درز انقطاع و درز انبساط در فونداسیون

درز انبساط در فونداسیون و انقباض اشیای مختلف در اثر عواملی همچون افزایش انرژی جنبشی و تحرکات مولکولی از جمله جذابیت‌های فیزیک است و زمانی که انرژی و حرکات اتم‌ها و ذرات سازنده اجسام مختلف زیاد می‌شود به فضای بیشتری برای حرکت نیاز پیدا می‌کنند. در واقع افزایش حجم مواد مختلف در اثر دما را انبساط می‌گویند و زمانی که مواد مختلفی که دارای ضریب انبساط مختلفی هستند در کنار همدیگر قرار بگیرند می‌تواند اهمیت و نقشی کاربردی داشته باشد.

درز انبساط در فونداسیون و ساختمان‌سازی به منظور جلوگیری از انواع تنش‌های ناشی از انبساط و انقباض استفاده شده و می‌تواند مزیت‌های متعددی داشته باشد. در ادامه این مطلب از مجموعه عمران کامرانی به بررسی درز انبساط و انقباض در فونداسیون خواهیم پرداخت.

مقاله پیشنهادی: انواع فونداسیون

تعریفی از درز انقطاع در فونداسیون

مطابق بند 1-4-1 آیین نامه 2800، جهت حذف و یا کاهش خسارت و خرابی ناشی از ضربه ساختمان‌های مجاور به یکدیگر، ساختمان‌ها باید با پیش‌بینی درز انقطاع از یکدیگر جدا ساخته شده و یا با فاصله‌ای حداقل از مرز مشترک با زمین‌های مجاور ساخته شوند. برای تامین این منظور در ساختمانهای با 8 طبقه و کمتر ، فاصله هر طبقه از مرز زمین مجاور حداقل باید پنج هزارم ارتفاع آن از روی تراز پایه باشد. این فاصله بنا بر تعریف این آیین نامه از روی تراز پایه شروع می‌شود. در ساختمان‌های بتنی، ناظر باید مطابق نقشه‌های معماری درز انقطاع را کنترل نماید.

مثال: در نقشه‌های معماری درز انقطاع 11 سانت مشخص شده است و اسکلت ساختمان هم بتنی می‌باشد.
11 سانت خود درز + 4 سانت اندود ملات ماسه سیمان + 3 سانت کاور بتن ستون = 18 سانت از پشت میلگرد خاموت ستون باید درز اجرا شود. این کنترل باید از روی فنداسیون و در زمان اجرای ریشه ستونها انجام شده و تا بالاترین سقف نیز ادامه یابد.

در ساختمان‌های فلزی، این مورد در زمان بیس پلیت گذاری ستونها کنترل می‌گردد. برای انجام این کار لازم است ابتدا شکل ستون را روی بیس پلیت کشیده و مطابق مثال فوق اندازه ها کنترل شوند، فقط در این ساختمانها کاور بتن ستون حذف می‌گردد، یعنی درز انقطاع مثال بالا و در ساختمان اسکلت فلزی خواهد شد 15 سانت.

نکته مهم:

در زمان مشخص کردن درز انقطاع، حتما مواظب باشید که با کم شدن فاصله ستونها، پارکینگ حذف نشود که در اینصورت باید این مورد توسط ناظر مربوطه گزارش شده و تا زمان تعیین تکلیف این موضوع از ادامه کار جلوگیری گردد. همچنین کم شدن درز انقطاع در طبقات بالا، در مواردی دیده شده که در کمیسیون ماده صد منجر به صدور حکم تخریب گردیده است و مهندس ناظر که این موضوع را در گزارشات خود قید نکرده نیز جزو مقصرین پرونده شمرده شده است.

درز انقطاع یکی از اجزای ضروری در طراحی ساختمان‌هاست که هدف آن جداسازی دو بخش از سازه است تا از انتقال نیروهای ناشی از زلزله، نشست متفاوت فونداسیون یا تغییرات حرارتی جلوگیری شود. آیین‌نامه‌های ملی ساختمان، به‌ویژه مبحث ششم و نهم مقررات ملی ساختمان ایران، ضوابط مشخصی برای طراحی و اجرای درز انقطاع ارائه داده‌اند. در ادامه، این ضوابط را به‌صورت منسجم و رسمی شرح می‌دهم:

ضوابط و مقررات درز انقطاع در ساختمان‌ها

1. الزام وجود درز انقطاع در ساختمان‌های مجاور

طبق ضوابط مقررات ملی ساختمان، در مناطقی با خطر لرزه‌ای متوسط تا زیاد، ساختمان‌هایی که در مجاورت یکدیگر ساخته می‌شوند باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که در زمان زلزله به یکدیگر برخورد نکنند. برای این منظور، درز انقطاع باید میان دو ساختمان مجاور لحاظ شود تا حرکات جانبی آن‌ها با هم تداخل نداشته باشد.

2. مقدار حداقل فاصله درز انقطاع

میزان حداقل فاصله درز انقطاع بین دو ساختمان بر اساس ارتفاع ساختمان، نوع سیستم سازه‌ای و نوع خاک محل احداث مشخص می‌شود. این فاصله معمولاً از رابطه‌ای به صورت زیر پیروی می‌کند:

فاصله درز انقطاع = ضریب عملکرد × تغییر مکان نسبی مجاز هر ساختمان

در بسیاری از موارد، آیین‌نامه مقدار حداقل فاصله افقی را برای طبقات بالا در حدود چند سانتی‌متر (معمولاً بین 2 تا 10 سانتی‌متر) برای هر طرف ساختمان پیشنهاد می‌دهد.

3. عدم اشتراک دیوار مشترک

دو ساختمان مجاور نباید دیوار مشترک داشته باشند، مگر اینکه یکپارچگی کامل سازه‌ای برای آن‌ها در نظر گرفته شده باشد. در صورت وجود درز انقطاع، دیوارهای دو ساختمان باید کاملاً جدا از یکدیگر ساخته شوند.

4. انقطاع کامل سازه‌ای

درز انقطاع باید به گونه‌ای اجرا شود که انقطاع کامل از فونداسیون تا بام برقرار باشد. این درز نه‌تنها در سازه اصلی، بلکه در نما، بام، کف‌سازی، سقف کاذب، تأسیسات و نازک‌کاری نیز باید رعایت شود.

5. تمهیدات اجرایی در محل درز انقطاع

در محل درز انقطاع، استفاده از مصالح انعطاف‌پذیر و قابل ارتجاع توصیه می‌شود تا بتوانند حرکت نسبی دو سازه را جذب کنند. همچنین طراحی مناسب برای درپوش‌ها، آب‌بندها و عایق‌کاری نیز باید انجام گیرد تا از نفوذ آب، گردوغبار یا انتقال صدا جلوگیری شود.

6. درز انقطاع در ساختمان‌های با ارتفاع مختلف

چنانچه دو ساختمان مجاور دارای اختلاف ارتفاع قابل‌توجهی باشند، باید درز انقطاع به‌گونه‌ای طراحی شود که در صورت وقوع زلزله، طبقات بالاتر ساختمان کوتاه‌تر به ساختمان بلندتر برخورد نکنند.

درز انقطاع یکی از مهم‌ترین اصول ایمنی در طراحی ساختمان‌ها، به‌ویژه در مناطق لرزه‌خیز است. رعایت دقیق ضوابط آیین‌نامه‌ای در طراحی و اجرای این درزها نقش حیاتی در کاهش خطر برخورد سازه‌ها در زمان زلزله، افزایش دوام سازه و پیشگیری از انتقال آسیب‌ها دارد. بنابراین، درز انقطاع نه‌تنها یک اصل سازه‌ای، بلکه یک ضرورت ایمنی محسوب می‌شود.

درز انبساط چیست و چه نقشی در فونداسیون دارد؟

درز انبساط به فضای مشخصی اطلاق می‌شود که میان اجزای سازه تعبیه می‌گردد تا از بروز تنش‌ها و آسیب‌های ناشی از انبساط و انقباض مصالح ساختمانی جلوگیری شود. این فضا امکان حرکت مصالح را در اثر تغییرات دما و رطوبت فراهم می‌آورد، به‌گونه‌ای که بدون انتقال فشار به سایر بخش‌های سازه، تغییرات حجمی خود را جبران کنند. یکی از مهم‌ترین کاربردهای درز انبساط در فونداسیون ساختمان‌هاست. در پروژه‌های بزرگ، مصالحی مانند بتن که از استحکام بالا اما انعطاف‌پذیری پایین برخوردار هستند، در برابر تغییرات حرارتی بسیار آسیب‌پذیرند. عدم پیش‌بینی فضای مناسب برای حرکت این مصالح می‌تواند منجر به ایجاد ترک، شکستگی یا آسیب‌های ساختاری جبران‌ناپذیر شود.

در واقع، درز انبساط در فونداسیون به‌عنوان یک تکنیک سازه‌ای، وظیفه جذب و تعدیل تنش‌های ناشی از تغییرات دمایی و محیطی را بر عهده دارد و به مصالح اجازه می‌دهد در یک بازه مشخص، آزادانه منبسط یا منقبض شوند. این موضوع در سازه‌هایی با ابعاد بزرگ که دارای تلورانس حرکتی بسیار محدود هستند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است؛ چراکه حتی جابه‌جایی در حد میلی‌متر می‌تواند منجر به اختلال در عملکرد سازه یا آسیب جدی به آن شود. افزون بر این، درز انبساط می‌تواند در هدایت و انتقال صحیح نیروها و بارهای وارده بر فونداسیون نیز نقش موثری ایفا کند و به پایداری بلندمدت سازه کمک نماید.

ضوابط درز انبساط

طبق ضوابط آیین‌نامه‌ای (مانند مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آیین‌نامه بتن ایران – آبا)، فاصله بین دو درز انبساط به عوامل متعددی از جمله نوع مصالح، شرایط اقلیمی، ابعاد سازه، موقعیت جغرافیایی و کاربری پروژه بستگی دارد. به‌طور کلی، در سازه‌های بتنی مسلح، این فاصله معمولاً بین ۲۰ تا ۳۰ متر در نظر گرفته می‌شود. در مناطق گرمسیر یا در پروژه‌هایی با تلورانس پایین، ممکن است این فاصله به کمتر از ۱۵ متر نیز برسد.

عرض درز انبساط نیز با توجه به میزان تغییرات دمایی و حرکات پیش‌بینی‌شده تعیین می‌شود و معمولاً در بازه‌ای بین ۱ تا ۵ سانتی‌متر قرار دارد. این عرض باید به گونه‌ای باشد که دو بخش مجاور سازه بتوانند بدون اعمال نیرو به یکدیگر، منبسط یا منقبض شوند. لازم به ذکر است که پر کردن فضای درز با مصالح سخت ممنوع است، زیرا این کار باعث از بین رفتن عملکرد اصلی درز خواهد شد. در عوض، از مصالح انعطاف‌پذیر مانند نوارهای لاستیکی، فوم‌های پلی‌اتیلن، مواد درزگیر الاستومری (مانند پلی‌یورتان یا سیلیکون)، یا نوارهای آب‌بند مخصوص استفاده می‌شود.

درزهای انبساط باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شوند که از سطح پی یا کف تا بالاترین نقطه سازه امتداد یابند و از تداخلی با اجزای غیرسازه‌ای مانند تأسیسات، پوشش‌های دکوراتیو یا عایق‌ها جلوگیری شود. همچنین لازم است مسیر عبور تأسیسات مکانیکی یا الکتریکی از محل درز به نحوی باشد که امکان جابه‌جایی آزاد سازه حفظ شود.

نحوه پر کردن درز:

• درزهای انبساط نباید با مصالح سخت و صلب پر شوند.
• از مصالحی مانند: پروفیل‌های الاستومری – نوارهای بوتیلی – فوم پلی‌اتیلن + درزگیر پلی‌یورتان یا سیلیکونی – نوارهای آب‌بند (Water Stop) استفاده می‌شود تا حرکت و آب‌بندی را همزمان تأمین کنند.

کاربرد های درز انبساط

• استفاده در پل‌ها

یکی از اصلی‌ترین محل‌های کاربرد درز انبساط، در عرشه پل‌هاست. به دلیل نوسانات دمایی و بارهای ترافیکی سنگین، سطح پل‌ها در معرض انبساط و انقباض مداوم قرار دارد. درز انبساط در این محل‌ها به کاهش تنش‌های ایجادشده کمک می‌کند و از ترک‌خوردگی یا آسیب به سازه جلوگیری می‌نماید. برای عملکرد بهتر، درزها با مواد خاص پرکننده پوشانده می‌شوند تا ضمن حفظ خاصیت انعطاف‌پذیری، در برابر سایش و عبور وسایل نقلیه نیز مقاوم باشند.

• استفاده در ساختمان‌ها

در سازه‌های ساختمانی، به‌ویژه ساختمان‌هایی با اسکلت بتنی یا دیوارهای طویل، درز انبساط نقش حیاتی در جلوگیری از ایجاد ترک‌های سازه‌ای دارد. این درزها علاوه بر کنترل تغییرات ناشی از حرارت، به عنوان یک عنصر ایمنی در برابر آتش نیز عمل می‌کنند، چرا که مانع گسترش ترک‌ها و تخریب پیشرونده می‌شوند. در بسیاری از آیین‌نامه‌های ساختمانی، وجود درز انبساط در پروژه‌های بزرگ الزامی است.

• کاربرد در جاده‌ها

در مسیرهای آسفالتی، به‌ویژه در محل‌هایی که بتن و آسفالت به یکدیگر می‌رسند یا بارهای سنگین و تغییرات حرارتی زیاد است، از درز انبساط استفاده می‌شود. این درزها معمولاً با مواد الاستیک پر می‌شوند تا حرکت سطحی ناشی از تغییر دما را جذب کنند و از ترک‌خوردگی یا جدا شدن پوشش سطحی جلوگیری شود.

• کاربرد در سوله‌ها

اگرچه سوله‌ها اغلب به‌صورت سازه‌های منفرد طراحی و اجرا می‌شوند و نیازی به جداسازی از ساختمان‌های مجاور ندارند، اما به دلیل استفاده از فلزات و قطعات طویل فولادی در ساخت آن‌ها، درز انبساط همچنان ضروری است. این درزها تنش‌های ناشی از انبساط و انقباض حرارتی را مهار کرده و مانع از تاب‌برداشتن، تغییر شکل یا ایجاد صدمه به سازه می‌شوند.

تفاوت درز انقطاع و درز انبساط

درز انقطاع (Separation Joint یا Structural Gap)

• هدف: جلوگیری از انتقال نیروهای جانبی (مثل زلزله) بین دو ساختمان یا دو بلوک مجزا.
• ویژگی‌ها: بین دو ساختمان یا دو قسمت مستقل یک ساختمان قرار می‌گیرد. طبق آیین‌نامه‌های ساختمانی (مثل مقررات ملی ساختمان ایران، مبحث ششم)، باید بین ساختمان‌ها درز انقطاع وجود داشته باشد تا در هنگام زلزله به یکدیگر ضربه نزنند. معمولاً به‌صورت یک فضای خالی در نظر گرفته می‌شود که سازه‌ها از نظر سازه‌ای کاملاً جدا هستند.

مثال: بین دو ساختمان در یک مجتمع مسکونی یا دو بلوک یک مدرسه.

درز انبساط (Expansion Joint)

هدف: جبران انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دمایی، جمع‌شدگی بتن، یا نشست‌های غیر یکنواخت در سازه.

ویژگی‌ها: در طول زیاد ساختمان، کف‌ها، یا دیوارها استفاده می‌شود. به سازه اجازه می‌دهد بدون ترک‌خوردگی یا آسیب سازه‌ای، در برابر تغییرات دما یا نشست‌ها، حرکت کند. در سازه‌های بزرگ مثل پل‌ها، پیاده‌روهای بتنی طولانی، دیوارهای طویل، و کف‌سازی صنعتی کاربرد دارد.

مثال: در یک رمپ طولانی یا کف‌سازی سوله، هر چند متر یک درز انبساط قرار می‌دهند.

کلام آخر

درز انبساط و انقباض در اصل به منظور برطرف کردن تغییرات انبساط و انقباضی مصالح مختلف ساختمان در اثر تغییرات دمایی و حرارتی طراحی می‌شود و استفاده از آن در بسیاری از پروژه‌های صنعتی و غیر صنعتی ضروری است؛ چرا که باعث کاهش انواع آسیب‌ها و خسارت‌ها و همچنین افزایش طول عمر سازه می‌شود. با توجه به قیمت یونولیت که در مقایسه با سایر مواد مناسب‌تر است می‌توان از این ماده نیز برای پوشش و عایق‌بندی درز انبساط استفاده کرد و مشکلاتی همچون نشتی مایعات، ورود گردوغبار، ورود حشرات و … را برطرف کرد.