فونداسیون ساختمان چیست و انواع آن: راهنمای کامل
دسته بندی:
تکنولوژی ساخت و نگهداریسبحان بیباک
تاریخ انتشار: 2 سال پیش
10 دقیقه مطالعه
فونداسیون ساختمان که تحت عنوان پی نیز شناخته می‌شود، مهم‌ترین بخش تشکیل‌دهنده یک ساختمان به شمار می‌رود. پی ساختمان در انواع مختلفی وجود داشته که خود آن‌ها نیز به قسمت‌های کوچک‌تری تقسیم‌بندی می‌شوند. فونداسیون با توجه به ساختاری که دارد بایستی در برابر انواع فشارها و نیروها مقاومت داشته باشد و سپس به درستی آن‌ها را در سطح زمین به توزیع در بیاورد.
ذکر این نکته لازم است که در هنگام پی ریزی نیاز است تا یک سری از آیین‌نامه‌ها به درستی رعایت و اجرا شوند و از توجه به آن‌ها غافل نشد. در این مطلب ضمن تعریف کامل فونداسیون، قصد داریم تا انواع آن را نیز به شما معرفی کنیم و در انتها به بررسی ضوابط موجود بپردازیم. با ما همراه باشید.
فونداسیون (پی) ساختمان چیست؟
از جمله سؤالات مهمی که درباره این مبحث پیش می‌آید این است که فونداسیون و یا پی ساختمان چیست؟ در واقع فونداسیون و یا پی ساختمان از جمله بخش‌هایی به حساب می‌آید که یک سازه را بر روی آن بنا می‌کنند. این بخش حیات یک ساختمان بوده و می‌تواند وزن بالایی را تحمل کند. البته این تنها کاربرد فونداسیون ساختمان به حساب نمی‌آید، بلکه با توجه به ساختاری که دارد از این قابلیت برخوردار است تا بارهایی که از طرف بخش‌های بالایی به آن اعمال می‌شوند را بر روی زمین به صورت مساوی توزیع کند.
برای اینکه فونداسیون بر روی زمین قرار بگیرد، نیاز به یک بستر سخت است. فونداسیون می‌تواند وظایف مختلفی را در یک ساختمان برعهده بگیرد. افزایش پایداری سازه را می‌توانیم در بین مهم‌ترین این موارد جای دهیم. از دیگر وظایف حائز اهمیت می‌توانیم به پیشگیری از نشست متقارن و همچنین جلوگیری کردن از حرکت جانبی انواع سازه اشاره کنیم.
انواع فونداسیون (پی) ساختمان
فونداسیون و یا پی ساختمان در انواع مختلفی وجود دارد و هر کدام می‌توانند کاربری‌های گوناگونی داشته باشند. البته تقسیم‌بندی فونداسیون ساختمان بر اساس پارامترها و متغیرهای گوناگونی انجام می‌شود. در ادامه قصد داریم تا به معرفی مهم‌ترین فونداسیون‌های یک ساختمان بپردازیم. ما را همراهی کنید.
1- پی‌های سطحی
از انواع پی و فونداسیون ساختمان می‌توانیم به پی‌های سطحی اشاره کنیم. برای اجرای این پی‌ها به عمق کم نیاز بوده و باید در نزدیکی سطح زمین فرایند اجرا انجام شود. این پی‌ها می‌توانند بارهایی که از جانب سازه وجود دارند را به زمین انتقال دهند. جنس پی‌های سطحی می‌تواند از سه گزینه بتن، بتن آرمه و سنگ باشد. برای دسته بندی پی‌های سطحی از شکل ظاهری آن‌ها استفاده می‌کنند که شامل گزینه‌های زیر می‌شوند:
- پی سطحی منفرد یا بالشتکی
- پی سطحی نواری
- پی سطحی مرکب
- پی سطحی باسکولی یا پاشنه اردکی
- پی سطحی گسترده
2- پی‌های نیمه عمیق
از دیگر مدل‌های پی ساختمان، می‌توانیم به نوع نیمه عمیق اشاره کنیم. برای اجرای این نوع از فونداسیون نیاز است در داخل زمین، یک چاه حفر شود. چاه حفر شده سپس با کمک مصالح گوناگونی پر می‌شود. برای محاسبه این پی‌ها همانند محاسبه شالوده‌های سطحی باید عمل کرد. البته لازم به ذکر است که اگر بخواهیم مواردی همچون اصطکاک جانبی دیواره چاه را در نظر بگیریم، برای محاسبه باید مشابه شمع‌ها عمل کنیم.
بیشتر بخوانید: شمع‌کوبی: راهنمای کامل
3- پی‌های عمیق
پی‌های عمیق خود در انواع مختلفی وجود دارند که از رایج‌ترین آن‌ها می‌توانیم به شمع‌ها اشاره کنیم. کوچک‌ترین بعد افقی این پی‌ها نسبت به عمق قرارگیری نباید بیشتر از 10 متر باشد. شمع‌ها برای اینکه بتوانند بار سازه را به خود جذب کنند، از سازه واسطه استفاده می‌کنند و سپس بارهای جذب شده را به سطح زمین انتقال می‌دهند. سازه واسط تحت عنوان سر شمع و یا کلاهک خوانده می‌شود. از دیگر انواع فونداسیون ساختمان از نوع عمیق می‌توانیم چاهی و صندوقه‌ای را نام ببریم.
دسته‌بندی فونداسیون ساختمان بر اساس مصالح مصرفی
از پارامترهایی که می‌توانند در دسته بندی انواع پی‌های ساختمانی تاثیرگذار باشند، مصالح مصرفی هستند. بر همین اساس از انواع این فونداسیون‌های ساختمانی می‌توانیم موارد زیر را نام ببریم:
- فونداسیون شفته‌ای
- فونداسیون سنگی
- فونداسیون آجری
- فونداسیون بتنی
- فونداسیون فلزی
- فونداسیون چوبی
هر کدام از این پی‌ها کاربرد و تاریخچه متنوعی دارند. به عنوان مثال قدیمی‌ترین فونداسیون ساختمان در ایران مربوط به پی شفته‌ای است و از آن در مکان‌هایی همچون شمس العماره مسجد کبود تبریز، مدرسه سپهسالار تهران و مساجد بزرگ شهر اصفهان استفاده شده است.
برای ساخت فونداسیون سنگی همانطور که از نامش پیداست، به حضور سنگ نیاز است. این سنگ‌ها باید کاملا سالم بوده و در دسته‌بندی سنگ‌های لاشه‌ای جای بگیرند. استفاده از سنگ‌های قلوه‌ای به هیچ عنوان پیشنهاد نمی‌شود؛ چرا که به دلیل صیقلی بودن باعث حالت ناپایدار فونداسیون خواهند شد.
همچنین استفاده از فونداسیون چوبی بیشتر در مناطق شمالی به چشم می‌خورد؛ چرا که این مناطق سرشار از چوب بوده و دسترسی به آن آسان است. اگر چوب‌ها دارای ابعاد بسیار بزرگی باشند، در آن صورت این نوع از فونداسیون ساختمان می‌تواند وزن بسیار زیادی را تحمل کند.
پلان (نقشه) فونداسیون اسکلت
پلان و یا نقشه فونداسیون اسکلت از اصلی‌ترین بخش‌های نقشه یک سازه به حساب می‌آید. در این پلان اطلاعات مختلفی نمایش داده می‌شوند که بسیار پراهمیت هستند. از این اطلاعات می‌توانیم به نوع فونداسیون ساختمان، تعداد فونداسیون، ابعاد دقیق پی ساختمان و غیره اشاره کنیم. برای طراحی این پلان‌ها نیاز است تا مراحل مختلفی را پشت سر بگذارید و از نرمافزارهای مخصوص برای این امر بهره ببرید.
فونداسیون ساختمان بنایی
برای ساخت فونداسیون ساختمان بنایی می‌توان از بلوک بتنی و یا آجری بهره برد. استفاده از هر کدام دلایل مخصوص به خود را دارد. به عنوان مثال اگر می‌خواهید هزینه‌های نهایی برای شما مقرون به صرفه شوند، استفاده از پی بنایی با بلوک بتنی گزینه ایده‌آلی به حساب می‌آید.
یک پی و یا فونداسیون بنایی باید بتواند وزن سازه را به خوبی تحمل کند. البته از طرف خاک مجاور نیز نیروهای جانبی متعددی وارد می‌شوند که پی بنایی باید بتواند در برابر آن‌ها مقاومت نشان دهد. همچنین لازم به ذکر است که مقاومت این پی‌ها در برابر آب زیرزمینی نیز باید بالا باشد. فونداسیون بنایی در انواع مختلفی وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها شامل نواری، گسترده، پله‌ای و قوس برعکس می‌شود.
درز انبساط در فونداسیون ساختمان
از مهم‌ترین اجزایی که در داخل یک سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد، بتن است. بتن‌ها در بین مصالح بسیار سخت جای می‌گیرند و کمترین میزان انعطاف‌پذیری را دارند. زمانی که تغییرات حرارتی و یا رطوبتی رخ می‌دهند، ممکن است شاهد وارد شدن آسیب به سازه باشید؛ چرا که این تغییرات منجر به حرکت بتن نیز می‌شوند. برای اینکه بتوان از این آسیب‌ها جلوگیری کرد، به حضور درز انبساط در فونداسیون ساختمان نیاز خواهد بود. درزهای انبساط می‌توانند کاربردهای مختلفی را از خود به نمایش بگذارند که اصلی‌ترین آن‌ها شامل مقاومت در برابر تشکیل ترک در مقیاس‌های گوناگون است. انبساط حرارتی می‌تواند باعث استرس و تنش زیادی شود؛ برای جذب این تنش‌ها حضور درزهای انبساط الزامی است.
قالب بندی فونداسیون
قالب بندی فونداسیون از جمله مراحلی است که پس از عملیات‌های گودبرداری، خاک‌برداری و بتن مگر بایستی انجام شود. این فرایند را می‌توان با استفاده از مصالح مختلف اجرا کرد و برای اجرای آن مراحل و نکات اجرایی مختلفی وجود دارد که به ترتیب رعایت و اجرا می‌شوند.
بیشتر بخوانید: قالب بندی فونداسیون چیست و چگونه انجام می‌شود؟
آرماتوربندی فونداسیون
آرماتوربندی فونداسیون نیز از جمله مراحلی است که در هنگام اجرای فونداسیون انجام می‌شود و نقش اساسی و مهمی در مقاومت سازه عهده دار است. اجرای آرماتوربندی فونداسیون نیازمند ضوابط مشخص و خاصی است که در مقاله آرماتوربندی فونداسیون چیست به صورت مفصل درباره این موارد صحبت شده است.
همبندی فونداسیون
از گذشته تا به امروز، یکی از نگرانی‌های اصلی افراد فعال در زمینه ساخت و ساز، مشکل آتش‌سوزی ناشی از برخورد صاعقه و یا اتصال برق به ساختمان‌ها بوده که منجر به خسارت‌های مالی و جانی شدید می‌شد. همبندی فونداسیون یکی از راه‌های مناسب جهت دفع و از بین بردن این خطر است. شما می‌توانید با مطالعه کامل مطلب زیر، با این موضوع بیشتر آشنا شوید.
بیشتر بخوانید: همبندی فونداسیون با میلگرد چگونه است؟
پاشنه فونداسیون چیست؟
شاید تا به حال چندین بار نام پاشنه فونداسیون را شنیده باشید ولی تعریف چندان دقیقی از آن در ذهن ندارید. استفاده از پاشنه اهداف مختلفی را در پی دارد و غالباً به منظور راحت‌تر کردن فرایند قالب‌بندی است. در واقع می‌توانیم اینطور بیان کنیم که پاشنه بخش مهمی از یک سازه به حساب می‌آید که تعیین‌کننده فاصله بین قالب تا میلگردهای ستون است. پاشنه فونداسیون ساختمان در دو نوع بتنی و فولادی وجود دارد که هر کدام ویژگی‌های مختلفی را به خود اختصاص داده‌اند.
آیین نامه‌های مرتبط با فونداسیون
در رابطه با فونداسیون آیین نامه‌های گوناگونی وجود دارند که باید به هر کدام توجه ویژه‌ای شود. عدم توجه به این موضوع می‌تواند مشکلات گوناگونی را به وجود بیاورد. به همین علت در ادامه سعی خواهیم کرد تا به بررسی مهم‌ترین ضوابط و آیین‌نامه‌ها بپردازیم که در قسمت زیر مشاهده خواهید کرد. مبحث ۷ و مبحث ۹ از مقررات ملی ساختمان از جمله مهم‌ترین منابعی هستند که در هنگام اجرای فونداسیون به کار برده می‌شوند.
- یکی از مهم‌ترین ضوابط درباره عمق پی‌ها بوده که باید به اندازه کافی زیاد باشد؛ این امر از آن جهت اهمیت دارد تا بتواند از مشکلاتی همچون بیرون زدگی جانبی مصالح از قسمت زیرین پی جلوگیری کند.
- عمق شالوده‌ها نیز در بین آیین‌نامه‌های حائز اهمیت جای می‌گیرد. عمق شالوده‌ها باید حتماً زیر بخشی از خاک مناسب باشد تا از این طریق بتواند تغییرات حجمی را که ممکن است در اثر یخ زدگی یا رشد گیاهان به وجود بیایند را تحمل کند.
- سیستم پی باید به گونه‌ای ایمن در برابر انواع خطرات احتمالی همچون لغزش، واژگونی و یا هر نوع بالازدگی دیگر طراحی شود.
- ممکن است سیستم پی در برابر انواع مشکلات آسیب‌پذیر باشد؛ خوردگی و یا تماس با انواع مواد مضر نمونه‌ای از این موارد است. پس باید شرایطی فراهم شوند که بتوان از سیستم فونداسیون ساختمان در برابر این موارد حفاظت به عمل آید.
- همچنین پی یک ساختمان باید این قابلیت را داشته باشد تا توسط نیروهای انسانی ساخته شوند.
- در صورتی که قصد توسعه محل را دارید، حتماً باید به استانداردهای محیط زیستی توجه خود را معطوف کنید.
- خاک ممکن است در اثر شرایط مختلفی منبسط شود؛ از این رو از آیین‌نامه‌های مهم مرتبط با فونداسیون این بوده که این شرایط نیز در نظر گرفته شوند.
نرم‌افزار طراحی فونداسیون
از جمله مهم‌ترین و بهترین نرمافزارهای تخصصی مهندسی عمران در زمینه طراحی انواع فونداسیون، نرم‌افزار SAFE است که کاربردهای گسترده‌ای داشته و نتایج آن نیز مورد تایید سازمان نظام مهندسی است. این نرم افزار به دلیل استفاده از استانداردهای معتبر بین‌المللی، امکان طراحی ساده، معتبر و ایمن را برای مهندسین عمران فراهم می‌کند. علاوه بر نرم‌افزار گفته شده، از نرم‌افزار SAP نیز برای طراحی انواع فونداسیون استفاده می‌شود.
جمع بندی
در این مطلب سعی کردیم تا به بررسی کامل فونداسیون ساختمان بپردازیم و اطلاعات لازم را در اختیار شما قرار دهیم. همچنین در ادامه به تعاریف مفاهیمی همچون درز انبساط، پاشنه فونداسیون و… پرداختیم. شما می‌توانید به منظور اطلاع از قیمت روز و خرید انواع محصولات فولادی به وبسایت فولادینو مراجعه کنید و از خدمات ارائه شده توسط این وبسایت استفاده کنید.