بتن مصرفی در ساخت شمع‌های بتنی پیش ساخته
مشخصات فنی بتن مصرفی باید مطابق با نشریه شماره ۱۲۱ سازمان مدیریت و برنامه ریزی كشور یا آیین نامه‌های معتبر دیگر كه در اسناد پیمان مشخص شده باشد. نوع سیمان مصرفی در بتن باید بر اساس نتایج آزمایش‌های شیمیایی و توسط مشاور طرح یا دستگاه نظارت تعیین شود. بتن شمع‌ها باید صاف، بدون عیب و فارغ از كرم‌خوردگی و فضاهای خالی باشد. مقاومت فشاری ۲۸ روزه بتن شمع‌های پیش‌تنیده نباید كمتر از ۴۲ مگا پاسكال باشد. در شمع‌های بتنی پیش‌تنیده مقاومت فشاری بتن در هیچ شرایطی نباید كمتر از ۲۳ مگا پاسكال باشد. تنش فشاری پیش‌تنیدگی در بتن شمع‌های بتنی پیش‌تنیده نباید از ۷ مگا پاسكال كمتر باشد.
باید مطابق نظر دستگاه نظارت از بتن مصرفی نمونه‌برداری و مقاومت آن كنترل شود. نمونه‌برداری، عملآ‌وری و آزمایش باید با حضور نماینده دستگاه نظارت و طبق دستورالعمل آزمایشگاه مقاومت مصالح و مكانیك خاک صورت گیرد. در مواقعی كه نمونه‌برداری به تعداد لازم انجام نگرفته باشد باید مغزههای با قطر ۱۲ سانتیمتر ) ۴ اینچ( و ارتفاع حهداقل ۱۲/۵ سانتیمتر ) ۵ اینچ( از بتن شمع ساخته شده یا اجرا شده گرفته و مورد آزمایش قرار گیرد . موقعیت و عمق مغزه‌گیری توسط دستگاه نظارت تعیین می‌شود. مغزه‌گیری و آزمایش از بتن باید با حضور نماینده دستگاه نظارت صورت پذیرد. مقاومت مغزه‌ها باید شرایط مندرج در نشریه شماره ۳۸۶ سازمان مدیریت و برنامه ریزی كشور را برآورده نماید. از آنجا كه بتن نزدیك به تراز راس شمع از عملكرد سازه‌ای قابل توجهی برخوردار است، لذا كنترل كیفیت آن اهمیت ویژه‌ای خواهد داشت.
آرماتورها در شمع‌های بتنی
پیمانكار موظف است آرماتوربندی را مطابق با نقشه‌های اجرائی نصب و از جابجا شدن آن حین بتن ریزی جلوگیری نماید. در تهیه آرماتورهای مصرفی باید ملاحظات مندرج در نشریه شماره ۳۸۶ سازمان مدیریت و برنامه ریزی كشور رعایت شود و آزمایش‌های كنترل كیفیت طبق توصیه‌های مربوطه در این آیین‌نامه صورت گیرد تا از كیفیت آرماتورهای مورد استفاده اطمینان حاصل شود.
وصله آرماتورها می‌تواند به یكی از روش‌های پوششی، جوشی و مكانیكی صورت گیرد. وصله پوششی با مجاور هم قرار دادن دو میلگرد در قسمتی از طولشان عملی می‌شود. وصله جوشی با جوش دادن دو میلگرد به یكدیگر و وصله مكانیكی با استفاده از قطعات مكانیكی خاص اجرا می‌شود. اما در هر حال نباید وصله كلیه آرماتورها، همزمان در یك مقطع صورت گیرد.
بتن ریزی شمع‌های بتنی
تا قبل از ساخت و تهیه قفسه آرماتورها و جاگذاری مناسب آن در قالب نباید بتن ریزی صورت گیرد. بتن ریزی شمع باید به صورت یكپارچه انجام گیرد. پیمانكار موظف است قبل از اقدام به بتن ریزی، دستگاه نظارت را مطلع سازد تا وضعیت قالب، آرماتورگذاری، پوشش كافی بتن و سایر جزئیات كه در نقشه‌های اجرایی درج شده را كنترل نماید. بتن ریخته شده باید توسط ویبره مناسب به صورت كامل متراكم شود. استفاده از ویبره نباید به اندازه‌ای باشد كه مصالح بتن از هم جدا شوند.
عمل آوری و حفاظت از بتن
قالب‌ها نباید زودتر از ۲۴ ساعت پس از عملیات بتن ریزی باز شوند. شمع‌ها باید حداقل به مدت ۷ روز، تا موقعی كه بتن حداقل دو سوم مقاومت ۲۸ روزه را كسب نماید، در روی سكوی بتن ریزی باقی بمانند. در صورتیكه برای عمل آوردن بتن شمع‌ها از حمام بخار استفاده شود با تصویب دستگاه نظارت می‌توان شمع‌ها را بعد از ۲۴ ساعت از محل ساخت بلند كرد.
ملاحظات جابجایی و انبار کردن شمع‌های بتنی
نحوه و روش جابجایی باید قبلاً بررسی و توسط دستگاه نظارت تایید شود. نحوه جابجایی و انباركردن شمع‌ها باید به گونه‌ای باشد كه شمع‌ها از ترک‌خوردگی، آسیب ناشی از وربه و تنش‌های خمشی حفاظت شوند. به منظور در نظر گرفتن اثر تنش‌های ناگهانی باید برای بارهای محاسباتی ناشی از جابجایی معادل ۲ در نظر گرفته شود.
در هر شمع باید حداقل دو قلاب برای جابجایی در نظر گرفته شود. محل این قلاب‌ها به گونه‌ای مشخص می‌شود كه كمترین مقدار بیشینه لنگر در شمع بوجود آید.
شمع‌های مربعی باید طوری روی هم چیده و انبار شوند كه عبور هوا از بین آنها ممكن باشد. كف محل انبار باید مقاومت كافی داشته باشد. قرار دادن شمع‌ها روی هم بدون آنكه قطعه تخته‌ای بین آنها قرار داده شود ممنوع است. محل مجاز برای قرارگرفتن تخته‌ها حدود محلی است كه قلاب حمل شمع در آن موقعیت قرار گرفته است. این قطعات چوبی باید در ارتفاع چیدمان شمع‌ها در یك راستا باشند.
شمع‌های دایروی باید به گونه‌ای روی هم چیده شوند كه در اثر لرزش بر روی هم نلغزند. به ویژه به منظور جلوگیری از لغزش ردیف‌های روی زمین باید تمهیدات لازم جهت مهار نمودن شمع‌ها مانند استفاده از قطعات چهوبی اندیشیده شود. علاوه بر این تعداد ردیف‌های شمع انبار شده بر روی هم باید به حدی باشد كه باعث آسیب دیدگی شمع‌های زیرین نشود. پیمانكار باید برای جلوگیری از آسیب‌دیدگی سطوح شمع‌های نصب شده در آب دریا و خاک‌های قلیایی توجه و مراقبت ویژه‌ای در جابجایی و انبار كردن آنها لحاظ نماید.
ملاحظات قبل از کوبش
محل و موقعیت كوبش هر یك از شمع‌ها باید طبق نقشه‌های اجرایی پیاده و توسط دستگاه نظارت كنترل شود. پیمانكار باید برای نصب شمع در موقعیت صحیح روش مناسبی اتخاذ و اجرا نماید. جزئیات این روش باید قبلا توسط پیمانكار برای یكیك شمع‌ها به ترتیب كوبش به دستگاه نظارت ارائه شود.
در مورد شمع‌های پیش‌ساخته تا مقاومت بتن شمع به مقادیر مشخص شده توسط دستگاه نظهارت نرسیده، نمی‌توان عملیات كوبش را آغاز نمود. بمنظور كاهش اثرات مخرب كوبش بر بتن سازه‌های مجاور با سن كمتر از ۲۸ روز، فقط شمع‌هایی اجازه كوبش دارند.
برای شمع‌های با ابعاد دیگر قطر پیش حفاری باید مطابق با نقشه‌های اجرایی یا نظر دستگاه نظارت باشد. پیش حفاری باید در مركز محل استقرار شمع صورت گیرد. برای پیش حفاری در مصالح سنگی باید قطر حفاری حدود ۵۲ میلیمتر بزرگتر از بیشترین بعد مقطع شمع باشد. در مواردی كه در هنگام پیش حفاری نیاز به غلاف‌گذاری باشد، باید لوله‌گذاری تا عمق مورد نیاز حفاری انجام شده و پس از اتمام عملیات حفاری و اخذ تایید دستگاه نظارت لوله‌ها بیرون كشیده شود.
ملاحظات حین کوبش
شمع‌های بتنی در لایه‌های نرم و سست باید با انرژی كمتری كوبیده شوند تا تنش كششی ناشی از كوبش باعث آسیب‌دیدگی آنها نشود. وقفه در حین كوبش بجز در مواقع تطویل و یا حوادث غیرمنتظره جایز نیست.
چنانچه كوبیدن شمع‌ها باعث جابجایی و تورم زیاد خاک و احیانا وارد آوردن خسارت به ساختمان‌های مجاور باشد، باید فوراً با اطلاع كارفرما عملیات را متوقف نمود و با هماهنگی دستگاه نظارت از روش جایگزین استفاده نمود.
حتی‌المقدور باید سعی شود شمع در موقعیت و راستای مشخص شده در نقشه‌های اجرایی كوبیده شود. برای این كار باید در حین كوبش راستای شمع متناوبا توسط روش‌های مناسب كنترل و بازبینی شود. در صورتیكه شمع در حین عملیات كوبش بیش از حد مجاز از راستای خود منحرف شود، حتی‌المقدور نباید با اعمال نیروی جانبی به راستای اولیه بازگردانده شود.
معیارهای توقف کوبش
عمق استقرار نوک شمع باید در نقشه‌های اجرایی مشاور مشخص شده باشد و عملیات كوبش تا رسیدن به آن می‌بایست بصورت ممتد ادامه یابد. عمق استقرار شمع بر اساس تامین ظرفیت باربری مورد نیاز و كنترل‌های مربوط به نشست تعیین می‌شود.
شمع‌هایی كه در رودخانه‌ها یا محل‌هایی كه احتمال آبشستگی در آنها وجود دارد باید طبق نظر دستگاه نظارت تا اعماقی كه از نظر خطر آبشستگی حفظ شوند، كوبیده شوند.
معمولاً بر اساس نتایج تحلیل معادله موج یا آزمایش دینامیكی بر روی شمع‌های آزمایشی، و یا تجربه از كوبش شمعه‌های قبلی در ساختگاه، معیاری از لحاظ تعداد وربات برای نفوذ مشخص تعیین می‌گردد. چنانچه معیار توقف كوبش از لحاظ تعداد وربات به پیمانكار ابلاغ شده باشد، عمق استقرار نوک شمع كه در نقشه‌های اجرایی تعیین شده باید این معیار را نیز تامین كند. در غیر اینصورت باید كوبش تا رسیدن به معیار توقف ادامه یابد.
رواداری‌های مربوط به موقعیت و زاویه استقرار شمع‌های بتنی
حداكثر فاصله افقی مجاز محور راس شمع بریده شده از مختصات تعیین شده در نقشه‌های اجرایی، بنا به نظهر دستگاه نظارت و مهندس طراح، بین ۵ الی ۱۵ سانتیمتر است. بطور معمول این فاصله در مورد شمع‌هایی كه بخشی از بیرون از خاک بوده و قابل رئویت هستند، ۵ سانتیمتر و شمع‌هایی كه بطور كامل در خاک مدفون می‌شوند ۱۵ سانتیمتر مجاز خواهد بود.
هیچیك از شمع‌های منحرف شده نباید با اعمال نیروی جانبی از زمین بیرون كشیده شوند. همچنین مجاز نیست شمعی كه با زاویه نامناسب كوبیده شده با اعمال نیروی جانبی به حالت صحیح بازگردانده شود. شمع‌های مربعی باید از لحاظ زاویه استقرار مقطع، طبق نقشه‌های اجرایی كوبیده شوند. در غیر اینصورت چنانچه از نظر دستگاه نظارت و مهندس طراح مانعی نداشته باشد، مقطع می‌تواند تا ۷ درجه حول محور تقارن شمع دوران داشته باشد.
شمع‌های بتنی بیرون زده
اگر شمعی بواسطه كوبش شمع‌های مجاور، از خاک بیرون زده باشد، می‌بایست در صورت لزوم بر حسب نظهر دستگاه نظارت مجدداً كوبیده شود. با اتخاذ تدابیر مناسب از جمله پیش حفاری جهت نصب شمع‌های جدید باید از وقوع چنین اتفاقی جلوگیری شود.
اگر برآمدگی در شمع‌ها دیده شود باید رقوم راس شمع‌های مجاور محل كوبش با استناد به یك نقطه ثابت قرائت شود و میزان تغییر مكان راس شمع‌ها بطور متوالی مورد بررسی قرار گیرد. چنانچه در حین كوبش، شمع‌های مجاور بیش از مقادیر زیر بیرون آمده باشند باید مجدداً كوبیده شوند. درصورتیكه مقاومت نوک غالب باشد، مقدار مجاز بیرون‌زدگی شمع‌های مجاور، برابر ۱۵ میلیمتر و چنانچه مقاومت جدار شمع غالب باشد، مقدار مجاز بیرون‌زدگی شمع‌های مجاور، معادل ۴۲ میلیمتر خواهد بود.
تطویل شمع‌های بتنی
هیچگاه نباید قطعات جدید روی قطعات اجرا شده مردود قرار گیرند. بخش فوقانی و جدید شمع بایستی طبق نقشه‌های تفصیلی ساخته شوند. چنانچه تامین ظرفیت باربری مورد نیاز بدون ازدیاد طول شمع میسر نشود، پیمانكار باید در صورت صلاحدید دستگاه نظارت طول شمع را زیاد كند. بمنظور انجام عملیات تطویل باید یكی از روش‌های زیر مورد استفاده قرار گیرد.
تطویل شمع به روش بتن ریزی در محل
در این صورت میله‌های آرماتور موجود در سر شمع‌ها باید در طولی معادل ۵۲ برابر قطر میله‌ها لخت شوند. آرماتورهای جدید به مقدار و طول تعیین شده توسط دستگاه نظارت بایستی اضافه شود. میله‌ها باید حداقل در طولی معادل ۴۵ برابر حداكثر قطر میله‌ها روی هم قرار بگیرند و یا در صورت تصویب دستگاه نظارت در تمام طول با آرماتورهای بیرون آمده جوش شوند.
قالببندی باید به گونه‌ای باشد تا طول اضافی شمع در امتداد شمعی كه قبلاً كوبیده شده قرار گیرد. بتن مصرفی باید از نوعی باشد كه برای شمع‌های پروژه تعیین شده و از طریق لرزاندن متراكم و یكپارچه شود. قسمت تطویلی باید مرتباً در حین عمل آمدن بتن، پوشیده و مرطوب نگه داشته شود. كوبیدن مجدد شمع نباید زودتر از ۲۸ روز پس از بتن ریزی انجام شود.
به کار بردن اتصالات
شمع‌های بتنی را می‌توان با تعبیه صفحات فلزی و جوشكاری، اتصالات پیچی و یا اتصالاتی كه به صورت نر و ماده در دو سر شمع قرار گرفته تطویل نمود. مشخصات فنی اتصالات باید مورد تصویب دستگاه نظارت باشد. مشخصات فنی هر نوع اتصال باید به تایید دستگاه نظارت برسد. مقاومت اتصالات در برابر كشش، خمش و فشار، حداقل باید برابر مقطع بتنی شمع باشد. در صورتیكه اتصالات در خارج از سطح زمین یا در محدوده تغییرات تراز آب قرار می‌گیرند. بمنظور جلوگیری از زنگ زدگی باید سطح روی اتصالات با تركیب رنگ و مواد محافظ مورد تصویب دستگاه نظارت پوشانده شود. محل اتصالات حتی‌المقدور باید در مقاطعی كه میزان لنگر و برش در آنها به حداقل می‌رسد، قرار گیرد.
کنترل کوبش و عملیات اجرایی
كنترل و نظارت بر عملیات اجرایی شمع‌ها از آغاز ساخت شمع تا پایان كوبش و آماده نمودن سر شمع برای اتصال به كلاهك الزامی است.
شمع‌های بتنی مردود
در صورتیكه شمعی مشخصات فنی لازم را كسب ننماید ناظر به استناد بندهای ذكر شده در این مشخصات فنی می‌تواند آن را مردود اعلام نماید.
مقررات مواجهه با شمع‌های بتنی مردود قابل ترمیم
هنگامی‌كه قالب‌های شمع‌های بتنی پیش ساخته برداشته شد، طبق نظر ناظر و در صورت مردود نبودن شمع پیمانكار موظف است كلیه حفرات و ترک‌های احتمالی را با ملات نسبت ۱ (آب) به ۲ (سیمان) ترمیم نماید.
شمع‌هایی كه در محل مناسب خود كوبیده نشوند، یا راسشان پایینتر از تراز مورد نظر كوبیده شوند و یا بواسطه كوبش غلط دچار آسیب شوند در رده شمع‌های بتنی مردود قرار می‌گیرند و باید طبق نظر ناظر توسط یكی از روش‌های زیر اصلاح شوند.
در مجاورت شمع مردود شمع‌های بتنی جدیدی كوبیده شود. در این حالت ممكن است لازم باشد شمع جایگزین شده با زاویه كوبیده شود تا راس شمع در محل مشخص شده در نقشه قرار گیرد.
در صورت جابجا بودن شمع‌های اجرا شده به ویژه شمع‌های بتنی كناری و یا مردود بودن آنها، باید تحلیل سازه‌ای شمع‌ها و كلاهك فونداسیون بتنی متصل به راس شمع‌ها مجدداً كنترل یا طراحی شود.
ترک‌های متقاطعی كه مقدار كمی خردشدگی ناشی از كوبش را نشان می‌دهند در صورت تایید دستگاه نظارت، باید بوسیله تزریق اپوكسی ترمیم شوند. در این حالت به محض آنكه اولین آثار خردشدگی و ترک پدیدار شد، باید عملیات كوبش متوقف شده و ترک‌های مورد نظر طبق دستورالعمل‌های سازنده اپوكسی مرمت شود. ترک‌های سطحی مویی به شرط اینكه در هنگام كوبش گسترش نیابند و مشكل‌ساز نشوند باعث مردود شدن شمع نخواهند بود و نیازی به ترمیم آنها نیست.
نحوه محاسبه متره و برآورد و موارد پیمانی
بمنظور محاسبه متره و برآورد هزینه عملیات ساخت و نصب شمع موارد زیر به همراه واحد سنجش آنها توصیه می‌شود.
- ساخت شمع
- بتن ریزی (متر مكعب)
- اضافه بها براساس نوع بتن (درصد)
- آرماتورها (كیلوگرم)
- قالببندی (متر مربع)
- عمل آوری (روز-متر مكعب)
محافظت شمع‌های بتنی در برابر خوردگی
جهت محافظت شمع‌های بتنی در برابر خوردگی بر حسب نظر دستگاه نظارت با توجه به شرایط پروژه و توجیه اقتصادی طرح باید از یكی از روش‌هایی مانند افزایش ضخامت شمع، اندود قیری، اپوكسی، رنگ زدن، افزایش پوشش بتنی، آبكاری فلزی یا حفاظت كاتدی بهره جست.
با توجه به سرعت خوردگی در محیط و طول مدت سرویس‌دهی، می‌توان ضخامت بدنه شمع را افزایش داد . این مقدار افزایش ضخامت به ضخامت فداشونده موسوم است. قبل از آنكه اندود كردن انجام شود، سطح فولاد باید كاملاً تمیز شود. اندود قیری (به عنوان روش حفاظت) باید مورد تایید مشاور یا دستگاه نظارت باشد.
شمع‌های فولادی بدون كلاهك بتنی باید توسط یك اندود قیری به اندازه ۱ متر پایین و ۳۰۰ میلیمتر بالای سطح نهایی زمین پوشیده شوند. شمع‌هایی كه به كلاهك بتنی متصل هستند باید تا یك متر زیر تراز كلاهك قیر اندود شوند.
ملاحظات جابجایی و انبارکردن شمع‌های بتنی
شمع‌های بتنی باید به گونه‌ای انبار و جابجا شوند كه دچار آسیب‌دیدگی نشوند. برای جلوگیری از آسیب‌دیدگی، شمع‌ها باید بصورت افقی بلند و جابجا شوند. شمع‌ها باید توسط كابل‌های مناسب و از نقاطی بلند شوند كه كمترین تنش‌های اضافی خمشی در آنها ایجاد شود.
