فونداسیون چیست؟

شالوده بخشی از سازه ساختمان است که معمولا پایین تر از سطح زمین قرارگرفته و نیروهای وارده را به خاک یا بستر سنگی پی انتقال می دهد .

فونداسیون ، پایین ترین قسمت هر سازه می باشد که در تماس مستقیم با خاک قرار دارد و وزن کل سازه را به زمین منتقل می کند به همین دلیل مقاومت و استحکام فونداسیون نقش بسزایی در ایستایی و استحکام کل سازه دارد .

رعایت مقررات ملی و ضوابط پی در ساخت و اجرای انواع فونداسیون الزامی است .

برحسب نوع فونداسیون مورد نیاز سازه باید تدابیری را در نظر گرفت تا تعادل و بالانس بین بارهای وارده و مواضع اتکا روی زمین برقرار باشد .

بیشترین بارهای وارد بر سازه ساختمان :

• بارهای برآمده از وزن سازه (بار مرده)
• بارهای برآمده از اجزای متحرک (بار زنده)
• بارهای ناشی از باد و زلزله (بار جانبی)

عوامل اثرگذار در ابعاد فونداسیون :

ابعاد پی که بار ستون را منحمل می شوند از سه عمل زیر تاثیر می پذیرند .

• مقدار بار وارده
• مقاومت خاک بستر
• جنس مصالح

ابعاد پی با میزان بار وارد شده رابطه ی مستقیم و با مقاومت خاک رابطه ی عکس دارد . به عبارتی هرچه

میزان بار وارده افزایش پیداکند ابعاد پی بزرگتر و از طرفی هرچه مقاومت خاک بیشتر شود ابعاد پی کوچکتر خواهد شد .

تقسیم بندی انواع فونداسیون

به طور کلی فونداسیون ها به دو دسته ی  زیر تقسیم بندی می شوند :

• تعریف فونداسیون سطحی

در این مدل ، فونداسیون بارهای اعمال شده از طرف سازه را به اعماق نزدیک سطح زمین انتقال می دهد . این مدل فونداسیون گزینه ی مناسبی برای سازه های سبک به شمار می رود .

به عبارتی می توان گفت اگر زمینی که مستقیماً زیر سازه دارد شرایط مساعدی داشته باشد ، می توان نیروهای وارده را توسط پی مناسب به بستر خاک انتقال داد .

• تعریف فونداسیون عمیق

هرگاه عرض فونداسیون کمتر از یک ششم ارتفاع آن باشد و عمق آن نیز بیشتر از سه متر باشد فونداسیون عمیق تلقی می شود .

به بیان دیگر چنانچه خاک در سطح زمین یا در عمق کم استحکام و مقاومت کافی نداشته باشد لازم است نیروهای وارده را با استفاده از پی عمیق به لایه های مقاوم پایین تر منتقل کرد .

انواع فونداسیون سطحی

1. پی منفرد
2. پی مرکب
3. پی نواری
4. پی گسترده

پی منفرد یا مجزا

از متداول ترین نوع فونداسیون هایی که برای ساخت ساختمان ها به کار می رود می توان به فونداسیون منفرد اشاره کرد . این نوع فونداسیون فقط نیروی بار یک ستون را تحمل و به زمین منتقل می کند .

فرم و قالب این نوع فونداسیون به صورت مربع یا مستطیل است و در موقعیت هایی به کار گرفته می شود که بار های سازه توسط ستون ها منتقل می شوند .

ابعاد این نوع فونداسیون برطبق مقدار بار روی ستون و ظرفیت باربری خاک تعیین می شود .

پی مرکب

در مواقعی بکار گرفته می شوند که فاصله ی بین دو یا چند ستون به قدری کم باشد و آنها به یکدیگر نزدیک باشند که فونداسیون سطحی آن ها با یک دیگر هم پوشانی داشته باشد . به بیان دیگر این نوع فونداسیون ترکیبی از فونداسیون های منفرد هستند اگرچه در طراحی سازه با یک دیگر متفاوت باشند .

فرم و قالب این فونداسیون به صورت مستطیلی است و زمانی که بارهای سازه توسط ستون ها منتقل می شوند ، به کار گرفته می شود .

پی نواری

پی نواری از ساده ترین انواع پی های سطحی است که به صورت یک نوار در زیر ستون های یک محور تعبیه می شود . نواری بودن پی ها ممکن است در یک جهت یا در دو جهت قرار بگیرد که در صورت اجرای آن در یک جهت آن ها را با شناژهای رابط به هم متصل می کنند .

فونداسیون های نواری که به نام های فونداسیون های پهن و دیواری نیز شناخته شده اند شالوده هایی هستند که پایه ی آنها عریض تر از پی های دیواری باربر معمولی است . پایه ی پهن تر این نوع فونداسیون ها وزن ناشی از سازه ساختمان را بر روی مساحت بیشتری پخش می کند به همین علت پایداری بهتر و با کیفیت مطلوب تری ایجاد می کند .

این نوع فونداسیون ها در خاک هایی که امکان جاری شدن آب برروی لایه ی باربری خاک وجود دارد نباید استفاده شود چراکه ممکن است منجر به فرسایش و روانگرایی گردد .

پی گسترده

فونداسیون هایی که به طور کامل در تمامی سطح ساختمان توزیع می شوند تا بارهای سنگین سازه ای برآمده از ستون ها و دیوار ها را تحمل کنند . به بیان دیگر در مواقعی که بارهای ناشی از سازه بر روی ستون ها و دیوارها بسیار زیاد است فونداسیون های گسترده قابل اجرا هستند . اجرای این نوع پی برای ممانعت از نشست غیریکنواخت پی های منفرد صورت می پذیرد .

این نوع فونداسیون برای خاک های منبسط شونده که ظرفیت باربری آن ها برای اجزای فونداسیون نواری کمتر است ، گزینه ی مناسب و مطلوبی است . اجرای فونداسیون گسترده در مواقعی که نیمی از مساحت سازه به صورت منفرد و نواری اجرا شده است ، صرفه ی اقتصادی دارد .

به دلایل فرسایش و روانگرایی خاک ، فونداسیون گسترده در مکان هایی که سفره آب زیرزمینی بالاتر از سطح باربر خاک قرار دارد ، ممانعت اجرایی دارد .

انواع فونداسیون عمیق

1. پی شمعی
2. پی حفاری

پی شمعی

این فونداسیون ها به منظور انتقال بارهای بسیار سنگین از سازه به لایه های سنگ تخت در اعماق زمین به کار گرفته می شوند . به گونه ای که در چنین شرایطی فونداسیون های سطحی مانند فونداسیون های پهن و گسترده قابلیت اجرا ندارند . علاوه بر این از این نوع پی جهت جلوگیری از بلندشدگی سازه در اثر نیروهای جانبی همانند باد و زلزله استفاده می شود .

فونداسیون های شمعی غالباً در فضاهایی قابل اجرا هستند که خاک نزدیک به سطح زمین برای تحمل بارهای سنگین مطلوب نیست .

فونداسیون های شمعی با استفاده از اصطکاک جانبی و یا اتکایی ، بارهای سازه را متحمل می شوند .

پی حفاری

این فونداسیون مکانیزم مشابهی با فونداسیون های شمعی دارند با این تفاوت که این نوع فونداسیون های درجا دارای ظرفیت باربری بالایی هستند . فونداسیون های حفاری به وسیله ی مقاومت میله ، مقاومت پنجه و یا ترکیبی از آنها بارهای سازه را متحمل می شوند . از این نوع پی در شرایطی که عمق لایه ی سخت در مکانی بین 10 متر تا 100 متر در زیر زمین باشد ، استفاده می شود .

این نوع از فونداسیون در مکان هایی که دارای رسوبات عمیق خاک رس نرم و یا خاک های دانه ای آبخیز و سست هستند قابل اجرا نیست .