شمع کوبی
وقتی كه زمين در اعماق معمولی نتواند بارهای وارده را تحمل نمايد، از شمع استفاده میشود.
انواع مختلف شمع
شمع‌هايی كه قرار گرفتن آن در زمين همراه با جا به جايی زياد در خاك مجاور است، شامل انواع زير هستند.
- شمع چوبی
- شمع بتن مسلح پيش ساخته يا پيش فشرده
- شمع بتن مسلح ريخته شده در محل
- شمع لوله بتنی كه با ته بسته در زمين كوبيده شده و داخل آن بعداً بتن ريزی شود
- شمع لوله فلزی كه با ته بسته در زمين كوبيده شده و داخل آن بعداً بتن ريزی شود اعم از آنكه لوله در جا بماند يا بعداً بيرون كشيده شود
شمع‌هايی كه قرار گرفتن آنها در زمين همراه با جابه جايی خاك مجاور نيست، به قرار زير است.
- انواع شمع بتن مسلح با مقطع دايره يا غير دايره كه پس از حفاری در محل بتن ريزی میشود.
- انواع شمع‌های فلزی با مقاطع دايره و غير دايره كه قبل از كوبيده شدن در زمين، محل قرار گرفتن آنها حفاری میشود.
شمع چوبی
شمع‌های چوبی معمولاً در نقاطی كه چوب مناسب، فراوان و ارزان باشد، در ساختمان‌های موقتی يا اگر سطح فوقانی شمع چوبی در زير تراز آب ساكن دائمی باشد، در ساختمان‌های دائمی مصرف میشود.
مشخصات شمع
تمامی مشخصات شمع‌های چوبی بايد با مشخصات ASTM D25 تطبيق نمايد.
قطر قسمت انتهايی شمع، در فاصله يك متری از انتهای شمع اندازه‌گيری میشود.
عرض ترك، در شمع‌های چوبی خام و شمع‌های چوبی اصلاح شده نبايد قبل از كوبيدن به ترتيب از ۱ سانتیمتر و ۱/۲۵ سانتیمتر تجاوز نماید. كجی چوب در يك قطعه ٢ متری از شمع چوبی، می‌تواند حداكثر معادل ١% طول آن باشد.
اصلاح و تقويت شمع چوبی
شمع‌های چوبی باید سالم و پوست کنده باشد. رطوبت طبیعی شمع‌های چوبی خام که به کارگاه وارد میشود نباید کمتر از ۱۸ درصد در عمق ۵ سانتیمتری از سطح شمع باشد. شمع‌های چوبی باید پس از اصلاح حداکثر ظرف مدت ۶ ماه کوبیده شوند. رطوبت طبیعی شمع‌های چوبی اصلاح شده نیز نباید کمتر از ۱۸ درصد، در عمق ۵ سانتیمتری چوب، قبل از عملیات حفاظتی باشد. شمع‌های چوبی باید به وسیله نوار فلزی در فاصله حداقل هر ۳ متر طول شمع، تقویت شوند.
تمامی بریدگی‌ها و سوراخ‌های شمع‌های چوبی باید به وسیله دو بار اضافه کردن مواد مخصوص حفاظت چوب از قبیل کرندت، گودرون، قیر مذاب و مواد مشابه که مورد تأیید دستگاه نظارت باشد اصلاح شوند. چنانچه شمع چوبی یکپارچه نبوده و اتصال قطعات آن به هم لازم باشد، جزئیات طرز اتصال باید طبق نقشه یا با تصویب دستگاه نظارت انجام گیرد. محل اتصال نباید در وسط طول شمع واقع شود. از نگاهداری شمع چوبی در محل‌هایی که در معرض عوامل فساد چوب است باید اکیداً خودداری شود و محل انبار کردن و نگاهداری شمع‌ها باید مورد تأیید دستگاه نظارت قرار گیرد.
حفاظت سر شمع‌ها
پس از کوبیدن و قطع شمع‌ها تا ارتفاع مورد نیاز، سر تمامی آنها باید بریده و به یکی از روشهای زیر اصلاح شود.
- یک لایه مواد حفاظتی چوب به سر شمع مالیده شود و سپس کلاهک حفاظتی از قشرهای قیر و گونی به آن اضافه شود، به طوری که سه قشر قیر و دو لایه گونی به کار برده شود. گونی باید از هر طرف سر شمع معادل ۱۵ سانتیمتر بلندتر بوده و بر روی شمع تا شود، سپس به وسیله سیم شماره ۱۰ گالوانیزه که دو بار بر روی آن پیچیده میشود به شمع متصل شود. قشر نهایی قیر بعد از عمل مهار کردن گونی بر روی آن کشیده میشود. بنابراین پوشش قیر، بر روی سیم نیز قرار می‌گیرد.
- محل بریده شده سر شمع، سه بار با مخلوط گرم کروئوزوت معادل ۶۰ % و قیر معادل ۴۰ %، پوشیده شود و یا سه بار با کروئوزوت گرم برس زده شود و به وسیله قیر پوشیده شود و سپس یک ورق گالوانیزه روی این پوشش قرار داده و اطراف آن را خم کنند تا آب به سر شمع برخورد ننماید. پیمانکار می‌تواند هریک از دو روش فوق را جهت حفاظت سر شمع‌ها انتخاب نماید، مگر آنکه در نقشه‌ها یا مشخصات فنی اختصاصی پیش‌بینی دیگری شده باشد. عملیات حفاظتی برای شمع‌هایی که در بتن قرار می‌گیرند ضروری است.
شمع بتنی پیش ساخته
شمع‌های بتنی پیش ساخته در ساختمان‌های دائمی و در زمین‌هایی که کوبیدن شمع بتنی پیش ساخته از نظر سختی زمین میسر باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ساختن شمع
شمع‌های بتنی پیش ساخته باید بر روی یک سکوی محکم و هموار ساخته شوند. بتن شمع‌های پیش ساخته باید در قالب‌های صاف و بدون عیب و درز ریخته شود. قالب‌ها باید به نحوی باشد که هیچ گونه نشست یا تغییر شکل در آنها به وجود نیاید. بتن شمع‌ها باید صاف و بدون عیب و کرم خوردگی و فضای خالی باشد و ابعاد آن طوری باشد که اگر یک خط مستقیم از نوک شمع تا انتهای آن در طول شمع کشیده شود، اختلاف فاصله این خط از لبه شمع از ۲/۵ سانتیمتر تجاوز ننماید. مقاومت فشاری بتن شمع‌های بتنی پیش ساخته حداقل مساوی ۲۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.
شمع‌ها باید طوری روی هم چیده و انبار شوند که عبور هوا از بین آنها ممکن باشد. محل انبار کردن شمع بتن مسلح باید طوری انتخاب شود که کف محل انبار مقاومت کافی داشته باشد. قرار دادن شمع‌ها روی هم بدون آنکه قطعه تخت‌های در دو طرف شمع بین آنها قرار داده شود ممنوع است. محل مجاز برای قرار گرفتن تخته‌ها حدود محلی است که قلاب بلند کردن در آن حدود قرار داده شده است. این قطعات چوبی باید در جهت محور عمود بر کف انبار کاملاً روی هم واقع باشد و خستگی اضافی در اثر انبار کردن به شمع تحمیل نشود.
حمل و کوبیدن شمع‌ها
شمع‌ها باید هنگام حمل و نقل در نقاطی که در نقشه‌ها نشان داده شده تکیه نمایند. و هنگام جابه‌جا کردن‌ها و حمل و نقل بین سکوی بتن ریزی، انبار دسته بندی و تجهیزات شمع کوبی، از یک قلاب یا وسیله مصوب دیگری استفاده شود. همچنین در موقع بلند کردن شمع‌ها در محل شمع کوبی، باید از نوار سیمی، قلاب یا وسیله مصوب دیگر استفاده کرد.
دستگاه‌های شمع کوبی باید به چکش با ظرفیت کوبندگی لازم برای شمع‌ها مجهز بوده و باید چرخ‌های کشش جداگانه برای بلند کردن چکش و شمع‌ها به طور مستقل از هم داشته باشد. حداقل وزن چکش شمع کوب ۱۳۶۰ کیلوگرم ( ۳۰۰۰ پوند) است و ارتفاع افتادن چکش باید کمتر از ۳ متر باشد. وزن چکش با نیروی وارده به شمع باید طوری باشد که شمع در هر ضربه لااقل ۳ میلیمتر در زمین فرو رود. جرثقیلی که دستگاه شمع کوبی روی آن نصب شده باید قادر باشد در حالی که چکش و شمع هر دو به طور معلق از آن آویزان است تغییر مکان داده و مضافاً بتواند در حال آویزان بودن چکش و شمع دور خود بچرخد. شمع کوب باید مجهز به یک هادی محکم که به طور استوار بر جای خود تکیه کند، جهت هدایت شمع‌های عمودی و همچنین شمع‌های مورب، باشد.
شمع‌ها باید در موقع قرار گرفتن و کوبیده شدن به نحوی هدایت شوند که دقیقاً شاقول و یا با زاویه مورب مقرر کوبیده شوند و از وضع صحیح شمع‌ها اطمینان حاصل شود. شمع‌هایی که با دقت مقرر کوبیده نشده، باید بیرون کشیده و مجدداً کوبیده شوند. یا اینکه شمع جدیدی در مجاورت آن کوبیده شود. این گونه عملیات اضافی کلاً به هزینه پیمانکار خواهد بود.
در بعضی مواقع کوبیدن یک شمع ممکن است باعث بالا آمدن یک یا یک گروه از شمع‌های مجاور که قبلاً کوبیده شده‌اند شود. این احتمال در مورد شمع چوبی بیشتر است. با اتخاذ تدابیر مناسب از جمله پیش حفاری از وقوع چنین اتفاقی باید جلوگیری نمود.
ارزش باربری و نفوذ
شمع‌های کوبیدنی، (به جز آن دسته از شمع‌هایی که تحت آزمایش بارگذاری قرار می‌گیرند) باید تا رسیدن به میزان باربری معینی که در نقشه‌ها یا مشخصات فنی خصوصی ارائه شده کوبیده شوند. همچنین این شمع‌ها باید حداقل تا ۳/۶ متر (۱۲ فوت) در داخل زمین طبیعی نفوذ کنند و در صورتی که برای نوک شمع تراز معینی تعیین شده باشد، باید حداقل به آن تراز برسند مگر آنکه دستگاه نظارت دستور دیگری در این مورد ابلاغ نماید. شمع‌هایی که تحت آزمایش بارگذاری قرار می‌گیرند باید تا تراز تعیین شده کوبیده شوند.
سطح زمین طبیعی در مناطقی که خاکریزی شده عبارت است از سطح زیر خاکریزی یا سطح زیر سر شمع، هرکدام که پایین‌تر است. در صورتی که بار طراحی شمع در نقشه‌ها یا مشخصات فنی خصوصی ارائه نشده باشد، باید شمع‌ها را تا رسیدن به میزان باربری برابر ۴۵ تن کوبید.
بریدن سر شمع
آرماتورهای موجود در شمع‌ها باید طبق اندازه‌هایی که در نقشه‌ها نشان داده شده در بتن قرار گیرد. آرماتورهای سر شمع‌ها باید با ابزارآلات دستی یا مکانیکی بریده شود. منفجر نمودن سر شمع‌ها جز با تصویب دستگاه نظارت مجاز نخواهد بود. سر شمع‌ها باید در ارتفاعی بین کف ابنیه فوقانی و پایین ترین لایه آرماتور فولادی آن ابنیه قطع شود. هرگاه بتن سر شمع‌ها تا میزانی پایین‌تر از ارتفاع فوق آسیب ببیند، پیمانکار باید به هزینه خود سر شمع را مرمت نماید. دستگاه نظارت ممکن است در چنین مواردی برای پوشش آرماتورها ضخامت تعیین نماید.
تطویل شمع
در صورتی که طول یک قطعه شمع بتنی برای تحمل بارهای در نظر گرفته شده کافی نبوده و احتیاج به تطویل داشته باشد، معمولاً یکی از روشهای زیر باید انجام گیرد.
- تطویل شمع به روش بتن ریزی در محل
- به کار بردن اتصالات مخصوص
شمع فلزی
در مواردی که طول شمع و یا سختی زمین به کار بردن شمع فلزی را از نظر فنی و اقتصادی توجیه نماید، از شمع فلزی استفاده میشود. شمع فلزی باید بر اساس مقاطع نشان داده شده در نقشه‌ها تهیه شود. این نوع شمع می‌تواند به صورت مقاطع H یا لوله یا قوطی یا مقاطع مرکب که از جوش کردن ورق‌ها و یا سپرهای فلزی حاصل می شود باشد.
در مورد شمع‌های فلزی خطر زنگ زدن مطرح است، بنابراین در محل‌هایی که خطر زنگ زدن شمع‌ها موجود است باید آنها را حفاظت نمود.
اتصالات شمع فلزی
شمع‌های فلزی از قطعات با مقطع مساوی تشکیل یافته و اتصال این قطعات می‌تواند قبل ازکوبیدن شمع و یا در حین کار انجام گیرد. سطوحی که به هم جوش می‌شوند باید صاف و یکنواخت و تمیز و بدون چربی باشند. قطعاتی که به هم جوش می‌شوند باید تا پایان عمل جوشکاری به وسیله پیچ، گیره و یا خال جوش به یکدیگر مهار شوند.
جوش‌های انجام شده که به وسیله جوشکاران ماهر و با تجربه انجام خواهد گرفت، باید در بررسی عینی، سالم، بدون ترک و به هم پیوسته باشند. همچنین جوش‌ها باید طبق نقشه و مشخصات بوده و در داخل آنها فضای خالی وجود نداشته باشد.
شمع بتنی ریخته در محل
در مواردی که نوع زمین از قبیل آسان بودن حفاری، ایستا بودن نسبی دیواره محل حفاری شده و یا لزوم استفاده از قطرهای زیاد به کار بردن انواعی از شمع بتنی ریخته در محل را ایجاب نماید، از این نوع شمع استفاده میشود.
انواع مختلف شمع بتنی ریخته در محل
شمع بتنی ریخته در محل شامل یکی از انواع زیر است.
- حفاری که محل آن با بتن پر شود.
- لوله فولادی یا بتنی که تا عمق مطلوب کوبیده شده و سپس داخل لوله با بتن پر شود.
حفاری شمع بتنی ریخته در محل
حفاری شمع‌های ریخته در محل، به وسیله دستگاه‌های مخصوص و به قطرهای مختلف انجام می‌گیرد. در صورتی که امکان ریزش دیوار‌ه‌های محل حفاری شده شمع، در اثر فشار خاک و یا آب وجود داشته باشد، باید با تصویب دستگاه نظارت، به یکی از روشهای زیر از ریزش جداره جلوگیری نمود.
- به کار بردن مخلوط آب و بنتونیت یا مواد مشابه.
- به کار بردن لوله فلزی در سرتاسر چاه.
- به کار بردن لوله فلزی در قسمت‌های اولیه چاه و مخلوط آب و بنتونیت و یا مواد مشابه، در سایر قسمت‌ها.
- به کار بردن لوله بتنی که در محل باقی می‌ماند.
بتن ریزی شمع
بتن ریزی در محل حفاری شده شمع، به وسیله لوله مخصوص (ترمی) انجام می‌گیرد و باید به صورتی باشد که بتن، حفر‌ه‌های جداره و انبار انتهای شمع را کاملاً پر نماید. به این منظور در مدتی کهبتن ریزی ادامه دارد، باید توجه نمود که انتهای آن همیشه تا ۲ متر در بتن باشد. چنانچه جریان بتن در شمع، کوتاه کردن طول لوله ترمی را ایجاب نماید، باید به طوری کوتاه شود که انتهای آن همواره در بتن باقی بماند. در صورت استفاده از لوله فلزی جهت حفاری و در حالتی که مقرر است لوله فلزی بیرون کشیده شود، این لوله باید بلافاصله بعد از اتمام بتن ریزی و قبل از گیرش بتن بیرون کشیده شود. بتن شمع‌های ریخته در محل باید از نوع بتن ۴۰۰ کیلوگرم سیمان باشد و با سیمان پرتلند ساخته شود.
مشخصات لوله‌های فولادی
لوله‌های فولادی باید دارای مقاومت لازم و مطابق ASTM A36 باشند. به طوری که قبل از پر شدن با بتن در اثر فشار خاک و یا کوبیدن شمع‌های مجاور تغییری در شکل آنها پدید نیاید. این لوله‌ها باید آب بند باشند، تا قبل از بتن ریزی آب به داخل شمع‌ها نفود ننماید.
شرایط کوبیدن لوله‌های فولادی
پس از کوبیدن لوله‌ها و قبل از جاگذاری و ریختن بتن، لوله فولادی باید مورد بررسی قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که شکسته نشده و یا از قطر آن در هیچ نقطه از طول کاسته نشده باشد. لوله‌ای که بر اساس نقشه کوبیده نشده و شکسته شده، یا قسمتی از آن تضعیف شده باشد، به طوری که نتواند بار مجاز را منتقل نماید، مورد قبول قرار نخواهد بود. این گونه لوله‌ها باید از زمین بیرون آورده شده و لوله جدیدی جایگزین آن شود یا لوله جدیدی در کنار آن کوبیده شود. لوله‌هایی که از طرف دستگاه نظارت رد شود ولی امکان بیرون آوردن آن موجود نباشد باید به هزینه پیمانکار بابتن ضعیف پر شود و سپس لوله جدیدی در مجاورت آن کوبیده شود. در این صورت هزینه ازدیاد ابعاد پی که از طرف دستگاه نظارت به پیمانکار ابلاغ میشود، به عهده پیمانکار خواهد بود.
داخل لوله‌های کوبیده شده باید قبل از جاگذاری آرماتور و بتن ریزی از مواد خاکی تمیز شوند.
آرماتور
آرماتورهای شمع باید قبلاً تهیه و بسته شده باشد و پس از بازدید و تأیید مهندس ناظر و قبل از شروع بتن ریزی، در داخل محل حفاری شده جاگذاری و از بالا مهار شود، به طوری که فاصله آن از دیواره چاه حفظ شود. این آرماتورها بعداً طبق نقشه به آرماتورهای سر شمع متصل خواهند شد.
