فونداسیون (پی)
همانطور که در مرحله ی قبل مطرح شد بعد از عملیات تخریب و گودبرداری، ساخت فونداسیون یا پی آغاز می گردد. فونداسیون قسمتی از سازه میباشد که بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنین بارهای اضافی را به زمین انتقال می دهد.
پی یا فونداسیون یا شالوده مجموعه بخشهایی از سازه و زمین (خاک)در تماس با آن است که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می گیرد. وظیفه پی یا فونداسیون انتقال بار بخشهای فوقانی به خاک زیر آن می باشد بطوریکه تنشهای بیش از حد و همچنین نشستهای اضافی ایجاد نگردد.
فونداسیون سازه را پایدار و مقاوم می سازد. از سقوط و ریزش ساختمان جلوگیری می نماید. اتصال یک ساختمان به زمین توسط پی صورت می گیرد و محل قرارگیری آن بین ساختمان و زمین است. پی ها بر اساس خصوصیات خاکی که در زیر آنها قرار می گیرد و وزن سازه طراحی و ساخته می شوند.
بنای یک ساختمان بدون پی امکان پذیر نمی باشد. زیرا عدم وجود پی منجر به نشست زمین شده و سازه دچار ترک خوردگی می گردد. پی ها مقاومت ساختمان را در برابر بارهای وارده مانند وزن دیوارها، ستون ها، سقف ها، باد و زلزله بالا می برد. آنها بار اضافی را در ساختمان پخش نموده و آن را به زمین منتقل می نمایند. پی ها با توجه به مصالح ساختمانی مورد استفاده و روش های ساخت به انواع مختلف دسته بندی می شوند.
دلیل اجرای فونداسیون ساختمانی
فونداسیون بخشی از ساختمان می باشدکه وظیفهٔ انتقال نیرو از ستون به زمین و خاک اطرافش را بر عهده دارد بر اساس نوع ساختمان و میزان نیروهای وارده و وزن ساختمان، بافت لایه هاو نوع خاک زمین و شرایط آب و هوایی منطقه :می توان تیپ و ابعاد شالوده را انتخاب و مشخص نمود. عمق، طول و عرض فونداسیون ها به وزن ساختمان، تعداد طبقات و جنس خاک بستگی دارد.
انواع فونداسیون ها از نظر مصالح ساختمانی
۱. فونداسیون سنگی
۲. فونداسیون آجری
۳. فونداسیون شفته ای
۴. فونداسیون بتنی
۱. فونداسیون سنگی
در این پی از سنگ های طبیعی و در مناطقی که سنگ ارزان در دسترس باشد مورد استفاده قرار می گیرد. سنگی که در برای این گونه پی انتخاب می گردد باید سالم و فاقد هرگونه نپوسیدگی باشند و از انواع سنگ های لاشه شکسته باشد سنگ های قلوه ای به علت صیقلی و مدور بودن آن برای بی سازی مناسب نمی باشد زیرا حالت ناپایدار و لغزندگی به پی انتقال می دهد.
پی سازی با سنگ باید از دیوار هایی که روی آن قرار دارد وسیع تر و از هر طرف دیوار حداقل ۱۵ سانتیمتر عنوان ریشه گسترش داشته باشد.
فونداسیون سازی با سنگ با دو نوع ملات صورت می گیرد. چناچه بار و فشار کم باشد ملات سنگ ها را از نوع گل آهک و چنانچه بار زیاد باشد ملات ماسه سیمان انتخاب می شود و استفاده از ملات ماسه سیمان، ماسه و آهک و یا ملات باشد و از فونداسیون های سنگی فقط و ساختمانهای یک طبقه. فونداسیون دیوارهای محوطه قابل اجرا می باشد.
لازم به ذکر است که این مدل فونداسیون ها تقریبا منسوخ شده و دیگر استفاده نمی شوند.
چند مورد از بناهای معروف که بر روی فونداسیون سنگی ساخته شده اند
تاج محل در هند: تاج محل یک بنای آرامگاهی در آگرا، هند است که به عنوان یکی از شاهکارهای معماری جهان شناخته می‌شود. این بنا در سال ۱۶۳۲ تا ۱۶۵۳ میلادی بر روی یک فونداسیون سنگی بزرگ ساخته شده است.
برج ایفل در فرانسه: برج ایفل در پاریس، فرانسه، که به عنوان نمادی از پاریس و کشور فرانسه مشهور است، با استفاده از فونداسیون‌های سنگی بر روی زمین ثابت شده است.
هرم بزرگ در مصر: هرم بزرگ جیزه، مصر، یکی از معجزه‌های قدیمی جهان و یکی از بزرگ‌ترین بناهای ساخته شده از سنگ‌های غول‌پیکر است که فونداسیون‌های سنگی قوی دارد.
کلیسای پیتر در واتیکان: کلیسای سنت پیتر در واتیکان، مرکز مذهبی کاتولیک‌ها، بر روی فونداسیون‌های سنگی بزرگ و استواری قرار دارد
۲. فونداسیون آجری
از پی های آجری در مواقعی استفاده می کنند که ساختمان کوچک و بار وارده نیز کم باشد در ضمن از فونداسیون های سنگی نیز به علت گرانی و کمیابی سنگ هم نتوان استفاده کرد. این فونداسیون نیز مانند فونداسیون های سنگی بایستی دارای ریشه ای به اندازه ۱۵ تا ۲۰ سانتی متر از طرفین دیوار روی آن باشد. برای این منظور است که می بایست عرض پی کنی نیز ۳۰ تا ۴۰ سانتی متر از عرض دیوار بیشتر باشد.
این نوع قالب برای استفاده در اطراف پی استفاده می شود و پس از گیرایش بتن در محل مورد نظر مانده و به عنوان قالبی دائمی در نظر گرفته می شود.به منظور جلوگیری از مکیده شدن آب بتن توسط آجر باید یک لايه ورق نايلوني قبل از بتن ریزی بر روی دیوار نصب شود در غیر این صورت آجرها را باید کامل آب پاشی کرد. البته هنگام آب پاشی باید این نکته در نظر گرفته شود که به هیچ عنوان آب داخل قالب جمع نشود.
۳. فونداسیون شفته ای
این نوع پی یکی از ساده ترین و در عین حال ابتدایی ترین پی برای ساختمان کوچک ۲ یا ۳ طبقه مورد استفاده می باشد. ملات شفته مخلوطی از خاک، آب، شن و گردآهک که در هر متر مکعب خاک آن بن ۲۰۰ تا ۲۵۰ کیلو گرم آهک به کار می رود. گاهی نیز بنابر لزوم مقداری پاره سنگ به آن می افزایند.
که 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 یابد و سپس آن را با وزنه ی سنگینی تا کاملا متراکم گردد. مجددا به همان ارتفاع شفته ریزی انجام گرفته و تا پر شدن فونداسیون همچنان ادامه می یابد.
بتن را می توان یکی از مقاومترین و مستحکم ترین سنگ های مصنوعی دانست پی های بتنی بهترین نوع فونداسیون در کارهای ساختمانی محسوب میشوند. آن چه که در قالب بندی بتن باید مورد توجه قرار گیرد، استحکام قالب ها و مهاربندی صحیح آن ها می باشد. در جهت افزایش استقامت داربست، استفاده از پشت بندهای طولی و عرضی الزامی می باشد.
نحوه قرارگیری قالب بتن باید به گونه ای باشد که از خارج شدن بتن از میان آن ها جلوگیری به عمل آید. برای اجرای قالب بتنی، قالب ها باید خنک باشند. در صورتی که قالب بندی ها داغ باشند، کیفیت بتن را کاهش داده و باعث تغییر رنگ آن می شود. این امر باعث می شود بتن شکل مناسب خود را از دست دهد.
انواع مدل های پی از نظر اجرا
۱. پی تکی یا منفرد
۲. پی نواری
۳. پی های گسترده
۴. پی شمع
۱. پی تکی یا منفرد
این نوع پی ها در ساختمانهایی که بار آن ها به صورت متمرکز (نقطه ای) به زمین منتقل می شود اجرا میشودهمچنین در ساختمان های فلزی یا ساختمان بتنی از این الگو پیروی میکنند.پی هایی که بار یک تک ستون یا دیواری را حمل می‌نمایند. یا برای ساختمانهایی که بار آنها به صورت نقطه‌ای به زمین منتقل می‌شود فونداسیون تکی می نامند.
۲. فونداسیون نواری
امروزه متداولترین نوع پی در ساختمانها ، پی نواری میباشد. اما با وجود استفاده عمومی از این پیها به نظر میرسد که هنوز در روش طراحی این پیها ابهاماتی وجود دارد، که نیاز به بحث و بررسی آنها میباشد. این فونداسیون ها معمولا در ساختمان های آجری مورد استفاده قرار می گیرد. حداکثر عمق پی های نواری در حدود ۵۰ و عرض پی قدری بزرگتر از عرض دیوار روی آن می باشد.
در اینجا چیزی به نام شناژ نداریم و عرض و ارتفاع مقطع چه زیر بتن و چه در قسمتهای دیگر یکسان است ولی در نوع یک طرفه، همانطور که از اسمش پیدا است در یک جهت پی منفرد ولی در جهت نواری است.
۳. پی های گسترده
به فونداسیون هایی اطلاق می شود که بار چند ستون یا دیوار را که در ردیف ها یا امتداد های مختلف قرار دارند به زمین منتقل می نمایند. پی گستره ممکن است به شکل دال مجموعه تیر_دال و… ساخته شود.
از این گونه پى ها در مواردى استفاده مى شود که بارهاى وارده از ساختمان بسیار زیاد بوده ( بار آسمان خراش ها) و یا مقاومت زمین به قدرى کم باشد که جهت انتقال بار به خاک، تمام سطح زیر ساختمان لازم باشد.پى صفحه اى به صورت یکپارچه از بتن آرمه در سرتاسر زیر ساختمان ساخته مى شود که کلیه ى ستون ها و دیوارها بر روى آن قرار مى گیرد. د
بعضى از مواقع که بار بسیار زیاد باشد، سطح پى را بزرگ تر از سطح ساختمان روى آن مى سازند تا پخش بار در سطح بزرگترى انجام گیرد.پى هاى صفحه اى به صورت هاى مختلف ساخته مى شود مانند پى صفحه اى ساده، صفحه با دیوار محیطى، صفحه اى با تیر، صفحه اى با دیوار بتنى در یک جهت و صفحه اى با دیوار بتنى در دو جهت.
۴. پی شمع
به فونداسیون هایی اطلاق می شود که بار چند ستون یا دیوار را که در ردیف ها یا امتداد های مختلف قرار دارند به زمین منتقل می نمایند. پی گستره ممکن است به شکل دال مجموعه تیر_دال و… ساخته شود.
از این گونه پى ها در مواردى استفاده مى شود که بارهاى وارده از ساختمان بسیار زیاد بوده ( بار آسمان خراش ها) و یا مقاومت زمین به قدرى کم باشد که جهت انتقال بار به خاک، تمام سطح زیر ساختمان لازم باشد.پى صفحه اى به صورت یکپارچه از بتن آرمه در سرتاسر زیر ساختمان ساخته مى شود که کلیه ى ستون ها و دیوارها بر روى آن قرار مى گیرد.
بعضى از مواقع که بار بسیار زیاد باشد، سطح پى را بزرگ تر از سطح ساختمان روى آن مى سازند تا پخش بار در سطح بزرگترى انجام گیرد. پى هاى صفحه اى به صورت هاى مختلف ساخته مى شود مانند پى صفحه اى ساده، صفحه با دیوار محیطى، صفحه اى با تیر، صفحه اى با دیوار بتنى در یک جهت و صفحه اى با دیوار بتنى در دو جهت.
مراحل اجرای پی شمعی
بررسی اولیه خاک: در این مرحله، ابتدا خاک‌شناسی و ویژگی‌های مکانیکی خاک در محل نصب پی‌شمع مورد بررسی قرار می‌گیرد. اطلاعاتی مانند نوع خاک، چگونگی ترکیب‌های خاکی، مقاومت خاک و سطح آب جهت تعیین ابعاد و عمق پیها اهمیت دارند.
حفر سوراخ‌ها: پس از تعیین ابعاد و عمق مورد نیاز پی‌شمع‌ها، سوراخ‌های عمیقی در خاک حفر میشوند. ابعاد این سوراخ‌ها به طور معمول از ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر قطر و به عمق‌های مختلف می‌تواند متغیر باشد.
تزریق مواد مصنوعی: در این مرحله، مواد مصنوعی یا مخلوط‌های سیمانی از طریق لوله‌هایی به داخل سوراخ‌ها تزریق میشوند. این مواد با فشار اعمالی به خاک، فضای اطراف پی‌شمع را تثبیت میکنند و پی‌شمع را تقویت میکنند.
قرار دادن مهره‌ها و پایه‌گذاری: در برخی از موارد، پی‌شمع با مهره‌های فولادی تقویت می‌شود. مهره‌ها در داخل سوراخ‌ها قرار داده میشوند و به مواد مصنوعی متصل میشوند. سپس بر روی مهره‌ها پایه‌گذاری انجام می‌شود تا پی‌شمع نهایی به شکل مناسب خود تشکیل شود.
بتن‌ریزی پایه‌گذاری: در این مرحله، پایه‌های مصنوعی پی‌شمع با استفاده از بتن ریخته میشوند. این بتن، ارتباط مستحکمی بین پی‌شمع و ساختمان ایجاد می‌کند و بارهای ساختمانی را به پی‌شمع منتقل می‌کند.
تراشکاری و تمیزکاری: پس از خشک شدن بتن و استحکام گرفتن پی‌شمع‌ها، اجزاء اضافی مانند قسمتهای برجسته و زبری‌ها از بتن تراشکاری میشوند تا سطح صاف و منظمی ایجاد شود.
آزمایش‌های کنترلی: پس از اتمام اجرای پی‌شمع‌ها، آزمایش‌های کنترلی بر روی آنها انجام می‌شود تا مطمئن شویم که آنها به طور صحیح عمل میکنند و از نظر مقاومت و پایداری مطلوب هستند.
مراحل فوق تا حدی ممکن است در پروژه‌های مختلف تفاوت داشته باشند و به نیازها و شرایط خاص هر پروژه بستگی دارد. همچنین، مهم است که اجرای پی‌شمع‌ها توسط مهندسان و کارشناسان مجرب انجام شود تا اطمینان حاصل شود که عملیات پایه‌گذاری به درستی صورت می‌گیرد
ساختمان های ایران عموما بر روی فونداسیون بتنی احداث می شوند
به دلیل مقاوت بالای فونداسیون های بتنی، نوع خاک و شرایط جغرافیایی و همچنین ضوابط شهر سازی در ایران، ساختمان ها باید فونداسیون را به صورت بتنی اجرا کنند.
شما می توانید با ساختمان های در حال ساختی که در مرحله اجرای فونداسیون هستند و یا قصد اجرای فونداسیون را دارند به راحتی آشنا شوید. بانک اطلاعات ساختمان، به صورت دقیق این اطلاعات را در اختیار شما می گذارد. برای دریافت این اطلاعات می توانید به بانک اطلاعات ساختمان آجر رو آجر مراجعه نمایید.
