با انواع فونداسیون ویژه و تعاریف آنها آشنا شوید
در این پست به معرفی انواع فونداسیون ویژه می پردازیم و هر یک را به اختصار توضیح می دهیم.
انواع فونداسیون ویژه به شرح زیر می باشند :
- پی های شناور
- پی های پوسته ای
- پی های جعبه ای
- پی های فولادی
- پی های منفرد چسبان
- تلفیق پی گسترده و عمیق
در ادامه هر یک از انواع فونداسیون ویژه را به اختصار توضیح می دهیم :
پی های شناور
پی های شناور در مواردی كاربرد دارند که لايه های نشست پذير و يا ضعیف تا عمق قابل توجهی وجود داشته باشند و استفاده از شمع هم امكان پذير نباشد.
در این صورت می توان پی گسترده سازه را در عمق پايین تر مستقر و با برداشت خاك حاصل از گودبرداری با بار ثقلی حاصله از روسازه مقابله و يا حتی فشار روسازه با میزان خاك حاصل از حفاری را معادل نمود.
در اين حالت آنقدر خاك برداری می شود كه وزن خاك برداشته شده و نیروی هیدروستاتیک بركننده با وزن ناخالص سازه برابر شود.
به عبارت ديگر فشار در كف گودبرداری تغییر نخواهد كرد.
يعنی فشار ايجاد شده برابر فشار خاك جابجا شده خواهد بود و به لحاظ نظری نشستی ايجاد نمی شود و نشست حاصله عمدتاً در اثر برگشت تورم حاصل از خاكبرداری پس از احداث بنا می باشد.
در اين حالت به نظر می رسد كه سازه روی آب همانند كشتی روی آب شناور است.
معمولاً يک متر مكعب خاك را می توان به لحاظ وزنی معادل دو طبقه ساختمان مسكونی معمولی در هر متر مربع به حساب آورد.
عملكرد پی شناور بدين صورت است كه با عمل گودبرداری و جايگزين كردن وزن سربار با بخشی از وزن ساختمان، میزان بار خالص وارد بر بستر خاك و بدنبال آن نشست كاهش می يابد.
بار يک ساختمان توسط پی های منفرد، نواری، شمع ها و … تحمل می شود.
اگر خاك بستر ضعیف باشد، تحت بار ساختمان، خطر گسیختگی برشی در زير پی وجود دارد.
بنابراين بارها بايستی در سطح بزرگتری گسترده شوند، يا مقدار بار وارده بايستی كاهش يابد و يا بايستی از خاك ضعیف توسط شمع ها يا ساير تجهیزات به مصالح مستحكم در اعماق پايین منتقل شوند.
اين سه راه حل می توانند به طور جداگانه يا توأماً مورد استفاده قرار بگیرند.
يک راه برای كاهش مقدار بار وارده، كاربرد پی شناور يا پی نسبتاً شناور می باشد.
برای ساختمان های بلند استفاده از ايده شناوری نیازمند ايجاد چندين طبقه زيرزمین خواهد بود كه با مشكلات اجرايی بسیاری همراه است.
همچنین از آنجا كه فوندانسیون های گسترده شناور در عمق خاك اجرا می شوند مسئله تراز آب زير زمینی بايد در نظر گرفته شود.
شکل 1 : پی شناور از انواع فونداسیون ویژه
پی سلولی و پوسته ای
در این نوع پی از صفحات متناوب و متقاطع جهت تامین مقاومت كافی در مقابل نیروهای برشی و لنگرهای خمشی و نیز صرفه جويی در مصالح مصرفی اعم از بتن و میلگرد مصرفی به كار گرفته می شوند.
ويژگی های فرمی روسازه، عاملی تعیین كننده در انتخاب شكل اين پی ها می باشد.
پی های پوسته ای، بار را به واسطه شكل خود به زمین منتقل می كنند و حجم آنها تاثیری در انتقال بار ندارد.
اين نوع پی ها به عنوان پی برج های خیلی بلند نطیر برج های راديو تلويزيون يا برج های خنک كننده به كار می روند.
پی باکسی یا جعبه ای
در مواردی كه سازه ها خیلی سنگین هستند و از اهمیت ويژه ای برخودار می باشند، سیستم فوندانسیون آن ها بايد از صلبیت خمشی ويژه ای برخوردار باشد.
بدين ترتیب تلفیق دال های كف، سقف و نیز ديوار های اطراف و میانی زير زمین، ملاحظات خاص تحلیل، طراحی سازه ای و اجراي پی های شناور را مطرح می سازد.
پی های فولادی یا پروفیله
استفاده از اين پی در زمانی است كه بارهای حاصل از روسازه سنگین و زمین بستر سخت و يا سنگی باشد.
راه حل های استفاده از بتن مسلح پاسخ گوی وضعیت سیستم های معمولی پی سازی نبوده كه در اين حالت از پروفیل های فولادی بال پهن در دو لايه عمود و بر روی يكديگر با قالب بتنی درجا در اطراف به كار گرفته می شود.
در صورت وجود بارهای كمتر و در دسترس نبودن پروفیل های فولادی بال پهن و يا پی سازی موقت در بستر های سست، می توان از دو رديف الوار های چوبی متعامد روی هم و محصور در بتن استفاده كرد.
شکل 3 : پی فولادی از انواع فونداسیون ویژه
پی های منفرد چسبان
اين نوع از پی ها به عنوان جايگزينی برای پی های گسترده استفاده می شود.
پی های گسترده معضلاتی در تحلیل، طراحی و اجرا در بر دارند.
هرچند كه پی های منفرد با فرض صلبیت آن ها دارای روش های تحلیل و طراحی ساده و معمول می باشند اما در اجرا وجود شبكه آرماتور فوقانی مشكلاتی برای بتن ريزی ايجاد می كند و با توجه به ابعاد گسترده آن به دست آوردن يک بتن يک پارچه نیز مشكل می باشد.
لذا به جای استفاده از پی گسترده می توان يک رديف پی منفرد مجاور را جايگزين كرد كه به صورت منقطع در قسمت بالا و متصل در قسمت پايین هستند.
به دلیل اين كه در قسمت بالا عدم پیوستگی وجود دارد، لنگری رد و بدل نشده و مانند پی های منفرد تنها به سفره آرماتور پايینی نیاز داريم.
اين سفره آرماتور می تواند برای پی های مجاور مشترك باشد. بدين ترتیب كه يک سفره آرماتور حداقل در پايین پی ها قرار دهیم و در هر كدام از پی ها كه لازم باشد از آرماتور اضافی منظور كنیم.
اگرچه اين سیستم يک پارچه شده ولی در تحلیل آن می توانیم از مدل پی منفرد استفاده كنیم.
تلفیق پی گسترده و عمیق
اگرچه پی گسترده در میان پی های سطحی راه حل نسبتا مناسبی به شمار می رود ولی انتخاب آن، همان طور كه گفتیم با مشكلات اجرايی همراه است.
ايراد هايی از قبیل معضلات اجرايی و بتن ريزی يكپارچه، غیر اقتصادی بودن و وقوع نشست های زياد.
به طور كلی وقوع نشست در خاك را می توان تابعی از شدت بارگذاری و عرض پی دانست.
در اين صورت با توجه به عرض نسبتا زياد پی های گسترده در مقايسه با پی های نواری و منفرد و منطقه تاثیر تنش نسبتا زياد در زير پی ، نشست ها ممكن است برای سازه های با اهمیت بالا و سنگین در صورت استفاده از پی گسترده، از محدوده مجاز تجاوز كند.
در اين موارد می توان با تلفیق پی گسترده و پی های عمیق و مشاركت باربری يكی از كامل ترين انواع فوندانسیون ها را اجرا نمود.
گرداوندگان (دانشجویان دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی) :
- ساسان امیری افشار
- امیر مسعود تقوی
ویرایش و انتشار : پرتال جامع مهندسی عمران – ucivil.ir
