فونداسیون سطحی چیست و به چند نوع تقسیم می شود؟
فونداسیون سطحی، یکی از انواع اصلی فونداسیون ها است که بارهای اعمال شده از طرف سازه را به اعماق نزدیک سطح زمین انتقال می دهد.
این فونداسیون، گزینه مناسبی برای سازه های سبک محسوب می شود. به فونداسیون های سطحی، پی نیز می گویند. در ادمه، به معرفی متداول ترین انواع پی می پردازیم.
پی منفرد یا مجزا چیست؟
پی منفرد یا پی مجزا، پرکاربردترین، ساده ترین و کم هزینه ترین نوع فونداسیون های سطحی است.
این نوع پی معمولا در عمق کم و به منظور تحمل و توزیع بارهای متمرکز کف پایه و ستون مورد استفاده قرار می گیرد.
کاربرد اصلی پی منفرد در ساختمان های معمولی (حداکثر پنج طبقه) است.
سطح مقطع پی منفرد می تواند به شکل مربع یا دایره باشد. در صورت احتمال وجود گشتاورهای ناشی از اعمال بارهای نامنظم یا نیروهای افقی، شکل مستطیلی پی منفرد مورد استفاده قرار می گیرد.
ابعاد این نوع پی، با توجه به بار مورد انتظار در کف ستون و ظرفیت باربری مجاز در خاک محاسبه می شود.
در یک پروژه کوچک ساختمانی معمولا در زیر هر ستون، یک پی منفرد ساخته می شود. هر یک از این پی ها، بارهای اعمال شده از طرف ستون را به طور مستقیم به زمین منتقل می کند.
در ساخت این نوع پی معمولا از بتن معمولی یا بتن مسلح استفاده می شود. البته در هنگام استفاده از بتن معمولی برای ساخت پی منفرد باید ابعاد پی به اندازه کافی بزرگ باشد تا توزیع بار به خوبی در آن صورت گیرد.
کاربرد بتن معمولی در زمین هایی است که احتمال رخ دادن نشست در آن ها وجود ندارد. به کارگیری پی منفرد در سازه های بزرگ یا سنگین به هیچ عنوان توصیه نمی شود.
پی منفرد برای استفاده در شرایط زیر از نظر اقتصادی به صرفه و از نظر ایمنی مناسب است:
پی ترکیبی چیست؟
پی ترکیبی شباهت زیادی به پی منفرد دارد. در مواقعی که ستون های سازه به هم نزدیک باشند، پی آن ها با یکدیگر همپوشانی خواهد داشت.
در این حالت، پی ترکیبی به وجود می آید. با وجود شباهت زیاد پی ترکیبی به پی منفرد، طراحی این دو متفاوت است.
پی ترکیبی، انواع و شکل های مختلفی دارد. پی دال، پی دال و تیر، پی گسترده و پی تسمه ای با شکل مربعی، مستطیلی، T و ذوزنقه ای به عنوان پی ترکیبی در نظر گرفته می شوند.
هنگامی که بار اصلی سازه بر روی ستون های آن باشد، پی ترکیبی با مقطع مستطیلی مورد استفاده قرار می گیرد.
هدف اصلی به کارگیری پی ترکیبی، توزیع یکنواخت بار به سطح زیر پی است. به منظور دستیابی به این هدف باید مرکز جرم پی دقیقا زیر برآیند بارهای اعمال شده از طرف روسازه قرار داشته باشد.
استفاده از پی ترکیبی برای شرایط زیر مناسب است:
پی دیواری یا پی نواری چیست؟
پی دیواری یا پی نواری، باریکه ای از جنس سنگ، آجر یا بتن مسلح است که بار اعمال شده از سمت دیوارهای باربر را به زمین منتقل می کند.
پی دیواری به صورت پیوسته و در امتداد طول دیوار ساخته می شود. به همین دلیل، به آن پی پیوسته نیز می گویند. عرض پی دیواری معمولا بین دو تا سه برابر عرض دیوار روی آن است. به همین دلیل، بارهای اعمال شده از طرف سازه بر روی سطح بیشتری توزیع می شوند.
در نتیجه، پایداری بهتری برای کل سازه فراهم می شود.
پی دیواری برای ستون، دیوار و پایه هایی مورد استفاده قرار می گیرد که عمق لایه خاک بستر آن ها حداکثر 3 متر از سطح زمین فاصله داشته و ظرفیت باربری خاک بستر برای نگهداری از وزن سازه در تمام نواحی کافی باشد.
به همین دلیل، استفاده از پی دیواری در بستری با سطح آب زیرزمینی بالا (به دلیل احتمال آبشستگی یا روانگرایی) مناسب نیست.
پی دیواری برای شرایط زیر مناسب است:
پی گسترده چیست؟
پی گسترده، بر روی تمام محیط سازه اجرا می شود. این نوع پی به منظور تحمل بارهای سنگین اعمال شده از طرف ستون و دیوارها مورد استفاده قرار می گیرد.
در واقع، کاربرد اصلی پی گسترده برای مواقعی است که میزان بارهای اعمال شده از طرف سازه به ستون و دیوارها بسیار بالا باشد.
در این حالت، استفاده از پی گسترده باعث جلوگیری از رخ دادن نشست های متفاوت در نقاط مختلف می شود.
قالب بندی برای بتن ریز ی پی گسترده:
برای اجرای پی در خاک متورم شونده، پی منفرد و دیواری به دلیل ظرفیت باربری پایین خاک مناسب نیست. در این شرایط، استفاده از پی گسترده گزینه بهتری خواهد بود.
در صورتی که اجرای پی منفرد یا پی دیواری، نیمی از مساحت کف سازه اشغال کند، به کارگیری پی گسترده از نظر اقتصادی به صرفه تر است. استفاده از پی گسترده نیز در بستری با سطح آب زیرزمینی بالا (به دلیل احتمال آبشستگی یا روانگرایی) مناسب نیست.
به طور کلی، این نوع پی برای شرایط زیر مناسب است:
پی طره ای یا پی باسکولی چیست؟
پی طره ای شباهت زیادی به پی ترکیبی دارد. دلایل انتخاب این دو نوع پی نیز یکسان است. در در این حالت، پی زیر ستون به طور جداگانه ساخته شده و توسط تیر به یک یا چند پی دیگر متصل می شود.
به طور کلی، در شرایطی که امکان عبور پی از محدود سازه وجود نداشته باشد، پی موجود در کناره محدوده را با مساحت کمتری می سازند.
سپس، پی کناره محدوده و پی داخل محدوده را توسط یک تیر به هم متصل می کنند.