انواع فونداسیون ساختمان بر اساس مصالح مصرفی

به گزارش اخبار ساختمان، فونداسیون سازه را پایدار و مقاوم می کند و از سقوط آن 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. تصور یک ساختمان بدون پی غیر ممکن است 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 به انواع مختلف با توجه به مصالح مصرفی و روش ساخت دسته بندی می شوند. در این نوشته در ابتدا به معرفی انواع فونداسیون و آرماتوربندی آن و سپس به معرفی انواع پی بر اساس مصالح مصرفی می پردازیم.

فونداسیون چیست؟

فونداسیون در دسته اولین و اساسی ترین مراحل ساختمان سازی قرار دارد که به واسطه آن انتقال وزن ساختمان از ستون های به کار رفته در ساخت و ساز به زمین و خاک اطراف آن صورت می گیرد. انتخاب نوع و ابعاد فونداسیون با توجه به کاربری ساختمان و میزان نیروهای وارده، نوع خاک و شرایط آب و هوایی متفاوت بوده و به سه دسته فونداسیون سطحی، فونداسیون عمیق و فونداسیون ویژه تقسیم بندی می شود. در ادامه به توضیح در مورد هریک از آن ها می پردازیم.

فونداسیون سطحی

از رایج ترین انواع فونداسیون هایی که در ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرد، فونداسیون سطحی می باشد. نحوه اجرای این فونداسیون به گونه ای است که عموما عمق آن ها کمتر از عرضشان می باشد. در اجرای فونداسیون سطحی، در ابتدا عمل گودبرداری صورت گرفته و با عبور از لایه های نامناسب سطحی، فونداسیون اجرا می شود. در صورتی که نیاز به ساخت طبقاتی در زیر زمین باشد، حفاری بیش تر صورت می گیرد.

فونداسیون عمیق

همان گونه از نام آن پیداست، اجرای این فونداسیون در لایه های عمیق صورت می گیرد. چرا که خاک های سطحی مقاومت لازم برای تحمل نیروهای وارده را ندارند. از این رو عمق انجام این کار باید به گونه ای باشد که نیرو به لایه های سخت که در زیر قرار دارند، منتقل شود. به طور کلی فونداسیون عمیق به دو دسته سیستم قطور و سیستم فونداسیون شمعی تقسیم بندی می شود.

فونداسیون شمعی

متداول ترین انواع فونداسیون عمیق، فونداسیون شمعی می باشد. شمع به سازه ای بلند و ستونی که قطر کمی داشته و باریک می باشد، گفته می شود. این سازه با قرار گرفتن در داخل خاک، وزن سازه را به خاک زیرین آن منتقل می کند. فونداسیون شمعی خود به سه دسته شمع کوبیدنی، شمع درجا ریخته شده و شمع کوبیده درجا ریخته شده تقسیم بندی می شود.

در ساخت فونداسیون شمعی کوبیدنی، از بتن، فولاد و چوب استفاده شده است. این شمع ها سازه های از پیش ساخته شده ای هستند که پس از ساخت در محل مورد نظر نصب می شوند. شمع درجا ریخته شده با نام شمع بتنی نیز شناخته می شود.

اجرای این مدل فونداسیون به این گونه است که شمع در داخل زمین حفره تا عمق مناسب و لازم حفره ایجاد کرده و سپس حفره با استفاده از بتن پر خواهد شد. این گونه فونداسیون ها به دو صورت قابل دسترسی و اجرا هستند. نمونه ای از این فونداسیون ها به گونه ای است که شمع ها به طور مستقیم حفر می شوند. نمونه ای دیگر نیز به گونه ای است که شمع باید ابتدا قالب گیری شده و سپس در اجرا مورد استفاده قرار گیرند. این گونه شمع ها دارای یک یا چند برآمدگی بوده و با عنوان شمع سر پهن نیز شناخته می شوند.

دسته سوم از فونداسیون شمعی که شمع کوبیده در جا ریخته شده نام دارند، مزایایی مشابه با شمع کوبیدنی و شمع درجا ریخته شده دارد.

سیستم های قطور در اجرای فونداسیون عمیق شامل پایه های عمیق و کیسون ها می باشد. از این سیستم برای احداث سازه های سنگین مانند پایه های پل ها و دکل های نفتی استفاده می شود.

فونداسیون ویژه

فونداسیون ویژه شامل پی های شناور، پی های سلولی و پوسته ای و پی های فولادی یا پروفیله می باشد.

از پی های شناور در زمانی که لایه های عمقی نشست پذیر یا ضعیف هستند، استفاده می شود. پی های سلولی و پوسته ای بر اساس عملکرد مورد نیاز، شکل فونداسیون، ایجاد سختی کافی در طبقات زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد. پی های فولادی یا پروفیله برای ساخت سازه هایی که نیروی وارده حاصل از آن بالا بوده و بستر آن سخت و سنگی می باشد مورد استفاده قرار می گیرد.

آرماتوربندی فونداسیون

یکی از مهم ترین قسمت های اجرایی در ساختمان های بتنی، آرماتور بندی می باشد. اجرای صحیح آرماتوربندی از اهمیت و حساسیت بالایی برخوردار می باشد. چرا که در بسیاری از موارد مقاومت فونداسیون توسط آرماتورها تامین می شود. نکات مهمی در اجرای آرماتور بندی وجود دارد که باید توجه ویژه ای به آن ها شود. برای مثال باید توجه داشت از آرماتورهای زنگ زده یا آغشته به روغن استفاده نشود. از این رو بررسی آن ها قبل از استفاده باید صورت پذیرد.

آرماتورها به دو دسته تقسیم بندی می شوند: آرماتورهای طولی یا اصلی و آرماتورهای عرضی یا خاموت. از آرماتورهای عرضی یا خاموت ها در جهت حفظ و نگهداری از آرماتورهای طولی استفاده می شود. هم چنین استفاده از آن ها از خم شدگی آرماتورهای طولی بر اثر فشار، جلوگیری به عمل می آورد. از دیگر موارد قابل توجه در استفاده از خاموت ها رعایت فاصله مناسب می باشد. این فاصله حداکثر باید ۲۰ سانتی متر باشد. عدم رعایت فاصله مناسب ممکن است باعث ریزش بتن می شود.

استفاده از آرماتورهای طولی به صورت افقی و در دو ردیف بالا و پایین فونداسیون صورت می گیرد. در هنگام اجرای آرماتور طولی باید به رعایت فاصله آن ها برای جلوگیری از زنگ زدگی و فرسایش توجه نمود.

خرک فونداسیون

آرماتورهای پایه داری که برای بستن آرماتورهای فوقانی مورد استفاده قرار می گیرند، با عنوان خرک شناخته می شوند. بنابراین می توان گفت اهمیت استفاده از خرک ها حفظ پایداری موقت آرماتورهای فوقانی می باشد. ارتفاع و عرض پایه ها، عرض خرک و فاصله آن ها از یکدیگر باید بر اساس ابعاد فونداسیون و با توجه به میزان نیروی میلگرد فوقانی که وزن خرک را تحمل می کند، تعیین شود. در جهت جلوگیری از خارج شدن خرک ها در زمان بتن ریزی و در زمان اجرای آرماتورها، باید فاصله آن ها از یکدیگر به درستی انتخاب شود.

پی سنگی

پی سنگی همانطور که از نامش پیداست از انواع سنگ ساخته می شود. سنگ های طبیعی در ساخت این نوع پی به کار می روند اما هر نوع سنگی مناسب این کار نیست. سنگی که برای پی سازی استفاده می شود باید سالم بوده و سطحی صاف داشته باشد زیرا سنگ های ناصاف و مدور پی ساختمان را سست و ناپایدار می کنند. پی های سنگی سطح وسیع تری در مقایسه با دیواری که بر روی آن قرار می گیرد دارند و با استفاده از دو نوع ملات ساخته می شوند.

اگر مقدار بار وارده بر پی ها زیاد باشد ملات ماسه سیمان به کار می رود اما برای بارهای کم، ملات گل و آهک استفاده می گردد. سنگ های ارزان قیمت و در دسترس مناسب ساخت پی هستند و می توان آنها را به راحتی تهیه نمود. پی سنگی در سازه های یک طبقه و پی دیوارهای محوطه مورد استفاده قرار می گیرد.

پی بتنی

بتن یکی از محکم ترین و مقاوم ترین مصالح ساختمانی است که استفاده از آن برای ساخت پی پایداری و استقامت سازه را تضمین می کند. در واقع بهترین نوع پی، پی های بتنی هستند، از این رو امروزه پی ریزی ساختمان ها با بتن مسلح صورت می گیرد.

بتن مسلح در ساخت پی ساختمان های اسکلت بتنی و فلزی به کار می رود. این نوع پی به شکل پلکانی، شیبدار و … ساخته و برای بالا بردن مقاومت آن در برابر بارهای سنگین، پایه بتنی با میلگردهای فولادی در دو جهت مسلح سازی می گردد. برای انجام پی سازی بتنی ابتدا کف زمین را با بتن مگر یا بتن کم سیمان به اندازه ۱۰ سانتی متر می پوشانند. با انجام اینکار خاک و بتن اصلی از هم تفکیک می شوند و سطح پی برای بتن ریزی تراز می گردد. بعد از آن بر روی بتن مگر داخل پی، قالب بندی صورت گرفته و بتن درون آن ریخته می شود. این بتن را به خوبی لرزش می دهند و می کوبند. این عمل تا زمانی که بتن جا بیفتد ادامه دارد. در نهایت بعد از یک روز بارگذاری بر روی پی انجام می شود. در صورت استفاده از بتن مسلح بتن ریزی بعد از قرار دادن میلگرد درون قالب صورت می گیرد.

پی فلزی

پی فلزی زمانی استفاده می شود که مقاومت فشاری خاک کم و بارهای وارد آمده بر پی زیاد باشد. اصولاً برای ستون های فولادی از پی های فولادی استفاده می شود. استفاده از فلز در ساخت پی از نظر اقتصادی مقرون بصرفه نیست، از این رو میزان ساخت پی های بتن مسلح در مقایسه با پی های فولادی در صنعت ساختمان سازی بیشتر است.

برای ساخت پی توسط شبکه ای از فولاد، یک ترانشه با عرض مورد نظر و عمق ۹۰ تا ۱/۵۰ متری حفر شده، سپس کف آن رگلاژ می شود. بعد از آن بتن نظافتی با ضخامت ۳۰ سانتی متر بر روی ترانشه ریخته و متراکم می گردد. علاوه بر آن یک لایه ۱۵ سانتی متری بتن عیار پایین بر روی بتن قبلی قرار می گیرد. سپس تیرهای فولادی با فاصله های مشخص روی این لایه بتنی گذاشته و فاصله بین آنها با بتن پر می شود. بر روی ردیف اول تیرهای فولادی در مواقع لزوم می توان یک ردیف دیگر نیز قرار داد. در نهایت تمام قسمت ها با بتن پر می شوند و سازه بر روی این پی قرار می گیرد.

پی شفته ای

شفته نوعی خمیر ساخته شده از شن، خاک، آب و آهک است. پی شفته ای یکی از ساده ترین انواع پی در ساختمان سازی می باشد که اغلب برای ساختمان هایی با متراژ پایین و ساخته شده از آجر اجرا می گردد. برای اجرای پی شفته ای ابتدا شفته را در پی می ریزند و بعد از ایجاد سطح ۲۰ الی ۳۰ سانتی متری آن را صاف نموده و یک روز آن را به این حالت رها می کنند تا آب آن جذب شود. سپس با استفاده از یک وزنه آن را کوبیده و متراکم می نمایند. این کار تا زمانی که پی به ارتفاع مورد نظر برسد ادامه پیدا می کند.

پی آجری

در صورتی که ساختمان کوچک و بار وارد شده بر پی ها کم است از آجر برای ساخت پی استفاده می شود. برای صرفه جویی در آجر می توان پی را به صورت پلکانی ساخت که در این حالت بار با زاویه ۶۰ درجه به زمین منتقل می شود. پی کنی آجری حدود ۳۰ الی ۴۰ سانتی متر از عرض دیوار بیشتر است.

ساختمانچی