انواع پی و فونداسیون در اجرا سازه
در این مقاله به معرفی انواع پی و فونداسیون در ساختمان‌سازی خواهیم پرداخت.
منظور از بتن مگر چیست؟
بتن مگر که به آن بتن لاغر یا بتن کم سیمان نیز می‌گویند اولین قشر پی‌سازی است و مقدار سیمان در بتن مگر در حدود ۱۰۰ الی ۱۵۰ کیلوگرم در مترمکعب می‌باشد و بتن مگر در پی‌سازی با دو دلیل انجام می‌گیرد:
- برای جلوگیری از تماس مستقیم بتن اصلی با خاک: علت اینکه بتن اصلی با خاک نباید با همدیگر تماس پیدا کنند این است که در خاک معمولاً مواد زائد زیادی وجود دارد که به‌مرورزمان می‌تواند بتن ما را خورده و باعث پوسیده شدن آرماتورهای بتن اصلی ما شود.
- برای رگلاژ کف پی و ایجاد سطح کافی برای ادامه پی‌سازی: وقتی زمین‌ها پستی‌وبلندی زیادی داشته باشد قبل از ریختن بتن مگر آن را رگلاژی کرده تا زمین برای بتن مگر آماده شود و بتن مگر این بحران را به‌خوبی برطرف کند و همه جای زمین را در هنگام پی رادیه و رقوم زمین را در هنگام پی‌های نوازی هم کد و تصحیح می‌کند.
نکته: ضخامت بتن مگر در حدود ۱۰ سانتی‌متر بوده و معمولاً قالب‌بندی از روی بتن مگر شروع می‌شود.
معرفی انواع پی و فونداسیون
۱. ساده‌ترین نوع پی و فونداسیون (پی شفته‌ای)
پی‌سازی با شفته فقط برای ساختمان‌های یک طبقه و یا پی دیوارهای محوطه استفاده می‌شود و از ساده‌ترین انواع پی‌سازی است. ساخت پی شفته‌ای به‌این‌ترتیب می‌باشد که پس از حفر زمین تا عمق لازم، معمولاً از همان خاک‌های حاصله از پی‌کنی استفاده کرده و با افزوده مقدار لازم دوغاب آهک به آن شفته تهیه می‌شود. پس از یک هفته (البته در آب‌وهوای معتدل) پی شفته‌ای قابلیت بارگذاری یعنی دیوارچینی پیدا می‌کند.
نکته: بناهای سنتی ما بر روی پی‌های شفته‌ای ساخته شده‌اند که امروزه استفاده از این نوع پی منسوخ شده است.
۲. پی‌های سنگی، یکی از انواع پی و فونداسیون
زمانی که سنگ مناسب در محل موجود و عمق پی زیاد باشد از پی‌های سنگی استفاده می‌کنیم. سنگی که برای پی‌سازی استفاده می‌گردد از انواع سنگ‌های لاشه و شکسته می‌باشد. سنگ‌های قلوه رودخانه‌ای به علت صیقلی بودن سطح آن مناسب نمی‌باشند. پس از پی‌کنی سنگ‌های لاشه شکسته را در میان ملات ماسه و سیمان یا ملات ماسه و آهک و یا ملات باتارد جا می‌دهیم. استفاده از پی‌های سنگی نیز تنها در ساختمان‌های یک طبقه و یا دیوار محوطه توصیه می‌شود.
۳. پی‌های بتنی به چه منظور استفاده می‌شوند؟
امروزه توصیه می‌شود که پی کلیه ساختمان‌ها را از بتن بسازند. بخصوص در مناطق زلزله‌خیز حتی برای ساختمان‌های یک طبقه هم پی‌های بتنی مسلح که در تمام طول دیوارهای باربر ساختمان ادامه داشته و به یکدیگر متصل‌اند به کار می‌روند.
انواع پی و فونداسیون از نظر عمق
- پی و فونداسیون سطحی و در دسترس
- پی و فونداسیون نیمه‌عمیق: چاه بتنی
- پی و فونداسیون عمیق: شمع
عمق پی به عوامل زیر بستگی دارد:
- عمق خاک مناسب
- عمق یخ‌زدگی
- نقشه‌ی کار
- عبور لوله‌های تأسیساتی
انواع پی و فونداسیون از نظر شکل
- پی و فونداسیون منفرد
- پی و فونداسیون نواری
مهم‌ترین نکات درباره اسکلت بتن
۱. در چه مناطقی از ساختمان‌های بتنی استفاده می‌گردد؟
اسکلت بتنی در بسیاری از مناطق مرطوب ایران استفاده می‌شود. به دلیل زنگ‌زدگی سازه‌های فولادی در این مناطق، عمر مفید آنها کاهش پیدا می‌کند، به همین دلیل از اسکلت‌های بتنی در این مناطق بیشتر استفاده می‌شود.
این نوع سیستم سازه‌ای، در سازه‌های حساس مثل نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و غیره نسبت به سازه‌های فولادی از کاربرد بیشتری برخوردار است، چون در مقابل شرایط محیطی و هم چنین آتش‌سوزی مقاومت بالایی دارند. این نوع سیستم سرعت اجرای پائین‌تری نسبت به سیستم فولادی دارد. ولی در تکنولوژی پیش ساختگی این مشکل به نسبت زیادی کاهش‌یافته است.
ساختمان بتنی ساختمانی است که برای اسکلت اصلی از بتن‌آرمه (سیمان، شن، ماسه و فولاد به‌صورت میل‌گرد ساده و با آج‌دار) استفاده شده باشد. در ساختمان‌های بتنی سقف‌ها به‌وسیله دال‌های بتنی پوشیده می‌شود و یا از سقف‌های تیرچه و بلوک و یا سایر سقف‌های پیش‌ساخته استفاده می‌گردد و برای دیوارهای جداکننده (پارتیشن‌ها) ممکن است از انواع آجر مانند سفال تیغه‌ای، آجر ماشینی سوراخ‌دار، آجر معمولی کوره‌ای، تیغه گچی و یا چوب استفاده شده و ممکن است از دیوار بتن‌آرمه هم استفاده شود. درهرحال در این نوع ساختمان‌ها شاه‌تیرها و ستون‌ها بتن‌آرمه (بتن مسلح) ساخته می‌شود.
۲. تقسیم‌بندی سیستم اسکلت بتنی
تقسیم‌بندی سیستم اسکلتی بتنی در دو نوع زیر شرح داده شده است:
درجا ریخته شده: مناسب برای ساختمان‌های بتنی می‌باشد. این روش در محل پروژه اجرا می‌گردد مانند ساختمان‌های متداول بتنی فعلی که از این نوع سیستم استفاده می‌شود. اما باید در موقع اجرا دقت زیادی اعمال گردد. چرا که کوچک‌ترین اشتباهی می‌تواند نقص مهمی را ایجاد کرده و باعث عملکرد نامناسب ساختمان شود. برای مثال ویبره کردن و بتن‌ریزی باید مرحله‌به‌مرحله صورت گیرد در غیر این صورت می‌تواند باعث به‌هم‌خوردن ترکیب دانه‌بندی و کاهش کیفیت بتن می‌شود.
پیش‌ساخته: در ساختمان‌های بتنی اجزای درجه دوم را پیش‌ساخته می‌کنیم ولی ستون‌ها در جا ریخته می‌شوند. چون اگر تیر و ستون را پیش‌ساخته استفاده کنیم، نامناسب است. اما این امر خود درصورتی‌که درست اجرا شود به‌خاطر مزیت صنعتی بودن می‌تواند چه در هزینه و چه در کیفیت تأثیرگذار باشد.
۳. معایب و مزایای سازه‌های بتنی
از مزایای سازه‌های بتنی می‌توان به طول عمر مفید ساختمان‌های بتنی که به طور تقریب سه برابر سازه‌های فولادی است اشاره کرد. همچنین مقاومت بتن در برابر آتش‌سوزی تفاوت چشمگیری نسبت به سازه‌های فولادی دارند و نیز می‌توان به مقاومت بسیار عالی این سازه‌ها در برابر خورندگی ناشی از رطوبت اشاره نمود که این امر نه‌تنها موجب کوتاه شدن عمر نمی‌گردد، بلکه باعث افزایش مقاومت بتن نیز می‌شود.
از جمله معایب ساختمان‌های بتنی می‌توان به ابعاد زیاد تیر و ستون و ایجاد محدودیت در طراحی معماری، مشکلات قالب‌بندی در شرایط خاص ترد و شکننده بودن بتن نسبت به فولاد، سرعت پایین اجرا در برابر سازه‌های فولادی و هزینه‌ی بالای تعمیر در صورت بروز خطا به هنگام اجرا و غیره اشاره کرد.
اطلاعات کلی درباره آرماتوربندی
کلیه مصالح بنائی از جمله بتن، تاب و تحمل کشش را ندارند و در اندک مدت در مقابل نیروی کششی از همدیگر گسیخته می‌شوند. حداکثر نیرویی که بتن می‌تواند تحمل نماید ۳۲ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع می‌باشد و این در صورتی است که بتن با مشخصات عالی ساخته شده باشد که در کارگاه‌های معمولی کمتر می‌توان به این نتیجه رسید. برای اینکه تاب تحمل نیروی کششی در بتن را در حد دلخواه برسانیم از فولاد که معمولاً به‌صورت میل‌گرد آج‌دار یا ساده است، استفاده می‌کنند.
در مقاطعی که بتن تحت‌تأثیر نیروی کششی باشد، فولادگذاری می‌گردد. فولاد آلیاژی است که از آهن و کربن تشکیل شده هرقدر درصد کربن بیشتر باشد فولاد سخت‌تر و شکننده‌تر شده و خاصیت شکل‌پذیری آن کمتر می‌شود. فولادی که در ساختمان مصرف می‌شود باید به‌راحتی شکل‌پذیر باشد تا همیشه و همه‌جا به‌صورت دلخواه و سرد خم شوند.
نکته: باید توجه داشت که سطح فولاد کاملاً تمیز بوده و عاری از مواد خارجی باشد. در نقشه‌های ساختمانی میل‌گرد ساده را با علامت Ø و میل‌گرد آج‌دار را با علامت Ф نشان می‌دهند و میل‌گرد را با قطر آن می‌خوانند مثلاً میل‌گرد نمره ۱۸ میل گردی است که قطر آن ۱۸ میلی‌متر است و در بازار میل‌گرد به قطرهای ۶-۸-۱۰ میلی‌متر وجود دارد و میل‌گردها معمولاً به طول ۱۲ متر و یا کلافی به بازار عرضه می‌شود.
منظور از قالب‌بندی چیست؟
در کارگاه‌های ساختمان‌های بتنی سه کارگاه وجود دارد که هم‌زمان به کار خود ادامه می‌دهند و این سه کارگاه عبارت‌اند از:
- کارگاه‌های بتن‌سازی
- آرماتوربندی
- قالب‌بندی
ازآنجاکه بتن قبل از سخت شدن روان بوده لذا برای شکل‌دادن به آن احتیاج به قالب داریم. قالب‌هایی که برای بتن ساخته می‌شوند اغلب چوبی هستند و برای کارهای سری‌سازی از قالب‌های فلزی هم استفاده می‌کنند. قالب‌ها علاوه بر شکل‌دادن به بتن وزن آن را نیز تحمل می‌نمایند بدین لحاظ اگر در اجرای آن دقت کافی نشود ممکن است در موقع بتن‌ریزی واژگون شده و موجب خسارت شود. تخته و چوبی که برای قالب‌بندی استفاده می‌شود باید کاملاً خشک و در برابر رطوبت تغییر شکل ندهد، زیرا تغییر شکل قالب موجب تغییر شکل بتن گشته و بر شکل تیرها و ستون‌ها تأثیر می‌گذارد.
در ایران معمولاً از تخته‌های چوبی که به نام چوب روسی معروف است برای قالب‌بندی استفاده می‌نمایند. تخته‌های برای قالب‌بندی مصرف می‌شود باید از نوع چوب‌های صمغ‌دار یا جنگلی یا مشابه باشند و مصرف چوب سفید جز برای قالب شالوده و یا قالب بتن‌های بدون آرماتور مجاز نیست.
ضخامت تخته‌های مورد مصرف در مورد ستون‌ها و کف تیرها حداقل سه سانتی‌متر و ضخامت تخته‌های تیرها و قالب دال‌ها حداقل دو سانتی‌متر هستند و پهنای تخته‌ها متناسب با ابعاد قطعه‌ای باید باشد که قالب برای آن ساخته می‌شود.
مهم‌ترین انواع قالب‌بندی سازه
۱. قالب‌بندی پی و فونداسیون چیست؟
در ساختمان‌های کوچک معمولاً برای قالب‌بندی پی و فونداسیون از آجر استفاده می‌کنند بدین طریق که بعد از خاک‌برداری و تعیین پی‌ها و محورها اندازه آنها را با آجر چیده و بعد شناژها را به آن متصل می‌کنند. ضخامت این آجرها حتی می‌توان ۱۰ سانتی‌متر باشد.
بهتر است برای این آجرچینی از ملات گل استفاده شود، زیرا در این صورت بعد از سخت شدن بتن می‌توان آجرها را برداشت و مجدداً استفاده نمود ولی در این طریق ممکن است هنگام بتن‌ریزی دیوارهای قالب، تحمل وزن بتن را نداشته باشد و از هم دیگر این متلاشی شوند که در این صورت باید قبل از بتن‌ریزی پشت کلیه آجرها با خاک یا نخاله آجر یا غیره، پر شود به‌طوری‌که بتواند به‌خوبی وزن بتن را تحمل نماید.
مشکل اساسی در این نوع قالب‌بندی آن است که آجر آب بتون مجاور خود را مکیده و آن را خشک نموده و فعل‌وانفعالات شیمیایی در آن متوقف می‌شود برای جلوگیری از این مشکل بهتر است که رویه آجر را با یک ورقه نایلونی پوشانیده شود تا آجر و بتن مستقیماً در تماس نباشند. مزیت دیگر این نایلون آن است که بعد از سخت شدن بتن آجرها به‌راحتی از قالب جدا شده و می‌تواند در محل‌های دیگر استفاده شود.
۲. نحوه اجرا قالب‌بندی ستون‌ها
اغلب ستون‌ها به‌صورت چهارضلعی هستند گاهی نیز ممکن است معمار ساختمان از نظر زیبایی مقاطع دیگر از جمله دایره، بیضی و غیره پیشنهاد نماید. برای قالب‌بندی ستون‌ها ابتدا ابعاد ستون را از روی نقشه تعیین نموده و دو ضلع قالب را به همان میزان از تخته‌های مناسب بریده و به چوب‌های چهار تراش که به آن پشت‌بندی گویند میخ می‌نمایند.
باتوجه‌به اینکه در قالب ستون‌ها دو ضلع مقابل داخل دو ضلع دیگر قرار می‌گیرند در نتیجه پهنای دو ضلع دیگر قالب باید به‌اندازه کلفتی تخته از ابعاد قید شده در نقشه بیشتر باشد تا از داخل، ابعاد موردنظر را به ما بدهد. باید توجه داشت که پشت‌بندهای اضلاع مقابل اولاً در حدود ۱۰ الی ۱۵ سانتی‌متر از پهنای قالب بیشتر باشد و در ثانی پشت‌بندهای اضلاع مقابل درست مقابل همدیگر قرار بگیرند تا در موقع اتصال چهار ضلع ستون به یکدیگر با بستن سیم نجاری به این زایده‌ها امکان اتصال آنها به یکدیگر به‌سهولت امکان‌پذیر باشد. حداکثر فاصله این پشت‌بندها از همدیگر نباید از ۸۰ سانتی‌متر تجاوز نماید. این پشت‌بندها باید به‌وسیله میل‌گرد و مهره یا سیم نجاری به هم اتصال پیدا کنند.
۳. توضیحی درباره قالب تیرهای اصلی
در اغلب موارد بتن تیرهای اصلی و سقف، یکپارچه ریخته می‌شوند و آرماتورهای سقف و تیرهای اصلی به یکدیگر متصل هستند. اگر ضخامت تیرهای اصلی از سقف بیشتر باشد اغلب این تفاوت ضخامت را از پایین منظور نموده و آنگاه آن را با سقف کاذب اصلاح می‌نمایند.
تیرهای اصلی از دو قسمت تشکیل می‌شود که این دو قسمت عبارت‌اند از کف و گونه‌های چپ و راست. ولی اگر ضخامت سقف تیرهای اصلی مساوی باشد فقط احتیاج به کف دارد و ساختن قالب آن بدین طریق است که پایه‌های با کلاهک به تعداد لازم بین دو ستون قرار داده و کف تیر اصلی را به پهنای تعیین شده در نقشه که از قبل ساخته شده است روی این پایه‌ها نصب می‌نمایند او به آن میخ می‌کنند. تعداد این پایه‌ها باید آن‌قدر باشد که به‌خوبی بتوان وزن آرماتور و بتن و کارگران که روی آن کار می‌کنند و وسایل بتن‌ریزی را تحمل نمایند.
۴. قالب‌بندی سقف، یکی از انواع قالب‌بندی‌های سازه
در مورد سقف ساختمان‌های بتنی آنچه که در ایران معمول است اغلب تیرچه بلوکی می‌باشد. گاهی نیز از دال بتنی پیش‌ساخته و یا بتن ریخته شده در محل استفاده می‌کنند. در مورد سقف‌های بتنی ریخته شده در محل و سقف‌های تیرچه بلوک برای هرکدام احتیاج به قالب‌بندی مخصوصی است.
برای سقف‌های بتنی که احتیاج به قالب‌بندی مفصل‌تر و محکم‌تر دارد معمولاً از به هم میخ کردن تخته‌ها و تشکیل صفحه‌ای به ابعاد موردنیاز استفاده می‌کنند که این تخته‌ها را روی داربست‌های چوبی قرار داده آنگاه شبکه‌های فلزی (آرماتوربندی) را روی آن قرار می‌دهند و بتن‌ریزی می‌نمایند.
برای تنظیم قالب‌بندی و سهولت در قالب‌برداری از گوه استفاده می‌نمایند. بدین طریق که دو عدد گوه زیر هر پایه قرار می‌دهند و به‌وسیله چکش آن را در جای خود محکم نموده و آنگاه آن را به‌وسیله گچ در محل خود ثابت نگه می‌دارند تا خطر هرگونه جابه‌جایی پایه‌ها به حداقل برسد. به‌وسیله همین گوه‌ها تراز تیر یا سقف را نیز تکمیل می‌نمایند، زیرا هرقدر گوه به داخل برود پایه‌ها در سطح بالاتری قرار می‌گیرند. گوه باید از چوب سخت مانند بلوط یا گردو باشد.
برای پایه‌های داربست بعضی مواقع از لوله‌های فلزی استفاده می‌کنیم که به‌وسیله اهرمی بالا و پایین می‌رود و به آن اصطلاح جک می‌گویند و مورد سقف‌های تیرچه بلوک احتیاج به بستن تمام سقف با تخته نیست فقط باید کمر تیرچه‌ها به فاصله‌های ۱/۵ تا ۲ متر شود تا از شکم دادن آنها جلوگیری شود که به آنها اصطلاحاً در قالب‌بندی کش می‌گویند.
منظور از باز کردن قالب چیست؟
اصولاً قالب‌برداری از ساختمان‌های بتنی وقتی باید انجام شود که اجزای بتنی بتواند وزن خود را تحمل نماید. برای ستون‌ها و گونه تیرها همین‌قدر که شکل هندسی آنها تشکیل شد می‌توان قالب را باز کرد. ولی باید دقت شود که در مورد قالب‌برداری به گوشه آنها آسیب نرسد. زیرا به علت سست بودن بتن در اثر کوچک‌ترین ضربه گوشه آنها خواهد ریخت. ولی در مورد تیرها و سقف‌ها حداقل ۲-۴ هفته بعد از بتن‌ریزی باید قالب برداشته شود.
در این مدت هرقدر هوا سردتر باشد قالب‌ها باید دیرتر برداشته شوند. زیرا همان‌طور که گفته شد در هوای سرد بتن دیرتر سخت می‌شود. برای آنکه از سخت شدن بتن و باربر بودن آن مطمئن شویم بهتر است در موقع بتن‌ریزی چند نمونه از بتن را برداشته و در همان شرایط منطقه موردنظر قرار دهیم. قبل از قالب‌برداری، مقاومت نمونه‌ها را آزمایش کرده و در صورت رضایت‌بخش بودن اقدام به قالب‌برداری نمایید. در این مورد هرگز نباید به مشاهدات چشمی اطمینان نمود و در موقع قالب‌برداری باید از برداشتن کلیه پایه‌ها در یک مرحله خودداری نمود.
بهتر است قالب‌ها را در مرحلهٔ اول یک‌درمیان برداشته و در مراحل بعد نیز به‌تدریج به قالب‌برداری ادامه دهیم. تقریباً مدت زمانی که باید از اجزاء مختلف ساختمان بتنی قالب‌برداری شود بدین طریق است. زمان‌های بالا برای هوای مناسب که درجه حرارت آن از C°۵ کمتر نباشد تعیین شده چنانچه پس از ریختن بتن یخ‌بندان شود باید مدت نگهداری قالب را حداقل به‌اندازهٔ مدت یخ‌بندان اضافه کرد.
نکته: قالب‌برداری باید جز به جزء با کشیدن میخ‌ها انجام شود و ضربه‌زدن به قالب و برداشتن ناگهانی مجاز نیست.
برای طراحی داخلی، طراحی نقشه و طراحی نما ساختمان می توانید سفارش خود را به صورت آنلاین در سایت ما ثبت کنید!!
