انواع فوندانسیون در ساختمان ها

  انواع فونداسیون در ساختمانها چیست؟          

  انواع پی از لحاظ مصالح مصرفی:

پی ها را می توان از لحاظ نوع مصالح مصرفی نیز دسته بندی نمود.

انواع پی از لحاظ نوع مصالح مصرفی عبارت اند از:

  • پی شفته ای
  • پی سنگی
  • پی آجری
  • پی فلزی
  • پی بتنی

در ادامه به بررسی هرکدام از موارد فوق می پردازیم.

پی شفته ای:

این نوع پی یکی از قدیمی ترین انواع پی در کشور ایران می باشد و بسیاری از سازه های قدیمی دارای این نوع فوندانسیون می باشند.

مهمترین بناهای تاریخی که با این نوع پی ساخته شده اند عبارت اند از:

  • مسجد کبود تبریز ملقب به فیروزه ی اسلام
  • مساجد بزرگ شهر اصفهان
  • شمس العماره
  • مدرسه سپهسالار تهران

استفاده از این پی امروزه برای ساختمان های بنایی کوچک با طبقات کم مناسب می باشد.

شفته خمیری است تشکیل شده از:

  • خاک
  • شن
  • گرد آهک
  • آب
  • قلوه سنگ(در صورت لزوم و در مواردی خاص)

لازم به ذکر می باشد که  در هر متر مکعب خاک بین ۲۰۰تا ۲۵۰ کیلوگرم گرد آهک به کار می‌رود.

طریقه شفته ریزی به شرح زیر است:

  1. شفته را در فونداسیون ریخته و پس از آنکه شفته به حدود ۲۰ یا ۳۰ سانتی متر رسید آن را در یک سطح افقی هموار می کنند و یک روز آن را به حالت خود می گذارند  تا آبش در اثر تبخیر یا جذب کاهش باید ( اصطلاحا دونم شود ).
  2. پس از اجرای مرحله ی اول شفته را با وزنه ی سنگینی ( تخماق ) می کوبند تا کاملا متراکم شود.
  3. مجدداً به همان ارتفاع شفته ریزی انجام گرفته و تا پر شدن فونداسیون این فرآیند ادامه خواهد داشت.

پی سنگی:

این پی توسط سنگ های طبیعی در مناطقی که سنگ با قیمت ارزان در دسترس است ساخته می‌شود.

سنگ مورد استفاده در این نوع فونداسیون باید سالم بوده و از انواع سنگ‌های لاشه‌ای شکسه باشد‌.

سنگ های قلوه ای به دلیل صیقلی و مدور بودن آن برای پی سازی مناسب نیست چراکه حالت ناپایداری به پی می‌دهد.

سطح فونداسیون های سنگی نسبت به دیوارهای روی آن وسیعتر بوده و به عنوان ریشه از هر طرف دیوار بایدحداقل ۱۵ سانتیمتر گسترش داشته باشد‌.زاویه‌ی پخش بار‌ در  این نوع پی ها ۴۵ درجه است.پی‌سازی با سنگ با دو نوع ملات صورت می‌گیرد‌. چنانچه فشار بار و‌ارده کم باشد از ملات گل و آهک و اگر بار زیاد باشد از ملات ماسه سیمان استفاده می‌کنند.

 

پی  آجری:

از این گونه فونداسیون ها در مواقعی استفاده می‌گردد که ساختمان کوچک و بار وراده آن نیز کم باشد.

این پی نیز مانند پی‌های سنگین دارای ریشه‌ای به اندازه ۱۵ تا ۲۰ سانتیمتر از طرفین دیوار روی آن می باشد.

برای این ‌منظور لازم است که عرض پی‌کنی آجری نیز ۳۰ تا ۴۰ سانتیمتر از عرض دیوار بیشتر باشد.

این مقدار اضافه در عرض پی کنی عمل آجر چینی در داخل پی را آسان‌تر می‌کند. برای صرفه جویی در مصرف آجر بهتر است شکل پی به صورت پلکانی اجرا شود.

شکل پلکانی باعث می‌شود که بار با زاویه‌ی ۶۰ درجه به زمین منتقل گردد.

 پی فلزی:

در صورتی که بارهای وارده بر ستون زیاد و مقاومت فشاری زمین (خاک)،‌ از حد مجاز کمتر باشد گاهی برای ستون‌های فولادی از پی‌های با شبکه فولادی استفاده می‌شود.

لازم به ذکر می باشد که امروزه جهت صرفه‌جویی اقتصادی امکان استفاده از پی‌های فلزی مقدور نمی باشد .

به همین علت فونداسیون های بتن مسلح جایگزین‌ این نوع پی‌ها شده است

پی بتن مسلح:

امروزه پی های بتنی یکی از رایجترین انواع پی بوده و بهترین پی در کارهای ساختمانی به شمار می‌آیند.

………………………….

  

فونداسیون(foundation) یا پی یک عضو سازه ای می باشد که وظیفه انتقال بار از سازه به زمین را بر عهده دارد.

در این مقاله به معرفی انواع مختلف فونداسیون می پردازیم.

 

تعریف پی

مقررات ملی ساختمان ایران پی را به صورت ذیل تعریف می کند:

مجموعه بخش هایی از سازه و خاک در تماس با آن که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می پذیرد ((پی)) نام دارد.

تعریف شالوده

شالوده عضوی بتنی است که در زیر ستون قرار دارد و بار را به زمین منتقل می کند.

پی یا شالوده قسمتی از یک سازه است که غالباً  زیر  تراز سطح زمین قرار می گیرد و نیروهای ناشی از سازه را به خاک یا بستر سنگی انتقال داده.تقریباً تمام خاکها به واسطه تاثیر نیرو به مقدار قابل توجهی فشرده می شوند که این مساله باعث نشست سازه متکی بر آن می گردد.

انواع پی:

به طور کلی پی ها را به چهار گروه عمده می توان تقسیم نمود:

  • پی های سطحی(shallow foundation)
  • پی های عمیق(deep foundation) مانند شمع ها
  • پی های نیمه عمیق(pier foundation)
  • پی های ویژه(special foundation) مانند مهارها

به یاد داشته باشید تقسیم بندی فوق بر اساس عمق شالوده به عرض شالوده(D/B) صورت گرفته است.

 

پی های سطحی:

پی هایی هستند که در عمق کم و نزدیک سطح زمین اجرا می شوند و بارهای سازه را به زمین منتقل می کنند لازم به ذکر است در مبحث هفت نسبت عمق به عرض این پی ها کوچکتر مساوی ۳ در نظر گرفته شده است و جنس آنها می تواند از سنگ , بتن یا بتن آرمه باشد.

پی های سطحی از لحاظ شکل به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:

 

  • پی نواری
  • پی منفرد(بالشتکی)
  • پی باسکولی یا پاشنه اردکی
  • پی مرکب
  • پی گسترده

 

 پی نواری:

این پی ها از نوار پیوسته بتنی تشکیل می گردد که برای گستردن بار یکنواخت دیوارهای آجری,بنایی یا بتنی و هکچنین چند ستون که در یک ردیف قرار دارند,بر سطح کافی از خاک زیرین طراحی می شوند.

   

پی منفرد(بالشتکی):

پی های منفرد به پی هایی گفته می شود که به صورت مجزا و مستقل بار وارده ازیک ستون یا یک دیوار را تحمل کرده و به زمین منتقل می سازند.به دلیل این که ساختمان ها معمولاً تحت نیروی جانبی قرار دارند,لازم می باشد تا برای مقابله با حرکت های نسبی پی های منفرد در جهت افقی,آنها توسط کلاف های بتن مسلح به نام شناژ به یک دیگر متصل گردند.لازم به ذکر است شناژها به هیچ وجه در باربری پی کمکی نمی کنند و در اصل مسئولیت شناژها به هم بستن فونداسیون ستون هاست.

 

 پی باسکولی یا پاشنه اردکی:

هرگاه فونداسیون ساختمان از یک یا دو طرف به ساختمان دیگری محدود گردد,پی آن قسمت از ساختمان که در مجاورت همسایه قرار دارد از پی باسکولی استفاده می گردد.

 

 

پی های مرکب:

پی هایی هستند که بار دو ستون را تحمل می کنند.در مواردی که ستون ها طوری به هم نزدیک هستند که پی های منفرد عمالاً در یک دیگر تداخل می کنند و یا در مواردی که یکی از ستون ها در لبه حریم زمین قرار گرفته باشد از پی دو ستونه استفاده می گردد

..

پی های گسترده:

پی های گسترده از یک لایه بتن مسلح در زیر تمام ساختمان تشکیل می گردند.پی های گسترده برای ساختمان هایی مورد استفاده قرار می گیرند که بر روی زمین های قابل تراکمی همچون خاک رس بسیار نرم,رسوبات آبرفتی و مواد خاکریز قابل تراکم بنا می شوند.

پی های گسترده به سه دسته تقسیم شده:دال یکپارچه,پی تیر و دالی و پی محفظه ای

پی‌های گسترده به صورت‌های مختلف ساخته می‌شود که به شرح زیر است.

  • پی صفحه‌ای با دیوار محیطی
  • پی صفحه‌ای ساده
  • پی صفحه‌ای با شناژ
  • پی صفحه‌ای با دیوار بتنی در یک جهت
  • پی صفحه‌ای با دیوار بتنی در دو جهت

 

 

روش ساخت پی گسترده‌

 

 ۱)   تمام سطح مورد نظر به علاوه یک عرض ۳۰ سانتی متری اضافه تر از هر طرف حفاری می‌شود.

 ۲)   بستر مورد نظر کوبیده و آب پاشی میشود.

 ۳)   سپس لایه‌ای از بتن کم عیار به عنوان پوشش تحتانی با ضخامت مورد نظر روی بستر مذکور ریخته می‌شود.

۴)    در مرحله بعدی آرماتور بندی با قطر و فواصل مشخص شده در نقشه‌های طراحی روی بتن مگر قرار می‌گیرد.

۵)    سپس بتن اصلی – همراه با عملیات ویبره کردن – به ضخامت مورد نظر ریخته می‌شود.

۶)    بتن پی به شکل مناسبی با توجه به شرایط پروژه عمل آوری میشود.

۷)    در شرایطی که بارهای وارده خیلی زیاد باشند می‌توان شبکه‌ای از تیرهای بتنی ضخیم‌ که در زیر ستون‌ها قرار می‌گیرند‌ را نیز به پی مورد نظر افزود.

.پی های نیمه عمیق:

پی های نیمه عمیق حدفاصل شالوده ها و پی های شمعی هستند.

برای اجرای پی های نیمه عمیق یک چاه در زمین حفر می گردد و سپس درون آن را با مصالح پر می کنند.

معمولاً از اصتحکاک جدار چاه و پی نیمه عمیق صرف نظر می شود لذا نحوه محاسبه این پی ها شبیه محاسبه شالوده های سطحی است.البته اگر اصتحکاک جانبی جدار چاه و پی نیمه عمیق را در نظر بگیریم محاسبه آن مشابه شمع ها خواهد شد.

 

فونداسیون عمیق:

متداول ترین پی های عمیق شمع ها هستند و به پی هایی اطلاق شده که نسبت عمق قرارگیری به کوچکترین بعد افقی آن از ۱۰ تجاوز نکند. لازم به ذکر است که شمع ها به وسیله یک سازه واسطه,بارهای سازه را می گیرند و به زمین منتقل نموده.این قسمت واسط را سر شمع یا کلاهک(Cap)  نامیده.سایر موارد پی های عمیق عبارت اند از:پی عمیق چاهی و پی صندوقه ای.

 

پی‌کنی و خاکبرداری

به منظور دسترسی به بستری مناسب جهت انتقال وزن ساختمان به زمین پی‌کنی صورت می‌گیرد. پی‌کنی در زمین‌هایی که از نظر جنس و مقاومت زمین و وجود آب‌های سطحی و عمقی با هم تفاوت دارند فرق می‌کند. به طور خلاصه پی‌کنی به دلایل زیر انجام می‌شود.

  • دسترسی به زمین سخت و مقاوم
  • محافظت پی ساختمان از اثرات جوی مانند یخ زدگی و عوامل محیطی مانند ضربات ناشی از حمل و نقل ماشین آلات سنگین مخصوصاً در ‌ساختمان‌های صنعتی
  • جلوگیری از لغزش ساختمان در اثر نیروهای جانبی

ابعاد پی‌کنی

ابعاد و عمق پی‌کنی به ابعاد و ارتفاع پی و شرایط اقلیمی بستگی دارد. یعنی در مناطقی که در زمستان آب و هوای خیلی سرد دارند یا میزان بارندگی زیاد است و خطر یخ زدگی برای پی وجود دارد عمق پی را بیشتر از مناطق معتدل و گرمسیر در نظر می‌گیرند.

به هر حال در هر نوع آب و هوایی عمق پی‌کنی نباید کمتر از ۵۰ سانتیمتر باشد. طول و عرض پی‌کنی نیز با توجه به نوع قالب بندی حدوداً ۱۰ الی ۱۵ سانتیمتر بزرگتر ار ابعاد پی در نظر گرفته می‌شوند.

گود برداری

بعد از پیاده کردن نقشه و کنترل آن چنان چه یک یا چند طبقه از بنا پایین‌تر از سطح طبیعی زمین قرار داشته باشد باید گودبرداری انجام شود. گاهی ممکن است عمق گودبرداری به چندین متر برسد. متناسب با عمق گودبرداری و موقعیت زمین گودبرداری ممکن است معمولاً با وسایلی مانند بیل مکانیکی یا لودر و در صورت محدودیت زمین و عدم دسترسی به ماشین آلات از وسایل دستی مانند بیل و کلنگ و فرغون و در عمق زیاد یا منطقه وسیع مثل پارکینگ‌های زیرزمینی‌، انبارهای بزرگ زیرزمینی و غیره با کمک سایر ماشین آلات ساختمانی انجام می‌شود.

گود برداری در زمین‌های نا‌محدود

منظور از زمین‌های نامحدود‌، زمین نسبتاً وسیعی است که اطراف آن هیچ گونه ساختمانی نباشد. برای گودبرداری این گونه زمین‌ها از ماشین آلاتی مانند بیل مکانیکی‌، لودرو …استفاده شده‌، سپس خاک با شیب متناسب برداشته می‌شود و خاک‌های حاصل از گودبرداری با کامیون به خارج از محوطه حمل می‌شود.

برای جلوگیری از ریزش دیواره‌ها، گودبرداری با شیب ملایمی انجام می‌شود که این مقدار شیب به جنس زمین بستگی دارد. هر چه قدر خاک گود سست و ریزشی باشد مقدار زوایه شیب نیز بیشتر خواهد بود.

گودبرداری در زمین‌های محدود

گودبرداری در چنین زمین‌هایی به مراتب از گودبرداری در زمین‌های نامحدود مشکل‌تر است. زیرا اولاً در بیشتر مواقع فضای کافی جهت حرکت ماشین آلات خاک برداری وجود ندارد. ثانیاً چنانچه گودبرداری از سطح پی ساختمان‌های مجاور پایین‌تر باشد رعایت مسایل ایمنی جهت جلوگیری از ریزش زمین و تخریب ساختمان مجاور ضروری است.

برای ایجاد امنیت در چنین مواقعی باید گودبرداری را با رعایت فاصله‌ای مناسب از دیوار مجاور و مهار کردن دیوارهای ساختمان مجاور با شمع‌های چوبی یا فلزی اجرا نمود.

   

عوامل موثر در انتخاب نوع پی:

مهمترین عوامل موثر در انتخاب نوع پی عبارت اند از:

  • شرایط اقلیمی و آب و هوایی‌ منطقه
  • موقعیت جغرافیای
  • اطلاع از وضعیت اقتصادی و فرهنگی مردم آن منطقه
  • نوع خاک و مقاومت آن
  • میزان بار وارده از ساختمان به زمین‌

 

 

از جمله عوامل قابل توجه‌، آگاهی یافتن از شرایط اقلیمی و آب و هوایی‌، موقعیت جغرافیای و اطلاع از وضعیت اقتصادی و فرهنگی مردم آن منطقه است که به کمک آن می‌توان دریافت که کدام مکان با چه نوع کاربری و با چه میزان سرمایه گذاری‌، دارای قابلیت ساخت و ساز است.

علاوه بر توجه به مسایل فنی مانند نوع خاک و مقاومت آن، میزان بار وارده از ساختمان به زمین‌ که همگی تعیین کننده نوع پی و اندازه آن است. بر این اساس شرایط ساخت بنا برای هر مکان با توجه به قرار گیری آن در شهر یا روستا در کویر یا کوهستان در جلگه یا سواحل دریا‌ در منطقه جنوب یا در شمال و مناطق زلزله خیز نیز متفاوت بوده و توجه به آن از نکات حایز اهمیت است.

 

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به گفتگو بپیوندید؟
احساس رایگان برای کمک!

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *