هنگامی که یک سازه بر روی زمین ساخته می‌شود، بنا بر این گذاشته می‌شود که این سازه قرار است تا مدت‌های زیادی بر روی زمین باقی مانده و به سطح زیر خود فشار وارد کند. حال، برای این که این فشار بتواند به خوبی بر روی سطح زمین پخش شده و توزیع بار مناسبی صورت گیرد، مهندسان تصمیم گرفته اند تا از نوعی تکنولوژی به نام فوندانسیون(یا همان شالوده) برای این امر استفاده کنند.
در این مقاله از وب سایت مجموعه سدآب، قصد داریم تا با بررسی فوندانسیون و معرفی انواع آن‌ها، شما را در داشتن فوندانسیونی مقاوم و محکم راهنمایی کنیم.
وظیفه فونداسیون در ساختمان چیست
فونداسیون ساختمان(Foundation)، پایین‌ترین بخش یک سازه است که وظیفه انتقال و توزیع بارهای اعمال شده از طرف بخش‌های بالایی (روسازه) را بر عهده دارد. این بخش علاوه بر تحمل وزن بخش‌های بالایی، بارهای اعمال شده از طرف آن‌ها را نیز بر روی زمین توزیع می‌کند. طبیعتا هرچه وزن سازه قرار گرفته بر روی فوندانسیون بیشتر باشد، اهمیت و وظیفه فوندانسیون نیز بیشتر شده و بنابراین باید از فوندانسیون‌های مقاوم تری برای سازه استفاده کرد. در طراحی نحوه انتقال و توزیع بار توسط فونداسیون، ظرفیت باربری خاک و نشست سازه نیز باید در نظر گرفته شود. به زمین سختی که فونداسیون بر روی آن قرار می‌گیرد، بستر می‌گویند.
از وظایف و مزایای استفاده از فونداسیون در ساخت و ساز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- توزیع وزن سازه بر روی سطح بزرگی از زمین
- پیشگیری از نشست نامتقارن
- جلوگیری از حرکت جانبی سازه
- افزایش پایداری سازه
تفاوت فونداسیون با پی در چیست
فونداسیون یا شالوده، یک نام و اصطلاح جامع برای توضیح عضو پایینی سازه است که علاوه بر تحمل وزن روسازه، از بستر خود نیز(که همان خاک زمین باشد) نگهداری می‌کند. این در حالی است که پی ساختمان، به نوعی از فونداسیون سطحی گویند که فقط وظیفه نگهداری از روسازه را برعهده دارد و نمی‌تواند از بستر خود محافظت کند چرا که طبیعتا فقط در سطح سازه قرار دارد و نه در عمق.
انواع فونداسیون
به منظور انتخاب فوندانسیون مناسب برای سازه مورد نظر خود، باید ابتدا با تقسیم بندی فونداسیون بیشتر آشنا شویم. به طور کلی، فوندانسیون‌های مورد اجرا در جهان به دو دسته سطحی و عمیق دسته بندی می‌شوند که در ادامه به توضیح مفصل در مورد هر کدام از آن‌ها می‌پردازیم:
- انواع فونداسیون‌های سطحی: فونداسیون سطحی(که با نام پی ساختمان نیز شناخته می شود)، یکی از انواع اصلی فونداسیون‌ها است که وزن سازه را به اعماق نزدیک سطح زمین انتقال می‌دهد. از این فوندانسیون‌ها برای سازه‌های نسبتا سبک استفاده می‌شود.
از مهم ترین انواع این فونداسیون‌های سطحی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پی منفرد یا پی مجزا: این نوع پی معمولا در عمق کم و به منظور تحمل و توزیع بارهای متمرکز کف پایه و ستون مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این نوع پی معمولا در ساختمان ها و یا ادارات حداکثر پنج طبقه ای استفاده می شود.
- پی دیواری: پی دیواری یا پی نواری، باریکه‌ای از جنس سنگ، آجر یا بتن مسلح بوده که به صورت پیوسته و در امتداد طول دیوار ساخته می‌شود و بار اعمال شده از سمت دیوارهای باربر را به زمین منتقل می‌کند.
- پی گسترده: نوعی از فوندانسیون بوده که به طور کامل در زیر سازه قرار گرفته و از آن برای تحمل سازه‌هایی با وزن بسیار زیاد استفاده می‌شود.
- پی طره ای یا پی باسکولی: در این حالت، پی زیر ستون به طور جداگانه ساخته شده و توسط تیر به یک یا چند پی دیگر متصل می‌شود
- انوع فونداسیون‌های عمیق: فونداسیون عمیق، به منظور انتقال بار سازه در زمین‌هایی با ظرفیت باربری بسیار پایین و یا ساخت سازه‌هایی با وزن بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این نوع فونداسیون، بار اعمال شده از طرف روسازه به طور عمودی به زمین منتقل می‌شود. به طور کلی، انواع قالب بندی از جهت مصالح برای فونداسیون‌های عمیق دارای سه نوع زیر است:
- فونداسیون شمعی: یکی از انواع فونداسیون‌های عمیق است که به منظور انتقال بارهای سنگین از سازه به لایه سنگی موجود در اعماق زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- فوندانسیون پایه ای: داری ستون عمودی با سطح مقطعی بزرگتر از شمع است. این نوع فونداسیون‌ها برای انتقال بارهای بزرگ (بیشتر از ظرفیت فونداسیون‌های سطحی) استفاده می‌شوند.
- فونداسیون صندوقه ای: یک سازه آب بند است که معمولا در ساخت پایه پل، سد و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. فونداسیون‌های صندوقه‌ای، از یک استوانه توخالی پیش ساخته تشکیل می‌شود. از این‌رو، به این فونداسیون‌ها، فونداسیون استوانه ای نیز می‌گویند.
عوامل موثر در انتخاب فونداسیون کدام هستند
- بارهای اعمال شده از طرف سازه
- ظرفیت باربری زمین
- نوع خاک یا سنگ
- سهولت اجرا
- سطح آب زیر زمینی
مراحل اجرای فونداسیون
مراحل اجرای فونداسیون- انتخاب محل ساخت: ار آن جایی که هر خاکی استحکام کافی برای اجرای هر فونداسیونی را ندارند، پیش از انتخاب نوع فونداسیون مناسب سازه خود، باید از وضعیت محل ساخت سازه خود به طور کامل اطمینان حاصل کنید. در پاسخ به این سوال که یک محل مناسب برای پی ساختمان باید دارای چه ویژگی باشد، باید گفت که محلی برای پی ساختمان مناسب است که سطح فوقانی پی باید پایین تر از سطح یخبندان باشد و سطح تحتانی پی باید بالاتر از عمق ایستایی باشد.
- انتخاب نوع فوندانسیون: حال که محل ساخت را انتخاب کردیم، می‌توانیم به انتخاب نوع فوندانسیون خود بپردازیم. سعی کنید با توجه به انواع بررسی شده در بخش بالا، یکی از فوندانسیون‌های مورد نظر خود را انتخاب کنید.
- قالب بندی فونداسیون: در این مرحله اندازه‌گیری محدوده محل ساخت سازه و تعیین مرزهای فونداسیون صورت می‌گیرد و سپس قالب بندی‌ها نهایی می‌شوند.
- زیر سازی فونداسیون: در این مرحله و پس از قالب بندی‌ها، نوبت به زیر سازی فوندانسیون‌ها می‌رسد. در این گام سطح زمین با توجه به نوع و محدوده فونداسیون حفاری می‌شود.
- آرماتوربندی فونداسیون: برای آن که میزان مقاومت فوندانسیون تا حد زیادی بیشتر شود، باید آرماتور بندی فوندانسیون اعمال گردد.
- بتن ریزی فونداسیون: در این مرحله نهایی، بتن ریزی و آب بندی فونداسیون صورت گرفته و بعد از سفت شدن آن، می‌توانید به سراغ ساخت سازه خود بروید. همچنین، برای افزایش سرعت کار، در برخی از بتن ریزی‌ها، از فونداسیون پیش ساخته بتنی استفاده می‌شود که مقاومت نسبی خوبی نیز دارند.
علت ترک خوردن بتن فونداسیون چیست
یکی از اصلی ترین مشکلاتی که سازندگان و یا مهندسان بتن با آن دست و پنجه نرم می‌کنند، ترک خوردن بتن است. اگر در فرایند ساخت و یا ترکیب مواد اولیه بتن، درصد‌های مواد سازنده به خوبی رعایت نشود، احتمال ترک خوردن بتن وجود دارد.
اگر فوندانسیون دچار همچین مشکلی شود، مجبور به اجرای ترمیم فونداسیون هستید که در آن باید دوباره بخش‌های ترک خورده با کمک بتن‌های استاندارد بتن ریزی شوند.
کلام آخر
در این مقاله سعی کردیم تا به طور کامل و مفصل به بررسی مفهوم فوندانسیون و انواع آن بپردازیم.
