آیا می‌دانید فونداسیون چیست؟ احتمالا با خود می‌گویید که در ساخت سازه‌ها، اجرای فونداسیون الزامی است؛ اما مگر اجرای فونداسیون چه اهمیتی دارد؟ هدف اصلی از فونداسیون سازه‌ها چیست؟ آیا با انواع فونداسیون آشنا هستید و می‌دانید که هر کدام چه کاربردی دارند؟ این‌ها سوالاتی است که در این مقاله قصد داریم به طور کامل به آن‌ها پاسخ دهیم و به بررسی نقش فونداسیون و مراحل ساخت آن بپردازیم.
فونداسیون چیست؟
فونداسیون که به آن پی نیز گفته می‌شود، در پایین‌ترین بخش یک سازه قرار دارد و پایه و اساس یک ساختمان را به خود اختصاص می‌دهد. فونداسیون وظیفه دارد تا بارهای اعمالی از بخش‌های مختلف سازه را به زمین منتقل کند. فونداسیون انواع مختلفی دارد و قبل از انتخاب نوع مناسب باید به عواملی مانند نوع ساختمان و ابعاد و موارد دیگر توجه شود.
نقش فونداسیون در ساختمان
فونداسیون نقشی مهم در مقاومت و ایمنی ساختمان دارد. برای داشتن یک سازه مقاوم و ایمن، اجرای فونداسیون الزامی است. در واقع از وظایف اصلی فونداسیون ساختمان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- انتقال بار سازه به زمین
- توزیع بار به صورت یکنواخت
- لنگر انداختن سازه
فونداسیون وزن کل ساختمان را به زمین انتقال می‌دهد که وزن کل یک ساختمان، وزن تجهیزات، مصالح و همین‌طور ساکنین را شامل می‌شود. یک فونداسیون باید از استحکام کافی برخوردار باشد تا بتواند بار سازه را به خوبی تحمل کند. انتقال بار به زمین باید به صورت یکنواخت انجام گیرد تا مانع از تمرکز تنش در یک نقطه شود و از ترک خوردن یا ریزش فونداسیون جلوگیری کند. نقش دیگر فونداسیون حفاظت از سازه در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله است.
انواع فونداسیون ساختمان چیست؟
پیش از این گفتیم که فونداسیون انواع مختلفی دارد و در دو دسته سطحی و عمیق تقسیم‌بندی می‌شود. در این دسته‌بندی عمق خاک بستر مدنظر است. در ادامه هر یک را توضیح داده و انواع آن‌ها را معرفی می‌کنیم:
۱- فونداسیون سطحی
فونداسیون‌های سطحی را در عمق کمی از سطح زمین اعمال می‌کنند که در آن‌ها عمق خاک از عرض فونداسیون کم‌تر است. از انواع فونداسیون‌های سطحی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
فونداسیون نواری
فونداسیون نواری می‌تواند بار یک دیوار یا چندین ستون را که در یک ردیف قرار گرفته‌اند، به زمین انتقال دهد. این مدل می‌تواند مقطعی به شکل مربع، مستطیل، ذوزنقه یا پاشنه‌دار داشته باشد. در پی‌هایی که نسبت طول به عرض آن‌ها بیشتر از ۴ به ۵ باشد از فونداسیون نواری استفاده می‌کنند. همچنین اغلب در زمین‌هایی که احتمال رانش وجود دارد، فونداسیون نواری به کار گرفته می‌شود.
فونداسیون منفرد
این نوع فونداسیون می‌تواند بار یک یا دو ستون را با فاصله نزدیک در محل درز انبساط به زمین منتقل کند. فونداسیون منفرد می‌تواند هر یک از شکل‌های مربع، مستطیل، چندضلعی منظم، دایره یا هر شکل نامنظمی را داشته باشد. اغلب در مواردی که تعداد طبقات کم باشد و بار ساختمان چندان زیاد نباشد از فونداسیون منفرد استفاده می‌کنند.
فونداسیون منفرد با شناژ
در این مدل پی، فونداسیون‌های منفرد را با کمک شناژهای بتن مسلح به یکدیگر وصل می‌کنند که در اصطلاح به آن فونداسیون کلاف شده گفته می‌شود. اغلب از این نوع فونداسیون برای مناطق زلزله‌خیز استفاده می‌کنند، زیرا شناژها مانع از حرکت پی شده و فاصله آن‌ها را تغییر نمی‌دهند.
فونداسیون رادیه ژنرال
در مواردی که بار وارد به ساختمان خیلی بالا باشد از این نوع فونداسیون استفاده می‌کنند. در این نوع پی، سراسر زیر ساختمان را با بتن‌ریزی مسلح می‌کنند تا همه ستون‌ها و دیوارها روی آن قرار بگیرد. اگر بار وارده بسیار زیاد باشد، سطح فونداسیون را از سطح ساختمان، بزرگ‌تر می‌گیرند برای آن که فشار وارده روی سطح بزرگ‌تری اعمال شود.
فوندسیوان مرکب
از مجموعه دو فونداسیون منفرد، فونداسیون مرکب ایجاد می‌شود. در موارد زیر از فونداسیون مرکب استفاده می‌شود:
- فاصله پی‌ها کم باشد
- سطوح آن‌ها هم‌پوشانی داشته باشند
- حالتی که یکی از فونداسیون‌ها در کنار زمین هم‌جوار قرار بگیرد
- مواردی که نیاز به ایجاد درز انبساط باشد
۲- فونداسیون عمیق
فونداسیون‌های عمیق بر خلاف فونداسیون‌های سطحی به عرض بیشتری نسبت به عمق خاک بستر نیاز دارند. از انواع فونداسیون‌های عمیق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
فونداسیون پایه ای
در انتقال بارهای بزرگ که ظرفیتی بیش از فونداسیون سطحی دارند از فونداسیون پایه‌ای استفاده می‌شود. این فونداسیون شامل یک ستون عمودی با سطح مقطعی بزرگ است. در مواردی که عمق لایه سخت خاک از ۵ متر کم‌تر باشد از فونداسیون پایه‌ای استفاده می‌کنند. برای ساخت آن با ایجاد یک سوراخ استوانه‌ای در زمین، پایه را در داخل آن قرار می‌دهند.
فونداسیون شمعی
شمع‌ها می‌توانند به صورت تکی یا گروهی اعمال شوند. شمع منفرد با دریافت بار ستون، آن را به زمین منقل می‌کند. در گروه شمع‌ها، بار از چند ستون از طریق صفحه سرشمعی دریافت می‌شود.
فونداسیون حفاری
این نوع فونداسیون شبیه به مدل شمع عمل می‌کند درحالی‌که ظرفیت آن برای تحمل بار بیشتر است. فونداسیون حفاری توانایی تحمل بارها را از طریق مقاومت میله، مقاومت پنجه و یا ترکیبی از این دو دارد. برای ساخت این نوع فونداسیون از مته استفاده می‌کنند. در مواردی که عمق لایه سخت بین ۱۰ تا ۱۰۰ متر باشد، فونداسیون حفاری یا کیسون به کار برده می‌شود.
عوامل موثر در انتخاب عمق فونداسیون
در انتخاب فونداسیون باید به بار اعمال شده از سوی سازه و شرایط زمین توجه کرد. از جمله عواملی که در انتخاب فونداسیون نقش دارند و باید آن‌ها را در نظر گرفت، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ظرفیت باربری زمین
- نوع خاک یا سنگی که در سازه استفاده می‌شود.
- میزان بار اعمال شده از طرف سازه
- سهولت اجرای کار
- مسائل اقتصادی
- توجه به شرایط آب و هوای منطقه
- توجه به بلایای طبیعی
فونداسیون مناسب برای طبقات مختلف
برای اجرای فونداسیون و انتخاب نوع آن باید تعداد طبقات سازه را در نظر گرفت. هر چه طبقات بیشتری ساخته شود، فونداسیون باید از استحکام بیشتری برخوردار باشد. در ادامه درباره نکات مهم عمق پی ساختمان با طبقات مختلف توضیح می‌دهیم:
عمق پی ساختمان یک تا دو طبقه
برای ساخت این نوع ساختمان‌ها از فونداسیون‌های کم‌عمق مانند پایه‌های منفرد، دال‌های شناور و یا نوع نواری استفاده می‌کنند. در تعیین عمق فونداسیون به موارد زیر باید توجه کرد:
- وزن ساختمان
- سطح آب زیرزمینی
- نوع خاک
در مناطقی که خطر نشست زمین وجود دارد یا خاک از ظرفیت باربری کمی برخوردار است باید فونداسیون‌های عمیق‌تر مانند شمع یا پایه‌ها را اجرا کرد.
عمق ساختمان سه تا پنج طبقه
در این نوع ساختمان‌ها از فونداسیون‌های شمعی، پایه‌ای و یا دیوارهای حائل استفاده می‌کنند. توجه به بارهای وارده، شرایط خاک و ابعاد ساختمان در انتخاب نوع فونداسیون الزامی است. محاسبه سرانگشتی میلگرد فونداسیون و برآورد قیمت آن توسط مهندسین عمران انجام می‌شود. آن‌ها در تعیین عمق فونداسیون باید به مقررات ملی ساختمان توجه کنند.
عمق پی ساختمان شش طبقه به بالا
این نوع ساختمان‌ها بار بیشتری دارند و لازم است تا از فونداسیون‌های مستحکم مانند رادیه، شمعی یا دیوارهای حائل استفاده کرد. هر چقدر فونداسیون قدرت بیشتری داشته باشد باعث افزایش هزینه ساخت می‌شود. استفاده از میلگرد در اجرای فونداسیون باعث می‌شود تا مهندسین از قیمت میلگرد به صورت روزانه باخبر شوند.
مراحل ساخت فونداسیون
با توجه به نوع فونداسیون، مراحل اجرای آن متفاوت است، اما به طورکلی فونداسیون‌ها را بر اساس یک اصول کلی اجرا می‌کنند. در ادامه به بررسی مراحل کلی می‌پردازیم:
۱- محل ساخت را انتخاب کنید.
اولین مرحله به انتخاب محل ساخت مربوط می‌شود. در این نوع انتخاب به ویژگی‌های سازه و شرایط زمین توجه می‌شود. هر یک از انواع فونداسیون برای اجرا به خاک مناسب خود نیاز دارد.
۲- نوع فونداسیون را انتخاب کنید.
با توجه به محل ساخت و ویژگی‌های خاک باید یکی از انواع فونداسیون‌های عمیق یا سطحی را انتخاب کرد.
۳- محدوده فونداسیون مرزبندی شود.
در این مرحله محدوده محل ساخت سازه و مرزهای پی اندازه‌گیری می‌شود. برای انتخاب بهترین نوع فونداسیون باید این اندازه‌گیری‌ها را انجام داد.
۴- گودبرداری و سازه نگهبان اجرا می‌شود.
حال در این مرحله باید محدوده فونداسیون را با توجه به نوع آن حفاری کرد. با توجه به ویژگی‌های خاک، عمق حفاری را تعیین می‌کنند.
۵- فونداسیون اجرا می‌شود.
مراحل قبلی جزء عملیات آماده‌سازی هستند و بعد از انجام آن‌ها، اجرای فونداسیون را شروع می‌کنند.
۶- نگهداری از فونداسیون
برای جلوگیری از رسیدن آسیب به فونداسیون از درزگیرها و مواد مختلف استفاده می‌شود. برای مثال بعد از آن که فونداسیون بتنی اجرا شد، فضای خالی در زمین را با درزگیر پر می‌کنند.
۷- دیوار نگهدارنده ساخته می‌شود.
قبل از آن که بخش‌های بالایی سازه را بسازند، روی فونداسیون دیوار نگهدارنده ساخته می‌شود. کاربرد اصلی این دیوارها در فونداسیون‌های بتنی است.
انواع فونداسیون ساختمان از نظر مصالح مصرفی
یکی دیگر از دسته‌بندی فونداسیون‌ها، مصالح مصرفی به کاررفته در ساخت آن‌هاست. براین‌اساس انواع فونداسیون به قرار زیر است:
- پی بتنی: به دلیل مقرون به صرفه نبودن پی فولادی از پی بتنی استفاده می‌کنند.
- پی سنگی: از سنگ‌های طبیعی در ساخت آن استفاده می‌شود.
- پی آجری: در ساخت سازه‌های کوچک از این پی استفاده می‌کنند.
- پی چوبی: در مناطق مرطوب از پی چوبی استفاده می‌کنند.
- پی شفته آهک: این روزها چندان کاربرد ندارد و به خمیر حاصل از خاک، آب، شن و گرد آهک شفته گفته می‌شود.
- پی فلزی: در مواردی که بارهای وارده به ستون زیاد باشد و مقاومت کمی داشته باشد، فونداسیون فلزی به کار برده می‌شود.
سخن پایانی
فونداسیون نقش مهمی در ایمنی و پایداری یک ساختمان دارد و اجرای آن قبل از ساخت هر سازه‌ای الزامی است. فونداسیون به دو دسته سطحی و عمقی تقسیم‌بندی می‌شود که هر کدام انواع مختلفی دارند و در اجرای آن‌ها به شرایط زمین، نوع ساختمان و موارد دیگر توجه می‌کنند. از نظر مصالح مصرفی نیز فونداسیون‌ها تقسیم‌بندی می‌شوند که در بالا هر یک را معرفی کردیم. طراحی و اجرای فونداسیون حتما باید توسط نیروهای متخصص انجام گیرد.
جهت دریافت اطلاعات بیشتر و بررسی قیمت روز انواع مقاطع فولادی مانند قیمت تیرآهن، قیمت نبشی و ناودانی، قیمت انواع ورق و… به وبسایت کیلوتن مراجعه کنید.
