فصل ۱ — مقدمه
۱.۱ — کلیات
این گزارش رویه‌های ارزیابی سازه‌های بتنی را پیش از بهسازی تشریح می‌کند؛ با این حال، برای ارزیابی سازه‌ها حتی هنگامی که بهسازی مدنظر نیست نیز می‌تواند سودمند باشد. این رویه‌ها به‌عنوان راهنما برای کمک به معمار/مهندس مسئول ارزیابی تهیه شده‌اند. کار ارزیابی معمولاً برای یک یا چند هدف زیر انجام می‌شود:
- الف) بررسی زوال ناشی از شرایط محیطی مواجهه؛
- ب) ارزیابی خرابی یا آسیب‌دیدگی سازه‌ای ناشی از بارگذاری‌های غیرمعمول، طراحی نامناسب، اجرای ضعیف، اضافه‌بار، آتش‌سوزی، سیل، نشست پی، سایش، آثار خستگی، حمله شیمیایی، هوازدگی یا نگهداری ناکافی؛
- پ) تعیین امکان‌پذیری تغییر کاربری سازه؛
- ت) ارزیابی ظرفیت سازه برای تحمل بارهای بیشتر؛
- ث) توسعه ابعاد سازه یا تغییر ظاهر آن؛
- ج) تعیین امکان‌پذیری اصلاح سازه موجود برای انطباق با آیین‌نامه‌ها و استانداردهای جاری؛ و
- چ) تأیید کفایت و یکپارچگی سازه‌ای کل سازه یا اجزای منتخب آن.
هدف و گستره اقدامات بهسازی باید به‌روشنی تعریف شود تا جهت ارزیابی مشخص باشد. باید با مالک مشورت کرد و هزینه‌های نسبی سطوح مختلف اختلال در فرایند ارزیابی را در اختیار او گذاشت تا بتواند درباره نحوه ادامه کار بهسازی تصمیمی آگاهانه بگیرد. هزینه مواردی مانند اختلال در فعالیت‌های عادی یا تعطیلی کامل سازه، به‌آسانی می‌تواند از هزینه خود کار بهسازی بیشتر شود. اگرچه غالباً می‌توان بهسازی را با کمترین اختلال در فعالیت عادی برنامه‌ریزی و اجرا کرد، توقف فعالیت عادی در طول کار بهسازی معمولاً از نظر هزینه به‌صرفه‌تر است.
هیچ معیار اندازه‌گیری مطلقی برای ایمنی سازه‌ای یک سازه موجود وجود ندارد؛ به‌ویژه برای سازه‌هایی که بر اثر مواجهه طولانی با محیط دچار زوال شده‌اند یا بر اثر یک رویداد فیزیکی آسیب دیده‌اند. با این حال، راهنمای ارزیابی مقاومت در فصل ۲۰ ACI 318 با عنوان «ارزیابی مقاومت سازه‌های موجود» ارائه شده است. در ارزیابی سازه‌ها، قضاوت مهندسی و مشورت نزدیک با مالک درباره کاربری موردنظر سازه ضروری است. در پروژه‌های بهسازی، موارد زیادی از شکست تعمیرات به دلیل رویه نادرست بهسازی و/یا قضاوت نامناسب مشاهده شده است.
به دلیل مجهولات فراوان ذاتی در ارزیابی سازه‌های موجود، استفاده از خدمات مشاورانی مانند متخصصان طراحی که در این نوع کار تجربه دارند و مجوز لازم از مرجع حرفه‌ای ایالتی مربوط را دارا هستند، ضروری است. مؤسسات انجام‌دهنده آزمایش مصالح باید در آزمایش‌ها و روش‌های آنها تجربه داشته باشند و، در صورت اقتضا، دارای تأیید صلاحیت باشند. تکنسین‌ها نیز متناسب با آزمایش‌ها باید در رشته خود گواهی صلاحیت داشته باشند. به همان اندازه، استفاده از پیمانکار متخصص و باتجربه برای ارائه برآورد بهتر هزینه، ارزیابی میزان مزاحمت برای استفاده‌کنندگان و دشواری کار اهمیت دارد. اگر مناقصه رقابتی برگزار می‌شود، باید محدود کردن آن به پیمانکاران پیش‌صلاحیت‌شده دارای سابقه اثبات‌شده در اجرای پروژه‌های مشابه بهسازی را در نظر گرفت.
۱.۲ — تعاریف
تعاریف زیر در اینجا مطابق ACI 116R ارائه شده‌اند:
حفاظت (preservation): فرایند نگهداشت سازه در وضعیت کنونی و متوقف کردن زوال بیشتر.
بهسازی (rehabilitation): فرایند تعمیر یا اصلاح سازه برای رساندن آن به وضعیت بهره‌برداری مطلوب.
تعمیر (repair): جایگزینی یا اصلاح مصالح، اعضا یا اجزای فرسوده، آسیب‌دیده یا معیوب سازه.
مرمت (restoration): فرایند بازگرداندن مصالح، شکل و ظاهر سازه به وضعیت مربوط به دوره‌ای مشخص از عمر آن.
مقاومت (strength): توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر کرنش یا گسیختگی ناشی از نیروهای خارجی.
اصطلاحات زیر برای روشن شدن مفهوم در اینجا تعریف شده‌اند و در ادامه گزارش به کار می‌روند:
مجموعه سازه‌ای (assembly): اعضایی از سازه که برای مقاومت در برابر نیروهای ثقلی، جانبی و سایر نیروها با یکدیگر عمل می‌کنند؛ از جمله قاب‌های ثقلی، قاب‌های مقاوم خمشی، قاب‌های مهاربندی‌شده، دیوارهای برشی و دیافراگم‌ها.
عضو (component): اعضای پایه‌ای تشکیل‌دهنده سازه، شامل تیر، ستون، دال، عضو کششی، دیوار و پایه.
تشخیص وضعیت (condition assessment): نتیجه‌گیری‌های مبتنی بر قضاوت مهندسی درباره وضعیت سازه.
برداشت وضعیت (condition survey): تعیین کمی وضعیت فیزیکی سازه، عمدتاً از طریق بازرسی چشمی و با تکمیل آن به کمک آزمایش‌های غیرمخرب.
جزء (element): بخشی مجزا و قابل شناسایی از سازه.
ارزیابی (evaluation): استفاده از نتایج بررسی‌ها و اصول مهندسی سازه برای نتیجه‌گیری درباره رفتار، وضعیت و یکپارچگی سازه و نیاز آن به حفاظت، بهسازی، مرمت یا مقاوم‌سازی.
بازرسی (inspection): فرایند استفاده از روش‌های دیداری با ابزار و بدون ابزار برای تعیین وضعیت فیزیکی سازه و میزان زوال، خرابی یا آسیب‌دیدگی موجود.
بررسی (investigation): جمع‌آوری و گردآوری داده‌ها و اطلاعات تفصیلی درباره رفتار، وضعیت و مقاومت سازه از طریق تحلیل اسناد، برداشت‌ها، مشاهدات و آزمایش‌ها و روش‌های دیگر، مانند مصاحبه با افراد آشنا با سازه.
نمونه‌برداری (sampling): شناسایی و جدا کردن مصالح یا اعضا از سازه برای انجام آزمایش‌های آزمایشگاهی به‌منظور تعیین خواص مصالح یا سازه، یا کمی‌سازی بیشتر وضعیت فیزیکی.
مقاوم‌سازی (strengthening): افزایش ظرفیت باربری سازه یا بخشی از آن.
سازه (structure): ساختمان، اعضای یک ساختمان یا سامانه سازه‌ای دیگر؛ در این راهنما، مگر آنکه خلاف آن ذکر شود، بتنی فرض می‌شود.
آزمایش (testing): تعیین کمی خواص مصالح یا ویژگی‌های فیزیکی سازه با استفاده از روش‌های آزمایش و تجهیزات کالیبره، در محل یا آزمایشگاه. آزمایش می‌تواند غیرمخرب یا مخرب باشد؛ آزمایش مخرب اغلب به تعمیر پس از آزمایش نیاز دارد.
۱.۳ — هدف و دامنه
هدف این راهنما ارائه رویه‌های عمومی برای ارزیابی سازه‌های ساختمانی بتنی پیش از بهسازی است. این موضوع اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا پیچیدگی طراحی برای بهسازی سازه موجود با طراحی سازه جدید تفاوت قابل ملاحظه‌ای دارد. ارزیابی انواع سازه‌های ویژه، مانند پل‌ها، سدها، نیروگاه‌های هسته‌ای و تونل‌ها، خارج از دامنه این گزارش است، هرچند مفاهیم مشابه‌اند.
این راهنما توصیه‌هایی مبتنی بر تجربه برگرفته از نشریات، بررسی‌ها و ارزیابی‌های پیشین ارائه می‌کند. رهنمودهای آن ماهیتی عمومی دارند، ولی به‌اندازه کافی مشخص‌اند تا بتوان آنها را به‌عنوان الگوی رویه ارزیابی یک سازه به کار برد.
گزارش به ترتیبی تنظیم شده است که ارزیابی معمولاً بر همان اساس انجام می‌شود. نخستین و مهم‌ترین اقدام منفرد در ارزیابی پیش از بهسازی، بررسی مقدماتی است که در فصل ۲ شرح داده شده است. پس از پایان بررسی مقدماتی، در صورت مطلوب یا ضروری تشخیص داده شدن، بررسی تفصیلی می‌تواند آغاز شود. بررسی‌ها معمولاً سه کار اصلی دارند: یافتن و مرور اسناد مرتبط؛ انجام مشاهدات میدانی و برداشت وضعیت؛ و نمونه‌برداری و آزمایش مصالح. از نتایج بررسی می‌توان ارزیابی و تحلیل را تکمیل و گزارش نهایی را تهیه کرد. نمودار شکل ۱.۱ روش کار و فعالیت‌های اصلی رایج در بررسی پیش از بهسازی را نشان می‌دهد. در برخی موارد اسناد مربوط در دسترس نیست؛ در این حالت، موفقیت ارزیابی به تجربه و قضاوت متخصص طراحی وابسته است.
فصل ۲ ویژگی‌ها و کاربردهای بررسی مقدماتی و تفصیلی در فرایند ارزیابی را تعریف کرده و نمایی کلی از گزارش می‌دهد. فصل ۳ اسناد و منابع اطلاعاتی را که معمولاً در ارزیابی مرور می‌شوند معرفی می‌کند. تلاش‌های لازم برای مشاهدات میدانی به‌منظور تأیید و برداشت وضعیت سازه در فصل ۴ تشریح شده است. فصل ۵ اطلاعاتی درباره روش‌ها و رویه‌های نمونه‌برداری و آزمایش مصالح، شامل بازرسی چشمی، آزمایش‌های غیرمخرب و آزمایش‌های مخرب میدانی و آزمایشگاهی، ارائه می‌کند. فصل ۶ به ارزیابی می‌پردازد؛ از جمله مرور اطلاعات و داده‌های گردآوری‌شده، تفسیر داده‌های حاصل از بررسی‌ها، معیارهای پذیرش در ارزیابی مصالح و سازه، شناسایی و ارزیابی گزینه‌های بهسازی و هزینه‌ها. رهنمودهای تهیه گزارش نهایی در فصل ۷ و مراجع در فصل ۸ آمده‌اند.