فونداسیون چیست و انواع فونداسیون (پی) در ساختمان کدامند؟ | مجله آسن

وقتی یک ساختمان با بارهای مختلفی مانند بارهای ثقلی، مثل وزن المان‌ها و تجهیزات و بارهای جانبی مانند نیروهای زلزله یا باد مواجه می‌شود، اعضای سازه باید این نیروها را تحمل کنند. برای انتقال این نیروها به خاک زیر ساختمان، فونداسیون به عنوان عضوی از سازه استفاده می‌شود که از یک سمت به المان‌های مختلف سازه و از سمت دیگر به زمین متصل است. فونداسیون‌ها انواع مختلفی دارند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

 

فونداسیون یا شالوده ساختمان چیست؟

فونداسیون چیست؟ فونداسیون یا شالوده، قسمتی از ساختمان است که در پایین‌ترین نقطه آن قرار دارد و بارهای ساختمان را به زمین منتقل می‌کند. استحکام فونداسیون نقش اساسی در ایستایی و استحکام کل ساختمان دارد. مراحل اجرای فونداسیون ساختمان باید بر اساس مقررات ملی و ضوابط پی، و با رعایت اصول، انجام شود تا تعادل لازم بین بارهای وارده و مواضع اتکا بر زمین حفظ شود. فونداسیون، با اتصال به بخش‌های مختلف سازه و خاک، بارهای ساختمان را به زمین منتقل می‌کند و برای ایجاد پایداری و استحکام لازم، وجود آن اهمیت دارد. انواع فونداسیون شامل پی سطحی و پی عمیق می‌باشد که در ادامه بررسی خواهیم کرد.

قیمت میلگرد امروز میلگرد را در صفحه رسمی آسن مشاهده کنید.

 

 

نقش فونداسیون در ساختمان

فونداسیون یا شالوده در صنعت ساخت‌وساز به عنوان یکی از مراحل اساسی و حیاتی در فرآیند ساخت ساختمان‌ها شناخته می‌شود. این قسمت از ساختمان، در پایین‌ترین نقطه آن واقع شده و بارهای ساختمان را به زمین منتقل می‌کند. اهمیت اجرای صحیح فونداسیون در ایجاد استحکام و پایداری ساختمان بسیار بالاست. استفاده از مصالح نوین و کم‌وزن می‌تواند به کاهش وزن ساختمان‌ها کمک کند، اما بدون فونداسیون مناسب، خطرات جدی برای ساختمان وجود دارد. به عنوان مثال، ریزش ساختمان‌ها به دلیل فونداسیون نامناسب می‌تواند منجر به خسارات مالی و حتی از دست دادن جان افراد ششود بنابراین، اجرای صحیح و استاندارد فونداسیون از اهمیت بسیاری برخوردار است. این شامل رعایت قوانین و مقررات ملی و بین‌المللی، استفاده از تکنولوژی‌های مدرن در ساخت فونداسیون، و انتخاب متریال‌های مناسب برای شرایط محیطی و زمینهای مختلف است. این اقدامات باعث می‌شود که ساختمان‌ها پایدارتر، ایمن‌تر و کیفیت بالاتری داشته باشند.

دسته بندی انواع فونداسیون

فونداسیون یا پی‌ها دارای انواع مختلفی هستند که در گذشته و حال در صنعت ساختمان به کار می‌روند. باید توجه داشت که هر نوع پی برای یک نوع سازه خاص طراحی شده است و نمی‌توان بدون در نظر گرفتن نوع سازه، از پی دیگری استفاده کرد. به عنوان مثال، استفاده از پی آجری برای ساختمان‌های بلند ممکن است باعث فروپاشی و حتی نیمه‌کاره ماندن ساختمان شود. در ادامه، انواع مختلف پی‌های ساختمانی را معرفی خواهیم کرد. فونداسیون‌ها از دو دیدگاه مختلف، شکلی و مصالح مصرفی، به دو دسته‌ی پی سطحی و پی عمیق تقسیم می‌شوند.

انواع پی سطحی

پی سطحی شامل سه دسته زیر است:

پی منفرد

در فونداسیون‌های منفرد، بار یک یا دو ستون نزدیک به هم، توسط قطعه مربع یا مستطیلی فونداسیون تحمل می‌شود. این نوع فونداسیون معمولاً در ساختمان‌هایی که بار وارده از سازه کم است، همچنین در ساختمان‌های صنعتی مانند سوله‌ها که فاصله بین ستون‌ها زیاد است و استفاده از پی‌های نواری یا گسترده نیاز نیست، قابل استفاده است. علاوه بر این، برای جلوگیری از نشست‌های نامتقارن و ایجاد عملکرد یکپارچه در کل سازه، کلاف‌های رابطی یا شناژها نیز فونداسیون‌های منفرد استفاده می‌شود.

پی نواری

فونداسیون‌های نواری به صورت طولانی و مستقیم در طول ساختمان اجرا می‌شوند. این نوع فونداسیون معمولاً در شرایطی استفاده می‌شود که ظرفیت باربری خاک کم و نیاز به استفاده از پی‌های منفرد نیست. در اجرای این نوع فونداسیون، ابتدا زمین خاک‌برداری می‌شود و سپس محل نوارهای فونداسیون با استفاده از قالب‌های فلزی، آجری یا چوبی مشخص می‌شود. سپس بتن‌ریزی در محل نوارها انجام می‌شود. روش دیگر اجرای فونداسیون نواری، استفاده از خاک موجود به عنوان قالب است که در این صورت ابتدا محدوده نوارهای فونداسیون خاک‌برداری می‌شود و سپس آرماتور بندی و بتن‌ریزی انجام می‌شود.

پی گسترده

فونداسیون‌های گسترده در شرایطی که نمی‌توان از پی‌های منفرد یا پی نواری استفاده کرد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اتفاق معمولاً زمانی رخ می‌دهد که خاک محل ساخت، به اندازه کافی قوی نیست یا بار ساختمان بسیار زیاد است. در این شرایط، برای افزایش پایداری و ایمنی ساختمان، پی‌های گسترده به عنوان یک دال ضخیم بتن آرمه مورد استفاده قرار می‌گیرند، که سطح زمین را به طور گسترده‌تری پوشش می‌دهند. به این ترتیب، تمامی سطح زیر ساختمان به صورت پی گسترده اجرا می‌شود تا بهترین استحکام و پایداری را برای ساختمان فراهم کند.

انواع پی عمیق

پی سنگی

ساخت پی سنگی در مناطق با کمبود نشست خاک و کمترین احتمال زلزله انجام می‌شود. برای ساخت این نوع پی، از سنگ‌های با کیفیت و عیار مناسب استفاده می‌شود. سنگ‌های پوسیده، مدور و صیقل‌خورده برای این کار مناسب نیستند. در این روش از دو نوع ملات استفاده می‌شود؛ ملات گل برای ساختمان‌های با کمترین فشار و ملات سیمانی برای ساختمان‌های پرفشار. هرچند هزینه ساخت پی سنگی بالاست، اما ایمنی و استحکام آن بسیار بالاست.

پی شفته ایی

پی شفته‌ای یک روش ساختمانی بسیار محکم و قوی است که معمولاً در ساختمان‌های فلزی استفاده می‌شود. برای ساخت هر مترمکعب ساختمان، از ۲۰ تا ۲۰۰ کیلوگرم آهک استفاده می‌شود. این روش از موادی مانند خاک، آب، شن و گردآهک استفاده می‌کند که با یکدیگر مخلوط می‌شوند. در برخی موارد، برای افزایش حجم مخلوط، از سنگ نیز استفاده می‌شود. این مخلوط به عمق پی ریخته می‌شود و پس از خشک شدن، با ضربه‌زدن بر روی آن، فشاردهی می‌شود. این عمل تکرار می‌شود تا فونداسیون به طور کامل محکم شود.

پی آجری

پی آجری به عنوان یکی از ساده‌ترین روش‌های ساختمانی توسط مهندسان مورد استفاده قرار می‌گیرد، بخصوص برای ساختمان‌های کوچک و با متراژ محدود. در این روش، فاصله حدود ۳۰ تا ۴۰ سانتیمتری بین دیوارها و پی‌ها در نظر گرفته می‌شود تا آجرچینی به راحتی انجام شود. همچنین می‌توان با استفاده از آجرهای پلکانی و ضربدری، مصرف کمتری از آجر داشت و به بهبود کارایی این روش کمک کرد.

پی بتنی

پی بتنی یک روش بسیار معمول و پرکاربرد در صنعت ساختمان است که توسط اکثر سازندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع پی به دلیل استحکام بالای خود، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. برای ساخت پی بتنی، ابتدا مقدار مشخصی از ملات سیمانی را در عمق پی ریخته و سپس با استفاده از ویبراتور، فضاهای خالی در ملات را حذف می‌کنند. این کار باعث افزایش چشمگیر استحکام پی می‌شود. همچنین برای افزایش استحکام، از قالب‌ها و گگردها استفاده می‌شود که آن‌ها را قبل از ریختن بتن در پی قرار می‌دهند.

مراحل اجرای فونداسیون ساختمان

مراحل اجرای فونداسیون یا پی ساختمان به طور کلی شامل چهار مرحله اصلی می‌شود:

1. انتخاب محل ساخت:

   - در این مرحله، مکان مناسب برای اجرای فونداسیون انتخاب می‌شود، که باید با توجه به ویژگی‌های خاکی و مهندسی سازه، مناسب و منطبق با نقشه‌ها و طراحی‌های مهندسی باشد.

2. انتخاب نوع فونداسیون:

   - در این مرحله، نوع مناسبی از فونداسیون برای ساختمان مشخص می‌شود، که ممکن است شامل پی سنگی، پی بتنی، پی آجری، یا سایر نوع‌های فونداسیون باشد، که به عوامل مانند نوع خاک، ارتفاع ساختمان و نیازهای سازه بستگی دارد.

3. تعیین مرزهای فونداسیون:

   - در این مرحله، مرزهای واقعی و ابعاد فونداسیون بر اساس طراحی‌های مهندسی و مشاوره‌های فنی تعیین می‌شود، که شامل ابعاد عمودی و افقی فونداسیون و مکان دقیق پایه‌های پی است.

4. حفاری زمین و اجراسازی نهایی:

   - این مرحله شامل حفاری زمین به عمق و ابعاد مشخص شده فونداسیون است که با استفاده از ابزارهای مخصوص انجام می‌شود. سپس، پی ها یا پایه‌های فونداسیون در این حفره‌ها اجرا می‌شوند و با استفاده از مصالح ساختمانی مناسب، بتن ریزی و اجراسازی نهایی فونداسیون انجام می‌شود، که این شامل تراز کردن، ترمیم و تقویت نهایی فونداسیون نیز می‌شود.

 

نکات اصولی اجرای فونداسیون

نکات مهم در طراحی فونداسیون

نکات مهم اجرایی پی‌ریزی ساختمان

نکات مهم در طراحی فونداسیون:

1. انتخاب نوع فونداسیون: تحمل وزن ساختمان و شرایط خاکی تعیین کننده نوع فونداسیون هستند. نوع فونداسیون باید با توجه به خصوصیات خاک و طراحی ساختمان انتخاب شود، مانند پی سنگی برای خاک‌های پرتنش یا پی بتنی برای خاک‌های مسطح.

2. تأثیر شرایط آب و هوایی: شرایط آب و هوایی می‌توانند بر طراحی و ساخت فونداسیون تأثیر بگذارند، به خصوص در مناطق با بارندگی زیاد یا دماهای انجمادی.

3. مصالح مورد استفاده: مصالح باید با کیفیت و با توجه به استانداردهای مربوط استفاده شوند تا فونداسیون استحکام کافی داشته باشد.

4. رعایت قوانین و مقررات: همواره باید قوانین و مقررات ساختمانی را رعایت کرده و طراحی و اجرای فونداسیون را بر اساس این قوانین انجام داد.

نکات مهم اجرایی پی‌ریزی ساختمان:

1. بررسی خاک و زمین: انجام آزمایش‌های خاکی و بررسی شرایط زمین قبل از طراحی و اجرای فونداسیون ضروری است.

2. انتخاب نوع پی: باید با توجه به خصوصیات خاک و نیازهای ساختمانی، نوع مناسبی از پی انتخاب شود.

3. محاسبات و طراحی: طراحی فونداسیون باید با دقت و بر اساس محاسبات مهندسی صورت گیرد تا استحکام لازم را داشته باشد.

4. نصب و نگهداری: نصب پی‌ها باید به دقت و با استفاده از تجهیزات مناسب صورت گیرد و سپس نگهداری منظم از فونداسیون انجام شود.

5. آب‌بندی و محافظت:  آب‌بندی مناسب فونداسیون و محافظت از پی‌ها در برابر خوردگی و خرابی‌های دیگر از جمله نکات حیاتی در اجرای فونداسیون هستند.

 

جمع بندی:

فونداسیون‌ها ابتدایی‌ترین بخش‌ها در مراحل ساختمان سازی هستند که به صورت مستقیم با زمین در تماس هستند. آنها وظیفه انتقال وزن ساختمان به زمین را دارند تا از سرنگونی یا آسیب در اثر فشارهای وزنی جلوگیری کنند. فونداسیون‌ها با توجه به نوع ساختمان، شرایط خاک و زمینهای متاثر از نیروهای خاص مانند لرزه زمین، طراحی می‌شوند. انواع مختلفی از فونداسیون‌ها وجود دارند از جمله فونداسیون‌های سطحی  و فونداسیون‌های عمیق به طور کلی، فونداسیون‌ها یک پایه استوار و اساسی برای هر ساختمان هستند که از لحاظ ایمنی، پایداری و طول عمر ساختمان بسیار موثرند. قیمت روز میلگرد در میزان هزینه فونداسیون تاثیر مستقیم دارد.

سوالات متداول

 

1-    فونداسیون یا شالوده چیست؟

فونداسیون یا شالوده، قسمتی اساسی از ساختمان است که در پایین‌ترین نقطه آن قرار دارد و بارهای ساختمان را به زمین منتقل می‌کند. استحکام فونداسیون نقش اساسی در ایستایی و استحکام کل ساختمان دارد و بر اساس مقررات ملی و ضوابط پی، با رعایت اصولی باید اجرا شود.

2-    وظیفه اصلی فونداسیون چیست؟

از وظایف اصلی فونداسیون، توزیع یکنواخت وزن کلی ساختمان بر روی سطح زمین است.

3-    انواع فونداسیون کدامند؟

فونداسیون‌ها دارای انواع مختلفی هستند که براساس شکل و مصالح مصرفی آن‌ها دسته‌بندی می‌شوند. فونداسیون‌های سطحی شامل فونداسیون‌های منفرد، نواری و گسترده هستند که برای ساختمان‌های مختلف به کار می‌روند. از طرفی، فونداسیون‌های عمیق شامل فونداسیون‌های سنگی، شفته ایی، آجری و بتنی هستند که برای شرایط خاص و نوع خاصی از سازه‌ها استفاده می‌شوند. هر نوع پی برای تحمل بار و شرایط خاصی طراحی شده است تا استحکام و پایداری سازه را تضمین کند.