نقش ستون در ساختمان را می‌توان، انتقال بارهای وارده از سقف‌ها به فونداسیون دانست که در صورت عدم توجه به اجرای صحیح این عضو سازه‌ای، می‌توان انتظار وارد شدن خسارات سنگین خصوصاً در زمان وقوع بارهای جانبی به ساختمان را داشت. از آنجا که ستون‌ها در سازه‌های فلزی به‌صورت پیش‌ساخته بوده و به نسبت ساختمان‌های بتنی می‌توان کنترل بیشتری روی اجرای آن داشت، لذا در این مقاله سعی کردیم به اجرای صحیح ستون‌های بتنی بپردازیم.
ستون بتنی چیست؟
ستون بتنی عضو سازه‌ای ساختمان‌های بتنی هستند که مصالح تشکیل‌دهنده آنها بتن مسلح است. بتن مسلح ترکیبی است از بتن و میلگرد که عیار بتن و سایز میلگردهای به کار رفته در آن، توسط طراح سازه در نقشه‌ها مشخص شده است.
انواع ستون بتنی ساختمان
- ستون‌های بتنی با توجه به شکل و سازه‌ای که در آن به کار گرفته شده‌اند تفاوت دارند.
- ستون‌های مربعی، مستطیلی یا کتابی، L شکل و بعضا دایره‌ای ستون‌هایی هستند که عموماً در ساخت و ساز شهری استفاده می‌شوند.
- ستون‌های چندوجهی و Y شکل نیز ستون‌هایی هستند که عموما در اجرای پل‌های روگذر به عنوان پایه عرضه پل استفاده می‌شوند.
نحوه اجرای ستون بتنی در ساختمان
مراحل مختلف اجرای ستون عبارتند از: تعیین آکس یا محل اجرای ریشه ستون یا پیکتاژ، آرماتوربندی، قالب‌بندی، بتن‌ریزی، دمونتاژ قالب و کیورینگ (در سازه‌های بتنی) که در این مقاله به مراحل مختلف آن خواهیم پرداخت.
تعیین آکس ستون‌ها
بعد از اتمام آرماتوربندی فونداسیون و رعایت مواردی که در مقاله «مراحل اجرای فونداسیون» گفته شد، نوبت به تعیین آکس ستون‌ها برای جانمایی ریشه ستون یا بیس پلیت آن می‌رسد. در این مرحله همانطور که در مقاله فوق‌الذکر نیز آمد، درصورتی‌که امکان بروز خطا به جهت ابعاد و شکل زمین وجود دارد، توصیه می‌شود آکس ستون‌ها حتماً توسط نقشه‌بردار خبره پیاده شود. البته لازم به ذکر است که هیچ الزامی برای حضور نقشه‌بردار در این مرحله نیست ولی باتوجه‌به تبعات بسیار سنگینی که در صورت خطا در تعیین آکس ستون و جانمایی آن برای مهندسین و سازندگان وجود خواهد داشت، همواره توصیه می‌شود در این مرحله از نقشه‌بردار استفاده شود.
خم و برش آرماتور ستون‌ها
اولین گام برای شروع آرماتوربندی ستون ها، خم و برش کردن میلگردهای طولی و خاموت‌های ستون است. خم و برش آرماتورها باتوجه به ابعاد مشخص شده در نقشه و سایز میلگردها انجام می‌شود.
آرماتورهای طولی ستون:
طول آرماتورهای طولی در تراز روی فونداسیون = طول خم ریشه در فونداسیون + ارتفاع فونداسیون + ارتفاع کفسازی + ارتفاع کف تا طبقه بالا + طول اورلب میلگردها در طبقه بالا
عدم کنترل خم و برش آرماتورهای طولی ستون و کمبود اورلب میلگردها در طبقات بالا
طول آرماتورهای طولی در طبقات = ارتفاع طبقه از کف تا کف بالا + طول اورلب میلگردها
طول آرماتورهای طولی در آخرین طبقه = ارتفاع کف تا کف بام + خم استاندارد میلگردها یا 1.3 متر به‌عنوان ستونک در بام
نکته: طول خم استاندارد میلگردها باتوجه‌به مقطع موردنظر و سایز میلگردها، در نقشه‌های مصوب سازه مشخص شده است.
خاموت‌های ستون:
طول برش میلگردهای خاموت = (جمع چهار ضلع ستون – کاور) + طول قلاب استاندارد
مثال: طول برش میلگرد خاموت در یک ستون با ابعاد تمام شده 40 *60 سانتیمتر و کاور 3.5 سانتی برابر با 190 سانت خواهد بود که خاموتی با ابعاد 53 * 33 سانت با قلاب 10 سانتی خواهد داد .
نکته: در میلگردهای با سایز پایین مثلاً 8 ،10 ، 12 باید حدوداً 5 سانت به‌عنوان کشش میلگرد در نظر گرفته شود.
خم قلاب‌های خاموت ستون‌ها باید با زاویه 135 درجه اجرا شود و طول استاندارد قلاب نیز رعایت شود.
خاموت مستطیلی ستون با قلاب 135 درجه
آرماتوربندی ستون‌ها
بعد از انجام خم برش میلگردها، نوبت به آرماتوربندی ستون‌ها می‌رسد که این مرحله را می‌توان به 2 قسمت تقسیم کرد.
الف) آرماتوربندی ریشه ستون ، ب) آرماتوربندی ستون بعد از فنداسیون
الف) آرماتوربندی ریشه ستون
این مرحله قبل از بتن‌ریزی فنداسیون انجام شده و همانطور که مشخص است، ریشه‌های ستون در فنداسیون گذاشته می‌شود. ریشه‌گذاری ستون بر اساس مراحل زیر انجام می‌شود:
1) خاموت شابلون:
برای اینکه آرماتورهای طولی ستون در محل خود و با ابعاد مشخص شده در نقشه‌های سازه بسته شود، لازم است از همان ابتدا آرماتوربندی ستون در قالب خاموت‌های ستون بسته شود. به همین جهت یک عدد خاموت به عنوان شابلون روی روی شبکه فوقانی فونداسیون بسته می‌شود که اصطلاحاً به آن خاموت شابلون می‌گویند.
خاموت شابلون اجرا شده روی شبکه فوقانی فونداسیون و 3 عدد خاموت ریشه ستون‌ها در داخل فونداسیون
برای خواندن مطالب بیشتر در خصوص خاموت شابلون می‌توانید به مقاله " مراحل اجرای فونداسیون " مراجعه کنید.
2) آرماتورهای طولی ستون:
بعد از اتمام اجرای خاموت‌های شابلون، مطابق با نقشه‌های سازه اقدام به اجرای آرماتورهای طولی ستون می‌کنیم. باید دقت شود که آرماتورهای طولی با سایز مناسب و تعداد لازم و چیدمان مشخص شده در نقشه‌ها در داخل خاموت‌های شابلون بسته شود. مطابق نقشه‌های مصوب، می‌بایست تعدادی خاموت (باتوجه‌به عمق فونداسیون) روی ریشه ستون در داخل فونداسیون اجرا شود که از اهمیت بالایی از لحاظ سازه‌ای برخوردار هستند.
چیدمان میلگردهای طولی ستون داخل خاموت شابلون
نکته مهم: مطابق با مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399، جهت خم آرماتورهای طولی ستون‌ها در داخل فونداسیون باید به سمت هسته داخلی ستون بوده و از اجرای خم به‌صورت خورشیدی یا به سمت خارج خودداری شود.
چیدمان صحیح خم آرماتورهای طولی ستون به سمت هسته داخلی ستون به همراه 6 عدد خاموت ریشه ستون‌ها
اجرای نادرست خم آرماتورهای طولی ستون
آرماتوربندی غلط، خم ریشه ستون به سمت هسته خارجی ستون (خورشیدی)
ب) آرماتوربندی ستون‌ها بعد از فنداسیون
پس از بتن‌ریزی فونداسیون، اقدام به آرماتوربندی ستون‌ها تا تراز زیر سقف اول کرده و مطابق با نقشه‌های مصوب این کار انجام می‌شود. بعضاً باتوجه‌به نیروهای وارده به ساختمان، مهندس طراح سازه در برخی ستون‌ها علاوه بر خاموت، یک یا دو سنجاقی نیز طراحی می‌کند که لازم است در اجرای خاموت‌ها و سنجاقی‌ها دقت شود.
خاموت ستون‌ها در این مرحله تا تراز زیر تیر سقف اجرا می‌شود. برای تعیین محل اجرای آخرین خاموت، باید ابتدا تراز مبنا روی ستون‌ها مشخص شده و بعد از آن باتوجه‌به نقشه‌های مصوب، ارتفاع زیر تیر سقف خاموت‌ها بسته می‌شود. در این روش بهترین شاخص جهت کنترل تراز بتن‌ریزی ستون‌ها، این است که آخرین خاموت در تراز زیر تیر بسته شود که بتن‌ریزی ستون نیز با درنظرگرفتن آن انجام شود.
قالب‌بندی ستون‌ها
بعد از اتمام آرماتوربندی ستون‌ها و تحویل آن به مهندس ناظر سازه، نوبت به قالب‌بندی آنها می‌رسد. در این مرحله به جهت رعایت کاور بتن ستون‌ها و جلوگیری از انحراف قالب ستون به طرفین، نیاز است تا میلگردهای اندازه یا رامکا در پای ستون اجرا شود. برای آشنایی بیشتر با رامکا می‌توانید مقاله «اجرای میلگرد رامکا» را مطالعه کنید. قالب ستون‌ها می‌تواند فلزی، چوبی یا فایبرگلاس باشد که باتوجه‌به قیمت بالای چوب و عمر کوتاه آن در عملیات اجرایی، عموماً از قالب‌های فلزی استفاده می‌شود. اما نکته بسیار مهمی که باید مدنظر داشته باشیم، مهار میلگرد ستون در قسمت فوقانی قالب ستون است. این کار می‌تواند توسط مهار آرماتورهای طولی با سیم قالب‌بندی به کنج قالب‌ها انجام شود.
مهار آرماتورهای طولی ستون به کنج قالب
مهار قالب برای جلوگیری از ناشاقول شدن آن، قبل از بتن‌ریزی نکته‌ایست که بسیار اهمیت داشته و می‌بایست قبل از بتن‌ریزی انجام شود.
مهار قالب ستون های کناری سقف
این نکته خصوصاً برای ستون‌هایی که به‌صورت یک‌طرفه بسته می‌شوند بسیار اهمیت دارد زیرا در صورت عدم توجه به این موضوع و در رفتن قالب این ستون‌ها در زمان بتن‌ریزی، احتمالاً مجبور به تخریب ستون خواهیم شد.
نکته: ستون‌هایی که در تراز فونداسیون و در طبقه همکف اجرا می‌شوند می‌بایست قبل از بتن‌ریزی شاقول باشند، اما ستون‌های طبقات بالا خصوصاً ستون‌های وجوه نمای ساختمان می‌توانند قبل از بتن‌ریزی به‌اندازه 2 سانت به سمت داخل ناشاقول باشند که این ناشاقولی بعد از بتن‌ریزی اصلاح می‌شود.
مهار قالب ستون یک‌طرفه توسط جک‌های صلیبی
شاقول کردن قالب ستون‌ها قبل از بتن‌ریزی
نحوه بتن‌ریزی ستون
پس از اتمام قالب‌بندی ستون‌ها، نوبت به بتن‌ریزی آنها می‌رسد. بتن‌ریزی ستون‌ها می‌تواند توسط پمپ بتن سیار (هوایی)، زمینی یا حتی بتن‌ریز انجام شود. اما نکته‌ای که دارای اهمیت بالایی بوده ولی کمتر موردتوجه قرار می‌گیرد، رعایت ارتفاع بتن‌ریزی است. متأسفانه باتوجه‌به تراکم میلگردهای ستون امکان اینکه شیلنگ پمپ بتن را به داخل قالب هدایت کرده و ارتفاع بتن‌ریزی رعایت شود وجود نداشته و عموماً این مورد رعایت نمی‌شود.
عدم رعایت ارتفاع بتن‌ریزی و ایمنی در بتن‌ریزی ستون‌ها
متراکم یا ویبره کردن بتن
متأسفانه عموماً اکیپ‌های اجرایی به بهانه‌های مختلف مانند: تراکم میلگرد و گیر کردن شیلنگ ویبره در آن، کوتاه بودن طول شیلنگ ویبره، استفاده از چکش به‌عنوان ویبراتور و ... از متراکم کردن بتن ستون‌ها شانه خالی می‌کنند. این بهانه‌ها به‌هیچ‌عنوان قابل‌قبول نبوده و لازم است به‌عنوان مالک، ناظر سازه یا مجری، اکیپ اجرایی را ملزم به استفاده از ویبراتور کنید.
عدم استفاده از ویبراتور در بتن‌ریزی ستون‌ها
کرمو شدن پای ستون به دلیل ویبره نشده و تراکم بالای میلگرد ستون‌ها
نکات مهم در اجرای ستون ساختمان بتنی
رعایت تراز بتن‌ریزی ستون‌ها
همانطور که قبلاً هم گفته شد ما می‌توانیم تراز بتن‌ریزی در ستون‌ها و حتی دیوارهای برشی را با آخرین خاموت مشخص کنیم. درصورتی‌که این نکته رعایت نشده و بتن وارد چشمه اتصال تیر و ستون شود ارتفاع مؤثر تیر در چشمه اتصال کم شده و این یک تخلف سازه‌ای بوده که نیاز به اصلاح یا دریافت تأییدیه طراح سازه خواهد داشت.
ورود بتن ستون به چشمه اتصال به دلیل عدم رعایت تراز بتن‌ریزی
شاقول کردن ستون
بعد از بتن‌ریزی ستون‌ها حتماً باید نسبت به شاقول کردن تک‌تک آنها اقدام شود. این کار باید قبل از شروع گیرش بتن ستون‌ها انجام شود در غیر این صورت احتمال شکستن بتن پای ستون‌ها وجود دارد.
ترک ایجاد شده در پای ستون به دلیل شاقول کردن بعد از گیرش
مطابق با آیین‌نامه آبا حداکثر مقدار ناشاقولی برای هر ستون در یک طبقه 6 میلیمتر و در کل ارتفاع ساختمان 2.5 سانت است.
عدم توجه به شاقول کردن ستون کردن ستون بعد بتن ریزی
کنترل هم‌راستایی ستون‌ها
آکس ستون‌های طبقات مختلف که در یک امتداد قرار دارند باید در یک راستا بوده و در صورت تغییر عرض مقطع ستون در طبقات بالاتر، نباید آکس ستون‌ها جابه‌جا شود.
اورلب کردن
اورلب کردن میلگردهای ستون‌ها در طبقات بالاتر که برای جلوگیری از تراکم میلگرد در محل اورلب، می‌توان میلگرد ستون‌ها را در محل اورلب خم 6 : 1 اجرا کرد.
اجرای خم 6 به 1 در کنج اورلب میلگرد ستون
مهار انتهای میلگردهای ستون در سقف آخر
این کار می‌تواند به 2 روش انجام شود:
الف) اجرای خم استاندارد
در این روش می‌بایست میلگردهای طولی ستون‌ها به داخل سقف آخر به‌صورت خم مهار شوند. طول این خم می‌بایست برابر ابعاد مشخص شده در نقشه‌های سازه باشد.
اجرای خم استاندارد جهت مهار میلگرد ستون‌ها در سقف
ب) اجرای ستونک به ارتفاع 130 سانت
بر اساس پیوست ششم استاندارد 2800 ، می‌توان ستون‌های پیرامونی ساختمان را به‌اندازه 130 سانت ادامه داده و دیوارچینی جان‌پناه بام را نیز به این ستونک‌ها مهار کرد.
نکته: این مورد تنها در خصوص ستون‌های پیرامونی ساختمان صادق بوده و نمی‌توان ستون‌های میانی را هم به این صورت اجرا کرد.
اجرای ستونک در بام
عدم اجرای خم استاندارد در ستون‌های خرپشته
کنترل پیچش ستون‌ها
یکی دیگر از کنترل‌های مهم بعد از بتن‌ریزی ستون‌ها را می‌توان کنترل پیچش ستون در نظر گرفت. این عملیات می‌تواند توسط ریسمان کشی در بر ستون‌ها یا توسط دوربین نقشه‌برداری انجام شود.
در روش اول یک ریسمان از قالب اولین ستون تا آخرین ستون که در محور قرار دارند کشیده شده و به‌این‌ترتیب می‌توان تشخیص داد که کدام ستون از محور خارج شده یا دچار پیچش شده است.
تخریب ستون بتنی به دلیل پیچش ستون
ورود به معبر یا خارج شدن ستون از حدود اربعه
در تصویر مقابل به دلیل عدم توجه به جانمایی، ستون‌ها وارد معبر شده و به‌اشتباه ریشه‌ها خم شده‌اند که یک ایراد بزرگ‌تر و سازه‌ای ایجاد شده است.
ورود ریشه ستون‌ها به معبر
در جانمایی ستون‌ها در مرحله اول، می‌بایست ستون‌هایی که در وجوه نمای ساختمان قرار دارند به‌اندازه 7 سانت به‌عنوان نماسازی عقب‌تر جانمایی شده و اجرا شوند. درصورتی‌که این مورد در نظر گرفته نشده و ستون‌ها دقیقاً در بر ملک مستقر شوند، بعد از اجرای نمای ساختمان به‌اندازه نما وارد معبر شده و درگیر کمیسیون ماده 100 خواهیم شد.
کنترل فاصله بین ستون‌ها
این مورد خصوصاً در ستون‌هایی که در قسمت ورودی پارکینگ ساختمان قرار دارند حساس بوده و بعضاً با یک اشتباه چند سانتی‌متری، احتمال حذف پارکینگ رخ خواهد داد. به همین دلیل توصیه می‌شود فاصله خاموت به خاموت ستون‌ها در ورودی ساختمان کنترل شود.