فونداسیون ساختمان

فونداسیون ساختمان

فونداسیون ، شالوده ، پی سازی در فرهنگ فارسی به این شرح می باشد . مجموعة مصالحی که در فونداسیون سازی ساختمان به کار رفته است .معادل آن در زبان انگلیسی کلمه Foundation می باشد.

فونداسیون

  •   معنی کلمه فونداسیون
  • چیست؟
  • غیر بتنی
  • فونداسیونبتنی

  • معنی کلمه فونداسیون

معنی کلمه فونداسیون در فرهنگ فارسی به این شرح می باشد :(فُ) [ فر. ] (اِ.) مجموعة مصالحی که در فونداسیون سازی ساختمان به کار رفته است ، شالوده ، پی سازی

معادل آن در زبان انگلیسی کلمه Foundation   با تلفظ آمریکایی Us : /faʊnˈdeɪʃn̩/ و  تلفظ انگلیسیUk : /faʊnˈdeɪʃn̩/ می باشد.

البته دقت کنید که ویرایش های اخیر مباحث مقررات ملی ساختمان از شالوده و پی نام برده که آن ها را اینگونه تعریف می کند:

  • شالوده : به قسمتی از سازه اطلاق می شود که روی سطح فوقانی آن ستون یا دیوار قرار گرفته و سطح تحتانی آن روی زمین یا روی شمع تکیه دارد و بار ساختمان را به زمین منتقل می کند. ( بخش 9-20-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ص278 ویرایش سال  1392 )
  • پی: به مجموعه بخش هایی از سازه و خاک در تماس با آن اطلاق می وشد که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می گیرد ( بخش 7-1-3-2 مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان ص1 ویرایش سال  1392 )

با توجه به تعاریف بیان شده فوق ، در این مقاله از کلمه فونداسیون جهت این سیستم مورد استفاده در ساختمان استفاده می شود و با توجه به وسعت مطالب تنها به دسته بندی های مختلف و تعاریف موجود آن ها اکتفا می کنیم.

  • Ø     فونداسیون چیست ؟

بخشی از ساختمان است که وظیفه انتقال نیرو از ستونها به زمین و خاک اطرافش را بر عهده دارد بر اساس نوع ساختمان و میزان نیروهای وارده، بافت لایه هاو نوع خاک زمین و شرایط آب و هوایی منطقه ، می توان تیپ و ابعاد آن  را انتخاب و مشخص نمود. عمق، طول و عرض فونداسیون ها  به وزن ساختمان، تعداد طبقات و نوع خاک محل بستگی دارد.

  • های غیر بتنی

انواع فونداسیون های غیر بتنی (که برخی در معماری سنتی ایرانی نیز به چشم می خورند) به شرح ذیل می باشد:

  • فونداسیون از چرز : چرز، به ملاتهای کم آهک و یا بدون آهک گفته می‌شود که معمولاً از موادی مانند شن و ماسه، خرده سنگ، نخاله آجر، گل و آب تشکیل شده است
  • فونداسیون ‌های سنگی : از آنها معمولاً برای ساختمانهایی با وزن زیاد استفاده می‌شود. برای اتصال سنگها در حالتی که فونداسیون سنگی دارای ملات است با توجه به نوع محل در مناطق مرطوب از ملات شفته آهکی و در مناطق خشک از ملات قیرچارو استفاده می‌شود.اجرای فونداسیون سنگی بر دو نوع است:
    1. بدون ملات که در اصطلاح به آن خشکه چین می‌گویند.
    2. با ملات.

اين فونداسيون از سنگ هاي طبيعي و در مناطقي که سنگ ارزان در دست رس باشد ساخته مي شود سنگي که در براي اين گونه فونداسيون ها انتخاب مي گردد بايد سالم ( نپوسيده ) بوده و از انواع سنگ هاي لاشه شکسته باشد سنگ هاي قلوهاي به علت صيقلي و مدور بودن آن براي بي سازي مناسب نمي باشد زيرا حالت ناپايدار به فونداسيون مي دهد . سطح فونداسيون سازي با سنگ بايد از ديوار هايي که روي آن قرار دارد وسيع تر و از هر طرف ديوار حداقل 15 سانتيمتر عنوان ريشه گسترش داشته باشد . فونداسيون سازي با سنگ با دو نوع ملات صورت مي گيرد . چناچه بار و فشار کم باشد ملات سنگ ها را از نوع گل آهک و چنانچه بار زياد باشد ملات ماسه سيمان انتخاب مي شود و استفاده از ملات ماسه سيمان ، ماسه و آهک و يا ملات باشد.

  • فونداسيون آجري : از فونداسيون هاي آجري در مواقعي استفاده مي کنند که ساختمان کوچک و باروارده نيز کم باشد در ضمن از فونداسيون هاي سنگي نيز به علت گراني و کميابي سنگ نتوان استفاده کرد اين فونداسيون نيز مانند فونداسيون هاي سنگي بايستي داراي ريشه اي به اندازه 15 تا 20 سانتي متر از طرفين ديوار روي آن باشد براي اين منظور است که عرض پي کني نيز 30 تا 40 سانتي متر از عرض ديوار بيشتر باشد اين مقدار اضافه عرض همچنين عمل آجر چيني در داخل پي را آسان تر مي نمايد چون زاويه پخش بار در فونداسيون عالي آجري در حدود 60 درجه مي باشد براي صرفه جويي در مصرف آجر بهتر است آن را به شکل پلکاني در آورد .
  • فونداسیون از شفته تیزان (شفته تیزون) : شفته تیزان همانند شفته آهکی است با این تفاوت که دارای آهک بیشتری در ترکیب خود است (برای بناهای با مجاورت زیاد با آب)
  • فونداسيون شفته اي : ساده ترين و در عين حال ابتدايي ترين فونداسيون سازي براي ساختمان کوچک 2 يا 3 طبقه آجري است . شفته خميري است از مخلوط خاک ، آب ، شن و گردآهک که در هر متر مکعب خاک آن بن 200 تا 250 کيلو گرم آهک به کار مي رود . گاهي نيز بنابر لزوم مقداري پاره سنگ به آن مي افزايند . طريقه شفته ريزي بدين صورت است که شفته را در فونداسيون ريخته و پس از آنکه شفته به حدود 20 يا 30 سانتي متر رسيد آن را در يک سطح افقي هموار مي کنند و يک روز آن را به حالت خود مي گذارند . تا آبش در اثر تبخير يا جذب کاهش بايد ( اصطلاحا دونم شود ) سپس آن را با وزنه ي سنگيني ( تخماق ) مي کوبند تا کاملا متراکم گردد . مجددا به همان ارتفاع شفته ريزي انجام گرفته و تا پر شدن فونداسيون همچنان ادامه مي يابد .
  • فونداسیون چوبی: فونداسیون  چوبی اغلب در مناطق شمالی کشور که دسترسی به چوب آسان است، استفاده می‌شود، این فونداسیون ها  اغلب بر روی سطح زمین ساخته شده و چوب‌های بکار رفته در آنها دارای ابعاد بزرگی است که توانایی تحمل نیروهای مختلفی همچون وزن ساختمان ر دارند.از دلایل ساخت آن بر روی زمین:
    1. ایجاد شرایطی برای عبور هوا از زیر ساختمان و کاستن مقدار رطوبت در بنا.
    2. قرار گیری چوب در زیر زمین سبب پوسیدگی سریع آن می شود.

  • Ø     انواع فونداسیون بتنی

بتن را مي توان يکي از مقاومترين و مستحکم ترين سنگ هاي مصنوعي دانست . لذا فونداسيون هايي که با بتون ساخته مي شود ، بهترين فونداسيون در کارهاي ساختمان به شمار مي آيند . امروزه توصيه مي شود . که فونداسيون کليه ي ساختمانها را با بتون مسلح بسازند به خصوص در مناطق زلزله خيزي حتي براي ساختمان سبک و يک طبقه نيز فونداسيون هاي بتوني از نوع نواري آن بسيار مناسب خواهد بود .

فونداسيون سازي با بتن بدين طريق انجام مي گيرد که ابتدا کف فونداسيون را به اندازه تقريبي 10 سانتي متر بتن کم سيمان با نام مگر مي ريزند . که سطح خاک و بتن اصلي را از هم جدا کرده و همچنين سطح پي را جهت بتن ريزي اصلي تراز نمايند . سپس روي بتن مگر داخل پي را با تخته قالب بندي مي کنند و پس از آماده شدن قالب بتن ساخته شده را داخل قالب ريخته و خوب مي کوبند ويبرا تور ( لرزاننده ) به آن ارزش مي دهند . تا بتون اصطلاحا جا بيفتد يعني دانه هاي شن ماسه در بتون عمل جايگيري را کاملا انجام دهند و متراکم گردند بايد توجه داشت ، چنانچه بتون از نوع مسلح باشد ، بايد ابتدا ميلگرد در قالب جاسازي شده ، سپس بتن ريزي صورت گيرد.

فونداسیون ‌ها بر اساس عمق و نوع عملکرد طبقه‌بندی می‌شوند. در حالت کلی چنانچه لایه مقاوم در عمق کمی از سطح زمین قرار گرفته باشد، فونداسیون در نزدیکی سطح زمین بنا می‌شود. در غیر این صورت برای رسیدن به لایه مقاوم، عمق فونداسیون افزایش می‌یابد.

دقت کنید در صورتی که محل ساختمان در مناطق شهری باشد و موظف به رعایت کف و بر اعلامی شهرداری باشیم می بایست تا نقطه ای که به لایه مقاوم برسیم خاکبرداری را انجام داده و سپس تا زیر پی (طبق محاسبات با توجه به کف اعلامی از طرف شهرداری ) زیر سازی مناسب را انجام دهیم و یا اینکه به طرق ذکر شده در مباحث مقررات ملی نسبت به استفاده از شمع  یا تسلیح خاک اقدام نموده تا از مقاومت لازمه (ظرفیت باربری مناسب) خاک زیر فونداسیون مطمئن شویم.

بطور کلی فونداسیون ‌ها را می‌توان به دسته های زیر تقسیم کرد :

  • فونداسیون ‌های کم عمق معروف به فونداسیون ‌های سطحی (shallow foundation) : فونداسیون هایی که نسبت عمق به عرض آنها مساوی یا کمتر از یک باشد را فونداسیون سطحی می‌نامند دسته‌بندی‌های متفاوتی از فونداسیون  سطحی در مراجع مختلف یافت می‌گردد.
  • فونداسیون های منفرد(spread founadtion): به شالوده‌ای که تنها بار یک ستون را منتقل می‌کند، فونداسیون منفرد می‌گویند. این فونداسیون ها  معمولاً از یک دال مربعی یا دایره‌ای تشکیل می‌شوند. در بیشتر موارد، فونداسیون  منفرد توسط تیرهایی به نام کلاف به یکدیگر متصل می‌شوند. کلاف‌ها نقشی در جلو گیری از نشست فونداسیون  منفرد ندارند. (قادر به تحمل برش و خمش نمی‌باشند) و تنها صلبیت جانبی سازه را افزایش می‌دهند. فونداسیون منفرد می‌تواند شامل انواع بتنی غیر مسلح یابتن مسلح معمولی، با سطوح شیبدار و پله‌ای باشد.
  • فونداسیون  دو ستونی : اگر دو ستون به هم نزدیک باشند (به نحوی که فاصله فونداسیون منفرد آنها کمتر از نصف فاصله دو ستون می‌شود)، اقتصادی و مناسب است که از فونداسیون دو ستونی استفاده شود. کار برد اصلی این و نوع فونداسیون در مواردی است که نمی‌توانند یک یک ستون را به طور مرکزی بر روی فونداسیون منفرد قرار داد، مانند فونداسیون ستون کناری (در نوار مرکزی ساختمان در زمین‌های محدود). فونداسیون دو ستونی می‌تواند به طور مستطیلی یا ذوزنقه‌ای طرح شود. این فونداسیون ها  به نحوی طراحی می‌شوند که مرکز هندسی آنها بر نقطه اثر برآیند بارهای وارد منطبق شود.

راه دیگر مقابله با خروج از مرکزیت ستون کناری اتصال آن توسط یک تیر قوی به فونداسیون داخلی مجاور است. چنین شالوده‌ای را فونداسیون باسکولی یا فونداسیون تسمه‌ای می‌گویند. فونداسیون باسکولی از نشست‌های نامساوی ستون‌ها نیز جلوگیری می‌کند.

  • strip footing):برای فونداسیون ستون‌های یک ردیف و یا دیوار باربر، از فونداسیون نواری استفاده می شودکه نسبت طول به عرض آن بسیار زیاد است. معمولاً فونداسیون ی که در آنها نسبت طول به عرض آنها بیتشر از چهار یا پنج باشد به عنوان فونداسیون نواری در نطر گرفته می‌شود.
  • فونداسیون گسترده(raft foundation):اگر زمین زیر فونداسیون آنقدر سست باشد و یا بار وارد از طرف سازه آنقدر زیاد باشد که سطح پوشیده شده توسط فونداسیون  منفرد بیش از نصف سطح زیر بنا شود، در این صورت اقتصادی است که از فونداسیون گسترده استفاده شود. فونداسیون گسترده شامل یک دال یکپارچه است که کلیه بارهای سازه را از ستون‌های و دیوارها به خاک منتقل می‌کند. این نوع فونداسیون موجب توزیع نسبتاً یکنواخت تنش و جلوگیری از تمرکز آن در زیر بارهای سنگین و موضعی می‌شود، لذا در کاهش نشست نامساوی بسیار مؤثر است.
  • فونداسیون شبکه‌ای(grid foundation):به لحاظ اقتصادی (کاهش هزینه قالب بندی) گاهی مقرون به صرفه است که فونداسیون  یک ردیف در هم ادغام و فونداسیون به صورت نواری اجرا شود. چنانچه این نوارها در هر دو امتداد عمود برهم قرار گیرند، فونداسیون شبکه‌ای به وجود می‌آید. عملکرد این فونداسیون ها  مرکب بوده و متفاوت از عملکرد فونداسیون منفردی است که توسط کلاف به یکدیگر متصل می‌شوند.
  • فونداسیون  پوسته‌ای(shell foundation):این نوع فونداسیون ها  بار رابه واسطه شکل خود به زمین منتقل می کنندو حجم آنها تأثیری در انتقال بار ندارد. این نوع فونداسیون ها  به عنوان فونداسیون برج‌های خیلی بلند نظیر برج‌های رادیو تلویزیون یا برج‌های خنک‌کننده به کار می‌روند و طراحی آنها مشکل است.
  • فونداسیون  نیمه عمیق (فونداسیون  چاهی)(pier foundation) :در این فونداسیون ها  نسبت عمق به عرض در محدوده (۴۵)تا(۱۰)قرار دارد.این فونداسیون ها  حد فاصل فونداسیون  سطحی و عمیق هستندو به آنها فونداسیون  چاهی نیز گفته می‌شوند. عملکرد آنها تا حدودی شبیه فونداسیون  عمیق است زیرا بار را به یک لایه مقاوم که در عمق متوسطی از زمین قرار دارد منتقل می‌کنند. برای اجرای این فونداسیون ها ، چاهی در زمین حفر کرده و سپس درون آن را با مصالح مناسب پر می‌کنند.
  • فونداسیون  عمیق(deep foundation) : این فونداسیون ها  عمدتاً شامل شمع بوده و در آنها نسبت عمق به عرض فونداسیون بیشتر از ۱۰بوده است. شمعها اعضايي از جنس فولاد ، بتن ، بتن مسلح ، و چوب مي باشند که در صورت مناسب نبودن ظرفيت باربري زمين براي استفاده از فونداسیون هاي سطحي ، از آنها براي ساخت فونداسیون هاي عميق ( فونداسیون هاي شمعي ) استفاده مي شود . وقتي که لايه يا لايه هاي فوقاني خاک داراي قابليت فشردگي زياد و يا خيلي ضعيف باشند ، به طوري که نتوان از فونداسیون سطحي براي توزيع بار ساختمان استفاده کرد ، فونداسیون هاي شمعي براي انتقال بار به لايه تحتاني محکمتر و يا سنگ بستر مورد استفاده قرار مي گيرند. وقتي که بستر سنگي و يا لايه محکمتر تحتاني در عمق معقولي از سطح زمين قرار نداشته باشد ، از شمع براي انتقال تدريجي بار استفاده ميشود . در اين حالت ، بيشتر مقاومت شمع از طريق نيروي اصطکاک بين سطح تماس شمع و خاک ( مقاومت جلدي ) تامين ميشود . اگر شمع ها تحت تاثير نيروي افقي قرار گيرند ، در حالي که هنوز قابليت حمل بار هاي قايم را دارا هستند ، مي توانند به وسيله خمش ، نيرو هاي افقي راحمل نمايند . اين وضعيت اغلب در فونداسیون سازه هاي حايل خاک که وظيفه آنها مقاومت در مقابل فشار جانبي خاک است و يا ساختمان هاي بلند که تحت تاثير نيروي باد يا زلزله قرار دارند ، پيش مي آيد.
  • فونداسیون  ویژه (special foundation) : هرگونه فونداسیون که جزء دسته‌های فوق نباشد در این دسته قرار می‌گیرند.

انواع فونداسيون فونداسيون ها را نسبت به نوع مصالح و سيستم ساخت آن مي توان به دو گروه تقسيم کرد :

  1. انواع فونداسيون از نظر نوع مصالح آن مانند فونداسيون هاي سنگي ، آجري ، شفته اي ، بتني و ...
  2. انواع فونداسيون از نظر سيستم ساخت آن مثل : : فونداسيون هاي تکي ، نواري ، صفحه اي ، فونداسيون مشترک و فونداسيون هاي کلاف شده مي باشد .

 

مشاهده سبد درخواست