فونداسیون شناور یا پی شناور در مواردی که لایه های ضعیف تا عمق قابل توجهی از خاک وجود دارند و استفاده از شمع نیز امکان پذیر نمی باشد، به کار می روند. همانطور که می دانید ساختمان ها روی دو نوع پی احداث می شوند.
پی های عمیق که در آن شمع ها در عمق خاک فرورفته (شمع پیش ساخته) و یا در محل مورد نظر بنا می شوند (شمع درجا). هدف از احداث فونداسیون عمیق عبور از لایه های خاکی که فاقد مقاومت کافی هستند و دستیابی به لایه ای با مقاومت مناسب است.
پی های سطحی، زمانی استفاده می شوند که مقاومت لایه های رویی خاک به اندازه کافی بالا هست. پی های گسترده، پی های نواری، و پی مفرد نمونه هایی از این نوع پی هستند. رایج ترین نوع فونداسیون سطحی، پی نواری است که در زیر دیوارهای باربر احداث می شود.
با این مقدمه در ادامه این مطلب از ساختمانچی در ابتدا به توضیحی مختصر در مورد انواع پی یا فونداسیون می پردازیم. سپس جزئیات بیشتر در مورد پی های شناور را شرح می دهیم. در ادامه این مطلب با ما همراه باشید.
انواع پی
به طور کلی پی ساختمان در دسته پی های شناور، پی سلولی و پوسته ای، پی باکس یا جعبه ای، پی فولادی یا پروفیله، پی منفرد چسبان و تلفیق پی گسترده و عمیق قرار می گیرد. در ادامه به بیان توضیحات در مورد هر یک می پردازیم.
پی سلولی و پوسته ای
آنچه که در پی های سلولی و پوسته ای به کار گرفته می شود، استفاده از صفحات متناوب و متقاطع به منظور ایجاد مقاومت کافی در برابر نیروهای برشی و لنگرهای خمشی و هم چنین صرفه جویی در مصالحی هم چون بتن و میلگرد می باشد. عملکرد پی های پوسته ای به گونه ای است که بار را به زمین منتقل می کنند و حجم آن ها در انتقال بار تاثیری ندارد.
پی های باکس یا جعبه ای
از پی های باکس یا جعبه ای در سازه های سنگین استفاده می شود. آن چه که در مورد پی های باکس یا جعبه ای حائز اهمیت است، دارا بودن آن ها از صلیب خمشی ویژه می باشد.
پی های فولادی یا پروفیله
استفاده از پی های فولادی یا پروفیله در زمانی که زمین بستر سخت یا سنگی دارد و بارهای حاصل از روسازه سنگین می باشد، صورت می گیرد. در مواقعی که بتن مسلح قابلیت استفاده در سیستم های معمولی پی سازی را نداشته باشد، از پروفیل های فولادی استفاده می شود.
به این منظور از پروفیل های فولادی بال پهن در دو لایه به صورت عمود بر یکدیگر با قالب بتنی درجا در اطراف آن استفاده می شود. در صورتی که بارهای وارده کمتر باشد و پروفیل های فولادی بال پهن در دسترس نباشند، می توان از دو ردیف الوارهای چوبی بر روی هم و محصورشده در بتن استفاده کرد.
پی های منفرد چسبان
از این پی به عنوان جایگزینی برای پی های گسترده استفاده می شود. یکی از نقاط ضعف در استفاده از پی های گسترده تحلیل، طراحی و اجرای آن ها می باشد. آن چه که باعث ایجاد مشکل در تحلیل، اجرا و طراحی آن ها می شود، وجود شبکه آرماتور فوقانی و ایجاد مشکلاتی برای بتن ریزی می باشد.
هم چنین با توجه به ابعاد وسیع آن ها دستیابی به بتن یک پارچه نیز مشکل می باشد. از این رو به جای استفاده از پی گسترده می توان یک ردیف پی منفرد را جایگزین آن کرد. این پی به صورت منقطع در قسمت بالایی و متصل به قسمت پایینی مورد استفاده قرار می گیرد.
تلفیق پی گسترده و عمیق
استفاده از پی گسترده در میان پی های سطحی راه حلی مناسب به شمار می رود. اما استفاده از آن با مشکلات اجرایی همراه می باشد. همان گونه که در بالا اشاره شد، این مشکلات شامل موارد اجرایی، بتن ریزی یکپارچه، غیر اقتصادی بودن و احتمال وقوع نشست می باشد.
احتمال وقوع نشست با شدت بارگذاری و عرض پی افزایش می بابد. باتوجه به عرض نسبتا زیاد پی های گسترده در مقایسه با پی های نواری و منفرد و تاثیر تنش نسبتا زیاد در زیر پی، ممکن است در صورت استفاده از پی های گسترده، نشست رخ دهد. در چنین مواردی از تلفیق پی گسترده و پی های عمیق یکی از کامل ترین نمونه های فونداسیون اجرایی می شود.
پی های شناور
زمانی که لایه های سست و ضعیف تا عمق قابل توجهی وجود داشته باشند و استفاده از شمع هم امکان پذیر نباشد، از پی های شناور استفاده می شود. به بیان دیگر می توان گفت استفاده از این پی در زمانی که ظرفیت تحمل بار خاک بسیار پایین است یا وزن محاسبه شده ساختمان بیش از حد مجاز باشد، صورت می گیرد.
در چنین مواقعی می توان از پی گسترده ساز در عمق پایین استفاده کرد. انجام این کار خاک حاصل از گودبرداری را با بار ثقلی حاصل از روسازه معادل می کند.
این امکان وجود دارد که فشار روسازه را با میزان خاک حاصل از حفاری معادل کرد. در چنین شرایطی خاک تا آن جایی برداشت می شود که وزن خاک های حاصل از گودبرداری و نیروهای بلندکننده ناشی از فشار هیدرواستاتیکی، با بار ناخالص روسازه و زیرسازه برابر شود.
به بیان دیگر می توان گفت در این شرایط فشار خاک جا به جا شده با فشار ایجاد شده به واسطه ساختمان برابر می شود و در این صورت نشست رخ نمی دهد. از آن جایی که وزن خاک برداشت شده توسط وزن ساختمان جبران می شود، به آن ها فونداسیون جبرانی نیز می گویند.
فونداسیون های شناور به دو نوع صفحات زیر زمینی و صفحات غوطه ور دسته بندی می شوند. در فونداسیون صفحات زیرزمینی برخلاف فونداسیون صفحات شناور، وزن میزان خاکی که برداشت می شود به اندازه تمام زیر سازه نیست. از این رو به آن فونداسیون نیم جبرانی نیز اطلاق می شود.
مزایای پی شناور
- پی های شناور برای مناطقی که ظرفیت باربری پائینی دارند بهترین هستند. مثلاً زمانی که سازه روی خاک سست بنا می شود و یا وقتی که قابلیت فشردگی خاک متفاوت است. احداث فونداسیون عمیق در مناطقی با ماسه و خاک سست امکان ندارد، اما به دلیل اینکه فونداسیون شناور محدوده وسیعی را در بر می گیرد، فشار روی یک نقطه متمرکز نمی شود و در سطح پخش می شود. برای مقاوم سازی بیشتر پی شناور باید در ساخت آن از تیر یا تیرچه استفاده شود.
- هنگامی که فونداسیون ساختمان های مجاور به محل ساخت بسیار نزدیک باشد، ممکن است اجرای پی عمیق باعث تداخل پی ها شود. در این مناطق استفاده از پی شناور گزینه مناسبی است.
- پی های شناور قابلیت اجرا روی خاک هایی با درصد رطوبت بالا را دارند. احداث فونداسیون روی خاک در مقایسه به اعماق پائین تر، حائلی بین زمین و سازه ایجاد کرده که در برابر انتقال رطوبت مقاومت می کند.
- برای احداث فونداسیون شناور به حفاری کمتری نیاز است؛ چرا که به ایجاد ترانشه های عمیق نیاز نیست. به علاوه نیازی به آسیب به آب های زیر زمینی یا ریشه های درخت که ممکن است در لایه های پائینی وجود داشته باشند، وجود ندارد.
- در مناطقی که امکان تکان خوردگی زمین به دلایلی مثل رطوبت زیرزمینی زیاد یا لرزش های شدید، وجود داشته باشد، مثلاً در مناطقی که حفر معدن انجام می گیرد یا بزرگراه های عظیم احداث می شوند، پی شناور گزینه مناسبی است؛ زیرا در برابر این تکان ها مقاوم است و به خطر نمی افتد.
دشواری های احداث پی شناور
در طول ساخت پی شناور ممکن است مسائل خاصی به وجود بیاید که می توان از آن ها جلوگیری کرد.
- خاکبرداری باید با دقت بسیاری انجام شود. همچنین باید دقت شود که مکان خاکبرداری می بایست با سپرکوبی محافظت شود.
- باید دقت کرد که سازه های مجاور تحت تأثیر عملیات زهکشی قرار نگیرند.
- زمانی که خاکبرداری انجام می شود فشار ناشی از خاک حفاری شده از روی لایه های پائینی حذف می شود؛ در نتیجه کف محل حفاری شده تورم پیدا می کند. با احداث فونداسیون در سریع ترین زمان ممکن پس از حفاری، می توان تورم لایه های خاکی را به حداقل رساند.
کلام آخر
ما در این نوشته از ساختمانچی به بررسی انواع پی ها و به خصوص پی های شناور پرداختیم. امیدواریم مطالعه این نوشته شما را در شناخت این پی ها یاری کرده باشد. در صورت تمایل نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را در این باره با ما در میان بگذارید.
