احتمالا تمامی ما تا به امروز به نام فونداسیون اشاره دیده‌ایم؛ اما اطلاعات کافی در مورد عملکرد و مراحل اجرایی آن را نخواهیم داشت. همانطور که پاها نقش اساسی و حیاتی در بدن انسان دارند، فونداسیون نیز بخش اساسی‌ترین هر ساختمان است. به زبان ساده، فونداسیون بخشی است که هر سازه بر روی آن بنا می‌شود. در این مقاله، به سوال اصلی که فونداسیون یا پی ساختمان چیست، پاسخ داده می‌شود و سپس به بررسی عوامل موثر بر کیفیت و مراحل اجرایی آن و نیز نحوه محاسبه میلگرد فونداسیون پرداخته می‌شود.
فونداسیون یا پی ساختمان چیست؟
فونداسیون کم عمق
فونداسیون کم‌عمق به عنوان یک روش معمول برای ساختمان‌هایی با وزن کمتر و ساختارهای سبک به کار می‌رود. این نوع فونداسیون معمولاً دارای یک لایه یکنواخت است که برای توزیع وزن ساختمان به صورت یکپارچه عمل می‌کند. عمق معمول این نوع فونداسیون حدوداً 3 متر است، اما این مقدار ممکن است با توجه به شرایط محیطی و ویژگی‌های خاص ساختمان تغییر کند.
انواع مختلفی از پایه‌های کم‌عمق نیز وجود دارد که هرکدام برای شرایط و نیازهای خاصی طراحی شده‌اند. این انواع شامل پایه دیواری که در کنار دیوارهای ساختمان قرار می‌گیرد و به عنوان پشتیبان آن عمل می‌کند، پایه نوار که به صورت یک نوار مستقیم زیر دیوارها یا ستون‌های ساختمان قرار می‌گیرد، فونداسیون عمیق که عمق آن بیشتر از فونداسیون‌های کم‌عمق است و برای انتقال وزن به لایه‌های عمیق‌تر از خاک استفاده می‌شود، فونداسیون مرکب که از ترکیبی از فونداسیون کم‌عمق و فونداسیون عمیق تشکیل شده و به عنوان روشی کارآمد برای انتقال بارهای سنگین به خاک استفاده می‌شود و همچنین فونداسیون گسترده که به صورت گسترده و توسعه‌یافته بر روی سطح زمین قرار می‌گیرد و برای انتقال بارهایی با وزن بالا به صورت یکنواخت به طول و عرض فونداسیون توزیع می‌شود.
فونداسیون عمیق
فونداسیون عمیق، در شرایطی استفاده می‌شود که عمق پی بیش از 3 متر و عرض آن نیز حدود یک ششم ارتفاع فونداسیون باشد. این نوع فونداسیون به سه دسته تقسیم می‌شود:
1. فونداسیون با پایه‌های لاغر (شمع و پیر): این نوع فونداسیون از متداول‌ترین پایه‌های عمیق ساختمان است و معمولاً برای ساختمان‌هایی با ارتفاع زیاد مانند آسمان‌خراش‌ها استفاده می‌شود. در این روش، شمع یا پیر، تکه‌های دایره‌ای شکل از بتن یا مواد دیگری هستند که به داخل زمین فرو می‌روند و به عنوان پایه‌های فونداسیون برای حمایت از سازه استفاده می‌شوند. معمولاً از این نوع فونداسیون زمانی استفاده می‌شود که خاک سطحی به اندازه کافی قوی نباشد و نتوان از وزن یک ساختمان پشتیبانی کرد.
2. فونداسیون با پایه‌های قطور:
3. فونداسیون با المان‌های ستونی:
وظیفه اصلی فونداسیون در ساختمان
وظایف اصلی فونداسیون‌ها در ساختمان به موارد زیر تنقیح می‌شوند:
1. توزیع یکنواخت وزن سازه بر روی زمین به منظور جلوگیری از ایجاد فشار ناهمگن بر روی خاک و جلوگیری از ایجاد نشست‌های نامطلوب در ساختمان. این عملکرد باعث می‌شود که وزن سازه به طور متوازن و یکنواخت به خاک انتقال یابد، که در نتیجه می‌تواند به کاهش فشارهای غیر مطلوب و نشست‌های ناخواسته کمک کند.
2. جلوگیری از نشست ساختمان و کاهش آسیب‌های ناشی از نشست‌های غیرمطلوب در طول زمان. فونداسیون‌ها به عنوان پایه‌های سازه، وظیفه دارند تا ساختمان را از نشست‌های غیر مطلوب و ناخواسته محافظت کرده و به پایداری و طول عمر ساختمان کمک کنند.
3. محافظت از سازه در برابر حرکت‌های ناخواسته و نیروهای جانبی مانند زلزله، بادهای شدید و فشارهای جانبی دیگر. فونداسیون‌ها از طریق انتقال نیروهای جانبی و افزایش استحکام سازه، به محافظت از سازه در برابر نیروهای جانبی کمک می‌کنند و احتمال وقوع خسارت‌های ناشی از این نیروها را کاهش می‌دهند.
4. افزایش مقاومت و پایداری سازه در برابر شرایط مختلف، از جمله نیروهایی که به طور غیرمنتظره بر سازه اثر می‌گذارند. با تقویت سازه و افزایش مقاومت آن در برابر شرایط مختلف، فونداسیون‌ها به بهبود عملکرد و طول عمر سازه کمک می‌کنند و از پایداری و ایمنی ساختمان تضمین می‌کنند.
عوامل موثر در انتخاب فونداسیون، ابعاد پی به چه عواملی بستگی دارد؟
همانطور که در ابتدای این مقاله اشاره شده است، انتخاب فونداسیون یک فرایند پیچیده است که باید با دقت و با توجه به متغیرهای مختلف انجام شود. در واقع، این انتخاب باید با توجه به شرایط زمینی منطقه، خصوصیات سازه، و بارهای مختلفی که سازه بر آنها تحمل می‌کند، صورت گیرد. برای انتخاب بهترین نوع فونداسیون، نیاز به بررسی دقیقی از عواملی مانند نوع سازه و پروژه مورد نظر، شرایط محیطی مثل نوع خاک و شرایط آبی، و بارهای مختلف اعمال شده بر سازه وجود دارد. اهمیت درک صحیح این عوامل و تاثیرات آنها بر انتخاب فونداسیون، در تضمین پایداری و عملکرد مطلوب سازه از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مقاله، به بررسی این عوامل و اهمیت آنها در فرآیند انتخاب و طراحی فونداسیون سازه خواهیم پرداخت.
پیشنهاد سایت : قوطی مبلی چیست؟ کاربرد و ویژگی های آن
میزان بار اعمال شده از طرف سازه
یکی از عوامل حیاتی که در انتخاب و طراحی فونداسیون ساختمان‌ها تأثیرگذار است، میزان باری است که سازه بر روی آن وارد می‌شود. این میزان بار بستگی به عوامل متعددی دارد که از جمله آنها می‌توان به نوع سازه، مواد ساختمانی مورد استفاده در آن، موقعیت جغرافیایی ساختمان، و احتمال وقوع زلزله اشاره کرد. همچنین، میزان نشستی که سازه تجربه می‌کند نیز در انتخاب فونداسیون اهمیت دارد. در این زمینه، عواملی مانند نوع مصالح مورد استفاده در سازه و نوع فونداسیون انتخابی نقش مهمی در تأثیر بارهای وارده و توزیع آنها بر روی زمین و در نتیجه پایداری و عمر مفید سازه دارند.
از زاویه دید کلی، می‌توان این مطلب را به این صورت بیان کرد که در اکثر موارد، فونداسیون‌های سطحی به عنوان گزینه‌ای مناسب برای ساختمان‌های کم ارتفاع به کار گرفته می‌شوند، زیرا نیاز به عمق کمتری در خاک دارند و هزینه ساخت و نگهداری کمتری دارند. به عبارت دیگر، این نوع فونداسیون‌ها برای ساختمان‌های با ارتفاع کم و بارهای کمتر معمولاً مناسب‌تر هستند. از سوی دیگر، فونداسیون‌های عمیق بیشتر برای ساختمان‌های بلند و یا در صورت نیاز به تحمل بارهای سنگین‌تر و استفاده از خاک‌های نامناسب‌تر انتخاب می‌شوند. این فونداسیون‌ها به دلیل عمق بیشتر خود، قادرند بارهای بزرگتر را به خاک انتقال دهند و در نتیجه از پایداری و ایمنی سازه بیشتری برخوردار باشند.
ظرفیت باربری زمین
ظرفیت باربری زمین، به اندازه‌ای اشاره دارد که زمین بتواند بدون هیچ مشکلی، وزن و بار سازه را به‌طور امن و مطمئن تحمل کند. این اصطلاح یکی از مهم‌ترین عواملی است که در انتخاب و طراحی فونداسیون تأثیرگذار است. در واقع، یکی از امور اساسی که در این خصوص باید مورد توجه قرار گیرد، انتخاب بین فونداسیون‌های سطحی و عمیق است.
نوع خاک یا سنگ استفاده شده در سازه
در انتخاب فونداسیون برای ساختمان، نوع خاک یا سنگ مورد استفاده یکی از امور بسیار حیاتی است که باید به آن توجه شود. لایه خاک سطحی که از سطح زمین تا عمق سه متری آن ادامه دارد، به‌طور عمومی مورد بررسی قرار می‌گیرد، اما لایه خاک زیر سطحی که پایین‌تر از آن قرار دارد نیز اهمیت دارد و باید مورد توجه قرار گیرد. سنگ‌هایی که دارای ظرفیت باربری بالایی هستند، معمولاً برای ساختمان‌های تجاری یا مسکونی بزرگ، به عنوان یک گزینه مناسب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سهولت اجرا
در نظر داشتن تسهیل در اجرا و انجام پروژه، از جنبه‌های حیاتی و اساسی دیگری است که در برنامه‌ریزی و انجام هر پروژه‌ای باید به آن توجه شود.
در نظر گرفتن شرایط بد آب و هوایی و بلایای طبیعی
در نظر گرفتن شرایط بد آب و هوایی و همچنین بلایای طبیعی، از جمله اقدامات بسیار حیاتی است که در فرآیند انتخاب فونداسیون باید به آنها توجه ویژه شود؛ زیرا ممکن است برخی از سازه‌ها در شرایط متفاوت آب و هوایی، از جمله مرطوب یا خشک، ساخته شوند.
مسائل اقتصادی
هنگامی که ما رو به روی گزینه‌های مختلفی برای اجرای فونداسیون قرار می‌گیریم، هزینه اجرا به عنوان یکی از عوامل حیاتی و تأثیرگذار در انتخاب نهایی، بسیار حیاتی است و نیازمند بررسی دقیق و شفاف است.
مراحل اجرای فونداسیون روی سطح زمین
مراحلی که قبل از اجرای فونداسیون انجام می‌شوند، بسته به نوع فونداسیون و نوع سازه که در دست است، متغیر است. در این بخش، به شرح مراحل کلی اجرای فونداسیون می‌پردازیم.
1. انتخاب محل ساخت
در فرایند انتخاب پی ساختمان، نخستین موردی که باید به آن توجه شود، انتخاب مکان مناسب است. این معیار، بر اساس ویژگی‌های خاص زمین و نیازهای ساختمانی خاص، تعیین می‌شود.
2. انتخاب نوع فونداسیون
در مراحل ساخت، نحوه‌ی انتخاب فونداسیون بسیار اساسی است و این انتخاب بسته به نوع سازه مورد بررسی قرار می‌گیرد. فونداسیون‌های سطحی و عمیق دو نوع اصلی فونداسیون هستند که متناسب با نیازهای سازه انتخاب می‌شوند. بنابراین، پس از تعیین مکان مناسب برای ساخت، لازم است نوع فونداسیون مناسب را به دقت انتخاب کنید.
3. مشخص کردن تعیین مرزهای فونداسیون
در این مرحله، لازم است که مرزهای دقیق فونداسیون را تعیین کنید. اندازه‌گیری‌ها در این مرحله اهمیت بسزایی دارند؛ چرا که به اطمینان از انتخاب صحیح نوع فونداسیون و یا امکان تغییر نوع آن کمک می‌کنند.
4. حفاری زمین
در فرآیند حفاری زمین، نیاز به دقت و توجه به جزئیات زیادی است. به عنوان قدم اول در آماده‌سازی زمین برای فونداسیون، حفاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. عمق این حفاری بستگی به نوع فونداسیون و مشخصات زمین، به‌ویژه خصوصیات خاک آن دارد. عموماً، حفاری ادامه می‌یابد تا به یک لایه‌ی محکم و با ظرفیت باربری مناسب برسد.
5. اجرای فونداسیون
تمامی مراحلی که تا کنون بررسی شده‌اند، برای اجرای فونداسیون امری ضروری محسوب می‌شوند. پس از به پایان رسیدن این مراحل، فرآیند اجرای فونداسیون آغاز می‌شود. برای اینکار، بدون تردید، نیازمند یک تیم ماهر و استفاده از تجهیزات مناسب و کارآمد است.
6. نگهداری از فونداسیون
وظیفه اصلی فونداسیون، حفظ پایداری ساختمان است. بنابراین، برای نگهداری و حفظ فونداسیون، باید مواردی را رعایت کنیم تا بتواند سازه را با استحکام بیشتری نگه دارد. پس از اجرای فرآیند فونداسیون‌های بتنی، ضروری است که فضای خالی موجود در زمین حفاری شده را با استفاده از درزگیر پر کنیم.
7. ایجاد دیوار نگهدارنده
در مرحله پایانی، بخش‌های بالایی ساختمان مانند دیوارها، ستون‌ها، و دیوارهای نگهدارنده احداث می‌شوند. این دیوارها به طور معمول برای پشتیبانی از فونداسیون‌های بتنی استفاده می‌شوند.
انواع فونداسیون از نظر مصالح به کار رفته
فونداسیون‌ها بر اساس مصالح مورد استفاده به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. این دسته‌بندی‌ها به شرح زیر است:
1. پی سنگی: این نوع فونداسیون از سنگ‌های طبیعی ساخته می‌شود و به منظور استحکام بخشیدن به سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2. پی چوبی: این نوع فونداسیون از چوب ساخته می‌شود و به‌طور معمول در مناطقی با اقلیم مرطوب و مناطق شمالی کشور مورد استفاده قرار می‌گیرد.
3. پی آجری: معمولاً برای ساخت سازه‌های کوچک و ساده استفاده می‌شود و از آجر به عنوان مصالح اصلی استفاده می‌کند.
4. پی فلزی: اگر بارهای وارد شده به ستون زیاد و مقاومت آن کم باشد، از فونداسیون فلزی استفاده می‌شود تا استحکام لازم فراهم شود.
5. پی بتنی: از نظر اقتصادی، استفاده از پی فولادی مقرون به صرفه نیست و به جای آن از پی بتنی استفاده می‌شود.
6. پی شفته آهک: این نوع فونداسیون از خمیری به نام شفته که از خاک، شن، آب و گردآهک ساخته شده استفاده می‌کند. این نوع فونداسیون در سازه‌های قدیمی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گرفته است اما امروزه کاربرد آن کاهش یافته است.
فونداسیون یا پی ساختمان، که به عنوان پایه و اساس اصلی یک ساختمان عمل می‌کند، از اهمیت بسیاری برخوردار است. این عنصر مهم، نقش بی‌نیاز و حیاتی را در استحکام و پایداری ساختمان به عهده دارد. در واقع، فونداسیون‌ها می‌توانند به عنوان ستون‌های اصلی ایستادگی و پشتیبانی ساختمان عمل کنند، از این رو، اهمیت آنها در اجرای یک پروژه ساختمانی بیان‌ناپذیر است.
قبل از آغاز اجرای پی ساختمان، ضروری است به این موارد حیاتی توجه کنیم. پی ساختمان از انواع مختلفی از جمله سنگی، آجری، چوبی، فلزی و بتنی تشکیل می‌شود. در نظر گرفتن نوع خاک یا سنگ، شرایط آب و هوایی و انتخاب محل ساخت از میان عوامل بسیار حیاتی است که باید پیش از انتخاب و شروع به اجرای پی ساختمان، به آنها توجه ویژه داشته باشیم.
میلگرد و بتن از جمله عوامل اساسی و ضروری در فرآیند اجرای فونداسیون هستند؛ بدون آنها، اجرای فونداسیون به سختی امکان‌پذیر است و بنابراین امکان جدا شدن آنها از فرآیند ساخت فونداسیون وجود ندارد. در نظر گرفتن بودجه‌ای که برای پروژه در نظر گرفته شده و با توجه به قیمت میلگرد، بتن و سایر مصالح، می‌توان تخمینی از قیمت مواد مورد نیاز برای ساخت فونداسیون را داشت و اقدامات لازم را برای تأمین این مواد به‌کار گرفت.
پیشنهاد سایت : کانتینر چیست؟ انواع آن
