ویژگی‌های ساختگاهی پی
ابعاد، شكل، محل، عمق، نحوه قرارگیری سازه پی و نیز هندسه زمین و نیز مشخصات سازه‌های مجاور از نظر سطح قرارگیری پی، نوع پی و تعداد طبقات آنها جزء شرایط هندسی پی است كه بایستی مورد مطالعه قرار گیرد. شرایط سازه‌ای پی شامل نوع سازه پی (سطحی و عمیق) و نوع مصالح، جزییات طراحی و مشخصات اجرایی سازه پی است.
برای ارزیابی رفتار پی (در مقابل گسیختگی و تغییر مكان)، حداقل به اطلاعات زیر نیاز است.
- ظرفیت باربری نهایی و مجاز خاك بر حسب نوع پی (سطحی یا عمیق)
- ضرایب تغییر شكل براساس جنس و رفتار خاك‌ها در تغییر شكل الاستیك و نیز تغییر شكل‌های تحكیمی و تابع زمان
- مطالعات مربوط به فشار جانبی خاك بر روی دیوارهای نگهبان
روانگرایی
در هنگام وقوع زمین لرزه در زمین‌های حاوی خاك‌های ماسه‌ای كم تراكم و اشباع، فشار آب حفره‌ای می‌تواند به حدی افزایش یابد كه خاك مقاومت برشی خود را از دست بدهد این پدیده به روانگرایی مرسوم است.تعیین دقیق وضعیت لایه‌های زیرسطح خاك و آب زیرزمینی جهت برآورد پتانسیل روانگرایی خاك در زیر ساختمان لازم است. اطلاعات كلیدی در این بررسی عبارتند از: مشخصات ژئوتكنیكی، تراز سطح آب زیرزمینی و تغییرات آن، نوع ومیزان تراكم خاك.
در بررسی پتانسیل خطر روانگرایی در یك ساختمان، ابتدا باید معلوم شود كه آیا اساساً وقوع این پدیده در آن ساختمان متحمل است یا خیر. به طور كلی احتمال وقوع روانگرایی در آبرفت‌های جوان بیش از آبرفت‌های قدیمی است. بدین لحاظ با بررسی شرایط زمین‌شناسی خاك و نوع رسوبات می‌توان به طور كیفی پتانسیل خطر را تعیین نمود.
| درجه |
واحدهای زمین ریخت شناسی |
پتانسیل روانگرایی |
| A |
بسترهای فعلی و قدیمی رودخانه‌ای- باتلاق- زمین‌های پست بین تپه‌های ماسه‌ای و کنار بندهای طبیعی- محل‌های احیا شده- دشت‌های سیلابی |
احتمال وقوع روانگرایی زیاد است. |
| B |
مخورط افکنه-کناره‌ای بند طبیعی-تپه‌های ماسه‌ای- دشت سیلابی- سایر جلگه‌ها |
روانگرایی ممکن است. |
| C |
تراس- تپه-کوه |
روانگرایی غیرمحتمل است. |
معیارهای زیر می‌تواند برای ارزیابی به كار رود.
- اگر سطح آب زیرزمینی در عمق بیش از ۱۰ متر زیر تراز شالوده واقع باشد پتانسیل خطر بسیار كم است و از مخاطرات روانگرایی صرفنظر می‌شود. باید توجه داشت كه در این بررسی، تغییرات فصلی سطوح آب نیز باید مد نظر قرارگیرد.
- اگر جنس لایه‌های خاك از نوع رس لای‌دار باشد پتانسیل خطر كم است، مگر این كه رس موجود از نوع به شدت حساس باشد.
فرو نشست
ممكن است زلزله موجب نشست در نواحی محدود یا وسیعی از سطح زمین شود. این نشست می‌تواند در اثر روانگرایی در خاك‌های دانه‌ای سست اشباع و یا تراكم در خاك‌های دانه‌ای سست و غیر اشباع باشد. علاوه بر آن ممكن است زلزله موجب فرو ریزش فضاهای باز زیرزمینی از قبیل معادن، تونل‌ها، قنوات، غارها و حفرات كارستی شود و در نتیجه نشست قابل توجهی در محدوده بزرگی به وجود آید. به چنین مواردی فرو نشست گفته می‌شود. تغییر مكان قابل قبول ناشی از فرو نشست، با سطح عملكرد سازه و نیز قابلیت و توانایی سازه جهت پذیرش تغییر مكان‌های یكسان یا نامساوی پی تعیین می‌شود.
زمین لغزش و سنگ ریزش
زمین لغزش و حركت تودهای خاك یا سنگ بر روی شیب‌ها به سمت پایین دست و نیز سنگ ریزش به فرو افتادن قطعات كوچك تا بسیار بزرگ سنگ اطلاق می‌شود. بروز زمین لغزش می‌تواند باعث ناپایداری كلی یا تخریب ساختمان یا حركت كلی یكسان یا متفاوت پی ساختمان شود. ارزیابی پتانسیل این مخاطرات نیازمند آگاهی كامل از شرایط ژئوتكنیكی لایه‌ها و سازندهای مختلف زمین است. در صورت حصول موارد ذیل، نیاز به بررسی پایداری شیب محل پروژه از نظر زمین لغزش و سنگریزش نیست.
- زمین با شیب كمتر از ۱ قایم به ۴ افقی (مگر آن كه زمین مستعد روانگرایی باشد و یا خاك منطقه حساس باشد)
- عدم وجود مورفولوژی لغزشی و عدم وجود سابقه‌ی ناپایداری شیب‌ها در منطقه
- عدم وجود سازندهای با پتانسیل لغزش و سنگ ریزش.
اگر در نتیجه بررسی‌ها تشخیص داده شود كه خاك منطقه مستعد روانگرایی نبوده و به صورت دیگری نیز مقاومت برشیخود را از دست نمی‌دهد، استفاده از روش شبه استاتیكی جهت ارزیابی پایداری شیب محل مجاز است. در غیر این صورت جهت ارزیابی پایداری شیب باید از تحلیل دینامیكی با در نظرگرفتن مدل رفتاری مناسب جهت لحاظ نمودن رفتار غیر خطی خاك و تغییرات فشار آب حفره‌ای استفاده شود.
در آنالیز شبه استاتیكی باید از ضریب زلزله‌ای حداقل برابر با نصف شتاب مبنای طرح (در صورت استفاده ازاستاندارد ۲۸۰۰ ایران) و یا نصف حداكثر شتاب زمین (در صورت استفاده از مطالعات ساختگاهی) برای سطح خطر مورد نظر در زمین ساختگاه مورد مطالعه استفاده كرد. اگر ضریب ایمنی حاصل از تحلیل شبه استاتیكی بزرگتر یا مساوی یك باشد، می‌توان چنین قضاوت نمود كه شیب مورد مطالعه پایدار بوده و نیازی به آنالیز پایداری دقیقتر ندارد. البته در صورت عدم وجود اطلاعات كافی درباره مشخصات ژئوتكنیكی زمین یا كاربرد ضریب شتاب و یا ضریب اهمیت سازه، ممكن است با نظر كارشناس مربوط یك ضریب بزرگتر از یك به عنوان معیار پایداری مورد استفاده قرار گیرد. اگر ضریب ایمنی در مطالعه فوق كمتر از یك به دست آید، باید تغییر مكان‌های زمین با استفاده از یك روش تحلیل مناسب محاسبه شود. نتایج این تحلیل می‌تواند توسط مهندس سازه در ارزیابی عملكرد سازه مورد استفاده قرار گیرد.
كاهش مخاطرات ساختگاهی
در صورت وجود هر یك از مخاطرات ناشی از ناپایداری باید تمهیدات ویژه در مورد كاهش و رفع آن از طریق بهسازی لرزهای خاك نظیر تزریق، زهكشی، تراكم به روشهای مختلف، تسلیح خاك و دیگر روشهای بهسازی مناسب خاك براساس دستورالعمل های معتبرصورت گیرد.
مقاومت و سختی پی
هرگاه لازم باشد اندركنش سازه و خاك در مطالعات بهسازی ساختمان موجود با مدلسازی پی ساختمان در نظر گرفته شود، تعیین مقاومت و سختی پی لازم خواهد بود.
فشار لرزهای جانبی خاك
دیوارهای ساختمانی نگهدارنده خاك باید در مقابل اثرات فشارهای لرزهای زمین ارزیابی شوند. در غیاب مطالعات ژئوتكنیكی خاص پروژه، اضافه فشار خاك در حین زلزله وارد بر یك دیوار ساختمانی كه یك توده خاك غیر اشباع با سطح افقی (تراز) در بالای سطح آب زیرزمینی را نگه می‌دارد.
بهسازی پی
روش انتخابی برای بهسازی پی باید هماهنگ با روش بهسازی سازه و ضوابط و اصول كلی این دستورالعمل باشد. این هماهنگی به معنی تضمین این مساله است كه بهسازی مجموعه سازه و پی منجر به تأمین سطح عملكرد ایمنی جانی تحت سطح خطر II می‌شود. هنگامی كه اجزای جدیدی بهسازه اضافه می‌شود، پی این اجزا در مدل سازی پی ساختمان باید در نظر گرفته شود. اگر روش بهسازی پی به گونه‌ای است كه هر بخش از پی بهسازی شده نوعی از بارها را تحمل می‌كند (مثلاً بر بخش قدیمی بارهای ثقلی و بر بخش جدید بارهای زلزله وارد می‌شود)، باید این بخش‌ها به نحو مناسب و به طور مجزا مدلسازی شوند. اثرات بهسازی پی بر روی رفتار آن باید در مدل تحلیل سازه بهسازی شده در نظر گرفته شوند. سازگاری اجزای جدید و موجود باید تحت تغییر شكل‌های متناسب با سطح عملكرد ایمنی جانی كنترل شود.
ضوابط كلی بهسازی
در صورتی كه مشخص شود بعضی اعضای بتنی در یك ساختمان موجود واجد شرایط لازم جهت تأمین عملكرد ایمنی جانی برای ساختمان نیست، این اعضا باید بهسازی یا تعویض شوند و یا این كه ساختمان باید به نحوی بهسازی شود كه اعضای فوق الذكر در شرایط جدید ساختمان مشكلی در جهت تأمین سطح عملكرد ایمنی جانی برای ساختمان ایجاد ننمایند. در صورتی كه تصمیم بر تعویض عضو گرفته شود، عضو جدید باید بر اساس آیین‌نامه بتن ایران طراحی شود.
اصول و ضوابط این دستورالعمل می‌تواند به عنوان معیار بررسی روشهای بهسازی انتخابی قرار بگیرد تا از تطبیق شرایط ساختمان بهسازی شده با سطح عملكرد مورد نظر اطمینان حاصل شود. اثرات بهسازی روی سختی، مقاومت و قابلیت تغییر شكل ساختمان باید در ساخت مدل تحلیلی ساختمان بهسازی شده در نظر گرفته شود. با توجه به تغییر شكل‌های مورد انتظار در سطح عملكرد انتخابی، باید سازگاری اعضای موجود و جدید كنترل شود.
