقف کرومیت | تغییر عملکرد سقف | کنترل فاصله اجرا |
| ۲۹ | بال تحتانی نامناسب | سقف کرومیت | کاهش ظرفیت تیرچه | کنترل مشخصات تیرچه |
| ۳۰ | کیفیت نامناسب جوش تیرچه | سقف کرومیت | کاهش عملکرد عضو | کنترل کیفیت ساخت |
| ۳۱ | مهار نامناسب آرماتور پیچشی | تیر | کاهش ظرفیت پیچشی | کنترل خاموت و میلگرد طولی |
| ۳۲ | ضعف چشمه اتصال | اتصال تیر و ستون | کاهش ظرفیت اتصال | کنترل برش و محصورشدگی |
| ۳۳ | تیر ضعیف و ستون نامناسب | قاب بتنی | رفتار نامطلوب لرزه‌ای | کنترل طراحی و اجرا |
| ۳۴ | شکست برشی تیر | تیر | شکست ترد و ناگهانی | کنترل خاموت و نواحی بحرانی |
| ۳۵ | شکست برشی ستون | ستون | آسیب شدید سازه‌ای | کنترل طراحی و جزئیات لرزه‌ای |
| ۳۶ | بتن‌ریزی روی سطح آلوده | فونداسیون | کاهش کیفیت بتن | پاک‌سازی سطح قبل از بتن‌ریزی |
| ۳۷ | جابه‌جایی شبکه میلگرد هنگام بتن‌ریزی | فونداسیون و سقف | تغییر محل آرماتور | مهار و اسپیسرگذاری مناسب |
| ۳۸ | تراز نبودن سطح بتن | فونداسیون و سقف | مشکل در اجرای مراحل بعد | کنترل تراز حین اجرا |
| ۳۹ | اجرای نامناسب درز اجرایی | اعضای بتنی | ضعف موضعی | تعیین محل درز پیش از بتن‌ریزی |
| ۴۰ | عدم کنترل ابعاد و هندسه عضو | تمام اعضا | تغییر عملکرد سازه | کنترل قبل و بعد از بتن‌ریزی |
جمع بندی در مورد اشتباهات و اشکالات در اجرای اسکلت بتنی
بسیاری از اشکالات اجرایی سازه بتنی با کنترل مستمر، پیش از بتن‌ریزی قابل شناسایی و اصلاح هستند. کنترل آرماتوربندی، کاور، قالب‌بندی، شاقولی اعضا، کیفیت و تراکم بتن، اتصالات و عمل‌آوری از مهم‌ترین مراحل نظارت بر اجرای سازه است. همچنین هر ایراد اجرایی الزاماً به معنای ناایمن بودن ساختمان نیست و شدت آن باید با توجه به نقشه‌ها، مصالح، محل ایراد و محاسبات مهندسی بررسی شود.