فهرست بخش سوم
13-2 پرده آب بند به روش Cut off
14-2 (Structurally integral) آب بندی B تیپ
15-2 انواع واتر استاپ
16-2 زهکش های حفره دار
17-2 جدول انتخاب روش زهکشی با توجه به سطح ایستابی
18-2 جدول انتخاب تیپ آب بندی بر اساس سطح آب زیرزمینی
19-2 جدول درجه بندی سازه های زیرزمینی نسبت به درجه اهمیت
20-2 تاثیر جنس خاک بر انتخاب روش آب بندی پی سازه
21-2 حفر کانال جهت جمع آوری روان آب های سطحی
1-3 نمایی شماتیک از بتن آب بند و آب بند غشائی
2-3 جدول انتخاب روش زهکشی بر اساس جنس خاک و سطح ایستایی آب
4 نتیجه گیری
5 منابع
6 یک مثال اجرائی
واتراستاپ
- واتراستاپ ها در 3 تیپ کلی به بازار عرضه میگردند :
واتر استاپ های غیر فعال (POSSIVE SECURTARY)
الف) واتر استاپ های پلیمری که غالبا از جنس PVC نرم در تولید آنها استفاده شده و با اشکال مختلفی مانند شکل دمبلی که در درزهای سرد استفاده میشود ، شکل حباب دار که درزهای انقطاع مورد استفاده قرار میگیرند و E شکل که فقط دندانه های آن در بتن مدفون می شود وجود دارد .
ب) واتر استاپ های فلزی از جنس فولاد که علاوه بر نقش آب بندی در درزهای سرد مقاومت برشی نیز ایجاد میکنند .
واتر استاپ های فعال هیدروفیلیکی و یا دوغاب های کریستالی شونده
این نوع از آب بند ها در برخورد با آب متورم شده و یا با ساخت کریستال فضاهای خالی بین درز سرد بتن را پر میکنند و مانع نفوذ آب به داخل سازه میگردند .
شیلنگ های تزریق رزین
این مصالح قبل از بتن ریزی در درزهای سرد نصب شده و قسمت نازل آن در محل خارج از بتن نصب میگردد که پس از بتن ریزی با تزیق رزین های متورم شونده خاص (مثل ترکیبات پل یورتان) درز سرد را کاملا پر کرده و مانع نفوذ آب به داخل سازه میگردند .
15-2 انواع واتر استاپ
3-1-2 (Draining) زهکشی
زهکشی به معنی مدیریت مسیر برای عبور و جمعآوری آب در محلی برای پمپ کردن به خارج از سازه میباشد.
قبل از هرگونه توضیح در مورد زهکشی لازم است تعاریف واژه های مورد استفاده در آن ارائه گردد:
الف) فشار هیدرواستاتیک آب : اضافه فشار وارد بر سازه در اثر ایجاد سطح ایستایی آب در قسمت پشت دیواره های حائل گفته می شود
ب) زهکشیهای حفره دار (cavity drain) : نوعی از مصالح پلیمری که با شکل شانه تخم مرغی و به صورت رول در قسمت پشت دیواره های حائل باعث انتقال و زهکشی آب به پائین ترین نقطه در سازه می گردند .
2-16 زهکش های حفره دار
ج) زهکشی های سطحی : به روشی شامل حفر کانال ، شیب بندی و انتقال آب به محلی جهت جمع آوری و پمپاژ اطلاق میشود .
د) زهکشی های عمقی: به زهکش هایی شامل حفرچاه های نقطهای (well points) ، چاه های عمیق (Deep wells) و چاه های نقطه ای مکنده(Vacuum well points) و … که به صورت قائم و عمود بر کف پی سازه کار زهکشی و جمع آوری آب را انجام میدهند زهکشی عمقی گفته می شود .
1–3–1–2 انواع روشهای زهکشی
زهکشی بطور کلی به دو دسته تقسیم می شود :
الف) زهکشی داخلی
که در این روش آب از سمت داخل سازه توسط زهکشی های حفره دار جمع آوری و به کانالهای پیش ساخته گالوانیزه و یا پلی اتیلنی منتقل شده و در یک حوضچه داخل (Sump) جمع آوری میگردد و از آنجا به خارج از سازه منتقل می شود استفاده از این روش مشروط به خصوصیات شیمیایی و میزان اثر تهاجمی آب روی سازه بوده و با تشدید این اثر علاوه بر بروز آسیب های جدی روی سازه امکان استفاده از این روش وجود ندارد .
ب) زهکشی خارجی
در این روش با پایین آوردن سطح آب زیرزمینی (زیر سطحی) از ایجاد تراز ایستایی آب پشت دیواره های حائل جلوگیری به عمل می آید . استفاده از این روش نیز با محدودیت هایی همراه است . نشست های تحکیمی در اثر پایین آوردن سطح آب خصوصا در خاک های مسئله دار ، تاثیرات زیست محیطی ناشی از تغییر در سطح آب و اختلال در فرآیندهای هیدروژئولوژیکی منطقه از جمله آثار بسیار مخربی است که قبل از هرگونه فعالیت اجرایی باید بررسی گردد .
جدول صفحه بعد روشهای مختلف زهکشی خارجی را نسبت به عمق تاثیر نمایش میدهد
2-2 عوامل موثر بر طراحی روش آب بندی سازه های زیر زمینی
آب بندی سازه های زیر زمینی به متغیرهای زیادی وابسته است ولی مهمترین فاکتور ها که باید در طراحی مد نظر قرار گیرد به شرح زیر می باشد:
1–2–2 سطح آب زیر زمینی
الف) سطح آب بالا: شرایطی که سطح آب از تراز کف فونداسیون بالاتر قرار گیرد.
ب) سطح آب متغیر: شرایطی که سطح آب در ترازی پایین تر از کف فونداسیون متغیر باشد .
ج) سطح آب پایین : شرایطی که سطح آب از تراز کف فونداسیون پایین تر قرارگیرد.
جدول زیر رابطه بین نوع تیپ آببندی مورد استفاده را با سطح آب زیر زمینی نمایش میدهد:
18-2 جدول انتخاب تیپ آب بندی بر اساس سطح آب زیرزمینی
2-2-2 درجه اهمیت سازه زیر زمینی
سازه های زیر زمینی به لحاظ درجه اهمیت کاربری به سه دسته کلی تقسیم می شوند.
الف) درجه اهمیت کم: پارکینگ های پایین نمایان Expose، پاسیوها، نورگیرها، و کارگاه های بدون وسایل الکتریکی از این دسته به حساب می آیند.در این قسمت از سازه ها وجود مقدار کمی نشت آب و رطوبت مجاز میباشد.
ب) درجه اهمیت متوسط: موتور خانه ها، انباری ها کارگاههای مجهز به وسایل الکترونیکی، محل پرورش گیاه و … در این دسته قرار میگیرند که در این قسمت از سازه ها وجود هر گونه روان آب مجاز نبوده ولی نم زدگی و رطوبت قابل قبول میباشد.
ج) درجه اهمیت زیاد: فضا های مسکونی، تجاری یا اداری و انبار های مخصوص نگهداری مواد غذایی و … در این دسته قرار میگیرند. قسمت هایی از سازه که با درجه اهمیت زیاد هستند باید فاقد هرگونه روان آب و نم و رطوبت باشند.
جدول زیر درجه بندی سازه ها را براساس آیین نامه 8102–BS نمایش میدهد:
19-2 جدول درجه بندی سازه های زیرزمینی نسبت به درجه اهمیت
3-2-2 شرایط ژئوتکنیکی و جنس خاک
یکی دیگر از فاکتور های مهم مورد بررسی لایه بندی جنس خاک منطقه ای است که پروژه در آن واقع گردیده است. بدیهی است بررسی نوع خاک و مشخص شدن ضرایب نفوذ افقی و عمودی آب در هر لایه میتواند روش ایزولاسیون گود را تغییر دهد. بعنوان مثال روشهای مبتنی بر زهکشی در خاک های ریزدانه با نسبت رس زیاد چه به لحاظ ایجاد مشکلات نشست تحکیمی در سازه های مجاور و چه به لحاظ اقتصادی غیر منطقی است.
21-2 تاثیر جنس خاک بر انتخاب روش آب بندی پی سازه
4-2-2 وضعیت توپوگرافی زمین
از مواردی که خصوصا در شهرهای پر بارش اهمیت زیادی دارد وضعیت توپوگرافی زمین می باشد. در چنین شرایطی آیین نامه طراحی را ملزم به ایجاد زهکشی سطحی جهت کنترل روان آبها و به حداقل رسانیدن تاثیر آن بر روی دیواره های حائل می نماید .
21-2 حفر کانال جهت جمع آوری روان آب های سطحی
5-2-2 درجه اهمیت و مدت زمان بهره برداری از سازه
واضح است روش و هزینه ای که جهت حصول آب بندی در سازه های زیر زمینی با درجه اهمیت زیاد( بیمارستان ها، ساختمانهای تجاری، نیروگاهها و …) مصرف میگردد با روش و هزینه ای که در سازه های موقت مورد استفاده قرار میگیرد بسیار متفاوت است .
3 اصول طراحی
در راستای طراحی روش آببندی سازه های زیر زمینی ابتدا باید مشخص کرد طراح سازه فشار هیدرواستاتیک آب را پشت دیوار های حائل در نظر گرفته است یا خیر. عدم لحاظ فشار هیدرو استاتیک آب در طراحی سازه زیر زمینی به این معنی است که حتما این فشار باید بوسیله یکی از روشهای زهکشی از پشت دیواره های حائل برداشته شود. و با پایین آمدن سطح آب می توان از یک روش ساده برای کنترلرطوبت و جلوگیری از انتقال آن به داخل سازه استفاده کرد .ولی در صورتی که طراح سازه این فشار را در نظر گرفته باشد و میزان سختی دیواره های حائل را جهت کنترل ترک های سازه بتنی به میزان کافی افزایش داده باشد آنگاه می توان از روشهای عایق بندی بدون زهکشی استفاده کرد .
به طور کلی 2 روش در آب بندی سازه های زیر زمینی وجود دارد:
1-3 روشهای مبتنی بر عایق بندی کامل ( Tanking)
در این روش ها سازه را به مخزنی تشبیه میکنند که در آب قرار گرفته و باید جلوی نفوذ آب به داخل آن گرفته شود. لازم به ذکر است هر متر سطح ایستایی آب فشاری معادل Kg/cm2 1/1 در جهت بالا ایجاد میکند که تقریبا معادل مجموع بار مرده و زنده یک طبقه از ساختمان است پس در سطح آب بالا ، افزایش سطح آب می تواند طراحی سازه را دستخوش تغییرات زیاد از جمله استفاده از روشهای کنترل Uplift مانند شمع و میکروپایل کند .با این وجود در صورت استفاده از این روش در آب بندی سازه زیر زمینی مطابق جدول شماره2-16 در صورت استفاده از آب بند های غشایی حتی باید از بتن آببند نیز استفاده کرد .
همانگونه که از جدول مذکور نیز مشخص است آیین نامه در سطوح آب بالا نقش آب بندهای غشائی را بیشتر در زمینه حفاظت از سازه در برابر شرایط تهاجمی شیمیایی محیطی دانسته و به لحاظ آببندی بر بتن آببند بیشتر تمرکز میکند. بدیهی است ضخامت حداقل 31 سانتیمتر بتن در سازه های زیر زمینی باعث شده آببند سازی آن نسبت به استفاده از غشاهای آسیب پذیر با ضخامت ماکزیمم 1 سانتیمتر قابل اعتماد تر باشد. ولی با این حال نباید نقش محافظت از سازه را در آببندهای غشایی نادیده گرفت.
1-3 نمایی شماتیک از بتن آب بند و آب بند غشائی
2–3 روش های مبتنی بر زهکشی(Draining)
در این روش با توجه به در نظر گرفتن سطح ایستایی آب پایینتر از فونداسیون و طراحی دیواه های حائل بدون فشار هیدرواستاتیک آب مقداری از هزینه های مربوط به بتن مصرفی کاسته میشود . ولی این موضوع مستلزم آن است که بدانیم امکان اجرای زهکشی درخاک منطقه با شرایط هیدروژئولوژیکی و زیست محیطی وجود دارد یا خیر در صورت امکان احداث زهکشی می توان نسبت به تراز ایستایی آب و جنس خاک روش زهکشی را مشخص نمود:
2-3 جدول انتخاب روش زهکشی بر اساس جنس خاک و سطح ایستایی آب
پس از مشخص شدن روش زهکشی ، با توجه به نقشه های معماری محل جانمایی چاله های آسانسور مشخص و از نقشه های تاسیسات محل قرار گیری میله های ارت (Earthing rods) و در صورت وجود جانمایی Gather Sump شستشوی پارکینگ مشخص شده تا با سیستم زهکشی تداخلی ایجاد نکند .
4 نتیجه گیری
با توجه به موارد ذکر شده مشخص است هرکدام از روشها و تیپ بندی های A,B,C در جایگاه خود قابلیت استفاده داشته و نیاز به طراحی دقیق دارند. آیین نامه های معتبر دنیا نقش ایزولاسیون به روش غشائی (تیپ A) را بیشتر در جهت محافظت از سازه در مقابل شرایط تهاجمی (Aggressive) ، آببند های سازه ای (تیپ B) را درجهت کنترل آب و مقاومت در برابر نفوذ و زهکشی(تیپC) را درجهت هدایت و مدیریت آب زیر زمینی معرفی میکنند . باید دقت داشت در بسیاری مواقع جهت اجرای یک روش آببندی مناسب به اجرای زهکشی به صورت دائم متفاوت است در زهکشی دائم وجود برق اضطراری، پمپ های یدک وکلا انجام تعمیر و نگهداری امری اجتناب ناپذیر خواهد بود و این درحالی است که در طراحی زهکشی موقت عملیات زهکشی تا زمان اجرای قسمت بتنی سازه زیر زمینی مد نظر قرار میگیرد .
5 منابع و ماخذ
BS 8102 Code of practice for protection of below ground structures against water from the ground: 2009
UFC-3-220-05 Dewatering and ground water control: 2004
Chapter 5-4 of NHBC Standard – Waterproofing of basements and other below ground structures: 2017
BS 13491 Geosynthetic barrier characteristics required for use as a fluid barrier and associated underground structures: 2013
Tile 5-5 of ZTV-ING – Tunnelbau – Abdichtung: 2007
ACI 515.2R-13 Guide to selecting protective treatments for concrete: 2013
BS 1992 Design of concrete structures: 2004
6 – یک مثال اجرایی: پروژهای واقع در خیابان چیذر
