درز اجرایی چیست و ضوابط قطع بتن ریزی چگونه است؟

قطع بتن چیست؟

قطع بتن یا وقفه در بتن‌ریزی (Construction Joint) حالتی است که در جریان بتن‌ریزی، عملیات ریختن بتن به‌صورت موقت متوقف می‌شود و ادامه آن پس از گیرش اولیه یا نهایی بتن قبلی از سر گرفته می‌گردد. در واقع، گاهی به دلایل مختلف برنامه‌ریزی‌شده یا ناخواسته امکان بتن‌ریزی کامل یک عضو سازه‌ای در یک مرحله وجود ندارد. در چنین شرایطی، بتن‌ریزی در دو یا چند نوبت مجزا انجام می‌شود.

منظور از قطع بتن، اجرای بتن در چند مرحله است که در هر مرحله، بتن جدید پس از گیرش مرحله قبل در قالب بتن ریخته می‌شود. در این حالت، ایجاد پیوستگی کامل بین بتن تازه و بتن قبلی نیازمند رعایت تمهیدات خاصی است که در ادامه به آن می‌پردازیم.

درز ساخت (درز اجرایی)

مطابق تعریف آیین‌نامه بتن ایران (آبا)، فصل مشترک افقی یا قائم بین دو نوبت بتن‌ریزی متوالی را درز ساخت یا درز اجرایی می ‌گویند. درز ساخت‌ها یا اجباری و یا اختیاری می‌باشند.

در آیین‌نامه‌ها و مباحث مقررات ملی ساختمان، محل قطع بتن‌ریزی تحت عنوان درز ساخت یا درز اجرایی (Construction Joint) تعریف می‌شود. مطابق با تعریف ارائه‌شده در نشریه شماره ۵۵ “در هر توقف عملیات بتن‌ریزی که منجر به سخت شدن بتن گردد، درز ساخت (درز اجرایی) به‌وجود می‌آید. به‌طور کلی، هرگاه زمان قطع بتن‌ریزی از ۳۰ دقیقه تجاوز کند، باید آن نقطه را یک درز اجرایی محسوب کرد، مگر آن‌که با انجام تدابیری، حالت خمیری بتن حفظ یا بازگردانده شود.”

به بیان ساده‌تر، درز اجرایی زمانی ایجاد می‌شود که عملیات بتن‌ریزی به هر دلیل متوقف گردد و بتن ریخته‌شده وارد مرحله‌ی گیرش شود. این درز در واقع سطح تماس بین بتن قدیمی و بتن جدید است که باید با دقت و طبق ضوابط آیین‌نامه‌ای آماده و اجرا شود تا پیوستگی سازه حفظ گردد.

دلایل قطع بتن ریزی

قطع بتن‌ریزی در پروژه‌ها می‌تواند عمدی و برنامه‌ریزی‌شده یا غیرعمدی و اتفاقی باشد. برخی از دلایل توقف بتن‌ریزی حین کار عبارتند از:

• اتمام مخلوط بتن
• محدودیت‌های ساختاری و اجرایی؛ برای مثال، هنگام اتصال دو عضو که بتن‌ریزی همزمان آن‌ها مجاز نیست، مانند ستون و فونداسیون، توقف بتن‌ریزی لازم است و این امر موجب ایجاد یک درز ساخت اجباری می‌شود.
• حجم زیاد بتن‌ریزی که امکان اجرای یکجا برای یک عضو سازه‌ای (مانند فونداسیون، سقف یا دیوار) وجود ندارد و ادامه بتن‌ریزی به زمان بعدی موکول می‌شود؛ این حالت معمولاً موجب ایجاد درز غیر اجباری می‌گردد.
• مشکلات اجرایی مانند خراب شدن پمپ بتن، بدقولی کارخانه بتن‌ریزی، یا وقفه‌های ناشی از ترافیک مسیر حمل بتن.
• تغییرات شرایط محیطی و آب‌وهوایی، مانند سرما شدید و بارش باران یا برف حین عملیات، در این صورت باید عمل آوری بتن در هوای سرد به طور دقیق اجرا شود.

هنگامی که یک درز ساخت ایجاد می‌شود، رعایت اصول درز اجرایی و تمهیدات لازم برای پیوستگی لایه‌های بتن اهمیت ویژه‌ای دارد. در صورتی که این عملیات به‌درستی انجام نشود، محل درز می‌تواند به نقطه ضعف سازه‌ای تبدیل شده و احتمال ایجاد درز سرد افزایش یابد.

محل درز ساخت

مطابق آیین‌نامه بتن ایران (آبا): «در انتخاب محل درزهای ساخت باید دقت شود تا یکپارچگی سازه تحت تأثیر قرار نگیرد و همچنین با ظاهر ساختمان سازگار باشد. محل مناسب این درزها بستگی به نوع عضو سازه‌ای دارد و باید توسط مهندس مشاور یا دستگاه نظارت پیش‌بینی گردد. همچنین باید تمهیداتی اندیشیده شود تا تعداد درزها به حداقل ممکن برسد. محل دقیق این درزها باید در نقشه‌های کارگاهی مشخص شود. در هر حال، موقعیت درزهای ساخت نباید به‌صورت تصادفی یا در زمان و محل دلخواه – مانند پایان ساعات کاری – در نظر گرفته شود.»

ادامه، محل مناسب و نحوه اجرا قطع بتن در اجزای مختلف سازه مانند فونداسیون، ستون، تیر و دیوار را بررسی می‌کنیم.

محل قطع بتن در فونداسیون

صرف‌نظر از اینکه فونداسیون به صورت گسترده یا نواری اجرا شود، هنگامی که به هر دلیلی امکان بتن‌ریزی یک‌باره فونداسیون وجود نداشته باشد، لازم است قطع بتن‌ریزی در یک ناحیه‌ مشخص انجام شود تا از ایجاد آسیب‌های احتمالی و ضعف در سازه جلوگیری شود.

مطابق با آیین‌نامه بتن ایران (آبا)، درزهای ساخت باید تا حد امکان در مقاطعی قرار گیرند که تنش‌های برشی در آن‌ها حداقل بوده و همچنین کمترین تداخل یا مزاحمت را برای ترک‌های ناشی از خمش ایجاد کنند. در صورت لزوم، برای انتقال نیروهای برشی و سایر نیروهای داخلی باید تمهیدات لازم در نظر گرفته شود. طبق توصیه‌های آیین‌نامه ای، محل مناسب این درزها معمولاً در محدوده وسط دهانه تا یک‌سوم فاصله از تکیه‌گاه است. به عبارت دیگر، فاصله بین محل دو ستون متوالی در فونداسیون را می‌توان به سه قسمت مساوی تقسیم کرد و بهترین محل برای قطع بتن، قسمت میانی دهانه خواهد بود.

درز ساخت باید تقریباً عمود بر آرماتورهای اصلی و محور طولی مقطع باشد. برای ایجاد چنین درزی، استفاده از قالب بتن به صورت موقت توصیه می‌شود. در صورتی که درز به صورت شیب‌دار اجرا شود، ظرفیت عضو کاهش خواهد یافت. اگر عمق یا ضخامت فونداسیون زیاد باشد، اجرای درز ساخت پلکانی توصیه می‌شود. همچنین، در مواردی که نیروهای برشی زیاد پیش‌بینی شود، لازم است میلگردهای اضافی در محل درز ساخت شالوده‌ها تعبیه گردد تا انتقال نیروها به درستی انجام شود.

نحوه قطع بتن در فونداسیون

درز ساخت باید با دقت و مطابق ضوابط اجرایی انجام شود تا پیوستگی کامل بین دو لایه بتن حفظ گردد. به منظور اجرای صحیح درز اجرایی و جلوگیری از ایجاد نقاط ضعف در سازه، لازم است مراحل زیر به دقت رعایت شود:

• تعیین محل مناسب برای درز اجرایی: همان‌طور که در بخش‌های قبل اشاره شد، محل درز اجرایی باید از پیش و با دقت تعیین شود. این درزها باید در نقاطی قرار گیرند که تنش‌های برشی و تمرکز تنش‌ها حداقل مقدار را دارند تا از ایجاد ضعف در پیوستگی بتن و عملکرد سازه جلوگیری شود.
• آماده‌سازی رابیتس مناسب: برای اجرای درز ساخت در فونداسیون، استفاده از رابیتس فلزی ضروری است. در برخی پروژه‌ها به اشتباه از توری مرغی به جای رابیتس استفاده می‌شود که به دلیل درشتی چشمه‌ها و مقاومت پایین‌تر، گزینه‌ی مناسبی نیست. بهترین انتخاب، دو لایه رابیتس گالوانیزه است که به صورت عمود بر محور طولی مقطع نصب می‌شوند. این چیدمان باعث ایجاد سطحی مضرس (زبر) در محل درز شده و به حفظ پیوستگی مؤثر بین دو لایه بتن کمک می‌کند. در صورتی که رابیتس از نوع گالوانیزه مقاوم در برابر خوردگی باشد، می‌تواند به‌صورت دائم در بتن مسلح باقی بماند. اما اگر احتمال زنگ‌زدگی و انتقال خوردگی به آرماتورها وجود داشته باشد، توصیه می‌شود پس از گیرش اولیه بتن، رابیتس از محل جدا و خارج گردد.
• آماده‌سازی سطح بتن قدیم: پس از گیرش بتن در مرحله‌ی اول، باید سطح بتن به‌طور کامل پاک‌سازی و زبر (مضرس) شود تا پیوستگی کافی با بتن جدید برقرار گردد. در این مرحله لازم است دوغاب سیمان خشک‌شده، مواد سست و ذرات لق از روی سطح حذف شوند. برای این کار می‌توان از برس سیمی استفاده کرد تا سطحی زبر و یکنواخت ایجاد شود.
• ایجاد پیوستگی و اصطکاک لازم بین دو لایه بتن: برای تأمین پیوستگی مناسب بین دو لایه بتن در محل درزهای اجرایی، باید سطح بتن قبلی را به‌صورت زبر و خشن آماده‌سازی کرد. برای آن‌که بتوان ضریب اصطکاک را برابر با ۰٫۹ فرض نمود، سطح تماس باید با ایجاد خراش‌هایی به عمق تقریبی پنج میلی‌متر به حالت زبر درآورده شود. این زبری موجب افزایش چسبندگی مکانیکی و مقاومت برشی در محل درز ساخت شده و از لغزش احتمالی بین دو لایه بتن جلوگیری می‌کند.
• اشباع سطح بتن اولیه با آب: پیش از شروع بتن‌ریزی جدید، باید تمام سطوح درزهای اجرایی به‌طور کامل با آب اشباع شوند تا از جذب آب بتن تازه توسط بتن قدیمی جلوگیری گردد.
• بتن‌ریزی مرحله دوم: بتن تازه با اسلامپ مناسب باید روی سطح آماده شده ریخته و به‌طور کامل متراکم شود. در این مرحله، ویبره مناسب اهمیت زیادی دارد؛ زیرا اگر پیوستگی بین دو لایه به‌خوبی برقرار نشود، ممکن است درز سرد ایجاد شود.

قطع بتن در دیوار حائل و دیوار برشی

در بتن‌ریزی دیوارهای حائل و دیوارهای برشی، امکان ایجاد درز ساخت (درز اجرایی) وجود دارد، اما در این مقاطع نیازی به استفاده از رابیتس نیست. تنها نکته مهم، جلوگیری از تشکیل درز سرد میان دو لایه بتن است.

در مورد بهترین محل قطع بتن در دیوار حائل و دیوار برشی، همانند سایر اعضای سازه‌ای، قطع بتن باید در نقاطی انجام شود که نیروهای برشی حداقل مقدار را دارند. در مقابل، در نواحی نزدیک به ستون‌ها یا محل‌هایی با تمرکز برش بالا، باید از ایجاد درز ساخت خودداری شود، زیرا این مناطق تحت بیشترین تنش‌های برشی قرار دارند و احتمال جداشدگی یا ضعف پیوستگی در آن‌ها بالاست. با این حال، توصیه می‌شود بتن‌ریزی دیوارها به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی و اجرا شود که نیازی به درز ساخت نباشد.

برای حفظ پیوستگی بین بتن جدید و بتن سخت‌شده، می‌توان در محل قطع بتن از تعدادی آرماتور اضافی استفاده کرد تا انتقال نیرو بین دو لایه به‌درستی انجام شود. همچنین، ایجاد کلید برشی (Shear Key) در محل درز اجرایی بسیار مؤثر است؛ به این صورت که در لایه‌ی زیرین، شیاری یا گودی با عمق مناسب تعبیه می‌شود و در بتن‌ریزی مرحله بعد، این حفره با بتن تازه پر شده و باعث افزایش درگیری مکانیکی و یکپارچگی سازه‌ای بین دو لایه می‌گردد.

قطع بتن در ستون ها

ستون‌ها به دلیل قائم بودن و نقش حیاتی آن‌ها در انتقال بارهای ثقلی و جانبی، نیازمند پیوستگی کامل در بتن هستند. غیر از قسمت‌هایی که مجبور به قطع بتن اجباری هستیم در بقیه موارد بهتر است در ستون‌ها درز ساخت ایجاد نشود و بتن‌ریزی تا حد امکان در یک مرحله انجام شود. چنانچه به هر دلیل نیاز به قطع بتن‌ریزی در ستون باشد، محل درز باید در نقاطی انتخاب شود که نیروهای داخلی، به ویژه نیروهای برشی، حداقل مقدار را دارند.

برای اجرای صحیح بتن‌ریزی لایه جدید، سطح بتن سخت‌شده زیرین باید مضرس، تمیز و اشباع از آب باشد. همچنین، هنگام ایجاد درز ساخت در ستون، مقاطع باید از نظر تحمل نیروها و انتقال برش کنترل شوند. در این مقاطع می‌توان با استفاده از میلگردهای طولی امتداد یافته اضافی یا ایجاد خراش‌های سطحی روی بتن قدیم، پیوستگی لازم بین لایه‌های بتن را برقرار کرد و از ایجاد درز سرد جلوگیری نمود. بهتر است برای قالب‌بندی ستون از یوغ قالب بندی نیز استفاده کرد. خرید گونیا ستون باکیفیت، نقش مهمی در حفظ استحکام قالب‌بندی و کیفیت نهایی اجرای ستون دارد. بتن‌ريزی در ستونها و ديوارها بايد تا زير تير و يا دال هر طبقه انجام شود.

محل قطع بتن در تیرها و کف‌ها

قطع بتن در تیرها و دال‌ها مشابه قطع بتن در فونداسیون است و باید در محل‌هایی با کمترین تنش و نیروی برشی انجام شود. به‌طور معمول، برای تیرها و دال‌ها بهتر است محل قطع بتن در یک‌سوم میانی دهانه دال یا طول تیر قرار گیرد و استفاده از رابیتس نیز توصیه می‌شود.

مطابق ضوابط و توصیه ‌های آیین نامه ای، ایجاد درزهای اجرایی کف‌ها باید در ثلث میانی دهانه دال‌ها و تیرهای اصلی و فرعی صورت گیرد. در تیرهای اصلی متصل به تیر فرعی، فاصله هر درز اجرایی تا تیر فرعی متقاطع نباید کمتر از دو برابر عرض تیر فرعی باشد.

در برخی پروژه‌ها، ممکن است بتن‌ریزی تیر تا زیر دال انجام شود و سپس بتن‌ریزی دال آغاز گردد. این نوع اجرای درز ساخت کاملاً نادرست است و باید از آن پرهیز شود. بتن‌ریزی تیرها و سرستون‌ها باید به‌صورت یکپارچه با بتن دال انجام شود، مگر اینکه خلاف آن در نقشه‌ها یا دفترچه مشخصات پروژه تصریح شده باشد. همچنین در صورتی که عمق یا ضخامت تیر یا دال زیاد باشد، ایجاد درز ساخت پلکانی توصیه می‌شود. بتن‌ريزی در تيرها يا دالهاي متكی بر ستون‌ها يا ديوارها را تا زماني كه بتن اعضا قائم حالت خميری دارند، نبايد انجام داد.

زاویه درز اجرایی

انتخاب و اجرای زاویه مناسب برای درز ساخت از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و بر یکپارچگی لایه‌های بتن و دوام سازه تأثیر مستقیم دارد. بهترین زاویه برای ایجاد درز اجرایی، زاویه‌ای است که سطح قطع بتن عمود بر تنش‌های ایجاد شده در عضو باشد؛ ایجاد درز مایل می‌تواند پتانسیل تشکیل ترک‌های برشی در عضو را افزایش دهد. به طور کلی، بهترین زاویه برای قطع بتن، زاویه عمود بر امتداد عضو است. در فونداسیون‌ها،تیر و دال‌ها قطع بتن معمولاً به صورت قائم انجام می‌شود و در اعضای قائم مانند ستون‌ها و دیوارها، محل قطع بتن به صورت افقی انتخاب می‌شود.

ضوابط و نکات اجرای درز ساخت

رعایت ضوابط فنی در هنگام اجرای درز ساخت، برای اطمینان از عملکرد یکپارچه‌ی سازه و جلوگیری از ایجاد درز سرد یا ضعف چسبندگی بین دو لایه بتن، الزامی است. مهم‌ترین ضوابط به شرح زیر است:

• تعداد درزهای اجرايی بايد در كمترین حد لازم برای انجام كار انتخاب شود.
• در درزهای اجرایی باید سطح بتن را تمیز كرد و دوغاب خشک شده را از روی آن زدود.
• درزهای اجرایی باید در مقاطعی پیش‌بینی شوند که نیروهای داخلی، به ویژه نیروهای برشی، حداقل باشند و در صورت نیاز، تمهیدات لازم برای انتقال نیروهای داخلی در محل درزها انجام شود.
• برای تأمین پیوستگی بتن در محل درزهای اجرایی، سطح بتن قبلی باید زبر و آماده شود. برای آنکه ضریب اصطکاک بین لایه‌های بتن برابر 0.9 فرض شود، سطح تماس باید با خراش‌هایی به عمق تقریباً ۵ میلی‌متر زبر شود.
• قبل از بتن‌ریزی لایه جدید، تمامی سطوح درزهای اجرایی باید اشباع شوند تا جذب آب از بتن تازه توسط بتن لایه زیرین، کاهش یابد.
• درزهای اجرایی باید منظم و امتدادشان عمود بر جهت تنش‌های اصلی باشد. درزهای ساخت، بیشتر قائم یا افقی می‌باشد و معمولاً تلاش می‌شود با سایر انواع درزها منطبق گردد.
• در تیرها و شاه‌تیرها، درز ساخت باید تقریباً عمود بر محور عضو باشد و هیچگاه با محور آن موازی نشود.
• از ایجاد درزهای بزرگ خودداری شود و در صورت نیاز، درزها به صورت پلکانی یا سطح شکسته اجرا شوند.
• در درزهای اجرایی باید پیوستگی کامل بین بتن و آرماتور در دو طرف درز حفظ شود.
• درز ساخت می‌تواند در محل لنگر خمشی ماکزیمم قرار گیرد، زیرا در این نقاط تنش‌های کششی توسط فولادهای کششی تحمل می‌شوند.
• شاهتیرها، دالها، سرستونها و مانند آنها همگی قسمتهایی از یک کف به حساب میآیند که باید در یک مرحله بتنریزی شوند، بتنریزی ستونها اجباراً در تراز هر طبقه در محل سرستون یا تیر متوقف میشود. درزهای ساخت عموماً در ساختمانهای بتنی کاربرد دارند . درزهای ساخت باید در محلهای مناسب و زیر نظر دستگاه نظارت تعبیه شوند.
• شاه‌تیرها، دال‌ها، سرستون‌ها و مشابه آن‌ها قسمت‌هایی از یک کف هستند و بهتر است بتن‌ریزی آن‌ها در یک مرحله انجام شود. بتن‌ریزی ستون‌ها معمولاً در تراز هر طبقه و در محل سرستون یا تیر متوقف می‌شود.
• درزهای ساخت عمدتاً در ساختمان‌های بتنی کاربرد دارند و باید در محل‌های مناسب و زیر نظر دستگاه نظارت تعبیه شوند.