فونداسیون

فونداسیون

فونداسیون چیست؟ فونداسیون Foundation مجموعه بخشهایی از سازه و خاک در تماس با آن که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می گیرد. فونداسیون از اولین مراحل هر ساختمانی هست.برای ساخت فونداسیون باید مراحل مختلفی را طی بکنیم. تمام وزن ساختمان از اسکلت به ستون و از ستون به فونداسیون منتقل می شودوظیفه پی یا فونداسیون انتقال بارهای بخشهای فوقانی به خاک زیر آن می باشد بطوریکه تنشهای بیش از حد و همچنین نشستهای اضافی ایجاد نگردد.

انواع فونداسیون

۱- سنگی،۲-آجری،۳- شفته ای،۴-بتنی،۵- نقطه ای،۶- نواری،۷- گسترده،۸- صفحه ای،۸- صفحه ای،۹-فونداسیون های مشترک،۱۰- باسکولی،۱۱- فونداسیون های کلاف شده،۱۲- شمعی

فونداسیون سنگی

این فونداسیون از سنگ های طبیعی و در مناطقی که سنگ ارزان در دست رس باشد ساخته می شود سنگی که در برای این گونه فونداسیون ها انتخاب می گردد باید سالم ( نپوسیده ) بوده و از انواع سنگ های لاشه شکسته باشد سنگ های قلوهای به علت صیقلی و مدور بودن آن برای بی سازی مناسب نمی باشد زیرا حالت ناپایدار به آن می دهد . سطح فونداسیون سازی با سنگ باید از دیوار هایی که روی آن قرار دارد وسیع تر و از هر طرف دیوار حداقل ۱۵ سانتیمتر عنوان ریشه گسترش داشته باشد . فونداسیون سازی با سنگ با دو نوع ملات صورت می گیرد . چناچه بار و فشار کم باشد ملات سنگ ها را از نوع گل آهک و چنانچه بار زیاد باشد ملات ماسه سیمان انتخاب می شود و استفاده از ملات ماسه سیمان ، ماسه و آهک و یا ملات باشد و از فونداسیون های سنگی فقط و ساختمانهای یک طبقه . فونداسیون دیوارهای محوطه استفاده می شود .

فونداسیون آجری

از سبک آجری در مواقعی استفاده می کنند که ساختمان کوچک و باروارده نیز کم باشد در ضمن از فونداسیون های سنگی نیز به علت گرانی و کمیابی سنگ نتوان استفاده کرد این فونداسیون نیز مانند نوع سنگی بایستی دارای ریشه ای به اندازه ۱۵ تا ۲۰ سانتی متر از طرفین دیوار روی آن باشد برای این منظور است که عرض پی کنی نیز ۳۰ تا ۴۰ سانتی متر از عرض دیوار بیشتر باشد این مقدار اضافه عرض همچنین عمل آجر چینی در داخل پی را آسان تر می نماید چون زاویه پخش بار در فونداسیون عالی آجری در حدود ۶۰ درجه می باشد برای صرفه جویی در مصرف آجر بهتر است آن را به شکل پلکانی در آورد .

فونداسیون شفته ای

ساده ترین و در عین حال ابتدایی ترین فونداسیون سازی برای ساختمان کوچک ۲ یا ۳ طبقه آجری است . شفته خمیری است از مخلوط خاک ، آب ، شن و گردآهک که در هر متر مکعب خاک آن بن ۲۰۰ تا ۲۵۰ کیلو گرم آهک به کار می رود . گاهی نیز بنابر لزوم مقداری پاره سنگ به آن می افزایند . طریقه شفته ریزی بدین صورت است که شفته را در فونداسیون ریخته و پس از آنکه شفته به حدود ۲۰ یا ۳۰ سانتی متر رسید آن را در یک سطح افقی هموار می کنند و یک روز آن را به حالت خود می گذارند . تا آبش در اثر تبخیر یا جذب کاهش باید ( اصطلاحا دونم شود ) سپس آن را با وزنه ی سنگینی ( تخماق ) می کوبند تا کاملا متراکم گردد . مجددا به همان ارتفاع شفته ریزی انجام گرفته و تا پر شدن آن همچنان ادامه می یابد.

فونداسیون بتنی

بتن را می توان یکی از مقاومترین و مستحکم ترین سنگ های مصنوعی دانست . لذا فونداسیون هایی که با بتون ساخته می شود ، بهترین فونداسیون در کارهای ساختمان به شمار می آیند . امروزه توصیه می شود . که فونداسیون کلیه ی ساختمانها را با بتون مسلح بسازند به خصوص در مناطق زلزله خیزی نظیر شهر های جنوب خراسان ، دامنه های سلسله ی جبال البرز ، قزوین حتی برای ساختمان سبک و یک طبقه نیز فونداسیون های بتونی از نوع نواری آن بسیار مناسب خواهد بود . زاویه ی پخش بار در نوع بتنی بین ۳۰ تا ۴۵ درجه می باشد . لذا می توان این گونه فونداسیون ها را پلکانی یا به صورت هرم ناقص ( سومل ) ساخت و از مصرف اضافی بتن صرفه جویی نمود . فونداسیون سازی با بتن بدین طریق انجام می گیرد که ابتدا کف فونداسیون را به اندازه تقریبی ۱۰ سانتی متر بتن کم سیمان با نام مگر می ریزند . که سطح خاک و بتن اصلی را از هم جدا کرده و همچنین سطح پی را جهت بتن ریزی اصلی تراز نمایند . سپس روی بتن مگر داخل پی را با تخته قالب بندی می کنند و پس از آماده شدن قالب بتن ساخته شده را داخل قالب ریخته و خوب می کوبند ویبرا تور ( لرزاننده ) به آن ارزش می دهند .

تا بتون اصطلاحا جا بیفتد یعنی دانه های شن ماسه در بتون عمل جایگیری را کاملا انجام دهند و متراکم گردند . بارگذاری روی فونداسیون های بتنی بایستی حداقل هفت روز پس از پی ریزی انجام می گیرد . ضمنا باید توجه داشت ، چنانچه بتون از نوع مسلح باشد ، باید ابتدا میلگرد در قالب جاسازی شده ، سپس بتن ریزی صورت گیرد ، از این فونداسیون شفته در ساختمان های اسکلت فلزی استفاده می شود .

فونداسیون های نواری

این نوع معمولا در ساختمان های آجری مورد استفاده قرار می گیرد. حداکثر عمق پی های نواری در حدود ۵۰ و عرض پی قدری بزرگتر از عرض دیوار روی آن می باشد.

لایه های فونداسیون های نواری به ترتیب از پایین به بالا:

☆ شفته ریزی

☆ کرسی چینی

☆ شناز

☆ ملات ماسه سیمان برای ایزولاسیون رطوبتی

☆ قیر گونی

☆ ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیر گونی

☆ دیوار چینی اصلی

☆ فونداسیون های گسترده

به نوعی اطلاق می شود که بار چند ستون یا دیوار را که در ردیف ها یا امتداد های مختلف قرار دارند به زمین منتقل می نمایند. پی گستره ممکن است به شکل دال مجموعه تیر_دال و… ساخته شود.

باید توجه کرد که در بندر عباس با توجه به گرمای هوا باید ۳الی۴ ساعت بعد از ریختن بتن فونداسیون آبدهی بتن آغاز شود و بتن ریزی بعد از ظهر انجام گیرد.

در صورت که بتن ریزی در صبح زود تا قبل از ساعت ۱۰ صبح انجام گیرد دمای بتن را با خنک کردن آب مصرفی بتن .به کار بردن سیمان مناسب با حرارت زدایی کم. پایین نگه داشتن دمای سیمان با نگهداری سیمان در سیلو های عایق بندی شده.

کاهش دمای مصالح سنگی با انبار کردن آنها و یا آب پاشی یا دمیدن هوای سرد به آنها و نگهداری ابزار و ماشین آلات تهیه و حمل مخلوط بتن در سایه و یا آب پاشی به آنها پایین تر از ۳۲ درجه آورد.

لازم به ذکر است حداقل سیمان یا مواد سیمانی در مناطق ساحلی خلیج فارس ۳۵۰kg/mو حداکثر آن ۴۲۵kg/m بتن می باشد.

مقدار کلرید های مصرفی در بتن مسلح باید کمتر از ۵۰۰ قسمت در میلیون باشد.میزان کل کلرید قابل حل در آب بتن سخت شده ۲۸ روزه نیز باید مطابق آیین نامه مقررات ملی ساختمان باشد.

فونداسیون صفحه ای

( رادیوژنرال ) ، در مواردی استفاده می شود که بارهای وارده از ساختمان بسیار بوده (بار آسمان خراش ها ) و یا مقاومت زمین تا قدری کم باشد . که جهت انتقال بار به خاک تمام سطح زیر ساختمان مورد لزوم قرار گیرد . فونداسیون صفحه ای به صورت یک پارچه از بتن آرمه در سر تا سر زیر ساختمان ساخته می شود که میله ی ستون ها و دیوار بر روی آن قرار می دهد . در بعضی مواقع که بار بسیار زیاد باشد . سطح آن را بزرگ تر از سطح ساختمان روی آن می سازد تا پخش فشار در سطح بزرگتری انجام پذیرد .

فونداسیون های صفحه ای به صورت مختلف ساخته می شود و مانند نوع صفحه ای ساده صفحه با دیوار محیطی ، صفحه ای با تیر صفحه ای با دیوار بتنی در یک جهت – صفحه ای با دیوار بتنی در دو جهت و فونداسیون های سلولی .

فونداسیون های مشترک

هر گاه برای دو و یا چند ستون یک فونداسیون ساخته شود پی را مشترک گویند . پی مشترک وقتی مورد استفاده قرار می گیرد که :

۱ ). فاصله آنها از یکدیگر کم بوده و یا طوری باشد که سطح فونداسیون ها ، یکدیگر را بپوشانند.

۲ ). یکی از فونداسیون ها در کنار زمین همسایه قرار گرفته باشد.

۳ ). وقتی که به علت طول زیاد یک بنا مجبور باشیم ساختمان را درز انبساط ( ژوئن ) بسازیم . در این صورت برای ستون های مجاور درز انبساط فونداسیون مشترک در نظر می گیرد . چنانچه برای در فونداسیون بار های مختلف خواسته باشیم فونداسیون مشترک طرح نمائیم . فونداسیون مزبور به شکل ذوزنقه ای خواهد که قاعده ی کوچک در طرف بار کمتر و قاعده بزرگ آن در جهت باریستنر باشد.

فونداسیون باسکولی

برای جلوگیری از چرخش فونداسیون و تیر و در کنار دیوار همسایه از فونداسیون باسکولی یا استواپییم استفاده می شود.

☆ فونداسیون های کلاف شده: اتصال دو فونداسیون فنرو توسط شناژ ( بتن آرمه ) را پی کلاف شده می نامند . در مناطق زلزله خیز بهترین نوع فونداسیون برای ساختمانهای مسی معمولی به حساب می آید . در حالتی که ضخامت شفاژ از ارتفاع پی کمتر باشد ، به دو صورت اتصال صورت می گیرد:

الف : سطح بالایی شناژ و سطح بالایی فونداسیون در یک امتداد قرار می گیرد .

ب : سطح زیر شناژ با سطح زیر فونداسیون در یک امتداد قرار می گیرد .

☆فونداسیون های شمعی: شمعها اعضایی از جنس فولاد ، بتن ، بتن مسلح ، و چوب می باشند که در صورت مناسب نبودن ظرفیت باربری زمین برای استفاده از شالوده های سطحی ، از آنها برای ساخت شالوده های عمیق ( شالوده های شمعی ) استفاده می شود . وقتی که لایه یا لایه های فوقانی خاک دارای قابلیت فشردگی زیاد و یا خیلی ضعیف باشند ، به طوری که نتوان از شالوده سطحی برای توزیع بار ساختمان استفاده کرد ، شالوده های شمعی برای انتقال بار به لایه تحتانی محکمتر و یا سنگ بستر مورد استفاده قرار می گیرند. وقتی که بستر سنگی و یا لایه محکمتر تحتانی در عمق معقولی از سطح زمین قرار نداشته باشد ، از شمع برای انتقال تدریجی بار استفاده میشود . در این حالت ، بیشتر مقاومت شمع از طریق نیروی اصطکاک بین سطح تماس شمع و خاک ( مقاومت جلدی ) تامین میشود . اگر شمع ها تحت تاثیر نیروی افقی قرار گیرند ، در حالی که هنوز قابلیت حمل بار های قایم را دارا هستند ، می توانند به وسیله خمش ، نیرو های افقی راحمل نمایند . این وضعیت اغلب در شالوده سازه های حایل خاک که وظیفه آنها مقاومت در مقابل فشار جانبی خاک است و یا ساختمان های بلند که تحت تاثیر نیروی باد یا زلزله قرار دارند ، پیش می آید.

روش های اجرا

فرض كنید یك پروژه اسكلت فلزی را بخواهیم به اجرا در آوریم، مراحل اولیه اجرایی شامل ساخت پی مناسب است كه در كلیه پروژه ها تقریباً یكسان اجرا می شود، اما قبل از شرح مختصر مراحل ساخت پی، باید توجه داشت كه ابتدا نقشه فونداسیون را روی زمین پیاده كرد و برای پیاده كردن دقیق آن بایستی جزییات لازم در نقشه مشخص شده باشد.

از جمله سازه به شكل یك شبكه متشكل از محورهای عمود بر هم تقسیم شده باشد و موقعیت محورهای مزبور نسبت به محورها یا نقاط مشخصی نظیر محور جاده، بر زمین بر ساختمان مجاور و غیره تعیین شده باشد. (معمولاً محورهای یك امتداد با اعداد 3،2،1 و… شماره گذاری می شوند و محورهای امتداد دیگر با حروف c-b-a و… مشخص می گردند. همچنین باید توجه داشت ستونها و فونداسیون هایی را كه وضعیت مشابهی از نظر بار وارد شده دارند، با علامت یكسان نشان می دهند : ستون را با حرف cc و فونداسیون را با حرف f نشان میدهند. ترسیم مقاطع و نوشتن رقوم زیر فونداسیون، رقوم روی فونداسیون، ارتفاع قسمت های محتلف پی، مشخصات بتن مگر، مشخصات بتن، نوع و قطر كلی كه برای بریدن میلگرد ها مورد نیاز است باید در نقشه مشخص باشد.

قبل از پیاده كردن نقشه روی زمین اگر زمین ناهموار بود یا دارای گیاهان و درختان باشد، باید نقاط مرتفع ناترازی كه مورد نظر است برداشته شود و محوطه از كلیه گیاهان و ریشه ها پاك شود . سپس شمال جغرافیایی نقشه را با جهت شمال جغرافیایی محلی كه قرار است پروژه در آن اجرا شود منطبق می كنیم ( به این كار توجیه نقشه می گویند) پس از این كار، یكی از محورها را (محور طولی یا عرضی ) كه موقیعت آن روی نقشه مشخص شده است، بر روی زمین، حداقل با دو میخ در ابتدا و انتها، پیاده می كنیم كه به اینامتداد محور مبنا گفته می شود؛ حال سایر محورهای طولی و عرضی را از روی محور مبنامشخص می كنیم (بوسیله میخ چوبی یا فلزی روی زمین) كه با دوربین تیودولیت و برایكارهای كوچك با ریسمان كار و متر و گونیا و شاقول اجرا می شود.

حال اگر بخواهیم محل فونداسیون را خاكبرداری كنیم به ارتفاع خاكبرداری احتیاج داریم كه حتی اگر زمین دارای پستی و بلندی جزیی باشد، نقطه ای كه بصورت مبنا (b. M) باید در محوطه كارگاه مشخص شود

( این نقطه بوسیله بتن و میلگرد در نقطه ای كه دور از آسیب باشد ساخته می شود. )

نكات فنی و اجرایی مربوط به خاكبرداری: داشتن اطلاعات اولیه از زمین و نوع خاك از قبیل : مقاومت فشاری نوع خاك بویژه از نظر ریزشی بودن، وضعیت آب زیرزمینی، عمق یخبندان و سایر ویژگیهای فیزیكی خاك كه با آزمایش از خاك آن محل مشخص می شود، بسیار ضروری است. در خاكبرداری پی هنگام اجرا زیرزمین ممكن است جداره ریزش كند یا اینكه زیر پی مجاور خالی شود كه با وسایل مختلفی باید شمع بندی و حفاظت جداره صورت گیرد؛ به طوری كه مقاومت كافی در برابر بارهای وارده داشته باشد یكی از راه حل های جلوگیری از ریزش خاك و پی ساختمان مجاور، اجرای جز به جز است كه ابتدا محل فونداسیون ستونها اجرا شود و در مرحله بعدی، پس از حفاری تدریجی، اجزای دیگر دیوارسازی انجام گیرد.

 قالب بندی فونداسیون چگونه است؟

قالب بندی باید از تخته سالم بدون گره به ضخامت حداقل 5/2 سانتیمتر یا ورقه های فلزی صاف یا از قالب آجری (تیغه 11 سانتیمتری آجری یا 22 با اندود ماسه سیمان برای جلوگیری از خروج شیره بتن) صورت گیرد. لازم به یادآوری است كه پی های عادی را می توان با قرار دادن ورقه پلاستیكی (نایلون) در جداره خاكبرداری از آن به عنوان قالب استفاده كرد.

تذكر: در آرماتور بندی فاصله میله گردها تا سطح آزاد بتن در مورد فونداسیون نباید از 4 سانتیمتر كمتر باشد.

سخن آخر

فونداسیون‌ها از سازه در انتقال بارها به لایه‌های خاک یا سنگ که ظرفیت باربری کافی و ویژگی‌های نشست مناسبی دارند، پشتیبانی می‌کند. تمام ساختمان بر روی فونداسیون ساخته می شود، همین امر اهمیت آن را دوچندان می کند.