بررسی روش‌های مقاوم‌سازی و بهسازی فونداسیون‌ها

صدمات و خسارات زلزله در دهه‌های اخیر سبب معطوف شدن توجه پژوهشگران و متخصصان به بهبود پارامترها و روش‌های مختلف تحلیل شده تا در سایه آن بتوان با صرف کمترین هزینه، به ساختمان‌های مقاوم‌تری دست یافت. از سوی دیگر هزینه‌های بالای ساختمان‌سازی خصوصا در شهرهای بزرگ و هزینه‌های جانبی ناشی از کاربری‌های مختلف ساختمان‌های موجود و عدم توقف بهره‌برداری بسیاری از ساختمان‌ها موجب شده است تا روش‌های مقاوم‌سازی و بهسازی به مرور تعمیم یابند.
مقاوم‌سازی فونداسیون ممکن است به دلیل تغییر در سرویس‌دهی ساختمان‌ها موردنیاز باشد. این تغییرات به‌طور مستقیم از مقدار بارهای گرانشی ساختمان متأثر خواهد بود. وجود برخی خطاها در محاسبات بارها به‌خصوص نیروهای جانبی از قبیل زلزله، در طول روند طراحی از دیگر پارامترهای اساسی است که در آن مقاوم‌سازی ضروری می‌باشد.مقاوم‌سازی نیازمند استفاده از تکنولوژی‌های خاص و مصالح ساختمانی سازمان‌بندی شده خواهد بود. گاهی تقویت لرزه‌ای فونداسیون‌ها به دلیل بارهای زلزله نیاز می‌باشد، که ممکن است به طور مستقیم باعث بروز برخی مشکلات برای فونداسیون یا علاوه براین، پیدایش بارهای بالارونده و اضافی گردد.
بر اساس ارزیابی‌های صورت گرفته بر روی سازه‌ها، ضعف‌ها و کم و کاستی‌های آن تعیین می‌گردد. به منظور اصلاح این ضعف‌ها و مقاوم‌سازی و بهسازی سازه‌ها، استفاده از روش‌های مناسب ضروری است و اکثر مواقع برای تعیین روش‌های مقاوم‌سازی در ساختمان محدودیت‌هایی وجود دارد که تأثیر عمده‌ای بر روش‌های انتخابی برای مقاوم‌سازی می‌گذارند. مجموعه این محدودیت‌ها را می‌توان به‌صورت اهداف عملکردی ساختمان، محدودیت هزینه‌های اجرایی، محدودیت زمانی در امر مقاوم‌سازی، محدودیت‌های معماری (پلان و نما) ، ضرورت فعال بودن ساختمان در حین مقاوم‌سازی، پرهیز از ریسک در زمان مقاوم‌سازی و لزوم حفظ آثار باستانی طبقه‌بندی نمود. به همین دلیل به منظور انجام مقاوم‌سازی ضروری است با توجه به نیاز سازه، در ابتدا راهبرد مقاوم‌سازی و بهسازی انتخاب و سپس راهکار متناسب با راهبردهای انتخاب شده بررسی و مطالعه شوند. مقاوم‌سازی به معنای بالا بردن مقاومت یک سازه در برابر نیروهای وارده می‌باشد و چندی است که در کشور ما مورد توجه قرارگرفته است. یکی از دلایل مقاوم‌سازی، عمر ساختمان‌های موجود در کشور است که عمر بالای 10سال آن‌ها نیاز به مقاوم‌سازی را ایجاب می‌کند. پی ساختمان یکی از اجزای مهم سازه محسوب می‌شود که مقاوم‌سازی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به هزینه‌های بالای بهسازی فونداسیون، همواره سعی بر آن بوده است که از روش‌هایی استفاده گردد که در آن‌ها مقاوم‌سازی فونداسیون نیاز نباشد، ولی بهسازی آن امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است.
مقاوم‌سازی و بهسازی فونداسیون به منظور جلوگیری از افزایش آسیب سازه‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است که در صورت وجود پی ضعیف، اعمال بارهای تصادفی پیش‌بینی نشده و کاهش ظرفیت باربری خاک مجاور پی به منظور ارتقاء عملکرد پی به لحاظ ایجاد ظرفیت باربری موردنیاز، کاهش نشست تا حد مجاز و روند مناسب تغییر شکل‌پذیری برای حفظ صلبیت و انعطاف‌پذیری توام مناسب انجام می‌گیرد. در این راستا برای مقاوم‌سازی و بهسازی شالوده زیر سازه، ابتدا باید به بهسازی و تقویت خاک و پس از آن به بهسازی و مقاوم‌سازی فونداسیون سازه پرداخت.

ملاحظات مقاوم‌سازی و بهسازی فونداسیون

در مقاوم‌سازی فونداسیون‌ها، عواملی ازجمله شرایط پی، شرایط سازه‌ای، شرایط ژئوتکنیک و شرایط بارگذاری، تأثیرگذار است. برای مقاوم‌سازی و بهسازی فونداسیون به یک سری اطلاعات برای تجزیه و تحلیل نیاز است. دامنه تجزیه و تحلیل بستگی به بزرگی ساختمان، سن ساختمان، شرایط فونداسیون، تغییر کاربری و …دارد. تجزیه و تحلیل شامل مواردی ازجمله بررسی پرونده ساخت و ساز و آرشیو نقشه‌ها و شرایط خاک، بررسی پی و دیواره‌های پی، گزارش خسارات، بررسی ترک‌ها، بررسی بصری و کاوش‌های زمینی، گزارش نشست و نشست وابسته به زمان، محاسبه بار پی (سیستم استاتیکی)، اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی و فشار آب حفره‌ای، میزان مقاوم‌سازی پی، اندازه‌گیری تنش و نوارهای تنش موجود، اندازه‌گیری ارتعاشات و کنترل کیفیت مواد می‌باشد. هم‌چنین فونداسیون باید در شرایط زیر مورد ارزیابی قرار گیرد:

• مناسب بودن لایه‌های خاک برای مقاومت در برابر روان‌گرایی
• پایداری منطقه احداث سازه خصوصا برای ساختمان‌هایی که بر روی زمین شیب‌دار ساخته شده‌اند.
• حداکثر ظرفیت اجزای فونداسیون تحت اثر زلزله طرح
• مناسب بودن سازه اعضای مختلف فونداسیون مانند شالوده، سر شمع، شمع و…
• تحقیق اسناد و بایگانی مدارک طراحی ساختمان برای تعیین شرایط خاک
• بررسی خاک‌ها با استفاده از نمونه‌گیری و آزمایش آن‌ها، اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی و میزان فشار آب حفره‌ای
• برآورد ابعاد فونداسیون و شالوده دیوارها، در صورت لزوم بعضی از شالوده‌ها تحت گمانه‌زنی قرار گیرند، در این گمانه‌ها میزان زوال مصالح را بررسی کنند.
• بررسی گزارش نشست پی شامل شکل‌گیری ترک‌ها و کج شدن دیوارها، برآمدگی مناطق مجاور و مسیرهای افقی و قائم

روش‌های مقاوم‌سازی و بهسازی فونداسیون‌ها

بخشی از روش مقاوم‌سازی فونداسیون‌ها، بستگی به ضرورت نوع تقویت، ویژگی فونداسیون موجود و شرایط زمین‌شناسی مهندسی منطقه‌ای که سازه در آن واقع است دارد. به‌خوبی مشخص است که طراحی مقاوم‌سازی فونداسیون از طراحی ساختن یک سازه جدید، دشوارتر است.
روش‌های مقاوم‌سازی فونداسیون‌ها، بر اساس نوع روش ساخت و نحوه اجرای آن به صورت زیر طبقه‌بندی شده است:

• افزایش ابعاد فونداسیون (ژاکت کردن)
• افزودن شناژ به فونداسیون موجود
• بهسازی فونداسیون با کابل‌های پیش تنیده
• مقاوم‌سازی صفحه ستون
• مقاوم‌سازی دال‌های فونداسیون با تزریق سیمان در ترک‌ها
• جایگزینی جزیی دال فونداسیون زمانی‌که مصالح پی بیش از حد آسیب دیده باشند
• نصب نوارهای تقویتی یا ژاکت کردن بدون گسترش بستر پی
• گسترش بستر فونداسیون (زمانی‌که بار روی فونداسیون افزایش می‌یابد)
• مقاوم‌سازی با شمع کوبیدنی (وقتی بار به مقدار قابل توجهی افزایش یافته و خاک زیر پی مطلوب باشد)
• مقاوم‌سازی توسط شمع در جا ریز (وقتی بار به صورت قابل توجهی افزایش یافته و لایه نازکی از خاک سست در بستر قرار داشته و شرایط کار برای بازسازی مشکل باشد )
• تبدیل پی‌های ستونی به پی‌های نواری و پی‌های نواری به دال‌ها (زمانی‌که تغییر شکل‌ها در بستر پی‌ها بسیار متغیر باشد و هم‌چنین زمانی‌که تغییری در بارگذاری رخ می‌دهد، در این روش نصب تجهیزات اضافی ضروری می‌باشد)
• مقاوم‌سازی با استفاده از الیاف پلیمری (FRP)
• ایجاد ریزشمع در فونداسیون موجود
• افزایش مقاومت شمع‌های موجود
• احداث شمع‌های کششی

مقاوم‌سازی فونداسیون با افزایش ابعاد آن (ژاکت کردن)

پی‌های ساختمان‌های صنعتی و مسکونی ساخته شده در نیمه اول قرن بیستم معمولا با سنگ، خرده‌سنگ بنایی و آجر پخته می‌باشند. در دوره‌ای از زمان این مصالح پی، قدرت خود را ازدست داده و مستعد پذیرش آسیب ناشی از اثرات نامطلوب آب زیرزمینی، عوامل خورنده، درجه حرارت و عوامل دیگر می‌شوند. در این شرایط، مصالح موجود در مفاصل (درزه‌ها) آسیب می‌بینند.
برای ژاکت کردن پی می‌بایست از زیر لبه پی شروع و تا روی آن به صورت پیوسته ادامه یابد. با این کار ابعاد پی افزایش یافته و تنش خاک بستر پی کاهش ظرفیت برشی خمشی پی به مراتب افزایش می‌یابد . با استفاده از جداگرهایی مانند پلاستیک یا بتن مگر از تماس بتن با خاک و نفوذ شیره بتن در آن جلوگیری شود.
برای اتصال مناسب سطوح بتن جدید و قدیم، تمیز کردن سطح بتن قدیم از هرگونه گرد و خاک و آلاینده پیشنهاد می‌شود. تزریق دوغاب سیمان برای بازگردانی و تقویت پی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عمل معمولا با فشار دوغاب سیمان به طور یکسان به داخل حفره‌های پی از طریق لوله‌های تزریق تحت فشار انجام می‌گیرد. گاهی نیز از ژاکت‌هایی برای مقاوم‌سازی استفاده می‌شود که از ملات ماسه درشت‌دانه ساخته‌شده‌اند. این روش به‌صورت پاشش پنوماتیکی یا ریختن بتن به منظور ایجاد روکش مسلح‌کننده انجام گیرد. اگر عمل دوغاب‌ریزی بیش ازحد مشکل باشد، فونداسیون می‌تواند توسط پوشش بتن قرارگرفته روی کل ارتفاع پی یا بخشی از آن مقاوم‌سازی شود.

بهسازی فونداسیون با کابل‌های پیش‌تنیده

یکی از راهکارهای بهسازی و افزایش ظرفیت خمشی و برشی فونداسیون، با اعمال نیروی پیش‌تنیدگی به فونداسیون می‌باشد. معمولا وقتی افزایش عمق شالوده از بالا به دلیل حضور ستون‌ها ممکن نباشد، ظرفیت خمشی مثبت و منفی را می‌تواند با پیش‌تنیده کردن، در حفره‌های تعبیه‌ شده سراسری در طول فونداسیون یا در بتن جدید روی وجوه آن افزایش داد. نیروهای پیش‌تنیدگی فوق در دو وجه عمودی و افقی به فونداسیون اعمال می‌شوند. نیروهای پیش‌تنیدگی قائم باعث افزایش ظرفیت برشی و نیروهای پیش‌تنیدگی افقی باعث افزایش ظرفیت برشی و خمشی به طور همزمان می‌شوند. پیش‌تنیدگی افقی به وسیله کابل‌ها و مفتول‌های متداول و پیش‌تنیدگی قائم با استفاده از مصالح FRPصورت می‌گیرد.
استفاده از پیش‌تنیدگی در فونداسیون مزایای فراوانی ازجمله افزایش دوام بتن، کاهش ابعاد فونداسیون، کنترل ترک‌خوردگی در فونداسیون، باربری بیشتر عضو پیش‌تنیده با هندسه مشابه نسبت به بتن مسلح معمولی، کنترل خیز و تغییر شکل در فونداسیون، ایمنی بالاتر فونداسیون در زلزله، استفاده حداکثر و بهینه از ظرفیت مصالح بتنی و کابل‌ها را به دنبال دارد.

مقاوم‌سازی دال‌های فونداسیون با تزریق سیمان در ترک‌ها 

تزریق در ترک‌ها روشی فراگیر و اقتصادی برای تعمیر ترک‌های برشی و ترک‌های برشی خمشی سازه‌های بتن‌آرمه آسیب‌دیده می‌باشد. کارآمدی این روش به قابلیت مواد مورداستفاده (معمولا اپوکسی‌ها) جهت نفوذ در ترک‌های ریز بتن آسیب‌دیده که تحت فشار معینی صورت می‌گیرد، بستگی دارد. این روش برای ترک‌های ریز (با پهنای کمتر از 0.1 میلی‌متر) ، متوسط (با پهنای کمتر از 3 میلی‌متر) و عریض (با پهنای حداکثر 6 –5میلی‌متر) می‌تواند استفاده شود. برای ترک‌های عریض‌تر تا پهنای 20 میلی‌متر، گروت سیمانی ماده‌ای مناسب برای تزریق می‌باشد. برای انجام این روش در ابتدا می‌بایست مواد شل خارج شوند.
هم‌چنین جهت انجام عمل تزریق از نازل‌هایی استفاده می‌شود که فاصله نازل‌ها جهت تزریق توسط فاصله‌ای که اپوکسی قبل ازسخت شدن می‌تواند طی کند تعیین می‌شود. آزمایش‌های خمشی انجام شده نشان می‌دهد که روند تعمیر نه تنها نمای نامناسب ترک را از بین می‌برد، بلکه سختی و مقاومت عضو آسیب‌دیده را نیز بازمی‌گرداند.
در واقع این روش، عملکرد لرزه‌ای را به سازه بازمی‌گرداند. کیفیت و دوام در شرایط محیطی مصالح، نقش مهمی را بازی می‌کند. مصالح چسبنده می‌بایست در ترک‌های سازه آسیب‌دیده نفوذ کنند و تمامی درزه‌ها را پرکنند. در این روش تعمیر، تغییر و اصلاحی در پاسخ سازه اصلی ایجاد نمی‌شود.

مقاوم‌سازی فونداسیون با تقویت و گسترش بستر فونداسیون

مقاوم‌سازی فونداسیون ممکن است با خالی کردن مقطعی از زیر آن‌ها و توسعه بستر آن‌ها و هم‌چنین افزایش عمق آن‌ها با زیربندسازی با عناصر ساختاری اضافی در زیر فونداسیون انجام گیرد. در صورت عدم افزایش عمق زیر فونداسیون، مقاوم‌سازی توسط زیربندسازی فونداسیون با یک دال بتنی که در زیر بستر پی قرار می‌گیرد، انجام می‌پذیرد.
در این روش، خاک زیر فونداسیون در فواصل 2-1 متری حفاری و خاک‌برداری شده و یک دال بتنی سخت در محل و یا یک دال بتنی پیش‌ساخته در گودال حفاری قرار داده می‌شود. پس از فشرده‌سازی خاک زیر فونداسیون با جک‌ها، فضاهایی بین دال و بستر فونداسیون ایجاد می‌شود که توسط بتنی که به خوبی ویبره و یکنواخت شده است، پر می‌گردد.

مقاوم‌سازی فونداسیون با تبدیل آن‌ها به هم

در مقاوم‌سازی فونداسیون‌های ستونی، در برخی موارد لازم است که آن‌ها به فونداسیون نواری تبدیل شوند و یا در مقاوم‌سازی فونداسیون‌های نواری، در برخی موارد لازم است که آن‌ها به دال‌هایی تبدیل شوند. این روش‌ها زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند که خاک زیر پی دست‌خوش تغییر شکل‌های ناهموار قابل توجهی شود، اندازه بار و شرایط کاری پی تغییر کند و یا عوامل و شرایط دیگری که در آن باید استحکام فونداسیون به طور قابل توجهی افزایش یابد. یک دیوار بتنی در قالب دال اتصال بین ستون‌های موجود برای تبدیل یک پی ستونی به یک پی نواری قرارداده می‌شود.
برای اطمینان از ارتباط بهتر بین دال اتصال و فونداسیون موجود، ناهمواری‌هایی در سطح فونداسیون موجود ایجاد کرده تا سطح بین فونداسیون و دال اتصال به طور مناسب‌تری جوش بخورد. علاوه بر این، پی ستون را نیز با روش ژاکت کردن پوشش می‌دهیم. قسمت تحتانی دال اتصال به منظور افزایش باربری با پهنای بیشتری ایجاد می‌گردد.

مقاوم‌سازی با استفاده از الیاف پلیمری (FRP)

مقاوم‌سازی اجزای بتنی با استفاده از FRPیکی از راه های نوین مقاوم‌سازی است که جایگزین روش‌های قدیمی مانند زره‌پوش کردن فولادی یا بتنی شده است. FRPنوعی کامپوزیت پلیمری است که از دو بخش متمایز الیاف و ماتریس تشکیل شده و به عنوان مصالحی مؤثر برای مقاوم‌سازی سازه‌های در معرض خطرات لرزه‌ای به صورت گسترده‌ای مورد توجه قرارگرفته است.
مصالح FRPمی‌توانند به منظور تقویت سازه‌ها برای تحمل بارهای افزایش یافته به سبب تغییر در کاربری یا جبران خطاهای طراحی و اجرا به کار روند. قبل از انتخاب نوعFRPباید ارزیابی شود که آیا استفاده از FRPروش مناسبی برای مقاوم‌سازی سازه موردنظر است یا خیر. برای استفاده از FRPدر پروژه‌های خاص، لازم است وضعیت موجود سازه در ارتباط با ظرفیت باربری، شناسایی نواقص و عوامل آن‌ها و شرایط سطوح بتن، ارزیابی شود. توصیه می‌شود افزایش ظرفیت باربری اعضا تقویت‌شده با استفاده از FRP محدود شود، به این دلیل که کاهش تأثیر یا از بین رفتن FRPبه گسیختگی عضو تحت اثر بارهای ثقلی، منجر نشود.

مقاوم‌سازی فونداسیون توسط شمع‌ها 

شمع‌ها در شرایط بسیار پیچیده برای تقویت فونداسیون‌های سطحی مورداستفاده قرار می‌گیرند. در این روش بار ساختمان توسط شمع‌ها بر روی خاک محکم که در عمق بیشتری قرارگرفته، منتقل می‌شود. این روش در شرایطی که سطح آب زیرزمینی بالا باشد بسیار کاربرد دارد. فونداسیون‌های نواری با نصب شمع‌های حامل در دو طرف پی و یا در یک طرف آن‌که ممکن است بسته به بار موجود در یک یا دو ردیف قرار گیرند، تقویت می‌شوند.
شمع‌ها در دو طرف مقابل هم در بستر پی و یا در اطراف آن با آرایش منظم، قرار می‌گیرند. طول شمع‌ها بر اساس مشخصات خاک، بار روی فونداسیون و سطح مقطع شمع تعیین می‌شود. در صورت وجود بارهای زیاد، لازم است شمع‌ها در دو ردیف کوبیده شوند که این عمل ممکن است با اضافه کردن یک مقطع اضافی در بستر فونداسیون انجام گیرد.

مقاوم‌سازی فونداسیون با استفاده از ریزشمع‌ها

ریزشمع به شمع‌های با قطر کوچک (کمتر از 300 میلی‌متر) اطلاق می‌گردد که غالبا با تسلیح فولادی سبک و تزریق فولادی سبک و تزریق دوغاب سیمان همراه می‌باشند. ریزشمع‌ها علاوه بر آن‌که به‌عنوان یک المان باربر و مقاوم در برابر نشست عمل می‌کند، به دلیل تزریق دوغاب سیمان، سبب بهبود مشخصات مکانیکی (مقاومتی و رفتاری) خاک اطراف نیز می‌گردد.
به‌طورکلی کاربرد ریزشمع‌ها در مهندسی ژئوتکنیک مشتمل بر دو بخش “استفاده در بستر پی سازه‌ها” و ”اصلاح و بهسازی بر جای خاک” می‌باشد. در حال حاضر، دستورالعمل ارائه شده توسط (U.S.FHWA) دستورالعمل طرح و اجرای ریزشمع‌ها در اداره بزرگراه‌های ایالات متحده، به‌عنوان مرجع قابل قبول و مورد استفاده طراحان و پیمانکاران اجرای ریزشمع می‌باشد. مراحل اجرای ریزشمع‌ها به ترتیب حفاری، لوله‌کوبی، تزریق، تسلیح و نصب می‌باشد.

احداث شمع‌های کششی 

به‌منظور مقابله با نیروی کششی بلند کننده فونداسیون می‌توان از شمع‌های کششی در مجاورت فونداسیون موجود استفاده نمود. باید توجه داشت که حالت‌های بلندشدگی فونداسیون گسترده یا فونداسیون روی شمع معمولا حالت بحرانی برای سازه ایجاد نمی‌کند و در عمل، بلندشدگی سازه در اثر لنگر واژگونی آسیبی به ستون و فونداسیون وارد نمی‌کند، ولی اگر در اثر تغییر مکان‌های ناشی از لنگر واژگونی شکست فونداسیون و یا واژگونی سازه قابل پیش‌بینی باشد، در آن هنگام مبحث مقاوم‌سازی مطرح است. در این روش در دو سمت فونداسیون شمع‌های جدید احداث می‌شود و سپس قطعه‌ای به عنوان رابط بین شمع‌ها و بر روی فونداسیون موجود اجرا می‌گردد.

مقاوم‌سازی و ترمیم فونداسیون در برابر نشست

برای ترمیم نشست روش‌های بسیار متداول استفاده از بالا بردن پی و یا مخلوط ماسه سیمان وجود دارد. برای استفاده از لایه باربری موجود بدون تغییر در بعضی حالت‌ها ممکن است شمع جدید استفاده شود که بستگی به وضعیت زمین دارد.
روش بالا بردن برای ترمیم نشست پی که در آن ساختمان‌ها را بلند می‌کنند، متداول‌ترین و مورد استفاده‌ترین روش برای ترمیم نشست ساختمان‌ها می‌باشد و ممکن است به چندین گروه طبقه‌بندی شود که بستگی به‌اندازه ساختمان، وضعیت مکان و خسارات واقعی دارد. این روش مستلزم بالا بردن قسمتی از یک ساختمان یا تمام ساختمان با استفاده از جک می‌باشد. در این روش معمولا از جک هیدرولیکی استفاده می‌شود. جک باید ظرفیت 2 تا 3 برابر بار ساختمان را به ساختمان وارد کند.
برای بالا بردن ساختمان نیاز به نیروی عکس‌العمل داریم (جک برای بلند کردن سازه نیاز به جایی برای ایجاد نیروی عکس‌العمل دارد) که می‌تواند از سه طریق فراهم شود و بستگی به اندازه ساختمان و وضعیت زمین دارد:
می‌توان این نیروی عکس‌العمل را از طریق خود پی ایجاد کرد و جک را طوری قرارداد تا این نیرو تامین شود (برای زمانی است که بخواهیم آسان و به سرعت نشست را ترمیم کنیم و برای ساختمان با اندازه‌های کوچک با تخریب کم مورد استفاده قرار می‌گیرد)
 یک جک مکانیکی برای تامین نیروی عکس‌العمل استفاده شود (برای زمانی مفید است که خاک اطراف ساختمان مقاوم باشد و بازنشست کمی داشته باشد)
برای تامین نیروی عکس‌العمل یک شمع جدید در زمین قرار داده می‌شود (وقتی استفاده می‌شود که نیروی عکس‌العمل نتواند از پی موجود و یا زمین تامین گردد و یا اینکه بخواهیم جلوی نشست را در آینده به طور کامل بگیریم)
استفاده از روش‌هایی مانند تزریق گروت به زمین برای بالا بردن پی‌های سطحی دارای اطمینان کمی می‌باشد، اگرچه ممکن است برای حالت‌هایی که ترمیم سریع و ساده مورد نیاز باشد مناسب باشد. روش گروت به‌طور عمده به دو نوع طبقه‌بندی می‌شود. در روش اول گروت را به اطراف پی تزریق می‌کنند و در روش دوم گروت را به‌صورت جامد در نشست‌های نامساوی جاگذاری می‌کنند. برای ترمیم بهتر پی روش بهتر و مناسب‌تر این است که تزریق گروت در زیر پی یا اطراف شمع انجام شود. برای ترمیم نشست‌های نامساوی روش دوم مناسب‌تر است.

بررسی مقاوم‌سازی فونداسیون‌ها
استفاده از پی‌های سطحی در کشور ما بسیار متداول بوده و عمدتا پی‌ها به‌صورت سطحی می‌باشند. به‌منظور مقاوم‌سازی پی‌های سطحی که عبارتند از پی‌های منفرد، نواری و گسترده. در این قسمت به بررسی تقویت این نوع از پی‌ها پرداخته شده است.

تقویت پی‌های منفرد
در مورد پی‌های منفرد مشکلاتی از جمله فشار زیاد خاک زیر پی، بلندشدگی و لغزش پی ممکن است ایجاد شود که برای مقابله با فشار زیاد خاک زیر پی می‌تواند یکی از روش‌های مقاوم‌سازی و یا بسته به مشکل موجود، به صورت ترکیبی اقدام به انجام مقاوم‌سازی نمود که در این نوع پی‌ها روش‌هایی از جمله ساخت پی بزرگ‌تر در زیر پی موجود، اضافه کردن پایه‌ها و شمع‌های جدید در مجاورت پی و اتصال آن‌ها به پی موجود، تبدیل پی منفرد به پی نواری، اصلاح خاک زیر پی، تبدیل پی منفرد به پی نواری و اجرای یک تیر عمیق بتن مسلح توصیه می‌شود.
موارد فوق برای مقابله با مشکل بلندشدگی پی نیز (به‌جز اصلاح خاک زیر پی و ساخت پی بزرگ‌تر در زیر پی موجود) مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌منظور تقویت پی منفرد در برابر لرزش آن می‌تواند از روش‌هایی از جمله بزرگ کردن سطح پی، اضافه کردن شناژهای افقی، اصلاح خاک مجاور پی استفاده نمود.
استفاده از پی‌های سطحی در کشور ما بسیار متداول بوده و عمدتا پی‌ها به صورت سطحی می‌باشند. به‌منظور مقاوم‌سازی پی‌های سطحی که عبارتند از:

• پی‌های منفرد
• پی نواری و گسترده

تقویت پی‌های نواری یا پی‌های زیر دیوار
از عمده‌ترین ضعف‌های پی نواری می‌تواند به فشار زیاد خاک زیر پی و بلندشدگی پی اشاره نمود که برای مقابله با مشکل فشار زیاد خاک زیر پی، از روش‌هایی ازجمله ساخت پی بزرگ‌تر در زیر پی موجود، اضافه کردن پایه‌ها و شمع‌های جدید در مجاورت پی و اتصال آن‌ها به پی موجود، تبدیل پی نواری به پی گسترده، اجرای شناژ خورجینی، اجرای فونداسیون خورجینی و تعبیه اجزای قائم باربر جانبی جدید مانند دیوارهای برشی و قاب‌های مهاربندی شده استفاده نمود. به منظور مقابله با مشکل بلند شدگی پی نواری میتواند از روش هایی ازجمله افزایش ابعاد پی موجود (اقتصادی ترین روش)، اضافه کردن پایه‌ها و شمع‌های جدید (کاراترین روش) ، تعبیه اجزای قائم باربر جانبی جدید استفاده نمود.

تقویت پی‌های گسترده
ضعف‌های لرزه‌ای در پی‌های گسترده معمول نبوده و می‌تواند به کمبود مقاومت خمشی در تحمل ترکیب بارهای ثقلی و زلزله و لغزش پی به عنوان مشکل اساسی آن‌ها اشاره نمود. به منظور تقویت پی گسترده در برابر کمبود مقاومت خمشی پی، می‌تواند به روش افزایش موضعی ضخامت پی در محل‌های خاص و به‌منظور تقویت پی در برابر لغزش می‌تواند به روش اجرای برش‌گیر در زیر محیط پی اشاره نمود.

تقویت و پی‌بندی فونداسیون موزه علوم و هنر دانشگاه پورتوریکو (سپتامبر 2007)

ساختمان تاریخی موزه علوم و هنر دانشگاه پورتوریکو در سال 1998 طی طوفان جورج آسیب دید. موزه علوم و هنر مایاگز در مرکز ساحل غربی پورتوریکو قرار دارد که میزان خسارت‌های ناشی از طوفان جورج در آنجا شدیدتر بود. این موزه در سال 1930 به‌عنوان بیمارستان ساختمان شده که در سال 1952 به موزه تبدیل شد. بازسازی مجدد این اثر که به لحاظ تاریخی و ارزشمند بودن آن نیازمند زمان زیادی بود در سال 2005 آغاز گردید.
براساس طراحی جدیدی که برای نوسازی این ساختمان انجام گرفت مشخص شده که دیوارهای اصلی ساختمان که نقش باربری سقف و سازه را برعهده داشتند از قابلیت باربری کافی برخوردار نبوده و لذا با توجه به دسترسی محدود و هم‌چنین محدودیت‌هایی که در فضای کم در بسیاری از نقاط وجود داشت استفاده از ریزشمع‌ها به عنوان تقویت فونداسیون و دیوارهای ساختمان انتخاب شد.
برای اطلاع از شرایط ژئوتکنیکی فونداسیون سازه و خاک محل موزه، گمانه حفرشده تا مشخص گردید که یک لایه خاک بسیار قدیمی با ضخامت1 تا 2 متر در نزدیکی سطح و در زیر آن یک لایه خاک لای با پلاستیسیته بالا و درصد رطوبت 45 % قرار دارد که مقاومت برشی آن تقریبا در حدود  KPa38می‌باشد. سطح آب زیرزمینی در محل پایین بوده و در گمانه‌های حفرشده آب زیرزمینی وجود نداشته که با توجه به این خصوصیات و هم‌چنین به دلیل تاریخی بودن سازه و نیاز به عدم دست‌خوردگی به ساختار شالوده زیر سازه و محدودیت مکانی، استفاده از روش‌هایی از جمله افزایش ابعاد و گسترش بستر فونداسیون توصیه نشده و هم‌چنین وجود محدودیت مکانی استفاده از ماشین‌آلات حفاری و هم‌چنین مسقف بودن مکان‌های مورد تقویت و عدم دسترسی به امکانات مورد نیاز، استفاده از روش‌هایی از قبیل ایجاد شمع در زیر فونداسیون و به‌کارگیری شمع‌های کششی امکان‌پذیر نبوده، در نتیجه استفاده از ریزشمع‌ها توسط گروه مشاوره پروژه پیشنهاد گردید. برای تقویت و بازسازی مجدد فونداسیون ریزشمع اجرا گردید.
با نصب ریزشمع‌ها فونداسیون تقویت و امکان باربری و حمایت از ستون‌های و سازه سقف فراهم گردید و فونداسیون به ظرفیت باربری مطلب و مورد نظر رسید. هم‌چنین امکان نصب و اجرای ستون‌های جدید بر روی فونداسیون کم عمق موجود فراهم گردید. اجرای ریزشمع‌ها برای بنا این شرایط را فراهم کرد تا بدون تغییر در شرایط فونداسیون و دیوارهای قبلی، قسمت‌های جدیدی را به سازه اضافه نمایند.
در مقاوم‌سازی فونداسیونها عواملی متعددی تأثیرگذار است. مقاوم‌سازی فونداسیون باید با بیشترین دقت تحت نظارت مستقیم سازمان مرمت و تعمیرات ساختمانی قرار گیرد. مقاوم‌سازی باید در یک دوره زمانی کوتاه با به حداکثر رساندن مراحل و عملیات ساختمانی انجام گیرد. قبل از شروع کار مقاوم‌سازی فونداسیون ساختمان‌های چند طبقه، بهتر است انتقال بار از سقف بر روی تکیه گاه های عمودی موقت انجام گیرد.

شرکت فنی و مهندسی مارین سازه مفتخر است آمادگی خود را به منظور ارائه خدمات فنی و مهندسی ( طرح و اجرا ) در زمینه‌های مختلف مهندسی به شرح زیر در شهرهای تهران، کرج، هشتگرد، قزوین، سمنان، قم، قشم، کیش و سایر نقاط کشور اعلام نماید.