استفاده از ژاکت بتنی یک روش متداول برای مقاوم سازی بخش‌های مختلف سازه است. اجرای صحیح این روش میتواند به استحکام و مقاومت اجزای سازه کمک زیادی کند. استفاده از این روش، به دلیل فرایند مقاوم‌سازی نادرست در بخش‌های مختلف سازه، میتواند به تقویت بیشتر آن بخش‌ها کمک کند. عدم طراحی صحیح سازه با تأثیر مخرب عوامل شیمیایی و طبیعی مانند زلزله، عاملی است که موجب استفاده از این روش برای مقاوم‌سازی و تقویت بخش‌های مختلف سازه میشود. با توجه به تأثیرات زلزله و عدم طراحی صحیح سازه، این روش برای مقاوم‌سازی و تقویت بخش‌های مختلف سازه به کار می‌رود. استفاده از این روش در کنار ژاکت فولادی و FRP، سطح مقاومت سازه را افزایش می‌دهد و طول عمر مجموعه را بهبود می‌بخشد.
از این روش در تقویت بخش های مختلف سازه مانند فونداسیون، تیرها، ستون ها و غیره استفاده می شود که با اجرای آن می توان این بخش ها را در برابر خطرات احتمالی ایمن کرد و مانع از صرف هزینه های هنگفت در فرایند تخریب و ساخت مجدد آنها و کل سازه شد. در این مطلب، نقد این روش تقویت بخش‌های مختلف سازه را انجام می‌دهیم. این شامل معرفی مشخصات و ویژگی‌ها، کاربردها، مزایا و معایب، تفاوت با روش ژاکت فولادی و FRP، مراحل اجرا و هزینه‌های مربوط به آن میشود.
مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی چیست؟
ژاکت بتنی از روش های کاربردی و مؤثر در مقاوم سازی و تقویت اجزای سازه بوده که می تواند استحکام و ایمنی آنها را در برابر نیروهای وارده افزایش دهد. در اجرای این روش از اجزای مختلفی استفاده می شود که از جمله آنها می توان به میلگردهای فولادی، بتن و خاموت های بسته اشاره کرد. عمده کاربرد این روش در مقاوم سازی ساختمان های بتنی بوده که از آن به عنوان یک لایه پوششی در اطراف تیرها، ستون ها و دیوارهای برشی استفاده می شود. همچنین این روش به تقویت موضعی بخش های بتنی سازه که از ظرفیت باربری کافی برخوردار نیستند کمک زیادی می کند. از آنجایی که ژاکت بتنی را می توان در تقویت تمامی بخش های سازه به کار برد، این روش یک پای ثابت روش های مقاوم سازی در ساختمان به شمار می رود.
می‌توان از این روش برای ترمیم و تقویت ساختمان‌هایی که اجزای آنها دچار آسیب دیدگی شدید هستند، استفاده کرد. طراحی این روش شبکه‌ای از میلگردهاست که پیرامون بخش مورد نظر قرار می‌گیرند و با قالب‌بندی و بتن‌ریزی تقویت می‌شوند. استفاده از این روش می تواند تأثیر بسزائی بر مقاومت خمشی ستون ها داشته باشد و شکل پذیری آنها را تا حد زیادی افزایش دهد. اجرای این روش بر روی بخش‌های مختلف سازه، با توجه به نیازهای باربری و شدت آسیب‌های وارده بر آن، تعیین میشود. این ممکن است منجر به استفاده از درصد متفاوتی از فولاد و ضخامت مختلف بتن شود تا مطابق با نیاز باربری بخش مورد نظر باشد.
مشخصات و ویژگی های ژاکت بتنی
طبق ضوابط و آیین نامه ها ی اجرایی در روش ژاکت بتنی، مقاومت فشاری روکش بتن مورد استفاده در طراحی آن در مقایسه با بتن بخش مورد نظر می بایست به اندازه 5 مگاپاسکال بیشتر باشد. برای مقادیر بالاتر از 5 مگاپاسکال مسئله ای وجود ندارد ولی مقادیر کمتر از 5 مگاپاسکال توصیه نمی شود. همچنین جهت افزایش کیفیت فرایند مقاوم سازی لازم است در طراحی این روش از مصالح با سختی و مقاومت بالاتر نسبت به مصالح مورد استفاده در بخش مورد نظر استفاده شود.
در مورد حداقل ضخامت بتن مورد استفاده در این روش می توان گفت که طبق ضوابط این مقدار نباید از 100 میلیمتر کمتر باشد. در این روش از خاموت های با حداقل قطر 8 میلیمتر و حداکثر قطر 14 میلیمتر استفاده میشود که زاویه خم اجرای آنها نیز 135 درجه است. استفاده شده در این روش باید به فاصله حداکثر 200 میلیمتری از هم قرار گیرند و این فاصله نباید از ضخامت روکش بیشتر باشد.
کاربرد روش ژاکت بتنی
این روش به دلیل نوع طراحی و ساختاری که دارد از ویژگی ها و قابلیت های بسیاری برخوردار بوده و از این نظر می توان در بخش های مختلف سازه از آن استفاده کرد. از کاربردهای این روش می توان به استفاده از آن در افزایش مقاومت خمشی اجزای سازه اشاره کرد. همچنین با این روش می توان مقاومت برشی این اجزا را نیز افزایش داد. استفاده از این روش در فرایند مقاوم سازی به بهبود شکل پذیری اجزای سازه کمک زیادی می کند.
همچنین بهبود مقاومت اتصالات سازه در قاب ها از دیگر کاربردهای این روش در فرایند مقاوم سازی بخش های مختلف سازه است. از کاربردهای متداول ژاکت بتنی در مقاوم سازی ساختمان می توان به استفاده از آن در تقویت ستون و تیرها سازه اشاره کرد. محصور کردن ستون های سازه از یک یا چند وجه و تقویت هر چه بیشتر آنها از دیگر کاربردهای این روش در زمینه مقاوم سازی است. این روش بیشتر در شرایطی استفاده میشود که ستون‌ها تحت بار زیاد و آسیب‌های فراوان قرار دارند.
استفاده از این روش، ظرفیت ستون‌ها در برابر نیروهای جانبی و فشار وارده را افزایش می‌دهد.
همچنین با کمک این روش می توان از سه الی چهار وجه تیرهای ساختمان را پوشش داد و مقاومت و استحکام آنها را در برابر خطرات احتمالی بالا برد. این کار از مزایای بسیاری برای تیرها برخوردار بوده که از جمله آنها می توان به جلوگیری از تغییر شکل بخش بتنی آنها اشاره کرد. با توجه به کاربرد گسترده این روش در زمینه تقویت اجزای مختلف سازه و استفاده گسترده از آن در بخش های مختلف ساختمان، قبل از طراحی لازم است تأثیرات اجرای آن بر وزن سازه مورد بررسی قرار گیرد.
مزایای روش ژاکت بتنی
استفاده از روش ژاکت بتنی به دلیل نوع طراحی و ساختاری که دارد از مزایای بسیاری برخوردار بوده که در این بخش به معرفی آنها می پردازیم. مزیت اصلی و بارز این روش این است که ساختار بتنی آن، همسان با بخش مورد استفاده (اجزای بتنی) است. این ویژگی باعث افزایش در هم‌آمیختگی آن با بخش مورد نظر میشود. همچنین نتیجه نهایی کار نیز به دلیل ساختار مشابه آن با دیگر بخش ها، هیچ گونه ناهماهنگی و تضادی در پیکره سازه ایجاد نمی کند. به عبارت دیگر اجرای این روش باعث ایجاد تغییر در معماری ساختمان نمی شود و در آن می توان مشکلات مقاومتی و سختی قاب های بتنی را به صورت همزمان اصلاح کرد.
مورد دیگر در این رابطه امکان اجرای آن در تمامی بخش های سازه از قبیل فونداسیون، ستون، تیر و غیره بوده و همین امر نیز باعث می شود که دست طراحان و مجریان سازه جهت پیاده سازی آن در تمامی اجزای ساختمان باز باشد و فرایند مقاوم سازی با سرعت بالایی پیش رود. در اجرای این روش نیازی به پوشش ضد حریق در فرایند مقاوم سازی نیست و پیوستگی بین اجزا در این روش به آسانی صورت می گیرد. با این روش می توان مقاومت و پایداری بخش های مختلف سازه را در برابر نیروهای وارده تا حد قابل قبولی افزایش داد. همچنین امکان استفاده از این روش در محیط هایی با احتمال خوردگی وجود دارد که در این شرایط لازم است از سیمان مخصوص برای این کار استفاده شود.
معایب روش ژاکت بتنی
این روش علاوه بر مزایای قابل توجه، با برخی معایب نیز همراه است. از جمله معایب این روش، افزایش وزن سازه و بار مرده ساختمان ناشی از اجرای آن است. این روش ممکن است باعث افزایش سطح مقطع بخش مقاوم‌سازی شده شود. این موجب کاهش فضای داخلی ساختمان میشود.در این روش، اجرای مراحل آرماتوربندی، بتن ریزی و قالب بندی هزینه‌هایی را به همراه دارد. این هزینه‌ها ممکن است در مقایسه با روش‌های دیگر مقاوم‌سازی، بیشتر باشند. بررسی ضخامت ستون‌های تقویت شده در طبقات بالاتر و مقایسه آنها با ظرفیت ستون‌های طبقات پایین‌تر یک مورد دیگر است. این مقایسه و تطابق کامل میان آنها باعث پیچیدگی کار میشود.
تفاوت روش ژاکت بتنی و ژاکت فولادی
دو روش معمول برای ترمیم و مقاوم‌سازی سازه، ژاکت بتنی و ژاکت فولادی، ویژگی‌ها و قابلیت‌های متفاوتی دارند که باعث تفاوت‌هایی میان آنها میشود. در روش ژاکت فولادی، از پلیت، پیچ و مهره و جوشکاری استفاده میشود. در روش ژاکت بتنی، از بتن ریزی و نصب میلگرد برای انجام این کار استفاده میشود. روش ژاکت فولادی سرعت اجرا را به دلیل کمتر بودن تجهیزات بیشتر می‌کند. کاهش مراحل اجرایی و نیاز کمتر به تجهیزات در ژاکت فولادی زمان تهیه و اجرای پروژه را کاهش می‌دهد. تجهیزات و مراحل اجرایی کمتری در روش ژاکت فولادی نیاز دارد، این موضوع سرعت بیشتری در اجرای پروژه را فراهم می‌کند.
اجرای ژاکت فلزی در فرایند مقاوم سازی ساختمان در مقایسه با نوع بتنی تأثیر کمتری بر وزن سازه و بار مرده ساختمان دارد. هزینه تهیه مصالح و مراحل اجرایی در روش ژاکت فلزی در مقایسه با روش بتنی کمتر است. از طرف دیگر روش ژاکت بتنی به دلیل نوع طراحی که دارد برخلاف روش ژاکت فولادی نیازی به کاشت میلگرد و مغزه گیری ندارد. روش ژاکت فولادی در مقایسه با نوع بتنی باعث اشغال فضای کمتری از سازه می شود.
اجرای روش ژاکت بتنی بر خلاف روش ژاکت فولادی، محدودیتی در شکل اعضا ندارد؛ این به معنای این است که شکل اعضا در این روش آزادانه‌تر است. روش ژاکت فولادی برای مناطقی که با خوردگی مواجه هستند، مناسب نیست، اما نسخه بتنی آن با استفاده از سیمان مخصوص اجرایی میشود. این دو روش با یکدیگر از نظر نیاز به تخریب قسمت‌های سازه متفاوتند؛ در حالی که در روش ژاکت فولادی این نیاز وجود ندارد، در نوع بتنی آن برای برخی مکان‌های خاص این تخریب ضروری است.
تفاوت مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی و روش FRP
ژاکت بتنی و روش FRP به عنوان دو روش پرکاربرد و مؤثر بر مقاوم سازی بخش های مختلف سازه دارای یک سری تفاوت بوده که در این بخش به بررسی آنها می پردازیم. از نظر هزینه ساخت، تأمین مصالح و هزینه اجرایی روش FRP در مقایسه با روش ژاکت بتنی مقرون به صرفه است. به عبارت دیگر می توان گفت هزینه اجرایی روش FRP در مقایسه با بتنی ۴۰ الی ۶۰ درصد پایین تر است که یک رقم قابل توجه به شمار می رود. از نظر سهولت طراحی و مراحل اجرا، روش FRP در مقایسه با روش بتنی آسان تر بوده و همین امر نیز باعث بالا رفتن سرعت کار اجرایی در این روش نیز می شود.
در روش FRP نیازی به تخریب بخش سازه ای نیست ولی در روش مقاوم سازی بتنی برای مکان های خاص این کار ضرورت دارد. روش FRP برخلاف مقاوم سازی نوع بتنی بر وزن سازه و بار مرده ساختمان تأثیر چندانی ندارد. در روش ژاکت بتنی نیاز به تجهیزات اجرایی سنگین بوده ولی در روش FRP به این تجهیزات نیازی نیست. در روش FRP تا حدودی با مسئله محدودیت شکل اعضا روبه رو هستیم ولی در نوع بتنی این محدودیت وجود ندارد.
روش FRP نسبت به روش بتنی، از نظر اشغال فضای سازه بهتر عمل می‌کند و بدون هیچ تأثیری بر فضای سازه استفاده میشود. زمان اجرایی در روش FRP به شدت کاهش یافته است نسبت به روش بتنی، که منجر به صرفه‌جویی در زمان اجرای پروژه میشود. هر دو روش می‌توانند در مکان‌هایی که با خوردگی روبرو هستند استفاده شوند؛ در روش FRP با استفاده از پوشش مخصوص و در روش ژاکت بتنی با استفاده از سیمان مخصوص.
روش اجرای ژاکت بتنی
اجرای صحیح و اصولی این روش نیازمند پیمودن یک سری مراحل بوده که در این بخش به بررسی آنها می پردازیم. برای شروع کار لازم است سوراخ هایی پیرامون بخش مورد نظر که قرار است فرایند مقاوم سازی بر روی آن صورت گیرد ایجاد شود. در مرحله بعد عملیات آرماتوربندی متناسب با شرایط کار و نیاز باربری بخش مورد نظر انجام می شود. سپس آرماتورها (به صورت L شکل) در سوراخ هایی که از قبل آماده شده اند جای داده شده و جهت پر کردن آنها از چسب اپوکسی استفاده می شود.
حال نوبت به مرحله قالب بندی می رسد که این کار پیرامون بخش مورد نظر و جهت پوشش آن استفاده می شود. پس از تکمیل قالب بندی نوبت به بتن ریزی می رسد که کیفیت آن متناسب با نوع طراحی فرایند مقاوم سازی تعیین می شود. پس از اتمام بتن ریزی و خشک شدن کامل آن قالب ها جدا شده و سازه جدید مورد نظر آماده می شود. همچنین در اجرای روش ژاکت بتنی و جهت پیوستگی هر چه بیشتر بخش قدیمی بتن با لایه بتنی جدید، بر روی سطح آن مضرس کاری انجام می شود. عملیات مضرس کاری سطح بتن قدیمی، باعث ناهموار و زبر شدن آن میشود. این نوع تغییرات سطحی، پیوستگی بهتر بین بتن جدید و قدیمی را تسهیل می‌کند.
مته یک ابزار متداول در زمینه مضرس کاری بوده که از آن جهت ایجاد تغییر در سطح بتن استفاده می شود. در این روش اجرایی، بتن به دو صورت خودتراکم و پاشیده میشود، به تبع شرایط کاری. بتن خودتراکم در واقع معادل بتن ریز معمولی است و برای اجرای اصلی به کار می‌رود. در عوض، برای مقاوم‌سازی با ضخامت‌های کمتر، از روش بتن پاشی استفاده میشود.
قیمت و هزینه اجرای روش ژاکت بتنی
عوامل و فاکتورهای مختلفی می تواند بر قیمت و هزینه اجرای ژاکت بتنی تأثیرگذار باشد که در این بخش به بررسی آنها می پردازیم. کیفیت مواد مورد استفاده از جمله نوع بتن، میلگرد و چسب، میتواند بر کیفیت نهایی پروژه تأثیر بگذارد. این تأثیرات ممکن است در نتیجه قیمت نهایی پروژه قابل مشاهده باشند. به عنوان مثال، انتخاب چسب‌های با کیفیت بالا برای اتصالات و مصرف بهینه آنها میتواند بر هزینه‌های ساخت در این روش تأثیرگذار باشد. درصد میلگردهای فولادی بکار رفته در طراحی این روش عامل مؤثر دیگری است که بر قیمت تمام شده آن تأثیرگذار خواهد بود.
ضخامت بتنی که استفاده میشود، با توجه به طراحی و باربری، یکی از معیارهایی است که قیمت اجرای پروژه را تعیین می‌کند. همچنین، نوع بتن، درصد ساختاری و کیفیت مواد اولیه بکار رفته در آن میتواند به قیمت و هزینه نهایی پروژه تاثیر بگذارد. قالب‌بندی و نحوه‌ی طراحی آن هزینه‌های اجرایی روش را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این شامل هزینه‌های تهیه قالب و دستمزد تیم اجرایی است.
هزینه های جابجایی و اجرای مراحل مختلف مقاوم سازی با استفاده از وسایل حمل و نقل و نیروی انسانی به قیمت نهایی اجرای پروژه ژاکت بتنی اثر میگذارد است. نیروی ماهر میتواند کیفیت و سرعت کار را بالا ببره اما همرانه با آن، هزینه های پروژه نیز افزایش می‌یابد. در آخر شرکت و برند عرضه کننده مصالح و متریال مورد استفاده در اجرای این روش نیز می تواند بر قیمت آنها تأثیرگذار باشد.
