نشست در واقع تغییر شکلهای توده خاک می باشد که در سطح زمین بصورت فرورفتگی ظاهر مـی شـود. در واقع هر گونه تغییر در شرایط تنش در لایه های زیرین زمین باعث وقوع نشست می شود. نشست سازه ها بر اثر تغيير شكل و جابجايي زمين، تغيير حجم خاك بستر و يا زيرسازه تحت تنش هاي حاصل از بارگذاري و باربرداري بوقوع مي پيوندد. نشست پی ساختمان خود را به صورت فرو رفتن کف ساختمان و خمیده شدن سازه به یک سمت و یا بروز ترک در دیوارهای ساختمان نشان میدهد.
عوامـل مختلفـی از قبیل بارگذاری سطحی، تغییرات رطوبت، تحکیم، تغییرات سطح آب زیرزمین و .. می تواند منجر به وقـوع نشسـت گـردد که در بحث پیش رو به بررسی آن ها می پردازیم.
انواع نشست در ساختمان
بر اساس شرایط مختلف مکانی و زمانی سازه احتمال وقوع نشست ساختمان به شکل یکنواخت و یا به شکل نامتقارن وجود دارد
- نشست یکنواخت
در این نوع نشست کل پایه و زیربنای ساختمان در همان نقاط با سرعتی برابر به پایین حرکت می کند. معمولاً در صورت ایجاد شکست یکنواخت هیچ نوع ترک خوردگی به نشانه نشست ایجاد نمی شود و در صورت ایجاد ترک، بسیار ناچیز هستند.
- نشست نامقارن
در صورتیکه پی و یا خاک زیر پی ساختمان ضعیف باشد و سرعت و میزان تغییرمکان خاک بر اثر نشست در همه نقاط فونداسیون یکسان نباشد ساختمان دچار نشست نامتقارن می شود.
این نوع نشست ساختمان معمولاً باعث بروز شکست و یا ترک بعضی المان های سازه ای مانند تیر، ستون ها، و حتی سقف و دیوارها می شود. در اسکلت های فولادی ممکن است این تغییر خود را به صورت اعوجاج اعضای فولادی و یا بریده شدن و شکسته شدن جوش نشان بدهد. در صورت زیاد بودن مقدار نشست در ساختمان امکان خرد شدن شیشه ها و باز نشدن درب ها و پنجره ها، ترک سنگ و کاشی و حتی نمای ساختمان وجود داشته و در مواقع شدید بهم خوردن تراز کف و پایدار نبودن اشیاء بر روی کف طبقات و بر روی میزها و کابینت ها مشاهده خواهد شد.
اگر در فونداسیون سازه مورد نظر از پی منفرد استفاده شده باشد، میزان سرعت نشست هر ستون با دیگری متفاوت خواهد بود که باعث افزایش خرابی های ناشی از نشست ساختمان خواهد شد.
دلایل ایجاد نشست ساختمان
از دست دادن بیش از حد رطوبت در خاک یکی از عوامل مهم ایجاد نشست در ساختمان می باشد؛ زیرا وقتی خاک مرطوب باشد حجم بیشتری را اشغال می کند؛ اما وقتی خاک خشک شده و رطوبت آن خارج شود فضای خالی زیادی بین ذرات خاک به وجود می آید با حذف این فضاهای خالی، که بر اثر نیروهای وارده خاک فشرده شده و به سمت پایین حرکت می کند؛ در نتیجه ساختمان دچار نشست می شود. به طور کلی دلایل نشست را می توان به عوامل زیر عنوان نمود
اشتباهات انسانی
- طراحی نامناسب فونداسیون ناشی از عدم اطلاع از مقاومت مجاز خاک زیر پی و یا نتایج نادرست آزمایشات مکانیک خاک
- عدم توجه به مشخصات پارامترهای خاک در بخش های مختلف گود تغییرات دانه بندی، چسبندگی و رطوبت خاک
- اجرای نادرست فونداسیون (اشتباه درنقشه خوانی، میلگردگذاری، ..)
- استفاده از مصالح نامرغوب به جهت صرفه جویی در هزینه
- توجه نکردن به دستورالعمل ها در هنگام مواجه با قنات یا چاه در نتیجه عدم تحکیم و مقاوم سازی آن ها قبل از اجراء فونداسیون
- افزایش طبقات ساختمان بدون در نظر گرفتن اثر سربارهای اضافه برروی فونداسیون و خاک زیر پی
- خاک ضعیف زیر ساختمان و عدم تحمل بار ساختمان
عوامل محیطی
- خاک های نامناسب با تراکم ضعیف مثل خاک دستی (نخاله های ساختمانی؛زباله و …) در زیر فونداسیون
- شسته شدن خاک زیر پی به دلیل تغییرات در جدول آب زیرزمینی
- ترکیدگی، نشت یا گرفتگی لوله های آب ساختمان و یا ساختمان های مجاور که سبب نفوذ آب و در نتیجه آب شستگی خاک زیر فونداسیون می شود
- مشکلات مربوط به چاه های جذبی (ریزش چاه و یا سرریز شدن آب چاه های جذبی در نتیجه نشت آب به خاک زیر پی)
- بارندگی یا خشکسالی نامنظم
- زهکشی ضعیف در اطراف خانه
- درختان بالغی که در مجاورت خانه رشد می کنند.
- زمین لرزه
- گودبرداری غیراصولی ساختمان های مجاور که سبب اعمال بار غیرمتعارف به سازه و یا تضعیف آن را به دنبال داشتخ باشند.
- پمپاژ روغن یا آب از زمین مجاور
علائم نشست ساختمان
نشست پی ساختمان و نواحی اطراف آن می تواند به شکل نشانه هایی در داخل سازه نمایان شود که در ادامه به برخی از آنها می پردازیم.
- یکی از علائم اصلی نشست ساختمان، بروز شکاف بین بخش انتهایی دیوار و کف ساختمان است .
- بروز ترک های دایره ای شکل در نواحی اطراف میخ های روی دیوار ساختمان یکی از نشانه های ابتدایی نشست ساختمان است.
- شکم دادگی در کف خانه از سایر علائم نشست پی ساختمان است که این مسئله ناشی از تعبیه ی ستون های تکیه گاهی می باشد و یکی از نشانه های بارز نشست ساختمان است.
- نشست ساختمان که نوعی ضعف در فونداسیون محسوب می شود می تواند سبب بروز ترک در دیوارهای زیرزمین بشود. ورود آب به کف زیر زمین ساختمان سبب حرکت دیوارها و بوجود آمدن ترک های عمودی و افقی روی دیوارها و زیرزمین خانه می شود و علاوه بر این نشست پی ساختمان در برخی مواقع سبب ایجاد ترک در کنار درزها بویژه در ساختمان های بتنی می شود .
- : بوجود آمدن ترک روی دیوارها از اولین نشانه های نشست ساختمان است. ترک های ناشی از نشست ساختمان در دیوارهای آجری یا دیوارهایی که از بلوک ساخته شده اند، عموما به شکل مورب نمایان می شود. سازه هایی که دیوارهای آجری دارند عموما در اثر نشست ساختمان دچار ترک های افقی، عمودی و پله ای می شوند. حالت ظاهری ترک های ناشی از نشست پی ساختمان معنای مختلفی دارند. جهت ترک ها هرکدام اعلام کننده ی وجود مشکل خاصی در ساختمان هستند برای مثال ترک افقی به معنای این است که نیروی وارده از خاک زیر ساختمان به فونداسیون رو به بالاست یا ترک های عمودی نشان دهنده ی حرکت خاک زیر فونداسیون است و ترک های پله ای بدلیل نشست غیر یکنواخت ساختمان است که ناشی از وجود خاک ناپایدار زیر فونداسیون می باشد.
- در اثر نشست ساختمان ترک هایی در نواحی اطراف قاب در، پنجره، سقف و دیوار بوجود می آید. هرچند ترک خوردن یا تاب برداشتن درها و پنجره ها می تواند دلایل مختلفی از جمله رطوبت و انبساط داشته باشد اما یکی از علل های اصلی آن ناشی از نشست خاک زیر پی است.
جلوگیری از نشست ساختمان
با توجه به مواردی که به عنوان دلایل ایجاد نشست ذکر کردیم، رعایت همه موارد می تواند احتمال نشست را کاهش دهد. مقاوم سازی فونداسیون و خاک زیر آن و بالابردن ظرفیت باربری آن از راه های مهم جلوگیری از نشست می باشد. با بالابردن تعداد ستون های سازه و ایجاد پیوستگی بین ستون ها و دیوارها به محافظت سازه کمک میکنیم.
ایجاد دستک در سطح زیر پی برای به این معنی است که با حفرکانال سپس آرماتوربندی و بتن ریزی در عمقی مشخص برای تقویت خاک در نگهداری سازه و جلوگیری از پیشرفت نشست مفید خواهد بود.
اصلاح نشست ساختمان
یکی از راه های مهم و موثر در اصلاح و ترمیم نشست ساختمان ناشی از ضعیف بودن خاک و کم بودن مقاومت فشاری خاک ، بهسازی خاک زیر پی ساختمان و مقاوم سازی فونداسیون به وسیله روش میکروپایل است. در این روش ابتدا خاک زیر فونداسیون به وسیله تزریق تحت فشار بالای دوغاب سیمان ترمیم می گردد و در مراحل بعدی اصلاحات سازه ای در فونداسیون اجرا می گردد تا بتوان از ادامه نشست ساختمان جلوگیری کرد.
ترک های افقی و عمودی و خم شدن دیوارهای زیر زمین، نیز نشان دهنده مشکلاتی در فونداسیون هستند. برخی مواقع اگر دیوار فونداسیون از بلوک بتنی ساخته شده باشد، ترک خوردگی در طول درزها رخ می دهد که از نشانه های وجود اشکال در فونداسیون و نشست در سازه است
در زمانیکه نفوذ آب به زیر پی و آب شستگی خاک دلیل نشست باشد چون نشست خاک ناشی از وزن دیوار است، امکان دارد که پس از قطع شدن نفوذ آب و رطوبت و پس از خشک شدن سطح خاک، نشست متوقف شود. در این حالت، دیوار غیر باربر با پیوند، در دو طرف دیوار جانبی درگیر می‌شود که به طور مسلم نشست در گوشه‌ها کمتر خواهد بود؛ اما قسمت‌های میانی دیوار به شکل منحنی خالی می‌شود. علاوه بر نشست دیوار و بازشدن درز عمیق در سطح زیر طاق، احتمال پیدایش ترک‌های مویین در قسمت‌هایی از دیوار نیز پیش می‌آید. در بعضی موارد، به علت ناچیز بودن ترک‌ها می‌توان از آن صرفنظر کرد و فقط با بتونه کردن سطوح آنها، سطح ظاهری را اصلاح کرد.