اجرای فونداسیون و پی های خاص ساختمانی و صنعتی سوله مقاوم سازی فونداسیون (شالوده) و پی هر تغییری در ساختار و ابعاد پی، شاملمقاوم سازی فونداسونمی شود. مقاوم سازی عموما در شرایط محدود شده و نامساعد انجام می شود، در نتیجه مشکلات و پیچیدگی های خاص خود را دارد.گسیختگی های موجود در پی ساختمان ها به دو صورت نهان و یا قابل مشاهده ایجاد می شوند. قسمت های قابل مشاهده به شکل خرد شدگی و …آشکار است و قسمت های نهان به دلیل نشست، تورم خاک، ناپایداری ساختمان و … ایجاد می شوند و با گذشت زمان به شکل گسیختگی های قابل ملاحظه در می آیند. معمول‌ترین موارد آسیب‌پذیری فونداسیون و پی به قرار زیر است: آسیب‌پذیری فونداسیون – وجود نیرویکششی بلند کننده – عدم کفایت ظرفیت خمشی یا برشی (برش خمشی یا برش سوراخ کننده) مقطع پی – تهاجم موادشیمیاییمضر موجود در خاک و آب زیرزمینی به بتن پی – عدم کفایتمقاومت جانبیبرای تحمل نیروهای جانبی وارد بر پی – وجود نیروی فشاری یا کششی بیش از ظرفیت سازه‌ای در شمع ها – وقوعتنش فشاریبیش از ظرفیت باربری پی در زیر فونداسیون – وجود نیروی فشاری یا کششی بیش ازظرفیت ژئوتکنیکی سازه‌ایدر شمع‌ها – وجودنشست‌های زیادو غیرقابل قبول در پی – وجود پتانسیلروانگرایی، ماسه سریع و تورم در خاک زیر فونداسیون –عدم پایداریساختگاه سازه، مخصوصاً برای ساختمانهایی که بر روی زمینهای شیبدار احداث شده‌اند. روند مطالعات ارزیابی شرایط پیو شالوده شامل موارد زیر می‌باشد: – تحقیق اسناد و بایگانی مدارک طراحی ساختمان برای گزارشمکانیک خاک – بررسی خاک‌ها در قالبنمونه‌گیریو انجامآزمایشهای مرتبط، اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی و میزان فشار آب – برآورد ابعاد پی ساختمان و شالوده دیوارها. در صورت لزوم بعضی از پی ها تحتگمانه‌زنیقرار گرفته و در این گمانه‌ها میزان زوال مصالح را بررسی می‌کنند. – بررسیآثار نشست پیشامل شکل‌گیری ترک‌ها و کج شدن دیوارها، برآمدگی مناطق مجاور و مسیرهای قائم و افقی پی – کسب اطلاعات لازم از هندسه، پیکربندی و نقشه‌های اجرایی ساختمان و شالوده و بارگذاری – مدل‌سازی و تحلیل – ارزیابی – ارائه طرح مقاوم سازی شالوده مشکلات بهسازی فونداسیون همان‌گونه که قبلاً اشاره شد، علاوه بر هزینه بالای بهسازی پی، این کار در زمانبهره‌برداریاز ساختمان، بسیار مشکل است. در هنگام مقاوم سازی پی ها، با مشکلات زیر روبرو هستیم: 1- لزومتخلیهکلیه و یا قسمتی از فضاهای طبقه همکف یا زیرزمین جهت مقاوم سازی پی 2-تخریبدال کف زمین در داخل ساختمان و سنگ فرش بیرون از آن 3-فضای بسیار محدوددر طول عملیات مقاوم سازی به علت وجود پایه‌ها و تکیه‌گاههای موقتی جهت مقاوم سازی پی 4-ارتفاع محدودبرای تجهیز ساختمان 5- صدا ولرزش‌های ساختمان انواع راهکارهای رفع عیوب فونداسیون برای رفع موارد عیوب پی می‌توان از راهکارهای مختلفی به صورت مجزا و یا در ترکیب با یکدیگر استفاده نمود؛ به طورکلی تقویت و مقاوم سازی فونداسون را می‌توان به کمک یکی از روشهای زیر انجام داد: 1- تقویت فونداسیون موجود (بهسازی سازه‌ای) 2- بهبود شرایط پی (بهسازی ژئوتکنیکی) 3-کاهش باروارد بر فونداسیون از طریق سبک کردن ساختمان یا افزایش عناصر مقاوم جانبی مقاوم سازی پی شامل تقویت فونداسیون ضعیف و یا احداث شالوده جدید می‌باشد، ولی در بعضی از موارد لازمست شرایط خاک زیر (پی) را بهبود بخشید. راهکارهای بهسازی پی با توجه به نوع ضعف موجود در پی، راهکارهای مختلفی برای مقاوم سازی شالوده وجود دارد که عبارتند از: الف-مقاوم سازی فونداسیونشامل: – افزایش ابعاد پی – افزودن شناژ به پی موجود – مقاوم سازی شالوده با کابل‌های پیش‌تنیده – افزایش مقاومت شمع‌های موجود ب-بهسازی ژئوتکنیکیشامل: – تزریق (اختلاط مکانیکی) – ریزشمع – احداث شمع – تقویت شالوده از زیر‌ راهکارهای مقاوم سازی فونداسیون I- افزایش ابعاد پی با افزایش ابعاد پی می‌توانسطح تماسبر پی را افزایش داد و از تنش های اعمالی بر پی کاست که این اقدام منجر به‌افزایش ظرفیت باربریفونداسیون می‌شود. همچنین با افزایش ابعاد فونداسیون و به دنبال آن کاهش تنش موجود در پی، نشست‌های پی خاک نیز کاهش می‌یابد. در شکلهای 1و2 نمونه‌ای از این روش تقویت فونداسیون نشان داده شده است. دو حالت افزایش ابعاد پی وجود دارد: 1- افزایش ابعاد پی و ستون متصل به آن (شکل 1) 2- افزایش ابعاد پی به تنهایی (شکل 2) شکل 1- افزایش ابعاد فونداسیون و ستون متصل به آن – تقویت فونداسیون در شرایطمقاوم سازی پیو ستون مطابق شکل 1، برایافزایش مقاومت پیموجود باید ابعاد قسمت زیرین فونداسیون را افزایش داد. در این روش فشار خاک اضافه شده باید به صورتیکنواختبه شالوده اعمال گردد.کمربند محیطی شالودهباید بار قسمت های فوقانی سازه را به خاک زیر آن منتقل نماید. در این حالت باید به دنبالپیوستگیکامل بین روکش بتنی و بتن پی باشیم که این امر با تمیز و مضرس کردن سطح بتن قدیم و یا استفاده از اتصالات مکانیکی به صورت میخچه امکان‌پذیر است. در حالتی که تنها ابعاد شالوده افزایش پیدا کرده و ستون مقاوم سازی نشده باشد، بار اعمالی به قسمتهای تقویت شده باید مستقیماً بهپی موجودمنتقل گردد. این امر با استفاده ازپاشنه یکپارچه‌ایکه در محیط و زیر پی موجود قرار گرفته، محقق می‌گردد. در این راستا ازآرماتورگذاری مناسبیباید در پاشنه مورد استفاده قرار گیرد (شکل2). شکل 2- مقاوم سازی فونداسیون بوسیله افزایش ابعاد هندسی مراحل اجرایراهکارافزایش ابعاد فونداسیونبه شرح زیر می‌باشد: 1- خالی کردن اطراف پی از تراز روی آن تا تراز زیر بتن مگر به اندازه عرضی بیشتر از عرض مورد نیاز مقاوم سازی 2- مضرس کردن سطح بتن در بالا و وجوه عمودی شالوده 3- ایجاد سوراخ‌های افقی در اطراف شالوده برای کاشت شاخک (میخچه). (در صورت لزوم) 4- اجرای بتن مگر اضافی در ناحیه افزایش ابعاد 5- تمیز و مضرس کردن سطوح تماس اجرای چسب پلیمری بر روی سطوح نمایان پی 6- اجرای آرماتورهای اضافی برای بتن مسلح جدید مطابق نقشه‌های اجرایی 7- اجرای بتن جدید 8- جدا کردن قالب ها و مراقبت از پی با پوشاندن سطح بتن با گونیهای خیس (هرگز نباید پی را مستقیماً با آب خیس نمود، زیرا منجر به شستن لایه‌های زیر آن می‌شود) 9- مقاوم سازی ستون (در صورت لزوم) 10- پرکردن مجدد پی ترجیحاً با خاک‌های درشت دانه در لایه‌های مختلفی که کاملاً متراکم شده باشند. 11- کامل کردن کف و سنگ فرش روی پی II- افزودن شناژ به پی یکی از راهکارهایمقاوم سازیفونداسیون در برابر لغزش، به هم بستن پی ها و ایجاد مشارکت کلیه پی ها در تحمل بارهای جانبی می‌باشد. به همین منظور از شناژ برای بستن پی ها استفاده می‌گردد (شکل 3). شکل3 – به هم بستن فونداسیون با شناژ جهت مقاوم سازی فونداسیون III- یکپارچه سازی فونداسیون این نوع بهسازی معمولاً در مواردی مورد توجه قرار می‌گیرد کهبادبندیادیوار برشی جدیدبین دو ستون احداث شود. در این‌ نوعمقاوم سازی فونداسیونعلاوه برافزایش ظرفیت برشی و خمشی فونداسیون، مقاومت جانبی برای تحمل نیروهای جانبی وارد بر شالوده نیز افـزایش‌ می‌یابد (شکل 4) نیز نشان دهنده تصاویری از مراحل اجرایی یکپارچه کردن شالوده هاست. شکل 4- مقاوم سازی فونداسیون برای دهانه با دیوار برشی IV- روش مقاوم سازی فونداسیون با کابلهای پیش‌تنیده یکی از روش های تقویت، اعمالنیروی پیش تنیدگیبه مقطع می‌باشد. معمولاً وقتی افزایشعمقشالوده از بالا به دلیلمعماریممکن نباشد، ظرفیت خمشی مثبت و منفی مقطع را می‌توان با عبورکابل های پیش‌تنیده، در حفره‌های تعبیه شده سراسری درطول شالودهیا در بتن جدید روی وجوه آن و پیش‌تنیده کردن آنها، افزایش داد.نیروهای پیش‌تنیدگی فوق در دو امتداد عمودی و افقی به شالوده اعمال می‌شوند. نیروهای پیش تنیدگیقائمباعث افزایش ظرفیتبرشیو نیروهای پیش‌تنیدگیافقیباعث افزایش ظرفیتبرشیوخمشیبه طور همزمان می‌شوند. پیش‌تنیدگیافقیبوسیلهکابلهاو مفتولهای متداول و پیش تنیدگیقائمبامقاوم سازی پی باFRPصورت می‌گیرد.(شکل 5). شکل 5- اعمال پیش‌تنیدگی افقی و تقویت فونداسیون باFRPجهت قائم برای بهسازی و مقاوم سازی شالوده V- افزایش مقاومت شمع های موجود در ساختمان های احداث شده برروی شمع،شمعها ممکن است نتوانند به صورت مناسبی در برابربارهای جانبیمقاومت کنند؛ همچنین شمع‌ها ممکن است در محلاتصالبه سر شمع دچار مشکل شده باشند. نحوه افزایش مقاومت شمع به شرح زیر است: 1- کندن زمین تا سطحی که خرابی شمع مشهود باشد. 2- لایه‌برداری ازسطح شمع تا قسمتهای داخلی آن به شکلی که خرابی وخوردگی کاملاً ازسطح شمع برداشته شود. کلاهکی همانند شکل 6در زیر آن باید اجرا شود تا از پیوستگی آرماتورهای اضافی با شمع موجود اطمینان حاصل شود. 3- اجرای آرماتورهای دور شمع و بتن ژاکت دور آن که بر اساس نتایج تحلیل سازه، طراحی شده باشد. 4- پرکردن مجدد شالوده با خاک دانه‌ای متراکم 5- اجرای کف شکل 6- افزایش مقاومت شمع های موجود VI- مقاوم سازی فونداسیون بنایی در مواردی که بنا به دلایلی دیواربناییبا روشبتن پاشیتقویت شده باشد وشالودهنیز نیاز به تقویت داشته باشد مطابق شکل 7 می‌توان با همین روش میتوان به تقویت شالوده پرداخت. شکل 7- مقاوم سازی شالوده با بتن مسلح راهکارهای بهسازی خاک زیر فونداسیون درروش تقویت ژئوتکنیکیسعی برافزایش باربری زمینزیر پی به کمک بهبود شرایطخاکو یاانتقالنیرویا اضافه نیروی پی به لایه‌های تحتانی، بدون افزایش ابعاد هندسی پی می‌باشد. I- بهسازی خاک به روش تزریق بهسازی خاکبه روشتزریقبا مواد افزودنی از قبیل سیمان، آهک و… انجام می شود. هدف از بهسازی خاک به روش تزریق، دستیابی به پارامترهایژئوتکنیکی اصلاح شدهاز قبیلمقاومت فشاری،مقاومت برشیو یـانفوذپذیریاست.اختلاط خاکبرای محدود کردن و یا ثابت نمودن موادشیمیاییمضر در خاک نیز کاربرد دارد. معمولاًسیمانبصورتدوغاب(ترکیب با آب) با خاک مخلوط می‌شود. هر چند امکان استفاده از سیمان بصورتخشکنیز مقدور است، برحسب نوع خاک حجم دوغاب بین 20 تا 30 درصد حجم خاک انتخاب می‌شود. افزودنی‌ها شامل مواد زیرمی‌شوند: سیمان، خاکستر آتشفشانی، سرباره کوره، آهک، سایر مواد شیمیایی ساخت دوغاب طبق مراحل زیر انجام می‌شود: – سیستم اختلاط مرکزی، با میکسرهای دور بالا برای اختلاط – محل ذخیره موقت دوغاب همراه با همزن‌های دور پایین – سیستم پمپاژ خاک هایغیرچسبندهمعمولاً ساده‌تر از خاک های چسبنده مخلوط می‌شوند. به خاکهای نباتی مقادیر قابل ملاحظه‌ای از مـواد افزودنی باید اضافه نمود و قبل از شروع عملیات اجرایی لازم است از عملکرد سیستم اختلاط در آزمایشگاه اطمینان حاصل کرد.با بهسازی خاک به روش تزریق در محل می‌توان انواع متفاوت خاک ها را اصلاح نمود. روش بهسازی خاک زیر فونداسیون بسته به میزانانرژی اختلاطونوع مواد افزودنیمتفاوت است. در خاکهای نرم این روش در مقایسه با سایر روشهای اصلاح خاک از اقتصادی‌ترین شیوه‌های بهبود است. در بهسازی خاک زیر فونداسیون با اختلاط دوغاب با خاک، مصالحی ساخته می‌شود که با گذشت زمان سخت تر شده و مقاومت آن افزایش می‌یابد و می‌تواند بعنوان مصالح مهندسی با خصوصیات ژئوتکنیکی بهتر از خاک محل در طراحیها استفاده شود. شکل8 شکل 8- بهسازی خاک زیر فونداسیون با استفاده از تزریق مواد افزودنی II- اجرای ریز شمع (micro piles) ریزشمعها، شمع هایی با قطر 100تا 200 میلیمتر هستند که می‌توانند به صورتعمودییامایلدر اطراف و جسم شالوده ایجاد شوند. در صورتی که به علتمحدودیت های فضاییدر نزدیکی فونداسیون موجود نتوان از شمع برای افزایش ظرفیت باربری پی استفاده نمود می‌توان از ریز شمع ها به جای شمع استفاده کرد. با اجرای ریز شمعها بدلیلنفوذ دوغاب سیماندر خاک، خواص مکانیکی خاک بهبود یافته و ظرفیت باربری آن افزایش می‌یابد. همچنین ریزشمعها در عمقی بیشتر از عمق شالوده نفوذ کرده و بارها را به عمقی بیشترمنتقل می‌کنند. روش اجرای ریزشمع مشتمل بر 4 مرحلهحفاری،لوله کوبی،تزریقوتسلیحبه شرح زیر است (شکل 9): شکل 9- مراحل اجرای ریز شمع III- احداث شمع به منظور افزایش ظرفیت باربری ژئوتکنیکی و سازهای شمع های موجود، می‌توان با احداثشمع های جدیدو اتصال آنها بهسرشمعموجود، به ظرفیت فشاری، کششی و خمشی گروه شمع موجود اضافه نمود (شکل 10). شکل 10- افزایش باربری ژئوتکنیکی با استفاده از اجرای شمع IV – انتقال بار شالوده به لایه‌های باربر تحتانی به کمک شمع (پی‌بندی کردن) در صورتیکه شالوده موجود بر روی خاکی با ظرفیت کم احداث شده باشد، با استفاده از این روش تقویت فونداسیون می‌توان بارهای روسازه را به لایه‌های تحتانی خاک که دارای شرایط مناسب‌تری می‌باشند، منتقل نمود. شکل 11 شکل 11- مراحلی از احداث شمع‌های جدید و اتصال آن جهت مقاوم سازی فونداسیون شکل 12-نحوه قرارگیری شمع ها زیر پی نواری شمع ها بهتر است به صورتجفتو با فاصله‌ای یکسانی از بر دیوار قرار گیرند (شکل 12). اگر دیوار در مجاورت ملـک همسایه باشد، به ناچار کلاهک شمع ها از یک سمت ادامه می‌یابند. در این مورد شمع ها ممکن است تحتکششقرار گیرند. در نتیجه باید برای کششطراحیشوند.