فونداسیون یا پی ساختمان چیست؛ انواع، عوامل موثر و مراحل اجرای فونداسیون

همه‌ی ما ممکن است بارها نام فونداسیون را شنیده‎ باشیم، اما اطلاعات زیادی در مورد آن نداشته باشیم. همان‌طور که پاها، نقش مهمی و اساسی را برای بدن انسان ایفا می‌کنند، پی یا فونداسیون هم مهمترین عنصر هر ساخت‌و‌ساز است. به زبان ساده، فونداسیون بخشی است که هر سازه روی آن بنا می‌شود. پی ساختمان یا فونداسیون، در هر ساخت و ساز، خانه را بالاتر از سطح زمین نگه می‌دارد و در برابر حرکت زمین در اطراف آن مقاومت می‌کند. در این مقاله می‌خواهیم در مورد فونداسیون یا پی ساختمان بیشتر بدانیم. برای این که در این باره اطلاعات بیشتری داشته باشید، تا انتهای این مقاله همراه ما بمانید.

کمی بیشتر در مورد فونداسیون یا پی ساختمان بدانیم

همان‌طور که اشاره کردیم، پایه و اساس یک ساختمان را پی یا فونداسیون تشکیل می‌دهد. نوع فونداسیون مورد نیاز برای هر ساختمان به عوامل مختلفی بستگی دارد. به عنوان مثال، نوع ساختمان، اندازه ساختمان و همچنین ظرفیت تحمل خاک اطراف آن، از جمله عواملی هستند که قبل از انتخاب فونداسیون باید در نظر گرفته شود. اگر بخواهیم نگاهی به انواع فونداسیون داشته باشیم، باید بگوییم که فونداسیون ساختمان به طور کلی، به دو دسته تقسیم بندی می‌شودکه عبارتند از:

• فونداسیون کم عمق
• فونداسیون عمیق

فونداسیون کم‎ عمق

فونداسیون‌های کم عمق، معمولا برای ساختمانی‌هایی که وزن کمتری دارند و سبک‌تر هستند، استفاده می‌شود. این نوع فونداسیون، یک لایه یکنواخت دارد و عموما 3 متر عمق دارد. انواع مختلفی از پایه‌های کم عمق نیز وجود دارد که عبارتند از:

• پایه دیواری: این نوع فونداسیون کم عمق، در توزیع یکنواخت بار به زمین کمک می‌کند، تمام طول دیوار را اجرا کرده و با پراکنده کردن وزن در یک نقطه خاص ساختمان، باعث توزیع بهتر وزن ساختمان می‌شود. معمولا پایه‌های دیواری از سیمان، آجر و بتون ساخته می‌شوند. نکته قابل توجه اینجاست که از پایه‌های دیواری برای ستون‌های منفرد استفاده می‌شود.
•  پایه نوار: پایه نوار، در اصل، یک نوار بلند است که به پشتیبانی از کل وزن دیوار کمک می‌کند. از این نوع فنونداسیون معمولا در ساختمان‌های قدیمی بیشتر استفاده شده است.
• فونداسیون عمیق: در این نوع فونداسیون، بار سازه به جای افقی به صورت عمودی پخش می‌شود، یعنی عمق آن از عرض آن بیشتر است.
• فونداسیون مرکب: نوعی از فونداسیون‌ها هستند که بار دو ستون را تحمل می‌کنند.
• فونداسیون گسترده: فونداسیون گسترده از یک لایه بتن در زیر ساختمان تشکیل شده است.

فونداسیون عمیق

فونداسیون عمیق در شرایطی استفاده می‌شود که عمق پی چیزی بیش از 3 متر باشد و عرض آن نیز یک ششم ارتفاع فونداسیون باشد. فونداسیون‌های عمیق به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• فونداسیون با پایه‌های لاغر (شمع و پیر): این نوع فونداسیون، از متداول‌ترین انواع پایه‌های عمیق ساختمان است که معمولا برای ساختمان‌های مرتفع مانند آسمان خراش‌ها استفاده می‌شود. شمع یا پیر، تکه‌های دایره‌ای شکل از بتن یا هر ماده دیگر هستند که برای حمایت از سازه به داخل زمین فرو می‌روند. معمولا از این نوع فونداسیون، زمانی استفاده می‌شود که لایه خاک سطحی به اندازه کافی قوی نباشد و نتوان از وزن یک ساختمان پشتیبانی کرد.
• فونداسیون با پایه‌های قطور
• فونداسیون با المان ستونی

وظیفه اصلی فونداسیون در ساختمان

از وظایف اصلی فونداسیون‌ها در ساختمان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• توزیع یکنواخت وزن سازه بر روی زمین
• جلوگیری از نشست ساختمان
• جلوگیری از حرکت سازه و محافظت از آن در برابر نیروهای جانبی
• بالابردن مقاومت و پایداری سازه

عوامل موثر در انتخاب فونداسیون

همان‌طور که در ابتدای مقاله اشاره کردیم، انتخاب فونداسیون با توجه به شرایط زمین و بار اعمال شده توسط سازه، انجام می‌شود. به طور کلی، می‌توان گفت با توجه به نوع سازه و پروژه مورد نظر، باید عوامل مختلفی بررسی شوند تا بتوان بهترین فونداسیون را انتخاب کرد. عوامل مختلفی در انتخاب فونداسیون سازه دخیل هستند که ما سعی داریم در این مقاله به بررسی آن‌ها بپردازیم:

میزان بار اعمال شده از طرف سازه

میزان بار اعمال شده از طرف سازه، یکی از عوامل موثر در انتخاب فونداسیون است. این پارامتر به نوع سازه، مصالح ساختمانی مورد استفاده، محل ساخت و احتمال رخ دادن زلزله بستگی دارد. میزان نشست سازه و همچنین استفاده از سنگ، آجر و یا بتن در این پارامتر، دخیل هستند.

به طور کلی می‌توان گفت برای ساختمان‌های کوتاه از فونداسیون سطحی و برای ساختمان‌های بلند، فونداسیون عمیق انتخاب می‌شود.

ظرفیت باربری زمین

منظور از ظرفیت باربری زمین، توانایی زمین در نگهداری از سازه است، بدون اینکه کوچکترین مشکلی پیش بیاید. ظرفیت باربری زمین، یکی از مهمترین معیارهای تاثیرگذار در انتخاب فونداسیون مناسب است. یکی از مهمترین مواردی که در این پارامتر دخیل است، سطحی یا عمیق بودن فوندانسیون است.

به عنوان مثال، برای فونداسیون سطحی چهار یا پنج طبقه، ظرفیت باربری زمین باید حداقل 0.1 مگاپاسکال باشد.

نوع خاک یا سنگ استفاده شده در سازه

نوع خاک یا سنگ استفاده شده در سازه هم از دیگر مواردی است که در انتخاب فونداسیون ساختمان باید به آن دقت شود. لایه خاک سطحی از سطح زمین تا عمق سه متری است، در حالی که پایین‌تر از آن، به عنوان لایه خاک زیر سطحی شناخته می‌شود. سنگ‌هایی مانند سنگ آهک، سنگ بستر و ماسه سنگ، ظرفیت باربری بالایی دارند و معمولا برای ساختمان‌های تجاری یا مسکونی بزرگ، مناسب هستند.

سهولت اجرا

سهولت اجرا در انتخاب فونداسیون، از دیگر موارد مهمی هستند که باید در پروژه در نظر گرفت.

در نظر گرفتن شرایط بد آب و هوایی و بلایای طبیعی

در نظر گرفتن شرایط بد آب و هوایی و همچنین بلایای طبیعی از عوامل مهمی هستند که نباید در انتخاب فونداسیون فراموش شوند؛ چرا که ممکن است برخی سازه‌ها در شرایط آب و هوایی مرطوب یا خشک ساخته شوند.

مسائل اقتصادی

در شرایطی تعداد گزینه‌های مناسب برای اجرای فونداسیون زیاد باشد، هزینه اجرا از دیگر عوامل مهم و تاثیرگذار است.

مراحل اجرای فونداسیون

نحوه اجرای فونداسیون، به نوع آن بستگی دارد. در این بخش، به معرفی مراحل کلی اجرای فونداسیون‌ها می‌پردازیم.

1. انتخاب محل ساخت

اولین مورد که باید در انتخاب پی ساختمان در نظر گرفت، این است که محل مناسبی را انتخاب کرد. این پارامتر با توجه به شرایط زمین و همچنین ویژگی‌های سازه مورد نظر تعیین می‌شود.

2. انتخاب نوع فونداسیون

همان‌طور که گفتیم، دو نوع فونداسیون سطحی و عمیق وجود دارد که با توجه به نوع سازه انتخاب می‌شود. بنا بر این بعد از انتخاب محل ساخت، باید نوع فونداسیون را مشخص کنید.

3. مشخص کردن تعیین مرزهای فونداسیون

در این مرحله باید مرزهای فونداسیون کاملا مشخص شوند، این اندازه‌گیری‌ها برای اطمینان از انتخاب صحیح نوع فونداسیون و یا تغییر نوع آن ضروری هستند.

4. حفاری زمین

با توجه به نوع و محدوده‌ فونداسیون، باید حفاری زمین انجام می‌شود. نکته مهم اینجاست که عمق حفاری به شرایط زمین و خصوصیات خاک آن بستگی دارد. معمولا به این صورت است که حفاری سطح زمین تا رسدن به یک لایه محکم با ظرفیت باربری بالا ادامه پیدا می‌کند.

5. اجرای فونداسیون

تمامی مراحل گفته شده، برای اجرای فونداسیون بود. پس از تمامی این گام‌های گفته شده، اجرای فونداسیون شروع می‌شود. برای اجرای کار قطعا به نیروی ماهر و تجهیزات مناسب نیاز است.

6. نگهداری از فونداسیون

وظیفه‌ی اصلی فونداسیون، پایداری سازه است؛ بنا بر این، برای نگهداری از فونداسیون، باید مواردی را رعایت کرد تا بتواند با استحکام بیشتری سازه را نگه دارد. پس از اجرای فونداسیون‌هایی بتنی، باید فضای خالی موجود در زمین حفاری شده توسط درزگیر پر شوند.

7. ایجاد دیوار نگهدارنده

در مرحله آخر، بر روی بخش‌های بالایی سازه مانند دیوارها، ستون‌ها و غیره، دیوارهای نگهدارنده ساخته می‌شوند. این دیوارها اغلب برای فونداسیون‌های بتنی، استفاده می‌شوند.

انواع فونداسیون از نظر مصالح به کار رفته

فونداسیون‌ها از نظر مصالح به کار رفته به دسته بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

• پی سنگی: همان‌طور که از اسم آن مشخص است، توسط سنگ‌های طبیعی ساخته می‌شود.
• پی چوبی: از چوب ساخته می‌شود و معمولا در شمال کشور مناطق مرطوب کاربردهای زیادی دارد.
• پی آجری: پی آجری معمولا برای ساخت سازه‌های کوچک استفاده می‌شود.
• پی فلزی: اگر بارهای وارده شده به ستون زیاد و مقاومت آن کم باشد، از فونداسیون فلزی استفاده می‌شود.
• پی بتنی: استفاده از پی فولادی امروزه به دلائل اقتصادی مقرون به صرفه نیست؛ به جای آن بهتر است از پی بتنی استفاده شود.
• پی شفته‌ آهک: شفته نوعی خمیر است که از خاک، شن، آب و گرد آهک ساخته شده است. معمولا در سازه‌های قدیمی از این نوع فونداسیون استفاده می‌شد و امروزه نسبت به گذشته، کاربرد رایجی ندارد.

سخن پایانی

پایه و اساس یک ساختمان را فونداسیون یا پی ساختمان تشکیل می‌دهد. به طور کلی، همان‌طور که اشاره کردیم، فونداسیون عضو مهم و جداناپذیر سازه هستند، باید قبل از اجرای آن به پارامترهای مهمی توجه کرد. پی ساختمان انواع مختلفی دارد، از سنگی گرفته تا چوبی، اجری، فلزی و بتنی. نوع خاک یا سنگ، در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی، انتخاب نوع فونداسیون، انتخاب محل ساخت از مهمترین عواملی هستند باید قبل از انتخاب فونداسیون در نظر گرفت.

برای اطلاع از قیمت به روز شده آهن آلات، می‌توانید به صفحه اصلی سایت مراجعه کنید.