فصل ۲ — بررسی مقدماتی و تفصیلی
۲.۱ — مقدمه
هدف بررسی، فراهم کردن اطلاعات درباره وضعیت موجود سازه است. بررسی باید نوع و شدت هر وضعیت آشکاری را که بر رفتار، عملکرد یا کارکرد موردنظر سازه اثر می‌گذارد مشخص کند. همچنین باید امکان ارزیابی عملی بودن بهسازی موردنظر را برای مالک فراهم سازد.
پیش از آغاز بررسی، نیازها و انتظارات مالک باید ارزیابی شود تا مشخص گردد بررسی مقدماتی مناسب است یا تفصیلی. به دلیل ماهیت هر بررسی، ممکن است وضعیت‌های پنهان یا پیش‌بینی‌نشده آشکار شوند. بنابراین، بررسی مقدماتی ممکن است اطلاعات کافی برای ارزیابی مناسب سازه بتنی ندهد و بررسی تفصیلی‌تری لازم شود. توصیه می‌شود بین مالک و متخصص طراحی که برای ارزیابی قرارداد می‌بندد، توافق کتبی با ذکر اهداف و دامنه کار تنظیم شود.
یافته‌های بررسی مقدماتی و تفصیلی مستقیماً بر نتیجه نهایی فرایند ارزیابی، انتخاب روش‌های مختلف بهسازی برای مطالعه، هزینه برآوردی هر گزینه و در نهایت انتخاب روش مناسب بهسازی اثر خواهند گذاشت.
۲.۲ — بررسی: نمای کلی
بررسی‌های مقدماتی و تفصیلی غالباً بعضی یا همه موارد زیر را با درجات متفاوتی از تفصیل در بر می‌گیرند:
- ۱. مرور اسناد؛
- ۲. بررسی میدانی؛
- ۳. نمونه‌برداری و آزمایش مصالح؛
- ۴. ارزیابی؛ و
- ۵. گزارش‌دهی.
۲.۳ — بررسی مقدماتی
بررسی مقدماتی، بر پایه هدف تعیین‌شده یا دلیل انجام بهسازی، تشخیصی اولیه از رفتار، وضعیت و عملکرد موجود سازه بتنی به دست می‌دهد. هنگامی که تغییرات کاربری پیشنهادی با بارگذاری‌های یکسان یا مشابه همراه باشد، اسناد گسترده‌ای درباره ساخت و نگهداری سازه موجود باشد، یا آسیب‌دیدگی و وضعیت‌های غیرمعمول اندک باشند، بررسی مقدماتی ممکن است کافی باشد. این بررسی ممکن است نشان دهد ادامه بررسی تفصیلی مطلوب نیست؛ مانند خرابی شدیدی که بازگرداندن یکپارچگی سازه از نظر اقتصادی ممکن نباشد، یا هنگامی که آشکار شود اهداف مالک به نحو رضایت‌بخش تأمین نمی‌شوند.
بررسی مقدماتی، مطالعه‌ای جامع نیست. این بررسی‌ها ماهیتی کلی دارند و ممکن است برای دستیابی به هدف تعیین‌شده به‌اندازه کافی جامع نباشند. در بررسی مقدماتی معمولاً انجام بررسی تفصیلی برای ارزیابی کامل‌تر سازه بتنی توصیه می‌شود.
بررسی مقدماتی دست‌کم باید شامل گردآوری اسناد موجود از مالک و منابع شناخته‌شده، مشاهده میدانی و اندازه‌گیری سازه برای برداشت وضعیت و انطباق با اسناد، و در صورت نیاز، نمونه‌برداری یا آزمایش موضعی باشد (فصل‌های ۳ تا ۵). اگر مشاهدات نشان‌دهنده آسیب‌دیدگی شدید باشد، باید فوراً با مالک تماس گرفت تا دست‌کم شمع‌بندی موقت یا پایدارسازی عضو آسیب‌دیده مشاهده‌شده فراهم شود.
۲.۴ — بررسی تفصیلی
بررسی تفصیلی هنگامی انجام می‌شود که بازدید اولیه محل یا بررسی مقدماتی، نیاز به ارزیابی عمیق‌تر رفتار یا وضعیت سازه بتنی را برای برآورده کردن اهداف مالک و اهداف بهسازی مشخص کرده باشد. بررسی تفصیلی می‌تواند شامل ارزیابی بیشتر سازه بتنی، اصلاح راهبرد بررسی و تحلیل‌های فنی و اقتصادی تکمیلی باشد. اگر بررسی مقدماتی به تشخیص نیاز به بررسی تفصیلی منجر شده باشد، مهم است که پیش از شروع بررسی تفصیلی، نیازها، انتظارات و اهداف مالک دوباره ارزیابی شوند. تنظیم توافق کتبی تکمیلی که اهداف و دامنه بررسی تفصیلی را بیان کند توصیه می‌شود.
۲.۵ — مرور اسناد
یافتن، تهیه و مرور اسناد مرتبط با سازه اهمیت دارد. مرور کامل مستندات موجود، هم در زمان و هم در هزینه ارزیابی و پروژه بهسازی پس از آن صرفه‌جویی می‌کند. فصل ۳ راهنمای بیشتری درباره نوع مستندات لازم برای انواع سازه‌ها و محل دستیابی به آنها می‌دهد. هنگامی که اسناد اولیه در دسترس نیست، مطالعه باید با اقدامات ویژه‌ای برای جبران اطلاعات مفقود آغاز شود. این اقدامات می‌تواند شامل آزمایش غیرمخرب، نمونه‌برداری و آزمایش مصالح و مستندسازی دقیق سامانه سازه‌ای موجود و وضعیت آن باشد.
گاهی برای به دست آوردن نقشه‌ها، مشخصات فنی، نقشه‌های کارگاهی، سوابق ساخت، گزارش بررسی‌های پیشین یا اطلاعات مرتبط دیگر، جست‌وجو در منابع متعدد ضروری است. به‌ویژه در سازه‌های قدیمی‌تر، تهیه اسناد می‌تواند بسیار بیش از خود مرور آنها زمان ببرد. پرونده‌های مالک، بایگانی شهر یا کتابخانه، طراحان اولیه و پیمانکاران اولیه معمولاً بهترین منابع جست‌وجوی اسناد و سوابق‌اند. مؤسسات آزمایش، شرکت‌های مدیریت ساختمان، تولیدکنندگان بتن پیش‌ساخته یا شرکت‌های بزرگ پیمانکاری جزء، منابع احتمالی دیگر برای تهیه اسناد ساخت هستند. دانشگاه‌ها، کتابخانه‌ها، انجمن‌های تاریخی و ادارات ایالتی حفاظت از آثار ممکن است اسناد طراحی، سوابق ساخت و عکس‌های سازه‌های تاریخی را در اختیار داشته باشند.
مرور نقشه‌ها، مشخصات فنی و سایر سوابق ساخت شامل کنترل جزئیات بحرانی طراحی و شناخت آرایش اعضا و اجزای بحرانی، مسیرهای انتقال بار و وجود ویژگی‌های غیرمعمول است. الزامات آیین‌نامه‌ای حاکم در زمان طراحی باید بررسی شوند. می‌توان آنها را با آیین‌نامه‌ها و استانداردهای جاری مقایسه کرد تا حاشیه‌ها مشخص شوند. داده‌های بحرانی مانند الزامات بارگذاری، ظرفیت و بهره‌برداری باید مرور شوند. اغلب تعیین خواص فیزیکی درجا برای مصالح موجود ضروری است. اگر این اطلاعات از مستندات موجود به دست نیاید، می‌توان خواص فیزیکی را با نمونه‌برداری و آزمایش تعیین کرد.
هم‌زمان با پیشرفت مرور اسناد، باید نقشه‌های برداشت میدانی برای ثبت اطلاعات حاصل از بررسی میدانی تهیه شوند. نقشه‌های ثبت برداشت، اطلاعات اساسی درباره ویژگی‌های سازه‌ای مانند حدود پیرامونی، محل و ابعاد ستون‌ها، تیرها و دیوارها ارائه می‌دهند. اگر سازه چندطبقه باشد، می‌توان برای هر طبقه یک برگ ثبت تهیه کرد. در فرایند مرور سوابق باید فهرستی از موارد یا پرسش‌ها درباره وضعیت چون‌ساخت، تغییرات یا تغییرات احتمالی کاربری از زمان ساخت اولیه تهیه و سپس در محل کنترل شود. تغییرات در سازه‌های در حال بهره‌برداری رایج است و باید با دقت ثبت و از نظر آثار احتمالی بر تغییر مسیرهای بار یا رفتار کل سامانه سازه‌ای ارزیابی شود.
۲.۶ — بررسی میدانی
بررسی معمولاً ماهیت و گستره وضعیت‌های مشاهده‌شده را مستند کرده و مشکلات و اعضا یا اجزای مرتبط را مشخص می‌کند. یک بازدید گذری در سازه ممکن است برای تعیین دامنه و نیازهای پروژه کافی باشد. با این حال، در پروژه‌های بهسازی، کنترل دقیق‌تر موارد مختلف و بررسی نزدیک نواحی معرف یا نمونه لازم است. فراوانی، گستره و شدت مشکلات، برای مثال زوال، آسیب‌دیدگی یا عدم انطباق با مستندات، در سراسر سازه باید ثبت شود.
تشخیص وضعیت‌های مشاهده‌شده و شناسایی نیاز به پیگیری و اقدامات اصلاحی مناسب باید در گزارشی مستند شود. برداشت‌های اولیه اغلب ماهیت مشکل را به‌درستی توصیف می‌کنند. اگر به مشکلات سازه‌ای مانند آسیب‌دیدگی ظن وجود داشته باشد، متخصص طراحی باید برای بررسی و ارزیابی بیشتر از مهندسان سازه باتجربه استفاده کند. به‌طور کلی باید به اتصال‌ها، نواحی تکیه‌گاهی، محل تغییر ناگهانی هندسه و نقاط تمرکز بار در سازه توجه کرد. یادداشت‌های میدانی، عکس‌ها و ویدئوها ابزارهای ارزشمندی برای طبقه‌بندی و انتقال اطلاعات وضعیت‌ها و مشکلات مشاهده‌شده در محل هستند (ACI 201.1R؛ ACI 207.3R؛ Buchanan 1983). هرجا زوال یا آسیب‌دیدگی به‌طور غیرمعمول شدید باشد، ثبت عکسی آن ضروری است.
اگر آسیب‌دیدگی یا کاستی جدی‌ای کشف شود که بتواند وضعیت ناایمن یا بالقوه خطرناک ایجاد کند، باید فوراً به مالک اطلاع داد. در چنین حالتی باید تخلیه موقت، شمع‌بندی موقت یا اقدامات اضطراری ایمنی دیگر به مالک توصیه شود. ممکن است پایش بعدی جابه‌جایی‌ها، ترک‌ها و پیشرفت آسیب‌دیدگی لازم باشد.
حتی با وجود مستندات و اطلاعات کامل ساخت، مشاهده میدانی برای تأیید قابلیت اعتماد و دقت آنها لازم است. مشاهدات میدانی باید علاوه بر هندسه چون‌ساخت و مصالح، وضعیت فعلی سازه، محیط آن و بارهای وارد بر آن را نیز بررسی کند. رهنمودهای مشاهده میدانی و برداشت وضعیت در فصل ۴ آمده‌اند.
۲.۷ — نمونه‌برداری و آزمایش مصالح
علاوه بر مشاهده میدانی، ممکن است برای بررسی وضعیت و مقاومت اعضای سازه یا مصالح درجا، آزمایش غیرمخرب یا نمونه‌برداری برای آزمایشگاه لازم باشد.
۲.۷.۱ — آزمایش غیرمخرب
آزمایش غیرمخرب مشاهدات چشمی را تکمیل می‌کند و می‌تواند اطلاعات ارزشمندی برای تصمیم‌گیری درباره آزمایش و ارزیابی بیشتر بدهد (ACI 228.2R). برای مثال، می‌توان از آزمایش غیرمخرب برای تعیین محل آرماتور به‌جای بازشوهای اکتشافی استفاده کرد. با این حال، باید نتایج آزمایش غیرمخرب با آزمایش نمونه‌ها یا بازشوهای اکتشافی همبسته شوند تا قابلیت اعتمادشان تأیید شود (ACI 437R). برخی روش‌های رایج در بررسی مقدماتی عبارت‌اند از:
- ۱. آزمایش صوتی، با ضربه چکش یا کشیدن زنجیر، برای یافتن جدایش‌های کم‌عمق؛
- ۲. پوشش‌سنج برای تعیین محل فولاد آرماتور؛
- ۳. چکش بازجهش برای برآورد مقاومت فشاری؛ و
- ۴. اندازه‌گیری پتانسیل نیم‌پیل برای تعیین وضعیت خوردگی فولاد آرماتور.
بعید است همه این روش‌ها در یک بررسی مقدماتی استفاده شوند. معمولاً فقط نواحی منتخب سازه آزمایش می‌شوند. نتایج غالباً به شناسایی نقاطی کمک می‌کند که در بررسی تفصیلی به آزمایش‌های مخرب و غیرمخرب جامع‌تر نیاز دارند. در بررسی تفصیلی ممکن است از روش‌های گسترده‌تری مانند سرعت پالس، ضربه–پژواک، پاسخ ضربه‌ای، پرتونگاری و آزمایش بارگذاری سازه در محل استفاده شود. شرح روش‌ها و رویه‌های آزمایش غیرمخرب در فصل ۵ این گزارش و در ACI 228.2R آمده است.
۲.۷.۲ — برداشت اکتشافی مصالح و ایجاد بازشو
برداشت اکتشافی مصالح و ایجاد بازشو برای تعیین وضعیت چون‌ساخت و آشکار کردن وضعیت‌های پنهان سازه سودمند است. بازشوهای اکتشافی به تعیین ویژگی‌های موجود چون‌ساخت و کسب اطلاعات قابل اعتماد درباره ماهیت و گستره مشکلات موجود کمک می‌کنند. بازشوهای بازرسی منتخب برای تأیید نتایج آزمایش غیرمخرب نیز استفاده می‌شوند. در بررسی مقدماتی، استفاده از این بازشوها غالباً به مرحله بررسی تفصیلی موکول می‌شود.
۲.۷.۳ — نمونه‌برداری، آزمایش و تحلیل
اگر خواص فیزیکی مصالح از اسناد ساخت یا مشاهدات مشخص نباشد، می‌توان آنها را از طریق نمونه‌برداری و آزمایشگاه به دست آورد. حتی با وجود اسناد ساخت، تأیید خواص فیزیکی توصیه می‌شود. اگر اطلاعات لازم خاک یا پی موجود نباشد، خاک‌برداری و آزمایش خواص خاک نیز ممکن است ضروری باشد.
نمونه‌برداری گسترده و آزمایش آزمایشگاهی معمولاً در بررسی مقدماتی انجام نمی‌شود. در صورت انجام، نمونه‌برداری عموماً شامل استخراج تعداد معرف از مغزه‌های بتنی (ASTM C 42/C 42M)، نمونه‌های کوچک برش‌خورده یا نمونه‌های دیگرِ به‌آسانی قابل تهیه، برای آزمایش مقاومت فشاری (ASTM C 42/C 42M)، بررسی سنگ‌نگاری (ASTM C 856) و سایر آزمایش‌هاست. نمونه پودری نیز ممکن است برای تحلیل شیمیایی و تعیین مقدار یون کلرید بر حسب عمق نمونه از سطح استخراج شود. می‌توان نمونه فولاد آرماتور را برای تعیین خواصی مانند مقاومت تسلیم، سختی و مقدار کربن برداشت و آزمایش کرد. فولاد پیش‌تنیدگی، شامل رشته‌ها یا میله‌های پیش‌کشیده یا تاندون‌های پس‌کشیده بدون پیوستگی، نیز ممکن است با احتیاط برای ارزیابی خواص مکانیکی جدا شود.
آزمایش مصالح اغلب برای تعیین خواص مکانیکی موجود، مانند مقاومت، و وضعیت فیزیکی، مانند واکنش قلیایی–سنگدانه، لازم است. آزمایش می‌تواند مخرب یا غیرمخرب باشد و با تجهیزات قابل حمل در محل یا در آزمایشگاه انجام شود. فصل ۵ انواع آزمایش و روش‌های نمونه‌برداری قابل انجام در بررسی را شرح می‌دهد.
۲.۸ — ارزیابی
نتایج بررسی، شامل مرور اسناد، مشاهدات میدانی و برداشت وضعیت، نمونه‌برداری و آزمایش مصالح، در ارزیابی سازه لحاظ می‌شوند. ارزیابی باید نیاز به بهسازی و امکان‌پذیری گزینه‌ها، شناسایی آسیب‌دیدگی سازه‌ای، کنترل ظرفیت سازه‌ای، زوال مصالح، نیازهای مقاوم‌سازی و نیاز به بررسی بیشتر را پوشش دهد. فصل ۶ موارد لازم برای نتیجه‌گیری درباره حفظ سازه به همان صورت موجود، ادامه پروژه بهسازی، بررسی تفصیلی‌تر یا انتخاب برنامه جایگزین را مشخص می‌کند.
۲.۸.۱ — کنترل ظرفیت سازه‌ای
کنترل ظرفیت بر پایه اسناد ساختِ به‌دست‌آمده، نتایج بررسی، اصول پذیرفته‌شده مهندسی و فرضیات مهندسی، مانند موارد تشریح‌شده در ACI 437R، است. این کنترل عموماً یکی از چهار نتیجه زیر را به دست می‌دهد:
- ۱. سازه یا اعضای منفرد آن برای کاربری موردنظر کفایت دارند؛
- ۲. سازه یا اعضای منفرد برای بارهای بهره‌برداری موجود کفایت دارند، ولی برای کاربری موردنظر کافی نیستند؛
- ۳. سازه برای مقاومت در برابر بارهای مورد انتظار یا تأمین کاربری موردنظر کافی نیست؛ یا
- ۴. کنترل به نتیجه قطعی نمی‌رسد. بر پایه نتایج، باید درباره کفایت سازه و اقدامات لازم تصمیم‌گیری شود.
۲.۸.۲ — امکان‌پذیری بهسازی
ارزیابی مبتنی بر ملاحظات فنی و هزینه باید مشخص کند که گزینه پیشنهادی بهسازی عملی است یا نه. نکات لازم برای نتیجه‌گیری شامل اثربخشی مورد انتظار بهسازی، عمر بهره‌برداری برآوردی، هزینه چرخه عمر و نیازهای نگهداری است. آثار بهسازی بر سامانه سازه‌ای و پیامد عملکردی و اقتصادی پیش‌بینی‌شده آن بر بهره‌برداری مجموعه نیز باید لحاظ شود.
۲.۸.۳ — آسیب‌دیدگی سازه‌ای یا زوال مصالح
بررسی مقدماتی، به‌ویژه در سازه‌های قدیمی‌تر، غالباً وضعیت‌هایی را مشخص می‌کند که به‌صورت مرزی با آیین‌نامه‌های جاری ساختمان مطابقت دارند یا آنها را نقض می‌کنند. اگر مشکل سازه‌ای یا مصالح شناسایی شود، باید شدت و گستره آن همراه با اقدامات لازم برای رفع آسیب‌دیدگی یا زوال توصیف شود. باید اهمیت مشکلات سازه‌ای شناسایی‌شده بررسی و تعیین شود که آیا برای ایمنی یا حفاظت سامانه سازه‌ای اقدام فوری لازم است. برخورد با مشکلات نیازمند اقدام فوری غیرمعمول نیست. در این موارد باید مالک، یا احتمالاً مقامات محلی، از اقدامات فوری لازم آگاه شوند. در بسیاری موارد، بررسی تفصیلی بعدی برای تعیین گستره مشکل سازه‌ای و اقدامات اصلاحی ضروری است. ممکن است پیشنهاد اقدام فوری برای مقابله با وضعیتی که بر ایمنی ساکنان یا پایداری سازه اثر دارد لازم باشد.
۲.۸.۴ — نیازهای مقاوم‌سازی
معمولاً نیازهای مقاوم‌سازی در بررسی مقدماتی به‌طور کامل بررسی نمی‌شوند. با این حال، در صورت نیاز باید روش‌های مختلف مقاوم‌سازی برای تأمین الزامات بارگذاری موردنظر و الزامات آیین‌نامه‌ای مربوط در نظر گرفته شوند. موقت یا بلندمدت بودن مقاوم‌سازی باید روشن بیان شود. اقدامات مقاوم‌سازی سازه موجود باید بهره‌برداری فعلی و احتمالی آینده مجموعه را لحاظ کند. بررسی باید صرفه اقتصادی تعمیر، تعویض یا تقویت اعضا و اجزای موجود را نیز در نظر بگیرد. برای هر روش مقاوم‌سازی، هم هزینه سرمایه‌ای و هم هزینه نگهداری آینده باید مقایسه شود.
۲.۸.۵ — بررسی بیشتر
نیاز به بررسی بیشتر، یعنی بررسی تفصیلی، باید مشخص شود. اغلب محصول نهایی بررسی مقدماتی، تشخیص ضرورت بررسی تفصیلی است. موضوعات قابل بررسی در برنامه‌ریزی مرحله بعد شامل اهداف، هزینه و زمان پیش‌بینی‌شده بررسی تفصیلی و داده‌ها یا اطلاعات تکمیلی لازم برای دستیابی به این اهداف است.
۲.۹ — گزارش
گزارش نهایی باید نتایج همه مراحل بررسی مقدماتی یا تفصیلی را شامل شود؛ از جمله فهرست مستندات موجود سازه، مشاهدات میدانی، داده‌های محل و آزمایش و روش ارزیابی. نتیجه‌گیری متخصص طراحی و هر توصیه به مالک درباره نحوه ادامه بهسازی، در صورت نیاز، باید در گزارش نهایی باشد. گزارش می‌تواند برنامه اقدام، گزینه‌های بهسازی، برآورد هزینه و برنامه‌های زمانی اولیه طراحی و اجرا را نیز شامل شود. رهنمودهای تهیه گزارش نهایی در فصل ۷ آمده‌اند.