فونداسیون یا Foundation یکی از اجزا مهم ساختمانی است که در استحکام و ایستایی یک ساختمان نقش مهمی دارد. در پاسخ به این سوالات که فونداسیون چیست و شالوده یعنی چه باید اشاره کرد که پی ساختمان یا شالوده به پایین ترین قسمت ساختمان یا سازه شهری گفته می شود که در تماس با خاک قرار دارد و باعث می شود وزن ساختمان به زمین منتقل شود. از این رو پی ساختمان دارای اهمیت زیادی در ساخت اصولی ساختمان دارد.
همان طور که می دانید این روز ها با رونق گرفتن ساختمان سازی در کشور و همچنین وقوع اتفاقات غیر منتظره ای مانند زلزله، سیل و… استحکام و استانداردسازی ساختمان بسیار مهم است.
از این رو برای رعایت اصول و مراحل ساختمان سازی برای هر سازه ای، توسط متخصصان این حوزه در هر کشوری بنا بر موقعیت جغرافیایی، نوع آب و هوا، جنس خاک و مصالح استفاده شده، استانداردهای دقیقی بنا گذاشته شده است و در اختیار افرادی که قرار داده شده که در فرآیند ساختمان سازی قرار گرفته اند. تمامی استانداردهای مربوط به استحکام سازی ساختمان در آیین نامه استاندارد ۲۸۰۰ وجود دارد که به راحتی با دانلود آن می توانید از جزئیات آن مطلع شوید. برای دانلود استاندارد ۲۸۰۰ می توانید کلیک کنید.
فوندانسیون چیست؟ اصلا فونداسیون یعنی چه؟
اگر بخواهیم به طور دقیق تر متوجه شویم که اهمیت فندانسیون یا پی ساختمان چیست، باید بگوییم فوندانسیون ساختمان اگر به صورت اصولی و استاندارد ساخته شود، باعث می شود ساختمان و بالطبع افرادی که ساکن آن ساختمان هستند، در برابر زلزله و دیگر حوادث محافظت شوند.
فوندانسیون کلیه بارهای سازه را به خاک منتقل می کند. از این رو حیات ساختمان به شالوده یا پی ساختمان آن بستگی دارد.
قبل از نصب فوندانسیون باید بررسی های لازم در خصوص زمین و نوع ساختمان های اطراف محل مورد نظر نیز بررسی شود. اگر در اجرای فوندانسیون ساختمان دقت و بررسی های کافی وجود نداشته باشد، ممکن است باعث نشست ساختمان های اطراف نیز شود. از این رو برای طراحی پی هر ساختمان باید به موارد زیر اشاره کرد:
- خاک سازه دچار شکست برشی نشود
- نشست ناشی از وزن اولیه سازه، محدود شود
- فشار تحمل مجاز را می توان به عنوان فشاری که خاک بدون شکست می تواند تحمل کند در نظر گرفت.
۶ راهکار مؤثر در انتخاب فونداسیون ساختمان
همان طور که گفته شد نوع فنداسیون ساختمان باید بر اساس نوع سازه مدنظر، نوع خاک و عوامل مهم دیگری انتخاب شود تا بتواند مفاد آیین نامه استاندارد ۲۸۰۰ را رعایت کند. در ادامه به این عوامل خواهیم پرداخت.
۱. بارهای وارد شده از طرف سازه
نوع سازه، مصالحی که قرار است استفاده شود، موقعیت جغرافیایی و احتمال رخداد زلزله از جمله مواردی است که در انتخاب نوع سازه مؤثر است. استفاده از آجر، سنگ، فولاد و بتن در انتخاب پی ساختمان مؤثر است. همچنین باید به میزان نشست سازه نیز دقت شود. پس سبک سازی ساختمان از مهم ترین موارد برای استحکام ساختمان در برابر زلزله می باشد.
۲. میزان ظرفیت باربری زمین
انتخاب نوع سطحی یا عمق پی ساختمان به میزان ظرفیت باربری زمین سازه بستگی دارد. باید توانایی زمین در نگهداری سازه را بدون شکست یا نشست بررسی کرد تا بتوان به طور دقیق نوع شالوده ساختمان را انتخاب کرد. یک مهندس عمران موفق باید بتواند در هر زمینی اعم از شیبدار و صاف را به مطمئن ترین شکل ممکن، میزان ظرفیت باربری زمین را بررسی و اجرا کند.
۳. نوع خاک یا سنگ (از راه خاک تا پی ساختمان!)
انواع خاک مانند رس، شن، ماسه و… می تواند بر نوع پی ساختمان مؤثر باشد. واضح است که ساخت سازه روی خاکی با ظرفیت باربری پایین، نیاز به اجرای یک فنداسیون قوی دارد. خواص لایه خاک سطحی (از سطح زمین تا عمق سه متری زمین) و خاک زیر سطحی متفاوت است. خاک لومی، یکی از بهترین گزینه ها برای اجرای فونداسیون است. این نوع خاک ترکیبی از رس، لای و ماسه است.
۴. سطح آب زیرزمینی
بررسی سطح آب زیرزمینی نیز برای انتخاب پی ساختمان مناسب مهم است. پی ساختمان نباید بر روی خاک در حال انبساط یا انقباض ناشی از نوسان سطح آب زیرزمینی ساخته شود. به این ترتیب، اجرای پی ساختمان بر روی خاک کاملا خشک یا اشباع شده نیز صحیح نمی باشد.
۵. سازه، منابع آبی و شیب های مجاور
در هنگام انتخاب پی ساختمان مناسب باید به سازه، منابع آب و همچنین شیب‌های مجاور دقت کرد. ساخت ساختمان‌های مسکونی بر روی شیب های بیشتر از ۲۵ درجه مناسب نیست.
۶. مسائل اقتصادی
هزینه اجرای پی ساختمان قطعا مهم است. در صورت بررسی همه عوامل برای انتخاب بهترین نوع پی ساختمان، باید به هزینه های مالی آن نیز دقت شود. البته فراموش نکنید، استانداردهای بیان شده در آیین نامه ۲۸۰۰ نسبت به هزینه پیش بینی شده برای پی ساختمان ارجحیت دارند.
یعنی ایمنی و استحکام و دوام فوندانسیون را باید در اولویت بالاتر از هزینه در نظر بگیریم.
هدف از پی ساختمان چیست؟
- اجرای فوندانسیون برای هر سازه ساختمانی در درجه اول برای استحکام آن سازه یا ساختمان انجام می شود.
- هرچه پی ساختمان قوی تر باشد، سازه با ثبات تر خواهد بود.
- اگر فوندانسیون ساختمان به درستی و دقیق اجرا شود، باعث می شود توسعه زیرساخت در سطحی مناسب انجام شود و زیربنای مستحکم تری را ایجاد کند.
- در یک سازه ممکن است تحرکات جانبی در مواد پشتیبان وجود دارد که فوندانسیون مانع این تحرکات می شود.
- پی ساختمان باعث می شود وزن سازه به طور یکنواختی روی سطح بستر تقسیم شود. این کار با هدف جلوگیری از نشست نابرابر ساختمان انجام می شود.
- با توجه به ظرفیت تحمل مجاز خاک، فوندانسیون وزن رو بنای سازه را به کف لایه به خاک زیر بستر منتقل می کند.
نقش و کارکرد پی یا شالوده در ساختمان چیست؟
پی ساختمان یا فونداسیون یک سازه کارکردهای زیر را برای یک ساختمان انجام می دهند:
- تقسیم برابر وزن سازه به کل ساختمان
- تامین سطح مورد نیاز برای ساخت زیربنای ساختمان
- ایجاد پایداری جانبی برای سازه
- تحمل بار مطابق با ظرفیت ایمنی تحمل خاک
- ایجاد مقاومت در برابر حرکت خاک
- جلوگیری از فرسایش و آب شستگی خاک
انواع فونداسیون ساختمان (از شالوده تا پی ساختمان)
یک مهندس عمران که در بازار کار این حوزه فعالیت می کند، باید با انواع پی ساختمان آشنا باشد. انتخاب نوع پی ساختمان براساس پارامترهای مختلفی تعیین می شود. مشخصات خاک، اندازه و بار اعمال شده از طرف سازه در انتخاب بهترین نوع فونداسیون مؤثر است. تقسیم بندی شالوده ساختمان به دو دسته سطحی و عمیق بر اساس عمق خاک بستر انجام می شود.
با بازار کار و گرایش های مهندسی عمران آشنا شوید تا سقف های درآمدی را بشکنید!
۱. شالوده سطحی (کم عمق) و شالوده عمیق
شالوده سطحی برای ساختمان های سبک با خاک مناسب استفاده می شود و وظیفه انتقال وزن سازه به لایه موجود در عمق کم را دارد. این فونداسیون دارای یک لایه یکنواخت با عمق ۳ متری بوده است. این نوع پی را از این جهت پایه پهن یا باز نیز می گویند که به پخش بار هر ستون ساختمان در یک منطقه بزرگ تر می پردازد.
۲. شالوده پایه عمیق | ورود به اعماق زمین!
در استفاده از این نوع سازه، وزن سازه به لایه عمیق تر زیر سطح زمین منتقل می شود. در این فونداسیون، بار سازه به صورت عمودی پخش می شود. به بیانی دیگر عمق سازه از عرض آن بیشتر است.
نکته قابل توجه این است که انواع تقسیم بندی های مختلف برای پی ساختمان به علت رعایت نکات ایمنی در برابر زلزله یا دیگر اتفاقات غیر منتظره است و باید همه موارد ایمنی به درستی و دقیق اعمال شود تا شاهد اتفاقات ناگوار در شهر ها نباشیم. سازه های ساختمانی باید با توجه به نوع کارکرد و موقعیت جغرافیایی باید به طور دقیق بررسی شوند.
نتیجه گیری
یکی از حساس ترین فرآیند ساختمان سازی اجرای فوندانسیون ساختمان است. این کار باید با حساسیت و دقت کافی انجام و اجرا شود. عدم رعایت اصول استاندارد برای انتخاب و اجرای درست پی ساختمان، باعث خسارات جبران ناپذیری می شود. در صورت عدم توجه به قوانین مربوطه، پی ساختمان نمی تواند بارهای اضافی وارده به ساختمان را تحمل کند و این امر باعث فروپاشی سازه می شود. پس بهتر است با توجه به شرایط سازه، نوع مصالح مورد استفاده، سنجش میزان توانایی خاک و بررسی عوامل دیگر، بهترین انتخاب را برای اجرای یک پی ساختمان استاندارد داشته باشید.
سوالات متداول
انتخاب نوع پی ساختمان براساس چه پارامترهایی تعیین می شود؟
مشخصات خاک، اندازه و بار اعمال شده از طرف سازه در انتخاب بهترین نوع پی ساختمان مؤثر است. تقسیم بندی شالوده ساختمان به دو دسته سطحی و عمیق بر اساس عمق خاک بستر انجام می شود.
در انتخاب فونداسیون چه نکاتی را باید رعایت کنیم؟
بارهای وارد شده از طرف سازه – میزان ظرفیت باربری زمین – سطح آب زیرزمینی – سازه، منابع آبی و شیب های مجاور و…
