فونداسیون چیست

فونداسیون چیست


عنوان ها :

  •        فونداسیون چیست
  •        انواع فونداسیون
  •        ویژگی های مناسب محل فونداسیون
  •        زلزله
  •        فناوری های جدید در برابر زلزله
  •        آرماتوربندی

ف

فونداسیون چیست

 

فونداسیون (Foundation) یا همان “پِی” به مجموعه بخش هایی از سازه که در ارتباط با خاک، وظیفه انتقال سنگینی و بار ناشی از ساختمان به زمین را دارد اطلاق می شود.

در واقع تمام نیروی ساختمان مخصوصا ستونها توسط فونداسیون کنترل شده و چنانچه نشستی نسبی که صورت می گیرد باید بصورت کلی در همه ابعاد پی اتفاق بیفتد.

بنابراین فونداسیون یک بخش به هم پیوسته است که کار تحمل وزن ساختمان را برعهده دارد.

بطور خلاصه 

کار فونداسیون

1.جلوگیری از نشست ساختمان بیش از حد معمول

2.مانع از ایجاد شکست در هنگام فشارهای ناشی از ساختمان به خاک

3.مقادیر نشست در نقاط مختلف ساختمان فرق نداشته باشد.

4.جلوگیری از واژگونی ساختمان در برابر نیروهای جانبی

 

فنداسیون چیست

همانطور که بیان شد فونداسیون یکی از ارکان مهم ساختمان محسوب می شود که اگر در ساخت آن

دقت بعمل نیاید خسارات جبران ناپذیری دارد و باعث اتفاقات جانی و مالی می گردد.

عواملی در ساخت انواع و ابعاد فونداسیون نقش دارند

اعم از بافت تعداد طبقات، لایه ها، نوع خاک و شرایط آب و هوایی که با احتساب وزن ساختمان؛ عمق، طول و عرض فونداسیون مشخص میشود. 

 

ویژگی های محل مناسب برای پی


1.سطح بالایی پی باید پایین تر از سطح یخبندان باشد.

2.سطح پایینی پی باید بالاتر از عمق ایستایی باشد.

برای اینکه از ویژگی های ذکر شده درک دقیق و شفافی داشته باشید، 

باید از سطح یخبندان و عمق ایستایی اطلاع یابید که به این منظور توضیحات زیر را مطالعه بفرمایید.

 

سطح یخبندان

شالوده و اساس یک ساختمان باید قوی و استوار باشد. 

بنابراین ساخت پی و عمود شدن ساختمان روی آن نیازمند مهندسی دقیق و مصالح پر توان می باشد.

طبق اصل آیین نامه های ساختمانی، مهندسان و طراحان ملزم شده اند تا پی ساختمانی را پایین تر از عمق یخبندان (Frost line) بسازند. 

چرا که وقتی خاک مرطوب شروع به یخ زدن می کند، تا 8 درصد عمق آن افزایش می کند و هرچیزی که بر روی خاک وجود دارد را جابجا میکند. 

پس برای جلوگیری از این اتفاق، پی را در سطحی پایین تر از عمق یخبندان درست می کنند. 

البته در همه نواحی اینگونه نیست و عمق یخبندان متفاوت می باشد. مثلا در مِین (Maine) عمق یخبندان 48 اینچ و در فلوریدا (Florida) برابر با 8 اینچ است.

جهت آشنایی با مِین، این ایالت دارای هوایی بسیار گرم در تابستان و هوایی بسیار سرد و برفی در زمستان می باشد، بطوریکه در طول زمستان مردم این منطقه شاهد دمای هوای 18- درجه هستند. 

بنابراین عمق یخبندان در این ناحیه خیلی زیاد بوده و یک مهندس ساختمان باید پی را با این اطلاعات طراحی کند.

با مستند به بند 8-1-6-5-ث مقررات ملی ساختمان در مناطق سردسیر کشورمان حداقل عمق یخبندان 40 سانتیمتر بوده و این عدد 

باتوجه به شرایط اقلیمی، نفوذپذیری و ویژگی های خاک متفاوت است. 

در پی های داخلی که در معرض یخبندان نمی باشند، عمق کمتری نسبت به مقدار ذکر شده در نظر گرفته می شود.

 

عمق ایستایی

برای پی بردن به مفهوم ایستایی، ابتدا استاتیک را تعریف میکنیم که تعریف مشابهی با ایستایی دارد ولی با کمی تفاوت. 

استاتیک درواقع به وضعیت و حالات اجسامی که نیرو بر آنها وارد شده می پردازد و ممکن است آن جسم 

در اثر نیرویی که به آن وارد شد از بین برود.

اما ایستایی؛ به بررسی سطح پایداری و ایستادگی آن جسم در مقابل نیروی وارده می پردازد که در هر صورت تغییر حالت نمی دهند.

مفهوم عمق ایستایی به مجموعه مقاومت و پایداری قسمتی از زیر زمین محسوب شده که پی روی آن سوار (ساخته) می شود.

بررسی آبهای زیرزمینی (سفره های زیرزمینی) نیز در ساخت پی و عمق ایستایی تاثیرگذار است. 

هر وقت آب زیرزمینی در منطقه ای جریان نداشته باشد، به این معناست که سطح ایستابی (ایست آبی) آن بدون شیب (Flat) می باشد.

اما اگر سطح ایستابی شیبدار باشد یعنی در آن منطقه آب زیرزمینی جریان دارد و 

این جریان آب از سطح شیبدار به سطح مناطق تخت می باشد.

 

چه عواملی بر عمق پی تاثیر می گذارند

 

1.عمق یخبندان

2.دکوپاژ (عمق خاک مناسب)

3.طرح معماری

4.باید عمق پی بیشتر از عمق یخبندان باشد.

 

چه عواملی بر سطح پی تاثیر می گذارند

 

بستگی به اندازه عناصری دارد که به صورت قائم (عمود) بر پی فشار وارد می کنند؛

1.ستون بتنی برابر با ابعاد ستون بتنی است.

2.برای ستون، دیوارها و پایه های مصالح بنایی، ابعاد و اندازه تکیه گاه  برابر با نصف ابعاد پایه ها می باشد.

3.برای ستون فولادی، حد واسط صفحه ستون و ستون فولادی است.

 

انواع فونداسیون

 

فونداسیون سنگی

فونداسیون آجری

فونداسیون شفته ای

فونداسیون بتنی

 فونداسیون نواری

 فونداسیون گسترده

فونداسیون صفحه ای

فونداسیون مشترک

فونداسیون باسکولی

فونداسیون کلاف شده

فونداسیون شمعی

فونداسیون نقطه ای

در ادامه به توضیح هرکدام می پردازیم.

 

فونداسیون سنگی

این نوع فونداسیون ها از سنگ طبیعی و در مناطقی که به راحتی قابل دسترس هستند کاربرد دارند و باید سنگ آن سالم و نپوسیده باشد.

این نوع سنگها از جنس سنگ های لاشه بوده برای پی سازی مناسب می باشند در صورتی که 

سنگ های مدور و صیقلی مناسب فونداسیون نیستند. 

از دو نوع ملات در ساخت چنین فونداسیونی استفاده می شود. 

یکی ملات گل آهک برای زمانی که فشار ساختمان کم باشد و دیگری ملات سیمانی است که فشار و بار زیادی را متحمل می شود. 

بعلت گرانی و کمیابی از فونداسیون سنگی زیاد استفاده نمی شود.

 

فونداسیون آجری

ساده ترین و ابتدایی ترین فونداسیون ساختمان محسوب می شود. 

از این نوع فونداسیون در زمانی که بار ساختمانی کم و درواقع ساختمان آن کوچک باشد مورد استفاده قرار می گیرد. 

این فونداسیون نیز به مانند فونداسیون سنگی باید دارای ریشه ای به قطر 15 تا 20 سانتیمتر از دو طرف دیوار روی آن قرار بگیرد 

که برای اینکار عرض پی کنی باید 30 تا 40 سانتیمتر از عرض دیوار بیشتر باشد. 

این کار باعث می شود آجرچینی به راحتی صورت گیرد چون زاویه پخش کردن بار در پی آجری حدود 60 درجه می باشد. 

جهت صرفه جویی در مصرف آجر باید بصورت پلکانی آن را در آورد. 

 

فونداسیون شفته ای

شفته خمیری از مخلوط خاک، آب، شن و گرد آهک می باشد که در هر متر مکعب آن 

حدود 20 تا 200 کیلوگرم آهک بکار می رود. 

گاهی نیز از پاره سنگ به آن اضافه می کنند. طریقه کار این نوع فونداسیون اینگونه است که حدود 20 تا 30 سانتی متر 

شفته را ریخته و سطح آن را صاف می کنند. 

1 روز می گذارند تا خشک شده و آب آن تبخیر شود سپس با ضربه های سنگینی بر روی آن زده تا کاملا متراکم شود. 

مجددا کار شفته ریزی را انجام می دهند تا فونداسیون تکمیل شود. 

از فونداسیون شفته در ساختمان های اسکلت فلزی استفاده می شود .


فونداسیون بتنی

این نوع فونداسیون نوع رایج و مستحکم می باشد که امنیت بالایی دارد. 

نحوه ساخت این نوع پی، اینگونه است که ابتدا ملات سیمان با ضخامت کمی روی سطح ریخته (بتن مِگر) سپس با ویبراتور (لرزاننده) 

فضای خالی بین ملات ها را از بین می برند تا درواقع این فضاها پر شود.

جهت استحکام بیشتر و اصطلاحا مسلح بودن فونداسیون، 

از قالب ها و میلگردهایی استفاده می شود که قبل از بتن ریزی کار گذاشته می شوند.

 

فونداسیون نواری


در ساختمان های آجری از این نوع فونداسیون استفاده می شود 

و حداکثر عمق پی های آن حدود 50 سانتی متر و عرض فونداسیون کمی بیشتر از عرض دیوار روی آن است. 

لایه های فونداسیون نواری از پایین به بالا

شفته ریزی، کرسی چینی، شناژ، ملات ماسه سیمان برای خروج رطوبت، قیرگونی، 

ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیرگونی، دیوارچینی.

 

فونداسیون گسترده


چنانچه بخواهید فونداسیونی طراحی کنید که بار چند ستون و دیوار را 

که در ردیف ها و امتدادهای مختلف قرار دارند روی پی قرار دهید، این نوع فونداسیون مناسب است. 

لازم به ذکر است در مناطق گرمسیری مانند بندرعباس پس از 3 یا 4 ساعت از ریختن بتن، کار آبدهی صورت گرفته 

و بعدازظهر بتن ریزی انجام می شود.

 

فونداسیون صفحه ای


در مواردی از این نوع فونداسیون استفاده می شود که بار و انرژی ساختمان بسیار زیاد بوده 

و یا مقاومت زمین کم است. 

در این نوع فونداسیون، در سراسر زیر ساختمان بتن ریخته و میله ی ستونها و دیوار بر روی آن قرار می گیرند. 

درواقع با این کار فشار بار بر “زیر ساختمان” قرار می گیرد. 

زمانی که بار و انرژی زیاد است، سطح فونداسیون را بزرگتر ساخته تا فشار وارد از بالا در سطح بیشتری پخش شود. 

 

فونداسیون مشترک

هروقت برای دو یا چند ستون یک فونداسیون ساخته شود، 

به آن فونداسیون مشترک گفته می شود. 

زمانی از این نوع فونداسیون استفاده می شود که

1.فاصله پی ها از هم کم بوده بطوریکه سطح آنها یکدیگر را بپوشاند.

2.یکی از فونداسیون ها در کنار زمین همسایه قرار گرفته باشد.

3.در صورت اینکه فاصله ستونها از هم کم باشد و بخواهیم بصورت درز انبساط (ژوئن) بسازیم 

از این نوع فونداسیون استفاده می شود؛

پی مورد نظر به صورت ذوزنقه خواهد بود که قاعده ی بزرگتر 

در طرف بار بیشتر و قاعده ی کوچکتر در سمت بار کمتر می باشد.

 

فونداسیون باسکولی

جهت جلوگیری از چرخش فونداسیون و 

تیر ستون ها در کنار دیوار همسایه، از این نوع فونداسیون استفاده می شود.

 

فونداسیون کلاف شده

در مناطق زلزله زده از این نوع فونداسیون برای ساختمان های مسی استفاده می شود. 

اتصال دو پی توسط شناژ (بتن آرمه) را کلاف شده می گویند.

 

فونداسیون شمعی (عمیق)


شمع ها از جنس فولاد، بتن، بتن مسلح و چوب هستند که چنانچه 

خاک مقاوم نبوده و یا پی مقاومت چندانی نداشته باشد، بصورت عمودی و عمیق قرار داده می شوند

تا بار و انرژی ناشی از ساختمان و فشار سطح غیرقابل تحمل را کنترل نمایند. 

ازین نوع فونداسیون ها در هنگام وزش بادهای شدید و زلزله استفاده می شود. 

 

 

فنداسیون چیست 1

فونداسیون نقطه ای (منفرد)


از این نوع فونداسیون برای ساختمان هایی که بار و انرژی آن به صورت نقطه ای و متمرکز 

به زمین انتقال داده می شود، استفاده می گردد مانند ساختمان های فلزی و بتنی.

لایه های فونداسیون نقطه ای عبارتند از

1. زمین مناسب

2. بتن مِگر

3. بتن اصلی

4. صفحه زیرستون (ساختمان های اسکلت فلزی)

5. آرماتورهای داخل پی

6. بولت

7. قالب بندی

8. رامکا

 

زمین مناسب


یکی از مهمترین نکات برای ساخت فونداسیون، انتخاب زمین مناسب است. 

چرا که سهل انگاری در نوع زمین انتخابی و عدم رعایت اصول مهندسی ساخت باعث خسارات جبران ناپذیری می شود. 

در ادامه بیشتر با زمین و نوع خاک و چگونگی تقویت آن آشنا خواهیم شد اما بطور خلاصه؛ 

باید دقت نمود اگر زمینی دارای خاک رس نرم بوده و یا خشک باشد، ساخت ساختمان روی آن خطرناک است بنابراین 

باید زیرسازی و مقاوم سازی های لازم را انجام داد. با فشرده سازی تکنیک هایی مثل 

ارتعاشی، تراکم دینامیکی و ویبرو فلوتاسیون سعی در بهبود بخشیدن خاک پی نموده 

تا فضاهای بین خاک پوشانده شده و باعث تقویت خاک گردد.

فنداسیون چیست 2

 

بتن مگر یا همان بتن پوششی (Lean concrete)

حداقل 10 سانتیمتر ضخامت دارد و با داشتن عیار سیمان کم، برای آماده سازی بستر خاکبرداری شده جهت آرماتور بندی است.

اگر مقدار قابل توجهی از آب بتن که در پی ریخته می شود وارد خاک گردد باعث افت کیفیت بتن شده و عملا 

تمام زحمات ساخت و پرداخت بتن از بین میرود. 

بنابراین با ریختن بتن مِگر از این هدر رفتن جلوگیری می شود. 

بتن مِگر به دلیل آب فراوانی که در خود دارد به صورت روان است و خاصیت جلوگیری از نفوذ سیمان به خاک را دارد. 

همانطور که گفته شد بتن مِگر بستر خاک را برای پی ریزی آماده کرده، باعث صاف و همتراز شدن فونداسیون می گردد.

در زمین هایی که استحکام زیادی ندارند این نوع بتن باعث مقاومت سازه ها گشته و با نفوذ در فضاهای خالی 

باعث تراز شدن کف فونداسیون می شود. 

همچنین مانع ورود حشرات و حیوانات موذی به پی می شود. 

از بتن مِگر در جاده سازی ها نیز استفاده شده و برای زیرسازی و استحکام خیابان ها مورد استفاده قرار می گیرد.

بتن مگر

نکات ضروری در هنگام اجرای بتن مگر

باتوجه به این نوع بتن در انجام کار، باعث راندمان بالا و کارایی قابل قبول خواهد بود که 

در ادامه با آن آشنا می شوید:

  1.  خاک بستر بتن مِگر باید مرطوب باشد تا آب سیمان جذب خاک نشود. چنانچه این اتفاق بیفتد بتن پوک می شود.
  2. شفته آهک باید قبل از اجرایی کردن بتن کاملا مرطوب شده باشد تا آب بتن را جذب نکند.
  3. بتن مِگر زمانی باید روی شفته آهک اجرایی شود که شفته آهک به این نوع مقاومت رسیده باشد که وقتی روی آن راه می روید رد پای شما روی آن باقی نماند.
  4. بتن مِگر معمولا توسط دستگاه بتونیر ساخته می شود و باید دقت نمود حداقل دو دقیقه آب و سیمان در درون دستگاه با هم مخلوط شوند سپس مورد استفاده قرار گیرد.
  5. همانطور که قبلا گفته شد باید سطح کفی که قرار است آرماتور بندی روی آن انجام گیرد؛ قبلش با بتن مِگر کاملا صاف و یکنواخت باشد.
  6. بعد از ریختن بتن مِگر، باید 10 ساعت الی 1 روز سطح آن مرطوب نگه داشته شود، سپس عملیات بعدی را می توان شروع کرد.

 

بتن اصلی

در ساخت یک پی استفاده از مصالح مناسب نقش مهمی در مقاومت آن دارد. 

بتن آرمه یا همان ترکیب آب، سیمان، شن، ماسه و پولاد بصورت میلگرد آجدار یا ساده، برای ساخت یک سازه بتنی مناسب هستند. 

در بالا نیز انواع فونداسیون شرح داده شده است.

بتن اصلی

 

صفحه زیرستون(Base Plate)

 

مختص سازه های با اسکلت فلزی هستند که ستون ها روی آن سوار می شوند ولی 

برای سازه های بتنی از ریشه گذاری بصورت میلگردهای انتظار در فونداسیون استفاده می کنند. 

سخت کننده ها یا استیفنرها بصورت قائم روی base plate جوشکاری شده و برای نگهداری ستون ها مورد استفاده قرار می گیرند. 

صفحه زیرستون ها باید کاملا تراز و اصطلاحا آکس بندی شده قرار گیرند.

 

صفحه زیرستون

آرماتورهای داخل پی

همانطور که می دانید آرماتور بندی و کاربرد میلگردها در پی ساختمان باعث استحکام و جلوگیری از نشست آن می شود. 

پس خیلی مهم است که نحوه چینش و آرماتور بندی به چه صورت انجام گیرد 

تا بار کلی ساختمان بطور یکنواخت توزیع شود. 

میلگردهای فونداسیون به دو نوع تقویتی و سراسری تقسیم می شوند که در ادامه بصورت کامل به تعریف هر کدام می پردازیم.

آرماتورهای داخل پی

 بولت (Anchor Bolt)

صفحه ستون از طریق بولت به فونداسیون متصل می شود.

انتهای بولت ها را خم کرده تا موجب درگیری بیشتر با فونداسیون شده و معمولا تعداد آنها 2، 4، 6 می باشد.

تعداد بولت ها، ضخامت و قطر آنها توسط مهندس و طراح ساختمان تشخیص داده شده 

و با توجه به مشخصات فنی ساختمان محاسبه می گردند. 

طول بولت ها باید به گونه ای باشد که بتواند فشار و کشش وارده را به ستون و صفحه ستون ها تحمل نماید.

بولت

قالب بندی فنداسیون

همه فعالیت های مربوط به بتن ریزی نیازمند قالب بندی و آرماتورگذاری است 

که درصد زیادی از هزینه های اجرایی فونداسیون و ساختمان را محسوب می شوند. 

برای جلوگیری از برون رفت ملات و محصور کردن کامل آرماتور از قالب استفاده می شود که در زیر انواع قالب ها را شرح می دهیم.

 

انواع قالب بندی از جهت مصالح

  1.  قالب بندی فلزی ، دارای استحکام بالا و قابل استفاده به دفعات زیادی می باشد.
  2.  قالب بندی چوبی ، برای ساخت قطعات بزرگتر قابل استفاده است.
  3.  قالب بندی آجری ، دارای سرعت کار بالا و از لحاظ اقتصادی به صرفه است.

با نایلون داخل قالب ها را می پوشانند تا آب بتن را مکش نکنند. 

در بتن ریزی های محدود غالبا از قالب بندی های چوبی استفاده می کنند چرا که پس از استفاده، 

چوب قالب دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرد ولی در کارگاه های بزرگ بتنی، معمولا سعی میکنند 

از قالب های فلزی استفاده نمایند چرا که این قالب ها در قسمت های دیگر به صورت مداوم و مشابه استفاده می شود. 

یکی از دلایلی که از قالب چوب در مصارف بالا استفاده نمی شود به دلیل مقاومت کم آن است. 

 

مزایای استفاده از قالب های فلزی

  1.  عمر زیاد
  2.  برپا کردن و جمع کردن سریع قالب ها
  3.  ایجاد سطح صاف برای بتن ریخته شده در قالب
  4.  مقاومت و عدم احتراق
  5.  کم کردن مدت عملیات اجرایی به علت پیش ساخته بودن قطعات
  6.  امکان تغییر فوری ظرفیت و مقاومت آنها
  7.  تمیز ماندن محیط کار
  8.  صرفه اقتصادی بیشتر به دلیل عدم نیاز به مواد وارداتی 


قالب بندی فنداسیون فلزی

قالب بندی فنداسیون فلزی

قالب بندی فنداسیون چوبی

قالب بندی فنداسیون چوبی

قالب بندی ستون

قالب بندی ستون نیز به همین گونه است

ولی با این تفاوت که بعضی از مشخصه های قالب های چوبی ستون نسبت به قالب های فلزی برتری دارند. 

البته این موضوع بطور جامع نیست و نظرها متفاوت است. 

مثلا سبک و قابل حمل بودن قالب های چوبی و قابلیت استفاده راحت تر در هوای سرد 

از مزیت های این نوع قالب ها نسبت به قالب های فلزی ستون است.

قالب بندی برای ستون ها یکی از کاربردی ترین مسائل ساختمان سازی محسوب شده 

و با استفاده از انواع چوبی و فلزی آن می توان ملات ها را به داخل ستون ها ریخت و قالب ستون را بدست آورد. 

همانطور که می دانید با قالب کردن دور میلگردهایی که 

به عنوان ستون برافراشته شده اند، باید ترازبندی و هم راستا بودن ستون ها را دقیق مشخص نمود. 

بهترین وسیله ” شیلنگ تراز ” می باشد که به وسیله آب می توان دو ستون را از نظر قائم بودن مشخص کرد.

 

شیلنگ تراز

شیلنگ تراز

شیلنگ تراز 1

شیلنگ تراز

رامکا

در واقع رامکا بخشی از سازه ستون است که باعث حفظ فاصله دقیق بین میلگرد ستون با قالب (فلزی یا چوبی) شده و برای قائم ایستادن و در یک راستا بودن ستون ها مورد استفاده قرار می گیرد. همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید رامکاها میلگردهای کوچکی هستند که به دور ستون با حفظ فاصله مناسب با سیم بسته شده اند و قالب ها به آنها می چسبند و ستون قائمی را بوجود می آورند. 

نکته مهم: اندازه رامکاها باید دقیق بوده و حتی یک میلیمتر نیز اختلاف نداشته باشند.

در بعضی از مناطق از رامکاهای بتنی استفاده می کنند به این دلیل که رامکاهای فلزی بعد از مدتی به دلیل رطوبت می پوسند و از بین می روند.

رامکاهای بتنی نیز مشکل دارند و مهمترین آن این است که بتن ستون را دو تکه کرده و این اتفاق در پای ستون که یکی از اصلی ترین نقاط ساختمان است مشکل ایجاد می کند.

نظرات کاربران
نام و نام خانوادگی
پست الکترونیک
کد امنیتی