خانه / مطالب آموزشی / پی و پی سازی در ساختمان

پی و پی سازی در ساختمان

پي : 

مجموعه بخشهايي از سازه و خاكِ در تماس با آن، كه انتفال بار بين سازه و زمين، از طريق آن صورت مـيگيرد (پي  foundation )نام دارد . 

به طور كلي مي توان پي ها را به چهار گروه عمده تقسيم كرد : 

  1. پي هاي سطحي (shallow foundation) يا شالوده ها 
  2. پي هاي عميق (deep foundation) مانند پي هاي شمعي 
  3. پي هاي نيمه عميق (pier foundation) مانند پي هاي چاهي 
  4.   (anchorage) و مهار (caisson) مانند پي هاي با صندوقه (special foundation) پي هاي ويژه

پي هاي سطحي يا شالوده ها : 

      شالوده ها پي هايي هستند كه در عمق كم و نزديك سطح زمين اجرا مي شوند و بارهاي سازه را بـه زمـينمنتقل مي كنند . 

شالوده ها بر سه نوع اند : 

۱- شالوده هاي منفرد          footing

۲-شالوده هاي نواري          strip footing

۳-شالوده هاي گسترده        mat footing  

آنچه معمولا در زير ساختمان و بر روي پي هاي عميق اجرا مي شود و بارهاي سازه را به پي عميق منتقـل مـيكند نيز شالوده است . 

واژه شالوده منفرد جايگزين واژه پي تكي يا پاشنه تكي ،شالوده نواري جايگزين پاشنه پيوسته و شالوده گـستردهجايگزين راديه ژنرال و پي گسترده است .   

پي هاي عميق : 

        آن دسته از پي ها را كه نسبت عمق آنها به كوچكترين بعد افقيشان از شش تجاوز كند پـي هـاي عميـقمي نامند . انواع پي هاي شمعي، ديواركها (barette  ) و ديوارهاي جداكننده ( cut off wall ) از جملـه پـيهاي عميق اند . پي هاي عميق معمولا بوسيله يك سازه ميانجي كه شالوده ناميده مي شود بارهـاي سـازه اي رامي گيرند و به زمين منتقل ميكنند . 

پي هاي نيمه عميق : 

        پي هاي نيمه عميق ،مانند پي هاي چاهي حد فاصل شالوده ها و پي هاي شـمعي را تـشكيل مـي دهنـد.

نحوه محاسبه اينگونه پي ها بيشتر شبيه محاسبه شالوده است . 

پي هاي ويژه :  

        پي هاي ويژه مانند پي هاي با صندوقه ، مهارها ، ستونهاي شني و غيره با سه گونه قبلـي پـي هـا تفـاوتزيادي دارند و براي انتقال بارهاي سازه به زمين ، ممكن است با بهره گيري از فشار ، كـشش يـا اصـطكاك كـاركنند. مي توان به منظور عموميت بخشيدن به مسئله انتقال نيرو بين سازه و خاك ، اطراف پوششهاي تونلهـا راهم از جمله پي هاي ويژه به حساب آورد. با اين ديد مـي تـوان سـازه هـاي نگهبـان ، ماننـد سـپرهاي فلـزي ،ديوارهاي جداكننده و غيره نيز پي ويژه به حساب آورد . 

پي سازي : 

        اتخاذ تدابير لازم و اجراي در خور آنها به منظور تامين پايـداري هـر نـوع سـاختمان بـراي بوجـود آوردنتعادل مناسب بين بنا و زمين در تماس با آن پي سازي نام دارد . 

شالوده هاي منفرد كه نزديك به هم باشند مي توانند به يكديگر پيوسته شوند و بصورت شالوده مركب كار كنند   شالوده هاي نواري ممكن است زير ستون و يا زير ديوار باشند . شالوده هاي گسترده به دو صورت ، بـدون تيـر وباتير طراحي و اجرا مي شوند . 

بررسي ژئوتكنيكي : 

        بررسيهاي ژئوتكنيكي ، لايه هاي زميني و آبهاي زيـر زمينـي را بـه عنـوان عوامـل دخيـل در پايـداري ورفتارمناسب ابنيه موقتي و دائمي مورد مطالعه قرار مي دهد. اين بررسي ها به منظور ارائه داده هاي مربـوط بـهرفتار خاك كه در طراحي و ساخت بنا ها لازم مي آيد ، صورت مي گيرد .  

تحليل عوامل حاصل در طول بررسي مقدماتي و شناسايي خاكها به يك جمع بندي كلي شامل مراتب زير منجرمي شود : 

  • تهيه برشها و نيمرخهاي زمين شناسي و ژئوتكنيكي 
  • –        – دستيابي به مشخصات مختلف خاكها براي تدوين طرح و انجام محاسبات 
  • –        – شناخت جريان هاي مختلف آبهاي زيرزميني و سفره هاي آب 
  • –        – بررسي حساسيت لايه هاي سطحي خاك در برابر يخبنذان 
  • –        – چگونگي خورندگي خاكها و آبها در برخورد با مصالح ساختماني 
  • –        – بررسي رفتار خاكها در برابر بارهاي ديناميكي مانند زلزله 

گودبرداريهاي لازم براي اجراي شالوده ها : 

        هدف گودبرداري ايجاد گودهايي است كه بخشهايي از ساختمان كه در تماس مستقيم با زمين هستند درآن قرار گيرد . اجراي شالوده ها بايد بعد از سالم سازي و خشكانيدن كف گود صورت گيرد سالم سازي كف گودبا روشهاي مناسب ، از قبيل آب كشي و زهكشي عملي است. گودهايي كه در مجاورت بناهاي موجود ايجاد ميشوند نبايد به هيچ عنوان پايداري اين بناها را ، چه در مرحله موقت اجرا و چه در مرحله نهايي ، دچار نقصان يـااشكال كنند . 

تمامي عواملي كه در كف گود به آن برخورد مي شود مانند سنگها ، شالوده هـاي قـديمي و بطـور كلـي هرشـيزميني مقاوم كه احتمال تشكيل نقاط سخت موضعي را در زير شالوده هاي گسترده و شالوده هاي نـواري پديـدمي آورند بايد تا عمق مناسبي برداشته شوند تا از ناهمگني در زير شالوده ها اجتناب شـود. راه حلهـاي مناسـبديگري هم مي توانند به كار گرفته شوند ، تمامي بخشها وعدسيهاي با قابليـت تـراكم بيـشتر از زمـين طبيعـيمجموعه را بايد در شرايط يكسان بهسازي يا جايگزين كرد تا زمين پي از همگني كـافي برخـوردار شـود خـاكجايگزين را ، در صورت لزوم و با توجه به نوع آن بايد متراكم كرد تا معيارهاي كلي باربري نقصان نيابد. راه حلديگر ، جايگزيني بخشهاي برداشت شده با بتن كم عيار است . 

عمليات گودبرداري شامل فعاليتهاي ساختماني از قبيل حفاري چاهها و مجـاري آب و فاضـلاب ، خـاكبرداري ،خاكريزي ، حفاري و پي كني با وسايل دستي و ماشين آلات مكانيكي ، عمليات زير زميني و نظاير آن است . 

ايمني در كارهاي گودبرداري : 

        قبل از شروع عمليات گودبرداري بايـد بـا همكـاري سـازمانهاي ذيـربط جريـان بـرق ، گـاز ، آب و سـايرسرويسهاي مشابه در محل گودبرداري قطع شـود و چنانچـه محـل گـودبرداري در نزديكـي و مجـاورت يكـي ازايستگاههاي اصلي خدمات عمومي مانند آتش نشاني باشد ، بايد قبلا مراتب به اطلاع آن ايستگاه رسـانده شـود.

قبل از گودبرداري بايد كليه اشياي زايد از قبيل درخت ، تخته سنگ و ضايعات ساختماني كه ممكن است سببوقوع حادثه اي شود ، از محل گودبرداري خارج گردد . 

در صورتي كه حفاري و خاكبرداري در عمق پايين تر از پي ساختمانها و ديوارهاي حائل يا سطح معـابر عمـوميكه در مجاورت محل حفاري و خاكبرداري قرار دارند صورت گيرد. بايد اقدامهاي لازم بـراي جلـوگيري از خطـرناپايداري آنها به عمل آيد . بعد از وقوع بارندگي ، طوفان ، سيل و زلزله بايد محل گودبرداري بازديد شـود تـا درنقاطي كه خطر ريزش ديواره وجود دارد ، با استفاده از شمع و سپر يا چوب بست ، ديواره تحكيم و تثبيت گردد

  .

بتن مگر : 

        اجرا ي يك لايه بتن مگر در زير تمام شالوده هاي بتن آرمه كه در مجـاورت سـطح زيـرين خـود آرمـاتوردارند الزامي است. بتن مگر خطر آلوده شدن بتن سازه اي را به هنگام انجام عمليات بتن ريزي مرتفع مي نمايد. ضخامت لايه بتن پاكيزگي به هيچ عنوان نبايد كمتر از پنج سانتي متر باشد .  

ريختن بتن مگر بايد به مجرد اتمام عمليات گودبرداري صورت گيرد. پاره اي از خاكهـا ، ماننـد مارنهـا ، كـه درزمان پايان عمليات گودبرداري مقاومتي كافي و مناسب دارند ، نسبت به عوامل جوي حساسايت نشان مي دهندو در اثر ريزش آب باران بر آنها بعد از چند ساعت گل شده و كاملا سست مـي شـوند. برخـي خاكهـاي ديگـر ،مانند شيست ها ، خاصيت تورقي دارند و در مجاورت هوا پوسته پوسته شده و از جدارهاي گود جدا مي شـوند.

به منظور پيشگيري از مشكل فوق و جلوگيري از در معرض هوا قرار گرفتن زمينهاي قابل تورم ، مـي تـوان رويقسمتهاي گودبرداري شده را با ملات ماسه سيمان اندود كرد و يا با ورق كلفتي از پلي اتيلن متناسب با شـرايطسطح زمين ، روي آن را پوشاند . 

عيارهاي كمينه بتن مگر : 

ارقام ذكر شده زير براي تامين حفاظت كافي آرماتورها در برابر خوردگي توسط سازمان مديريت اعلام شده است:- براي بتن پاكيزگي و بتن درشت ، حداقل عيار ۱۵۰ كيلوگرم سيمان در متر مكعب بتن است . 

  • براي شالوده هاي با بتن غيرمسلح در زير ديوارهاي باربر يا سـتونها ، عيـار كمينـه ۲۰۰ كيلـوگرم سـيمان درمترمكعب بتن است . 
  • براي شالوده هاي نواري كه فقط آرماتور كلاف دارند ، بايد عيار كمينه ۲۵۰ كيلـوگرم سـيمان در متـر مكعـببتن باشد . 
  • براي بتن شالوده هاي بتن آرمه ، عيار كمينه ۳۰۰ كيلوگرم سيمان در متر مكعب بتن است . 

ابعاد پي : 

        عرض طول و عمق پي ها كاملا بستگي به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاك محـل سـاختمان دارد. در ساختمان هاي بزرگ قبل از شروع كار به وسيله آزمايشات مكانيك خاك قدرت مجـاز تحملـي زمـين را تعيـيننموده و از روي آن مهندس محاسب ابعاد پي را تعيين مي نمايد. ولي در سـاختمانهاي كوچـك كـه آزمايـشاتمكانيك خاك در دسترس نيست بايد از مقاومت زمين در مقابل بار ساختمان مطمئن شويم. اغلب مواقع قدرتمجاز تحملي زمين براي ساختمانهاي كوچك با مشاهده خاك پي و ديدين طبقات آن و طرز قرار گرفتن دانه هابر روي همديگر و يا با ضربه زدن به وسيله كلنگ به محل پي قابل تشخيص است. گاهي اوقات نيز براي بدستآوردن اطمينان بيشتر مي توان اقدام به آزمايشات ساده محلي نمود . 

انواع پي هاي مورد استفاده در ساختمان : 

        پي به صورتهاي نقطه اي (تكي) ، نواري ، گسترده اجرا مي شود  و در مناطقي كه خاك توانايي هيچ گونه بارگذاري نداشته باشد از پي گسترده استفاده مي كنيم .  

معمولا براي ساختمانهاي زير سه طبقه از پي نقطه اي استفاده مي شود. در ساختمانهايي كه پي نقطه اي اجـراشده در زير هر ستون يك پي قرار دارد كه بوسيله شناژ به هم متصل شده اند و بـار بنـا را بـه زمـين زيـر خـودمنتقل مي كنند .در ساختمانهايي كه پي تكي جوابگوي بار وارده به زمين نيست در امتداد ستونها و ديوارها پـينواري ايجاد مي كنند. كه شبكه مش در تمام طول پي نواري وجود دارد. پي گسترده نيز بـراي بناهـاي بـسيارسنگين و ساختمانهاي بلند و بر روي خاكهايي كه مقاومت كمي دارند طراحي مي شود. شمع نيز در زمينهـاييكه تحمل بار ندارند مانند زمينهاي ماسه بادي براي رسيدن به سطح بكر و مقاوم زمين كوبيده مي شود .  

پي هاي گسترده : 

        به اين گونه پي ها كه راديه ژنرال هم مي گويند ، از بتن مسلح ساخته مي شوند و داراي محاسـبات فنـيمفصل و  دقت اجراي فـوق العـاده مـي باشـد بـراي سـاختمانهايي كـه داراي وزن فـوق العـاده زيـاد بـوده و يـاساختمانهايي كه در زمينهاي سست ساخته مي شود اين گونه پي ها ايجاد مي گردد . 

براي ساختن پي هاي سراسري بايد صفحه اي از بتن به طول و عرض تمـام زيـر بنـاي سـاختمان بـه ضـخامتمحاسبه شده حداقل در حدود ۸۰ تا ۱۰۰ سانتي متر ريخته شود ميلگردهاي اين صـفحه بتنـي طبـق محاسـبهبدست مي آيد. در محلهايي كه بار بيشتري وجود دارد ميلگردهاي بيشتري گذاشته مي شود مانند زير و اطرافستونها. آرماتورهاي ريشه براي ايجاد ستونهاي بتني و يا صفحه هاي فلزي زيرستون براي ستونهاي فلـزي روياين صفحه بتني قرار مي گيرند . 

شمع كوبي : 

        در زمينهايي كه خيلي سست بوده و به هيچ وجـه قـدرت تحمـل بـار سـاختمان را نداشـته باشـد ماننـدخاكهاي دستي يا زمينهاي ماسه اي و يا در محلهايي كه زمين بكر در عمق هاي زيـاد قـرار داشـته و برداشـتنكليه خاكهاي سطحي مقرون به صرفه نباشد از طريق شمع كوبي بار ساختمان را به زمين بكر منتقل مي نمايند.بدين طريق كه در امتداد پي هاي ساختمان يعني در طول ديوارهاي اصلي كه باربر مي باشـند بـا فاصـله هـايمعين در حدود ۲ تا ۵,۲ متر چاه حفر مي كنند. و در ساختمانهاي فلزي و بتني كه پي نقطه اي اجرا مي شـودزير هر ستون چاه حفر مي نمايند. و اين حفاري را تا زمين بكر و محكم ادامه مي دهند و كف چاههـا را خزينـهنموده تا سطح اتكا آن با زمين بيشتر باشد. بعد اين چاهها را با بتن يا شفته پر مي كنند. بعد از پر كـردن ايـنچاهها روي آن را بوسيله طاق آجري و يا سـنگي و يـا تيرهـاي بتنـي بـه هـم مربـوط نمـوده و بعـد روي آن راديوارچيني مي كنند و يا با نصب صفحه هاي فلزي روي آن اسكلت فلزي بنا مي نمايند. شفته يـا بـتن پـس ازخود گيري مانند ستوني است كه در زير زمين بنا شده و طاق يا تير بتني روي آن مانند كلافي اين پايه ها را بهيكديگر متصل مي كند و در نتيجه بار ساختمان را مستقيما به زمين بكر و محكم منتقل مي نمايد . 

درباره ی admin

حسین احمدی کارشناس ارشد مهندسی عمران - مهندسی سازه ساکن تبریز

همچنین ببینید

طراحی‌ قاب‌های فولادی با مهاربندی خارج از مرکز (‌EBF)

قاب‌های فولادی مهاربندی شده کاربرد روز افزونی در ساخت و سازهای صنعتی و ساختمانی دارند. …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *