مقدمه :
شرکت آب و فاضلاب شهری استان گلستان از شرکتهای دولتی وابسته به وزارت نیرو می باشد . که در خصوص تامین و توزیع آب شرب سالم فعالیت می کند .
بخشی از فعالیت های این شرکت شامل خط لوله و تصفیه خانه ، خط انتقال ، حفر چاههای آب ، حفاری چاههای عمیق ، و حفاظت و نگهداری مخازن و .. می باشد .
کارفرمای پروژه مخزن 14000 متر مکعبی شرکت آب و فاضلاب استان گلستان و دستگاه نظارت ، شرکت مهندسی پارس کنسولت می باشد و پیمانکار پروژه شرکت ساختمانی فولاد خمش .
نکاتی در مورد اصول طراحی مخازن آب شرب و انواع مخازن :
به طور کلی دو علت عمده برای وجود مخزن تامین فشار در شبکه توزیع آب شرب و جبران نوسانات ساعتی مصرف آب می باشد .
انواع مخازن از نظر نوع مصالح مصرفی به دو دسته مصالح فلزی و مصالح بتنی تقسیم می شوند . معمولا مخازن با حجم کمتر از 200 مترمکعب که به صورت مخازن هوایی ساخته می شوند فلزی هستند و مخازن زمینی عمدتا بتنی هستند .
از نظر محل استقرار مخازن به دو دسته هوایی و زمینی تقسیم بندی می شوند .
از نظر شکل هندسی مخازن به دو دسته مکعب مستطیل و استوانه ای شکل تقسیم بندی می شوند . که نوع نخست برای مخازن آب شرب ، استخرهای شنا ، حوضهای پیش ته نشینی در تصفیه خانه آب و نوع دوم برای مخازن ته نشینی اولیه و ثانویه در تصفیه خانه های فاضلاب و مخازن ذخیره نفت استفاده می شود.
از نظر پوشش سقف مخازن به دو دسته مسقف و غیرمسقف تقسیم می شود که نوع نخست برای مخازن اب شرب ، مخازن نفت و نوع غیر مسقف برای استخرهای شنا ، مخازن تصفیه خانه های آب و فاضلاب و مخازن پرورش ماهی و کشاورزی استفاده می شود .
از نظر سازه ای مخازن به سه دسته سیستم سقف دال تخت با کتیبه های قارچی شکل ، سیستم های تیردال و سیستم سقف تیرچه بلوک تقسیم بندی می شوندکه سیستم سازه ای استفاده شده در پروژه مخزن استرابادی ، سیستم سقف دال تخت با کتیبه های قارچی شکل استفاده شده است .
سیستم اتصال سقف به دیوار برای مخازن مسقف ، اتصال آزاد ( مفصل) و اتصال گیردار (صلب) می باشد. که نمونه استفاده شده در پروژه مخزن استرابادی سیستم اتصال آزاد ( مفصل ) می باشد .
به طور کل در بحث بارگزاری بارهای وارده به مخازن به چند دسته تقسیم بندی می شوند که شامل بارهای مرده مثل بارکف ، دیواره ها ، سقف ، ستونها و غیره که جز اجزای دائمی سازه هستند و بارهای زنده که شامل بار وزن آب که به کف وارد می شود و بار برف و بار وسایل نقلیه . بار ناشی از فشار استاتیکی مایع داخل مخزن ، بار ناشی از فشار استاتیکی خاک به دیواره ها ، بار ناشی از نیروی برکنش یا up lift ، نیروهای ناشی از تغییر درجه حرارت و نیروهای ناشی از وقوع زلزله که برای بدست آوردن نیروهای ناشی از وقوع زلزله سه روش وجود دارد که شامل روش تحلیل استاتیکی معادل ، روش شبه دینامیکی یا تحلیل طیفی و روش دینامیکی یا تاریخچه زمانی می باشد .
(تصاویر در فایل اصلی موجود است)
عملیات اجرایی مخزن 14000 متر مکعبی استرابادی درتاریخ 23/1/86 به ابعاد متر با عملیات خاکبرداری آغاز شد و طبق قرار داد زمان عملیات پیمان 30 ماهه بسته شد .
آب تامین شده جهت این مخزن از چشمه های گرماب دشت و چاهای عمیق تامین می شود
معمولا مخازن و عمدتا مخازن 5000 متر مکعب به بالا به صورت دوقلو ساخته می شود . علت آن این است که با خالی شدن یک قسمت ازمخزن قسمت دیگر آن آب داشته و آن قسمت خالی شده قابل تمیز کردن و نظافت باشد . و مخزن پروژه استرابادی هم با حجم 14000 متر مکعب به صورت دوقلو ساخته شده است .
شروع عملیات اجرایی مخزن با خاکبرداری آغاز شد و عملیات خاکبرداری با ماشین آلاتی از قبیل لودر انجام گرفت . ناگفته نماند که شرایط خاک بستر مخزن مورد آزمایش قرار می گیرد که به دلیل مقاومت kg/cm2 5/1-7/0 خاک شهر گرگان نیاز به بسترسازی با سنگ لاشه وملات قرار گرفت که این لاشه چینی به ارتفاع 70 سانتی متر بعد از عملیات خاکبرداری انجام شد و بعد از آن بتن مگر به ارتفاع 10 سانتی متر ریخته شد .
یکی دیگر از دلایل لاشه چینی با سنگ ملات این است که به دلیل قرار داشتن مخزن در شهر واین که در اطراف آن خانه های همسایه قرار دارد اگر لاشه چینی با سنگ ملات انجام نشود باید بعد از عملیات خاکبرداری خاک به وسیله ماشین آلاتی از قبیل غلطک ، متراکم و کوبیده شود . تا به مقاومت مورد نظر برسد که این کار به دلیل ایجاد لرزش و بوجود آمدن رعب و وحشت در ساکنان خانه های مجاور انجام نمی شود ، در صورتی که اگر محل احداث مخزن در خارج از شهر باشد وخاک آن ناحیه مقاومت کافی را تامین کند دیگر عملیات لاشه چینی با سنگ ملات انجام نمی گیرد .
در حین انجام عملیات لاشه چینی زهکشها هم که به فاصله 5/1 متر از پاشنه کار قرار دارد و عمل انتقال آب را به چاههای جذبی انجام می دهد و از مصالح نخودی و بادامی پر شده است اجرا می شود .
دور تا دور مخزن پاشنه کار به ارتفاع 70 سانتی متر می باشد که در فاصله 1 متر از دیواره اطراف واقع شده است .
به طور کل عملیات پیاده کرد نقشه و خاکبرداری در اردیبهشت 86 به پایان رسید و اجرای زهکشی و لاشه چینی هم در شهریور 86 و به موازات آن عملیات بتن مگر مخزن هم به پایان رسید ، بخشی از عملیات آرماتور بندی کف مخزن در حین ریختن بتن مگر به مخزن و اجرای زهکشی و لاشه چینی انجام می شود و نکات اجرایی ان در بحث آرماتور بندی سقف مخزن به دلیل حضور من در این بخش پروژه گفته خواهد شد.
قالب بندی کف مخزن و قسمتی از بتن ریزی کف مخزن در حین آرماتوربندی کف انجام می شود ، در عملیات بتن ریزی کف مخزن به دلیل اینکه مثلا نمی توان بتن ریزی کف مخزن را در یک روز انجام داد ؛ وقتی بخشی از کف مخزن بتن ریزی می شود در هنگام بتن ریزی در فردای آن روز درزی به نام درز اجرایی بوجود می آید که در درز اجرایی مخزن فیلتر اجرا می شود که اجرای فیلتر باعث می شود تا با بالا آمدن آبهای زیرزمینی و عواملی از این دست منجر به وارد شدن آبهای خارجی به داخل مخزن نشود .
و از نظر تئوری درزهای اجرایی درجایی است که تنش های برشی باید مینیمم شود . سپس در روی درزهای اجرایی نوارهای water stop که از جنس پلاستیک می باشد قرار می گیرد .
در کف مخزن شیبی در مجاورت دیوار کناری اجرا می شود که برای دقیق اجرا شدن آن را با لوله و قوطی کروم گیری می کنند که دلیل اجرای آن در مخازن بزرگ به دلیل تاثیر نیروی برشی و در مخازن کوچک جهت شستشو می باشد .
آرماتور بندی دیوار و ستون مخزن ، قالب بندی دیوار و ستون مخزن ، بتن ریزی دیوار و ستون مخزن از عملیاتی هستند که بخشی از انها در حین عملیات اجرایی قبل اجرا می شود و در نهایت بتن ریزی دیوارها و ستونهای مخزن در تیرماه 87 به پایان رسید .
در پروژه مخزن استرابادی کلا 80 ستون به ابعاد که در بالای آن به صورت کتیبه های قارچی شکل می باشد که مقطع ستون در قسمت فوقانی ، تغییر بعد پیدا کرده تا نهایتا به اندازه ی برسد به انضمام آرماتورهای 18 و خاموت های 10 قرار دارد . و ارتفاع کف تا سقف ستونها 20/6 متر می باشد .
از دلایل اجرای کتیبه های قارچی شکل این است که فشار کمتری به ستونها به دلیل سطح مقطع بیشتر ان از طریق وزن سقف و بارهای وارده اعمال شود. برای بتن ریزی سر ستونها که به صورت کتیبه های قارچی شکل است عملیات قالب بندی و ارماتور بندی آن به صورت مجزا از ستونها انجام می شود . به دلیل آنکه مهار کردن و ویبره کردن آن به سهولت صورت گیرد .
در مورد آرماتور بندی دیوار مخزن دیوار وسطی آن شامل آرماتورهای قوی تر ( آرماتور 25) است که دلیل آن این است ، در زمانی که یک قسمت ازمخزن خالی از آب باشد فشار متحمله را به خوبی تحمل نماید.
در بحث قالب بندی دیوار مخازن جهت بتن ریزی سوراخ ها به فواصل منظم روی دیوارهای بتنی توسط بولت های قالب ایجاد می شود که این سوراخها برای جلوگیری از نشت آن با مواد آب بند اپوکسی پر می شود. ناگفته نماند که این آب بندکننده های شیمیایی فقط در دیوارها استفاده شده است . این آب بند کننده ها با حالت کریستالی که روی جدار دیواره مخزن ایجاد می کند باعث عدم نفوذ آب می شود.
در بحث بتن ریزی دیوارها بتن ریزی به صورت شطرنجی انجام می شود تا بتن در حال گیرش ترک نخورد وهمه درزهای اجرایی توسط نوار water stop پر می شود . و نحوه اجرای ضخامت دیواره ها به صورتی است که ضخامت دیوار از پایین به بالا کاهش می یابد .
در مورد کیفیت بتن استفاده شده در دیوارها و بقیه قسمتهای مخزن ذکر این نکته ضروری است که به دلیل کاربری مخزن این قسمتها نباید نشتی داشته باشند . در نتیجه نسبت آب به سیمان بتنی که در مخازن استفاده می شود . متفاوت از نسبت آب به سیمان بتن استفاده شده در ساختمانها می باشد .
این نسبت برای بتن ساختمانی 6/0-5/0 و برای بتن استفاده شده در مخازن حدود 4/0 است . پایین بودن نسبت برای بتن استفاده شده در مخازن به این دلیل است که هرچه این نسبت پایین تر باشد مقاومت بتن افزایش و نفوذ پذیری ان کاهش می یابد .