انواع پی ها و فونداسیون‌های ساختمانی:
در این مقاله از شهر نوین عمران و معماری می‌خواهیم به این سؤال پاسخ بدهیم که چه زمانی ما مهندسان عمران با پی‌های سطحی سروکار داریم چه زمانی با پی‌های عمیق و چه زمانی با پی‌های نیمه عمیق.
در حقیقت در قسمت اول آموزش سیف می‌خواهیم به این موضوع بپردازیم که تعریف دقیق پی‌های سطحی پی‌های عمیق و پی‌های نیمه عمیق دقیقاً چیست؟
آیین‌نامه مربوط به پی و فونداسیون مبحث هفت مقررات ملی ساختمان میباشد در این کتاب تعریف پی اینگونه بیان‌شده است: به مجموعه بخش‌هایی از سازه و خاک در تماس با یکدیگر اطلاق می‌شود که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می‌گیرد.
یعنی در حقیقت این موضوع را باید در نظر داشته باشیم که انواع پی و فونداسیون سازه ما تنها در نقش یک رابط بین انتقال بارها از سازه به فونداسیون میباشد.این مقاله از شهر نوین عمران و معماری را مطالعه کنید تا بتوانید به درک درستی از پی‌ها و فونداسیون‌های ساختمانی برسید.
[Stellar_video_player id=”68″]
اين جلسه حاوي
- فيلم آموزشي بالا
- ۲ جزوه آموزشي براي درک بهتر ويديو به زبان فارسي
ميباشد، اگر تمايل داريد تمامي قسمت‌های آموزش سیف و تمامي جلسات آموزش ایتبس را دانلود کنيد، بايد عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري باشيد! چنانچه ثبت نام نکرديد از طريق دکمه زير ثبت نام کنيد.
تاکنون بيش از ۲۰۰۰ نفر عضو الماسي شهر نوين عمران ومعماري شده اند!
هزينه عضويت تنها ۲۹ هزار تومان
تغییر بزرگ درروند مهندسی عمران:
مدت‌ها میباشد که روستاها و اطراف شهرها با مشکلات زیادی روبرو هستند. به‌عنوان‌مثال کمبود آب برای کشاورزی، کمبود کار، کمبود خدمات رفاهی و بهداشتی باعث شده است که روزبه‌روز افراد بیشتری به شهرها مهاجرت کنند. این افزایش جمعیت در شهرها باعث این شده است تا ساخت‌وسازهای شهری به‌سرعت افزایش یابد اما باید این نکته را در نظر بگیریم که شهرها مساحت خیلی محدودی دارند به‌گونه‌ای که می‌توانیم این دید را داشته باشیم که مساحت شهرها به‌اندازه کافی برای انسان‌ها نمی‌باشد.
به همین دلیل علم مهندسی عمران به کمک این مشکل آمد و به ما یاد داد تا از ساختمان‌ها و توسعه عمودی استفاده بکنیم ساختمان‌های بلند افراد بیشتری را در فضایی کمتر اسکان می‌دهند اما این ساختمان‌های بلند دارای مشکلاتی نیز هستند. یکی از مشکلات این بود که این ساختمان‌ها نیاز به انواع پی ها و فونداسیون‌ها میباشد.
تاریخچه انواع پی ها:
کلمه فونداسیون از واژه فرانسوی Fondation به معنای اساس و بنیاد میباشد. در زبان انگلیسی هم ما از واژه Fondation به معنای پی و یا فونداسیون استفاده می‌کنیم. با توجه به فعالیت گسترده مهندسین فرانسوی در قرن بیست در ساخت‌وسازهای زیربنایی کشور بسیاری از کلمات رایج بین مهندسین مثل شناژ و پوتر از واژه‌های فرانسوی گرفته‌شده است. معادل فارسی کلمه فونداسیون کلمه پی میباشد و در برخی از کتاب‌ها به‌اشتباه به آن شالوده نیز می‌گویند.
پی و یا فونداسیون درواقع بخش زیرین ساز میباشد که نیروها و لنگرهای ناشی از قسمت بالای ساز را به‌گونه‌ای به خاک یا سنگ‌های زیرین منتقل می‌نماید که تنش‌ها در خاک در محدوده‌ای قرار بگیرند که نه تسلیم رخ بدهد و نه نشست سازه بیش از میزان مجاز گردد همچنین فونداسیون‌ها پایداری سازه را در برابر لغزش و واژگونی‌ها تأمین می‌نمایند درواقع فونداسیون یک عامل انتقالی نیرو بین قسمت بالایی سازه و قسمت زیرین سازه میباشد.
اگر این دید را در مورد فونداسیون و خود سازه داشته باشیم می‌توانیم اینگونه بگوییم که زمین در نقش تکیه‌گاهی برای ما میباشد و خاک زیر فونداسیون به همراه خود فونداسیون بخشی از سازه ما تلقی می‌شود که این قسمت تنها در نقش انتقال بارها به زمین یا تکیه‌گاه مؤثر میباشد به تصویر زیر دقت کنید.
به‌طورکلی می‌توانیم بگوییم که فونداسیون‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند:
- فونداسیون‌های سطحی
- فونداسیون‌های عمیق
- فونداسیون‌های نیمه عمیق
مبحث هفت مقررات ملی ساختمان دو پارامتر معرفی کرده است که این دو پارامتر و نسبت بین این‌ها نوع فونداسیون ما را مشخص می‌کند این پارامترها به ترتیب زیر می‌باشند:
- ضخامت فونداسیون
- عرض فونداسیون
طبق توضیحاتی که در مبحث هفت مقررات ملی مطرح‌شده است اگر نسبت ضخامت به عرض کمتر از ۳ واحد باشد ما با پی‌های سطحی سروکار داریم اما اگر این نسبت بیشتر از ۱۰ واحد باشد پی‌های عمیق پیش روی ما می‌باشند و اگر این مقدار بین عدد ۳ و ۱۰ قرار بگیرد اما مهندسان عمران با پی‌های نیمه عمیق سروکار داریم.
فونداسیون‌های سطحی:
انواع پی های سطحی از متداول‌ترین فونداسیون‌ها به‌خصوص برای پروژه‌های ساختمانی میباشد زیرا با توجه به سازوکار و ابعادی که دارد می‌تواند بار سازه بالایی را به شکل مناسب به بستر سنگی انتقال دهد معمولاً اگر در طراحی پی و فونداسیون دو پارامتر مهم به نام ضخامت و عرض پی را داشته باشیم می‌توانیم بگوییم که نسبت بین ضخامت و عرض اگر کمتر از ۳ واحد شود ما با فونداسیون‌های سطحی سروکار داریم.
فونداسیون‌های سطحی خود به ۶ دسته تقسیم‌بندی می‌شوند.
- پی منفرد یا پی تکی
- پی کلاف دار یا باسکولی
- پی مرکب
- پی نواری
- پی شبکه‌ای
- پی گسترده
اشتباه بزرگ و رایج در بین مهندسین عمران:
بسیار مشاهده کرده‌ام که مهندسین عمران مفهوم یکسانی از انواع پی و فونداسیون و شالوده به‌کار می‌برند و شالوده را همان پی و یا فونداسیون می‌دانند. حتی در مبحث هفت نیز این اشتباه انجام‌شده است و مبحث هفت مقررات ملی ساختمان هم فونداسیون‌های سطحی را شالوده نامیده است.
اما باید توجه داشت که فونداسیون‌های سطحی و شالوده‌ها با همدیگر متفاوت هستند. درقسمت قبل بیان کردیم که فونداسیون و یا پی همان بخش زیر سازه به همراه خاک میباشد واین فونداسیون بار سازه را به اعماق سطحی خاک انتقال می‌دهد.اما این فونداسیون‌های سطحی خود از ۲ عنصر سازه‌ای(بتن و میلگردها) و غیر سازه‌ای(خاک زیر پی) تشکیل‌شده است که ما مهندسان عمران، تنها به این المان‌های سازه‌ای شالوده می‌گوییم.
درواقع فونداسیون به ترکیب قسمت سازه‌ای و غیر سازه‌ای می‌گویند اما شالوده فقط و فقط به قسمت سازه‌ای اطلاق می‌شود.
انواع پی های عمیق:
از فونداسیون‌های عمیق زمانی استفاده می‌شود که خاک در اعماق سطحی دارای مقاومت باربری کافی نبوده و بارها باید به لایه‌های سخت‌تر و پایینی تر منتقل شوند.
پی های های عمیق نیز خود به دسته‌های متفاوتی تقسیم می‌شوند:
- سیستم‌های لاغر یا شمع‌ها
- سیستم‌های قطورتر که شامل پی پایه‌های عمیق و کیسون ها می‌شود.
- فونداسیون‌های عمیق تثبیت‌شده با المان‌های ستونی
اغلب شمع‌ها داخل خاک کوبیده می‌شوند درحالی‌که شمع‌های قطور پس از خاک‌برداری و حفر یک چاه عمیق به‌صورت درجا در همان محل کارگاه اجرا می‌شوند البته مرز مشخصی بین قطر این شمع‌ها وجود ندارد.
از پایه‌های عمیق و کیسون ها عموماً برای احداث کوله‌ها یا پایه‌های میانی پل‌ها و فونداسیون‌های سنگین و خاص همانند دکل‌های نفتی استفاده می‌شود.
عمق استقرار فونداسیون‌های عمیق در مقایسه با دیگر ابعاد آن در پلان به‌مراتب بزرگ‌تر میباشد از این نوع فونداسیون‌ها برای عبور از لایه‌های سطحی ضعیف ، مسئله‌دار بودن خاک ، در امان ماندن در مقابل آب شستگی و تحمل نیروهای جانبی و … استفاده می‌شود.
مراجع :
مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان
آیین نامه BS 8004:2015 Code of practice for foundations
فصل اول جزوه درس مهندسی پی استاد عبدالمتین ستایش
با سلام و خسته نباشید .من عضو الماسی هستم ولی لینک دانلود نمایش داده نمیشه.