هنگامی که برای اجرای سازه ای سایت پروژه در نظر گرفته میشود باید ابتدا جنس خاک و نوع مواد بکار رفته در آن مورد آزمایش قرار گیرد تا مشخص شود که منطقه توانایی تحمل وزن سازه و سایر عملیات های جرایی را دارد یا خیر ؟ از این رو برای جلوگیری از عواملی هچون نشست ساختمان ها و ترک برداشتن و … قبل از ساخت سازه ها عملیاتی همچون شمع کوبی برای محکم کردن خاک صورت میگیرد بنابراین شمع کوبی را میتوان به یکی از کار های قبل از اجرای پروژه اصلی و در هنگام تحلیل سایت معماریصورت می گیرد .
انواع مختلف شمع
شمع‌هايی كه قرار گرفتن آن در زمين همراه با جا به جايی زياد در خاك مجاور است، شامل انواع زير هستند.
- شمع چوبی
- شمع بتن مسلح پيش ساخته يا پيش فشرده
- شمع بتن مسلح ريخته شده در محل
- شمع لوله بتنی كه با ته بسته در زمين كوبيده شده و داخل آن بعداً بتن ريزی شود
- شمع لوله فلزی كه با ته بسته در زمين كوبيده شده و داخل آن بعداً بتن ريزی شود اعم از آنكه لوله در جا بماند يا بعداً بيرون كشيده شود
شمع‌هايی كه قرار گرفتن آنها در زمين همراه با جابه جايی خاك مجاور نيست، به قرار زير است.
- انواع شمع بتن مسلح با مقطع دايره يا غير دايره كه پس از حفاری در محل بتن ريزی میشود.
- انواع شمع‌های فلزی با مقاطع دايره و غير دايره كه قبل از كوبيده شدن در زمين، محل قرار گرفتن آنها حفاری میشود.
شمع چوبی
شمع‌های چوبی معمولاً در نقاطی كه چوب مناسب، فراوان و ارزان باشد، در ساختمان‌های موقتی يا اگر سطح فوقانی شمع چوبی در زير تراز آب ساكن دائمی باشد، در ساختمان‌های دائمی مصرف میشود.
مشخصات شمع
تمامی مشخصات شمع‌های چوبی بايد با مشخصات ASTM D25 تطبيق نمايد.
قطر قسمت انتهايی شمع، در فاصله يك متری از انتهای شمع اندازه‌گيری میشود.
عرض ترك، در شمع‌های چوبی خام و شمع‌های چوبی اصلاح شده نبايد قبل از كوبيدن به ترتيب از ۱ سانتیمتر و ۱/۲۵ سانتیمتر تجاوز نماید. كجی چوب در يك قطعه ٢ متری از شمع چوبی، می‌تواند حداكثر معادل ١% طول آن باشد.
اصلاح و تقويت شمع چوبی
شمع‌های چوبی باید سالم و پوست کنده باشد. رطوبت طبیعی شمع‌های چوبی خام که به کارگاه وارد میشود نباید کمتر از ۱۸ درصد در عمق ۵ سانتیمتری از سطح شمع باشد. شمع‌های چوبی باید پس از اصلاح حداکثر ظرف مدت ۶ ماه کوبیده شوند. رطوبت طبیعی شمع‌های چوبی اصلاح شده نیز نباید کمتر از ۱۸ درصد، در عمق ۵ سانتیمتری چوب، قبل از عملیات حفاظتی باشد. شمع‌های چوبی باید به وسیله نوار فلزی در فاصله حداقل هر ۳ متر طول شمع، تقویت شوند.
تمامی بریدگی‌ها و سوراخ‌های شمع‌های چوبی باید به وسیله دو بار اضافه کردن مواد مخصوص حفاظت چوب از قبیل کرندت، گودرون، قیر مذاب و مواد مشابه که مورد تأیید دستگاه نظارت باشد اصلاح شوند. چنانچه شمع چوبی یکپارچه نبوده و اتصال قطعات آن به هم لازم باشد، جزئیات طرز اتصال باید طبق نقشه یا با تصویب دستگاه نظارت انجام گیرد. محل اتصال نباید در وسط طول شمع واقع شود. از نگاهداری شمع چوبی در محل‌هایی که در معرض عوامل فساد چوب است باید اکیداً خودداری شود و محل انبار کردن و نگاهداری شمع‌ها باید مورد تأیید دستگاه نظارت قرار گیرد.
حفاظت سر شمع‌ها
پس از کوبیدن و قطع شمع‌ها تا ارتفاع مورد نیاز، سر تمامی آنها باید بریده و به یکی از روشهای زیر اصلاح شود.
- یک لایه مواد حفاظتی چوب به سر شمع مالیده شود و سپس کلاهک حفاظتی از قشرهای قیر و گونی به آن اضافه شود، به طوری که سه قشر قیر و دو لایه گونی به کار برده شود. گونی باید از هر طرف سر شمع معادل ۱۵ سانتیمتر بلندتر بوده و بر روی شمع تا شود، سپس به وسیله سیم شماره ۱۰ گالوانیزه که دو بار بر روی آن پیچیده میشود به شمع متصل شود. قشر نهایی قیر بعد از عمل مهار کردن گونی بر روی آن کشیده میشود. بنابراین پوشش قیر، بر روی سیم نیز قرار میگیرد.
- محل بریده شده سر شمع، سه بار با مخلوط گرم کروئوزوت معادل ۶۰ % و قیر معادل ۴۰ %، پوشیده شود و یا سه بار با کروئوزوت گرم برس زده شود و به وسیله قیر پوشیده شود و سپس یک ورق گالوانیزه روی این پوشش قرار داده و اطراف آن را خم کنند تا آب به سر شمع برخورد ننماید. پیمانکار می‌تواند هریک از دو روش فوق را جهت حفاظت سر شمع‌ها انتخاب نماید، مگر آنکه در نقشه‌ها یا مشخصات فنی اختصاصی پیش‌بینی دیگری شده باشد. عملیات حفاظتی برای شمع‌هایی که در بتن قرار می‌گیرند ضروری است.
شمع بتنی پیش ساخته
شمع‌های بتنی پیش ساخته در ساختمان‌های دائمی و در زمین‌هایی که کوبیدن شمع بتنی پیش ساخته از نظر سختی زمین میسر باشد، مورد استفاده قرار میگیرد.
ساختن شمع
شمع‌های بتنی پیش ساخته باید بر روی یک سکوی محکم و هموار ساخته شوند. بتن شمع‌های پیش ساخته باید در قالب‌های صاف و بدون عیب و درز ریخته شود. قالب‌ها باید به نحوی باشد که هیچ گونه نشست یا تغییر شکل در آنها به وجود نیاید. بتن شمع‌ها باید صاف و بدون عیب و کرم خوردگی و فضای خالی باشد و ابعاد آن طوری باشد که اگر یک خط مستقیم از نوک شمع تا انتهای آن در طول شمع کشیده شود، اختلاف فاصله این خط از لبه شمع از ۲/۵ سانتیمتر تجاوز ننماید. مقاومت فشاری بتن شمع‌های بتنی پیش ساخته حداقل مساوی ۲۵۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.
شمع‌ها باید طوری روی هم چیده و انبار شوند که عبور هوا از بین آنها ممکن باشد. محل انبار کردن شمع بتن مسلح باید طوری انتخاب شود که کف محل انبار مقاومت کافی داشته باشد. قرار دادن شمع‌ها روی هم بدون آنکه قطعه تخت‌های در دو طرف شمع بین آنها قرار داده شود ممنوع است. محل مجاز برای قرار گرفتن تخته‌ها حدود محلی است که قلاب بلند کردن در آن حدود قرار داده شده است. این قطعات چوبی باید در جهت محور عمود بر کف انبار کاملاً روی هم واقع باشد و خستگی اضافی در اثر انبار کردن به شمع تحمیل نشود.
حمل و کوبیدن شمع‌ها
شمع‌ها باید هنگام حمل و نقل در نقاطی که در نقشه‌ها نشان داده شده تکیه نمایند. و هنگام جابه‌جا کردن‌ها و حمل و نقل بین سکوی بتن ریزی، انبار دسته بندی و تجهیزات شمع کوبی، از یک قلاب یا وسیله مصوب دیگری استفاده شود. همچنین در موقع بلند کردن شمع‌ها در محل شمع کوبی، باید از نوار سیمی، قلاب یا وسیله مصوب دیگر استفاده کرد.
دستگاه‌های شمع کوبی باید به چکش با ظرفیت کوبندگی لازم برای شمع‌ها مجهز بوده و باید چرخ‌های کشش جداگانه برای بلند کردن چکش و شمع‌ها به طور مستقل از هم داشته باشد. حداقل وزن چکش شمع کوب ۱۳۶۰ کیلوگرم ( ۳۰۰۰ پوند) است و ارتفاع افتادن چکش باید کمتر از ۳ متر باشد. وزن چکش با نیروی وارده به شمع باید طوری باشد که شمع در هر ضربه لااقل ۳ میلیمتر در زمین فرو رود. جرثقیلی که دستگاه شمع کوبی روی آن نصب شده باید قادر باشد در حالی که چکش و شمع هر دو به طور معلق از آن آویزان است تغییر مکان داده و مضافاً بتواند در حال آویزان بودن چکش و شمع دور خود بچرخد. شمع کوب باید مجهز به یک هادی محکم که به طور استوار بر جای خود تکیه کند، جهت هدایت شمع‌های عمودی و همچنین شمع‌های مورب، باشد.
شمع‌ها باید در موقع قرار گرفتن و کوبیده شدن به نحوی هدایت شوند که دقیقاً شاقول و یا با زاویه مورب مقرر کوبیده شوند و از وضع صحیح شمع‌ها اطمینان حاصل شود. شمع‌هایی که با دقت مقرر کوبیده نشده، باید بیرون کشیده و مجدداً کوبیده شوند. یا اینکه شمع جدیدی در مجاورت آن کوبیده شود. این گونه عملیات اضافی کلاً به هزینه پیمانکار خواهد بود.
در بعضی مواقع کوبیدن یک شمع ممکن است باعث بالا آمدن یک یا یک گروه از شمع‌های مجاور که قبلاً کوبیده شده‌اند شود. این احتمال در مورد شمع چوبی بیشتر است. با اتخاذ تدابیر مناسب از جمله پیش حفاری از وقوع چنین اتفاقی باید جلوگیری نمود.
ارزش باربری و نفوذ
شمع‌های کوبیدنی، (به جز آن دسته از شمع‌هایی که تحت آزمایش بارگذاری قرار می‌گیرند) باید تا رسیدن به میزان باربری معینی که در نقشه‌ها یا مشخصات فنی خصوصی ارائه شده کوبیده شوند. همچنین این شمع‌ها باید حداقل تا ۳/۶ متر (۱۲ فوت) در داخل زمین طبیعی نفوذ کنند و در صورتی که برای نوک شمع تراز معینی تعیین شده باشد، باید حداقل به آن تراز برسند مگر آنکه دستگاه نظارت دستور دیگری در این مورد ابلاغ نماید. شمع‌هایی که تحت آزمایش بارگذاری قرار می‌گیرند باید تا تراز تعیین شده کوبیده شوند.
سطح زمین طبیعی در مناطقی که خاکریزی شده عبارت است از سطح زیر خاکریزی یا سطح زیر سر شمع، هرکدام که پایین‌تر است. در صورتی که بار طراحی شمع در نقشه‌ها یا مشخصات فنی خصوصی ارائه نشده باشد، باید شمع‌ها را تا رسیدن به میزان باربری برابر ۴۵ تن کوبید.
بریدن سر شمع
آرماتورهای موجود در شمع‌ها باید طبق اندازه‌هایی که در نقشه‌ها نشان داده شده در بتن قرار گیرد. آرماتورهای سر شمع‌ها باید با ابزارآلات دستی یا مکانیکی بریده شود. منفجر نمودن سر شمع‌ها جز با تصویب دستگاه نظارت مجاز نخواهد بود. سر شمع‌ها باید در ارتفاعی بین کف ابنیه فوقانی و پایین ترین لایه آرماتور فولادی آن ابنیه قطع شود. هرگاه بتن سر شمع‌ها تا میزانی پایین‌تر از ارتفاع فوق آسیب ببیند، پیمانکار باید به هزینه خود سر شمع را مرمت نماید. دستگاه نظارت ممکن است در چنین مواردی برای پوشش آرماتورها ضخامت تعیین نماید.
تطویل شمع
در صورتی که طول یک قطعه شمع بتنی برای تحمل بارهای در نظر گرفته شده کافی نبوده و احتیاج به تطویل داشته باشد، معمولاً یکی از روشهای زیر باید انجام گیرد.
- تطویل شمع به روش بتن ریزی در محل
- به کار بردن اتصالات مخصوص
شمع فلزی