فونداسیون چیست؟ انواع و مراحل اجرای آن (آموزش تصویری)

فونداسیون عنصر اصلی پشتیبان در هر سازه ساختمانی است. پایین ترین قسمت ساختمان است که با خاک در تماس است و تمامی بارهای سازه ای را به سلامت به خاک منتقل می کند. هدف از فونداسیون نگه داشتن سازه در بالای آن است. برخلاف تصور ما از زمین و آنچه هر روز تجربه می کنیم، زمین کاملاً ثابت نیست و در بسیاری از موارد اصلاً جامد نیست. خانه ای که به تازگی در یک زمین خالی ساخته شده است، احتمالاً در طول زمان توسط نیروهای طبیعی شکسته یا آسیب می بیند. فونداسیون درست ساخته شده؛ میزان آسیب وارده به ساختمان را کاهش می دهد و از افراد داخل محافظت می کند.

انواع پی در ساختمان ها و سازه ها

فونداسیون ها به دو نوع کم عمق و عمیق تقسیم می شوند.

1-پای یا پایه های کم عمق

پی های کم عمق آنهایی هستند که در نزدیکی سطح زمین کاملاً قابل مشاهده هستند. به طور کلی با چنین پی، عمق پی (Df) کمتر از عرض پی و کمتر از 3 متر است. البته این قوانین قوانین خانه نیستند و صرفاً یک سری دستورالعمل هستند. به طور کلی، اگر بارگذاری سطحی یا سایر شرایط سطحی بر ظرفیت باربری پی تأثیر بگذارد، فونداسیون را «کم عمق» می‌گویند.

پایه های کم عمق (که گاهی اوقات “پاهای پهن” نامیده می شود) شامل بالشتک ها یا پدها (“پایه های محتاط”)، پایه های نواری و بریس ها هستند. شالوده های کم عمق که اغلب پایه نامیده می شوند، در زیر پایین ترین قسمت سازه قرار دارند. پی اولین عنصر ساخته شده سازه است که پس از حفاری زمین ساخته می شود. به طور کلی، عمق یک پایه کم عمق. کمتر از عرض آن است.

معمولاً از پی های کم عمق استفاده می شود. زیرا مقرون به صرفه هستند و ساخت آنها نسبتا آسان است. مطالعه دقیق محل فونداسیون و اطلاعات دقیق در مورد لایه پایه برای طراحی فونداسیون و جلوگیری از هرگونه آسیب در آینده ضروری است.

انواع پایه های کم عمق:

• پی جدا
• پی مرکب
• فونداسیون نواری
• پایه تخت یا یکپارچه

2-به طور جداگانه پی

یک پایه عایق برای پشتیبانی از ستون های جداگانه استفاده می شود. آنها می توانند مایل باشند یا بر روی پایه بتنی برآمدگی داشته باشند. این فونداسیون در مواردی که ظرفیت باربری خاک در عمق کم‌تر خوب است اعمال می‌شود. ساخت آن آسان است و به طور کلی فونداسیون مطابق با سه معیار اصلی طراحی شده است، فونداسیون باید به صورت عمودی و افقی به درستی تراز شده باشد و از کمبود ظرفیت باربری و نشست سنگین محافظت شود. بارهای روی پی شامل بارهای خودوزن، بارهای زنده، بارهای زلزله، فشار زمین و فشار آب است.

کتیا چیست؟ 12 کاربرد آن در مکانیک، ساخت و ساز (پاسخ به سوالات)

ترکیب 3-Pi

فونداسیون مرکب پایه دو یا چند ستون مجاور را پشتیبانی می کند. دو نوع پایه مرکب وجود دارد، پایه مرکب مستطیلی و پایه مرکب ذوزنقه ای شکل. اگر فاصله بین دو ستون کم باشد و ظرفیت باربری خاک کمتر باشد و پایه های آنها روی هم قرار گیرد، پی مرکب ایجاد می شود. اگر دو ستون به هم نزدیک باشند و تکیه گاه های جداگانه روی هم قرار گیرند، بهتر است پی پیچیده ای بسازیم تا پی ایزوله.

پایه 4 لاین

پی های نواری در مکان هایی استفاده می شود که خاک ظرفیت باربری خوبی دارد. ابعاد پایه یک فونداسیون نواری برای ساخت دیوار بتنی دو جداره و ساخت دیوار اسکلت چوبی یکسان است. اندازه و موقعیت نوار ارتباط مستقیمی با عرض کلی دیوار دارد. پایه نواری را می توان برای زیر خاک استفاده کرد، اما برای خاک هایی که ظرفیت باربری نسبتاً خوبی دارند مناسب تر است. این پی‌ها به‌ویژه برای بارهای سبک سازه‌ای مناسب هستند، مانند مواردی که در ساختمان‌های مسکونی بسیار کم یا متوسط ​​دیده می‌شود، جایی که می‌توان از پایه‌های نواری بتنی غیر مسلح استفاده کرد. در شرایط دیگر، بتن مسلح یا تقویت شده ممکن است مورد نیاز باشد.

5-پایه تخت یا یکپارچه

شالوده مسطح یا رافت (همچنین مات نامیده می شود) دال یکپارچه ای است که روی زمین محکم قرار می گیرد و در سراسر ساختمان امتداد می یابد. این فونداسیون فشار تماس را در مقایسه با فونداسیون نواری یا ترانشه کاهش می دهد. فونداسیون های مسطح عموماً برای توزیع بار سازه در بخش بزرگی از کل منطقه سازه استفاده می شود. این فونداسیون ها زمانی استفاده می شوند که بار ستون ها یا سایر بارهای سازه ای نزدیک به هم باشند و پایه های تک بالشی به هم متصل باشند. فونداسیون مسطح معمولاً از یک دال بتنی تشکیل شده است که در کل منطقه بارگذاری شده امتداد دارد. این دال احتمالاً با تیرهای فولادی یا تیرهای تعبیه شده در فونداسیون تقویت شده است. این کار منجر به کاهش برخوردهای غیر یکنواخت می شود. همانطور که دال بتنی در برابر حرکات غیر یکنواخت بین نقاط بار مقاومت می کند.

6- فونداسیون عمیق

پی عمیق نوعی پی است که در عمق بیشتری از سطح زمین قرار می گیرد و بارهای سازه ای را به زمین منتقل می کند. نسبت عمق به عرض چنین پی معمولاً بیش از 4 به 5 است.

فرآیند فونداسیون عمیق پیچیده تر و گرانتر از فونداسیون کم عمق است. با این حال، هنگام برخورد با شرایط نامناسب خاک در اعماق کم، بارهای محاسباتی سنگین و محدودیت‌های مکانی، شالوده عمیق احتمالاً راه‌حل بهینه‌تر است. در مکان هایی که ظرفیت باربری خاک بسیار کم است از پی های عمیق استفاده می شود. بار از روی سازه یا روبنا عمدتاً به صورت عمودی به خاک منتقل می شود.

انواع پی های عمیق

• شمعدان
• شمع در جای خود یا جعبه

7- پی شیمی

فونداسیون های قرصی عمدتاً برای انتقال بارها از روسازی ها از طریق لایه های ضعیف تراکم پذیر یا آب به خاک یا سنگ قوی تر، فشرده تر، کمتر تراکم پذیرتر و سفت تر در عمق استفاده می شود که اندازه موثر را افزایش می دهد.فنداسیون در برابر بارهای افقی مقاومت می کند. این پی ها عموماً برای سازه های بزرگ و در شرایطی که خاک از نشست بیش از حد آن جلوگیری نمی کند استفاده می شود. از آنجایی که پایه های شمع بار زیادی را تحمل می کنند، باید با دقت طراحی شوند. یک مهندس خوب خاکی را که شمع ها در آن قرار می گیرند آزمایش می کند تا مطمئن شود که خاک بیش از ظرفیت باربری آن بارگذاری نمی شود.

فونداسیون های مهر شده دو نوع اصلی دارند. شمع های تکیه و شمع های اصطکاکی. در شمع های انتهایی، انتهای پایینی شمع روی لایه ای از خاک یا سنگ قرار می گیرد که استحکام بیشتری دارد. بار ساختمان از طریق شمع ها به لایه قوی منتقل می شود. یعنی این شمع به عنوان یک ستون عمل می کند. خلبان های اصطکاکی بر اساس یک اصل متفاوت کار می کنند. این شمع به وسیله اصطکاک بار ساختمان را از تمام ارتفاع شمع به خاک منتقل می کند. به عبارت دیگر تمام سطح شمع که به شکل استوانه است برای انتقال نیرو به خاک عمل می کند.

8-شمع در جای خود یا کیسون

به شفت های حفاری شده کیسون نیز می گویند. این پی ها جامد، با ظرفیت بالا، بتنی، مناسب برای پی های عمیق و قابل ریخته گری در محل می باشند. از آنها برای حمایت از سازه هایی که بارهای محوری و جانبی زیادی دارند استفاده می شود. یعنی شمع های استوانه ای در زمین سوراخ می شوند و سپس با بتن پر می شوند. این عناصر و فرآیندها از فونداسیون و زمین در طیف گسترده ای از سازه ها و پروژه های ساختمانی پشتیبانی می کنند. شمع های گودبرداری شده مانند نوع در محل، برای پی های عمیق مناسب بوده و قادر به حمل بارهای بزرگ با مقاومت جانبی بالا هستند و اغلب برای پل ها و سایر سازه های بزرگ طراحی می شوند.

هدف از راندن شمع ها انتقال بار ساختمانی به شالوده شمع است که ممکن است سنگ بستر یا سایر لایه های جامد باشد. اساساً شمع گمانه عمدتاً یک عضو فشاری با بار محوری اعمال شده در بالا، یک واکنش در پایین و پشتیبانی جانبی در امتداد طرفین است. شمع های حفاری شده با استفاده از تجهیزات حفاری مارپیچ دستی برای ایجاد سوراخ در خاک ساخته می شوند. بر خلاف شمع رانده که فقط خاک را از طرفین فشرده می کند، وقتی شمع در جای خود رانده می شود، خاک به زور از سوراخ خارج می شود. تجهیزات حفاری در مقایسه با تجهیزات پایلوت نسبتاً سبک و آسان است و می تواند هزینه ساخت کمتری داشته باشد.

نرم افزار آموزش مهندسی عمران (14 نرم افزار هسته ای)