تلرانس قالب‌بندی و بتن‌ریزی سازه‌های بتنی

در شرایط فعلی پروژه‌های عمرانی ایران، فقدان یک مرجع جامع و یکپارچه برای تلرانس‌های کارگاهی، اغلب موجب بروز اختلافات جدی میان مهندسان ناظر، کارفرمایان و پیمانکاران می‌شود. این مقاله با هدف رفع این خلأ، به عنوان یک مرجع فنی و کاربردی، الزامات استانداردهای جهانی معتبری چون ACI 117 (استاندارد تلرانس‌های بتن)، Eurocode EN 13670 و استانداردهای ملی ساختمان ایران را مورد بررسی قرار می‌دهد تا چارچوبی واضح برای کنترل کیفیت (QC) و تضمین کیفیت (QA) در اجرای سازه‌های بتنی ارائه کند. برای مشاهده منابع و مطالب مرتبط با اجرای دقیق تلرانس‌های بتن، می‌توانید به سایت کلینیک بتن مراجعه کنید.

تلرانس در سازه های بتنی چیست؟ تعریف و دسته بندی

تلرانس (Tolerance)، محدوده ای مجاز از انحرافات ابعادی،موقعیتی یا فرمی است که یک المان سازه ای می تواند نسبت به ابعاد اسمی خود در نقشه داشته باشد و همچنان از نظر عملکردی و زیبایی شناسی قابل پذیرش باشد.

تعریف تلرانس و دامنه کاربرد

تلرانس نه تنها یک ضرورت فنی، بلکه یک ابزار قراردادی است. تعیین حدود مجاز،امکان قضاوت عینی درباره پذیرش یا عدم پذیرش بخش های اجرا شده را فراهم می سازد .

نوع تلرانس	تعریف و هدف	مثال کاربردی
تلرانس ابعادی (Dimensional)	انحراف در اندازه های مقطعی المان (طول، عرض، ضخامت).	ضخامت دال،ابعاد مقطع ستون.
تلرانس موقعیتی (Positional)	انحراف در محل قرارگیری المان نسبت به محورهای اصلی یا المان های مجاور (جابه جایی یا شیفت).	جابه جایی افقی ستون از محل محور اصلی.
تلرانس فرمی (Form)	انحراف در شکل هندسی المان (ترازی، شاقولی،صافی سطح).	شاقولی بودن دیوار یا صافی سطح کف.

تفاوت تلرانس ساختاری و تلرانس معماری

1. تلرانس ساختاری (Structural Tolerance): این تلرانس ها مستقیماً بر ظرفیت باربری، پایداری و عملکرد مکانیکی سازه تأثیر می گذارند (مانند تلرانس پوشش بتن یا شاقولی ستون ها).
2. تلرانس معماری (Architectural Tolerance): این تلرانس ها مرتبط با مسائل زیبایی شناختی، نصب المان های جانبی،یا تطابق با سیستم های مکانیکی و الکتریکی هستند (مانند صافی سطح نهایی کف برای پوشش نازک یا تلرانس سطح بتن اکسپوز). تلرانس های معماری معمولاً بسیار سخت گیرانه تر از تلرانس های ساختاری هستند .

استانداردهای مرجع و اهمیت قراردادی کردن تلرانس ها

بیشتر اختلافات کارگاهی ریشه در عدم تعیین دقیق مرجع تلرانس ها در اسناد مناقصه و قرارداد دارند . مهندسان حرفه ای باید الزامات استاندارد را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از قرارداد تعریف کنند .

معرفی استانداردهای بین المللی

استاندارد	دامنه تمرکز	نکات کلیدی
ACI 117	Specification for Tolerances for Concrete Construction and Materials	جامع ترین مرجع برای تلرانس های بتن در آمریکای شمالی . به طور گسترده در پروژه های بزرگ جهانی استفاده می شود و معیارهای پذیرش مشخصی ارائه می دهد.
EN 13670	Execution of concrete structures	استاندارد اروپایی اجرا که تلرانس ها را بر اساس کلاس های اجرایی (Execution Classes) تعریف می کند و امکان انعطاف پذیری بیشتر در انتخاب سطح دقت را فراهم می آورد.
BS 8110 / BS EN 1992 (Eurocode 2)	Structural Use of Concrete / Design of Concrete Structures	در این استانداردها،الزامات تلرانس به منظور اطمینان از اعتبار فرض های طراحی درج شده است.

۲.۲ . الزامات ملی ساختمان و استانداردهای ایران

در ایران، الزامات تلرانس ها عمدتاً در ضوابط فنی آیین نامه ها و نشریات مرکز تحقیقات مسکن و شهرسازی (مانند نشریه ۱۲۲ و آیین نامه بتن ایران – آبا) ذکر شده اند،اما فاقد آن جامعیت و تفکیک پذیری عددی موجود در ACI 117 هستند. در عمل، پروژه های بزرگ ملزم به ارجاع به استانداردهای بین المللی (به ویژه ACI 117) هستند، مشروط بر آنکه در متن قرارداد به صراحت ذکر شده باشد .

تلرانس های اجرایی پیشنهادی (بر اساس ACI 117 و تجربه کارگاهی)

بخش حیاتی این مقاله ارائه جدول های عددی کاربردی است که می توانند به صورت پیشنهادی در قراردادها گنجانده شوند . تلرانس های زیر، رایج ترین مقادیر برای کلاس های استاندارد تلرانس (Standard Class) هستند.

تلرانس ابعادی ستون ها و دیوارها

تلرانس های موقعیتی ستون ها و دیوارها بحرانی ترین تلرانس ها محسوب می شوند،زیرا جابه جایی آنها مستقیماً بر مسیر انتقال بار و خروج از مرکزیت (Eccentricity) سازه تأثیر می گذارد .

پارامتر	محدوده مجاز (استاندارد ACI 117)	ملاحظات کارگاهی
جابه جایی موقعیتی (Location Shift)	± 10 میلی متر (در تراز Base Plate)	باید قبل از بتن ریزی با دوربین Total Station کنترل شود .
شاقولی (Plumbness)	6 میلی متر در هر 3 متر ارتفاع (6 mm per 3m) یا حداکثر 25 میلی متر در کل ارتفاع.	شاقولی باید با تراز لیزری یا شاقول دقیق اندازه گیری شود .
ابعاد مقطع (Cross-Section)	-6 میلی متر و +12 میلی متر	تلرانس منفی محدودتر است تا کاور میلگرد کاهش نیابد .
راستای محوری (Alignment)	± 15 میلی متر در هر طبقه	انحراف افقی کلی ستون ها از یکدیگر.

تلرانس تیرها و دال ها

دقت در تراز و ضخامت دال ها بر صافی سطح و همچنین بر عملکرد مکانیکی سیستم های تأسیساتی زیر سقف تأثیر می گذارد .

پارامتر	محدوده مجاز (استاندارد ACI 117)	ملاحظات کارگاهی
تراز (Level)	± 6 میلی متر از تراز اسمی (Nominal Level)	تراز کف ها باید با توجه به شیب بندی نهایی کنترل شود .
عمق تیر (Depth of Beam)	-6 میلی متر و +12 میلی متر
ضخامت دال (Slab Thickness)	-5 درصد (حداقل 10 میلی متر-) و +10 درصد (حداکثر 15 میلی متر+)	کاهش ضخامت (تلرانس منفی) ممنوعیت بیشتری دارد.
دهانه (Span)	± 15 میلی متر برای دهانه های کمتر از 6 متر

تلرانس پوشش بتن (Cover) – بحرانی ترین تلرانس

پوشش های محافظتی بتن یا کاور،فاصله بین سطح میلگرد تا سطح خارجی بتن است. کاهش کاور، دوام سازه را به شدت کاهش داده و آن را در معرض خوردگی میلگرد قرار می دهد .

پارامتر	محدوده مجاز (استاندارد ACI)	ملاحظات
تلرانس پوشش (Cover)	-6 میلی متر و +12 میلی متر	اگر کاور اسمی 50 میلی متر باشد، حداقل مجاز 44 میلی متر است .
تلرانس جابه جایی میلگرد	12 میلی متر در تیرها و دال ها / 25 میلی متر در ستون ها

نکته کلیدی: به دلیل اهمیت حیاتی پوشش بتن در جلوگیری از نفوذ یون های کلرید و کربن سازی، مهندسان ناظر باید تلاش کنند انحراف منفی (کاهش کاور) مطلقاً رخ ندهد. استفاده از فاصله گذارهای (Spacer) استاندارد و با مقاومت بالا ضروری است.

تلرانس سطح صافی دال ها (FF/FL Numbers)

در دال هایی که قرار است پوشش نهایی نازکی داشته باشند یا برای استفاده صنعتی طراحی شده اند، کیفیت سطح (صافی و تراز) با اعداد FF (Flatness) و FL (Levelness) اندازه گیری می شود.

معیار	توضیح	محدوده مجاز (مثال کاربردی)
FF (صافی)	میزان همواری سطح در فواصل کوتاه (جلوگیری از موج دار شدن).	FF 25 (برای کف های استاندارد تجاری)
FL (ترازی)	میزان انطباق سطح با یک صفحه افقی اسمی (جلوگیری از شیب و تفاوت ارتفاعی).	FL 20 (برای کف های استاندارد تجاری)

توجه: برای انبارها با لیفتراک های مرتفع (High-Rack Warehouses)،تلرانس ها باید به شدت افزایش یابند (مانند FF 50 / FL 40) و اندازه گیری با سیستم F-Number متریک یا لیزری Floor Profiler انجام شود .

ابزارها و روش های اندازه گیری تلرانس در کارگاه

کنترل کیفیت بتن ریزی پس از گیرش،بدون ابزار دقیق مدرن ممکن نیست. اندازه گیری تلرانس ها باید به صورت سیستمی و قابل ارجاع (Traceable) ثبت شود .

ابزارهای سنتی و نوین کنترل ابعاد

1. تراز لیزری و نیو (Laser Level & Auto-Level): برای کنترل تراز قالب زیرین و تراز نهایی سقف ها. سرعت بالا و دقت قابل قبول.
2. توتال استیشن (Total Station): ابزار اصلی کنترل موقعیت محوری (جابه جایی) و شاقولی قالب ها قبل از بتن ریزی و همچنین موقعیت نهایی ستون ها بعد از بتن ریزی.
3. شابلون و گیج فاصله (Gages & Templates): برای کنترل ضخامت دال ها و ابعاد مقطع در فواصل زمانی کوتاه حین بتن ریزی.
4. کاورمتر (Cover Meter): دستگاه الکترومغناطیسی برای اندازه گیری غیرمخرب ضخامت پوشش بتن (کاور) پس از گیرش.

فناوری های نوین: اسکن سه بعدی و BIM

استفاده از اسکنرهای لیزری سه بعدی (3D Laser Scanning) به سرعت در حال تبدیل شدن به استاندارد در کنترل کیفیت سازه های بتنی است .

• مزایا: تولید «ابر نقاط» (Point Cloud) از سطح سازه. این داده ها می توانند با مدل BIM سازه مقایسه شوند .
• خروجی: تولید گزارش های دقیق (As-Built) که عدم انطباق ها را با دقت میلی متری و در کل حجم المان مشخص می کنند.
• لول اسکن (Level Scan): روشی برای اسکن دقیق کف ها برای محاسبه اعداد FF/FL در یک سطح گسترده، که بسیار دقیق تر از اندازه گیری های نقطه ای سنتی است .

فرآیند اندازه گیری (قبل،حین و بعد از اجرا)

مرحله اجرا	هدف کنترل	ابزار و روش
قبل از بتن ریزی	موقعیت محوری، شاقولی قالب، تراز قالب زیرین، ابعاد مقطع، مهاربندی، کنترل آرماتور و کاور .	توتال استیشن، تراز لیزری،شابلون،چک لیست QA .
حین بتن ریزی	حفظ شاقولی، جلوگیری از جابه جایی قالب، کنترل ضخامت دال.	بازرسی چشمی مستمر،کنترل تراز و گیج های دستی.
پس از گیرش	تلرانس ابعادی نهایی،شاقولی، صافی سطح،تراز نهایی، پوشش بتن.	اسکن سه بعدی، کاورمتر،توتال استیشن برای محورها .

نکات اجرایی حیاتی برای کاهش عدم انطباق ها

کنترل کیفیت واقعی در مرحله طراحی قالب،مهاربندی و نحوه ریختن بتن آغاز می شود.

طراحی و مهاربندی صحیح قالب

فشار هیدروستاتیک بتن تازه (Fresh Concrete Pressure) در قالب می تواند بسیار زیاد باشد، به خصوص در بتن های با اسلامپ بالا یا ریخته شده با سرعت زیاد .

• کنترل فشار: طراح قالب باید با محاسبه فشار بر اساس سرعت بتن ریزی و دمای محیط،سیستم مهاربندی (Ties, Walers) را طوری طراحی کند که تغییر شکل قالب از تلرانس های مجاز تجاوز نکند (معمولاً کمتر از 5 میلی متر).
• صلبیت قالب: استفاده از قالب های با صلبیت بالا (مانند سیستم های مدولار فلزی یا قالب های با پشت بند قوی) به حفظ شاقولی ستون کمک شایانی می کند.

مدیریت ویبره و سرعت بتن ریزی

ویبره نامناسب یا بیش از حد، می تواند باعث جابه جایی میلگردها و فاصله گذارها شود، که مستقیماً به کاهش کاور و عدم رعایت تلرانس پوشش بتن منجر می گردد.

• سرعت کنترل شده: سرعت بتن ریزی (ارتفاع ریخته شده در هر ساعت) باید متناسب با فشار مجاز قالب و ظرفیت ویبراتورها باشد.
• استفاده از فاصله گذار استاندارد: هرگز از قطعات شکسته سنگ یا چوب برای فاصله گذاری استفاده نکنید . فاصله گذارهای پلاستیکی یا بتنی با مقاومت کافی و شکل صحیح (جهت حداقل تماس با میلگرد و حفظ موقعیت) باید به صورت متراکم به کار روند.

کنترل سطوح اکسپوز (نما) و Trial-Pour

برای بتن های معماری و نمایان، تلرانس های مربوط به صافی،تخلخل (Bug Holes) و یکنواختی رنگ، سخت ترین بخش کنترل کیفیت هستند .

• بتن آزمایشی (Trial-Pour): قبل از اجرای سطوح اصلی، یک نمونه کوچک از بتن با همان قالب و روش ویبره اجرا شود تا مشکلات احتمالی مربوط به بافت، رنگ و تلرانس های سطحی مشخص و اصلاح گردند.

کنترل کیفیت میدانی و معیارهای پذیرش

پذیرش یک بخش از سازه بتنی منوط به مطابقت آن با چک لیست های پیش از بتن ریزی و انطباق ابعادی پس از عمل آوری است.

چک لیست های پیش از بتن ریزی

ناظر QC باید قبل از صدور مجوز نهایی برای بتن ریزی، موارد زیر را کنترل کند (Checklist):

1. کنترل ابعاد: ابعاد داخلی قالب (با تلرانس -0/+12 میلی متر).
2. کنترل موقعیت: محل قالب نسبت به محورهای اصلی (با تلرانس ± 10 میلی متر).
3. شاقولی و تراز: اطمینان از شاقولی قالب ستون ها و تراز قالب کف .
4. کنترل آرماتور: فاصله میلگردها،تعداد خاموت ها و وصله ها.
5. تأیید کاور: نصب فاصله گذارهای کافی و تأیید کاور با گیج .

معیار پذیرش سطح (FF/FL،صاف بودن، بافت)

اگر اندازه گیری ها نشان دهنده مغایرت (Deviation) باشند،باید بر اساس معیارهای پذیرش قضاوت شود:

• عدم پذیرش فوری (Non-Acceptance): انحرافاتی که مستقیماً بر ظرفیت باربری یا دوام سازه تأثیر می گذارند (مانند کاور کمتر از حد مجاز،یا شاقولی بیش از 25 میلی متر).
• پذیرش مشروط: مغایرت هایی که با ترمیم جزئی قابل اصلاح هستند (مانند تخلخل سطحی کم یا ترازی با انحراف جزئی).

 رویه برخورد با عدم مطابقت ها (NCR Procedure)

زمانی که عدم مطابقت (Non-Conformity Report – NCR) ثبت می شود،مراحل زیر باید طی شود:

1. ارزیابی فنی: مهندس سازه و مشاور، تأثیر مغایرت بر عملکرد سازه ای را بررسی می کنند.
2. تعیین روش اصلاح: اگر مغایرت قابل اصلاح باشد (مثلاً ترمیم سطح یا گروت ریزی در زیر بیس پلیت)، پیمانکار موظف به اجرای طرح اصلاح است.
3. کسر بها (Cost Reduction): اگر مغایرت به طور کامل قابل اصلاح نباشد،اما تأثیری حیاتی بر سازه نداشته باشد (مثلاً انحراف 5 میلی متری بیش از حد مجاز در راستای نما)،کارفرما می تواند به ازای کاهش کیفیت، درصدی از بهای واحد کار را کسر کند .

درج تلرانس در اسناد مناقصه و قرارداد

تلرانس ها باید بخشی از قرارداد باشند، نه صرفاً بخشی از آیین نامه های ارجاعی .

ضروری است در اسناد قرارداد (Scope of Work) بندی ویژه تحت عنوان "الزامات کنترل ابعادی و هندسی" گنجانده شود که به صراحت مرجع تلرانس (مثلاً ACI 117 با کلاس دقت X) را تعیین کند .

• تعیین مسئولیت ها: مسئولیت اندازه گیری و ثبت داده ها (As-Built) باید به صراحت بر عهده پیمانکار (یا پیمانکار QC) قرار گیرد.
• شرط پرداخت: تسویه حساب نهایی برای اجرای یک المان (مانند یک سقف) باید مشروط به تأیید انطباق ابعادی آن توسط QC و ناظر باشد .
• الزامات گزارش دیجیتال: از پیمانکار بخواهید گزارش های As-Built (شامل نتایج Total Station یا اسکن سه بعدی) را در قالب دیجیتال (CSV یا فرمت BIM) ارائه دهد.

تلرانس در المان های پیش ساخته (Precast)

المان های پیش ساخته دارای تلرانس های بسیار سخت گیرانه تری نسبت به بتن درجا هستند،زیرا باید با دقت بالا در محل نصب قرار گیرند و با اتصالات مکانیکی به سازه متصل شوند .

1. تلرانس ساخت در کارخانه: تلرانس های ابعادی (طول و عرض) معمولاً در محدوده ± 3 تا 5 میلی متر محدود می شوند.
2. تلرانس نصب (Erection Tolerance): تراز و شاقولی نهایی المان های نصب شده باید به ± 6 میلی متر محدود شود تا انطباق اتصالات (Connections) تضمین گردد.
3. تست Dry-Fit: در صورت وجود اتصالات پیچیده،انجام آزمایش نصب خشک (Dry-Fit) قبل از نصب نهایی می تواند از بروز مغایرت های بزرگ در ارتفاع جلوگیری کند .

 تلرانس برای سطوح معماری و اکسپوز

کیفیت ظاهری این بتن ها نیازمند کنترل دقیق رنگ،بافت و صافی است . ACI 303R (Design and Construction of Cast-in-Place Architectural Concrete) راهنمایی های مفصلی در این زمینه ارائه می دهد.

• معیارهای بافت و رنگ: پذیرش نباید فقط بر اساس ابعاد باشد . بافت سطح باید فاقد تخلخل بیش از حد (Bug Holes) باشد و رنگ بتن باید یکنواختی لازم را داشته باشد.
• کنترل دیجیتال: می توان از طریق اسکن سه بعدی،انحرافات سطحی را به صورت نقشه های رنگی (Heat Maps) نشان داد. انحرافاتی که در محدوده دید ناظر از فاصله استاندارد قرار می گیرند،معمولاً پذیرفته نمی شوند .

چک لیست های کاربردی (مرجع سریع کارگاهی)

فاز	آیتم کنترلی	استاندارد مرجع	اقدام لازم
قالب بندی	شاقولی ستون (3m)	ACI 117: ± 6 mm	اندازه گیری با تراز لیزری/توتال استیشن
قالب بندی	موقعیت محور ستون	ACI 117: ± 10 mm	میخکوبی و ثبت توسط توتال استیشن
آرماتوربندی	پوشش بتن (کاور)	آبا/ACI 117: -6 mm/+12 mm	تأیید فاصله گذارهای استاندارد و کاورمتر
پس از بتن ریزی	تراز نهایی کف	ACI 117: ± 6 mm	اندازه گیری با تراز دقیق/اسکن سه بعدی
پس از بتن ریزی	صافی کف (FF)	FF 25 (استاندارد)	اندازه گیری با Floor Profiler یا نوار 3 متری

نتیجه گیری

تلرانس های اجرایی،صرفاً اعداد و ارقام خشک فنی نیستند؛ بلکه تضمین کننده نهایی انطباق سازه با فرض های طراحی، افزایش دوام سازه در برابر عوامل محیطی (به ویژه از طریق کنترل تلرانس پوشش بتن) و کاهش ریسک های مالی و قانونی در طول پروژه هستند. مهندسان ناظر، پیمانکاران و مدیران پروژه باید ACI 117 را به عنوان مبنای کارگاهی خود قرار داده و استفاده از ابزارهای اندازه گیری نوین، به ویژه اسکن سه بعدی، را در پروژه های بزرگ به یک الزام تبدیل کنند. تنها با اعمال سخت گیرانه و ثبت دقیق این تلرانس ها، می توان به سطح بالایی از کیفیت در صنعت ساخت دست یافت .