پی و متعلقات

سلام....تقریبا این بخش باید زیر مجموعه عمران-سازه باشه....اما چون هنوز انجمن عمران تاسیس نشده..ولی در آینده نه چندان دور به لطف مدیران تاسیس میشه....من این بخش هارو جدا جدا توی تاپیک های مختلف میزارم....و توی پست اول به این نکنه اشاره میکنم تا بعد از جا به جایی مشکلی پیش نیاد......

تعریف پی:
مجموعه ای از بخش های سازه و خاک در تماس با آن که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می پذیرد.

ابعاد پی
عرض.طول و عمق پی ها کاملآ بستگی به وزن ساختمان و قدرت خاک محل عمل ساختمان دارد. در ساختمان های بزرگ قبل از شروع کار به وسیله آزمایشات مکانیک خاک قدرت مجاز عملی زمین را تعیین نموده و از روی آن و مهندس محاسب از روی آن ابعاد پی را تعیین می کند.ولی در ساختمان های کوچک در اغلب مواقع قدرت مجاز عملی زمین با مشاهده خاک پی و دیدن طبقات آن و طرز قرار گرفتن دانه ها بر روی همدیگر و یا ضربه زدن به وسیله کلنگ به محل پی قابل تشخیص می باشد.

انواع پی :
پی ها را نسبت به نوع مصالح و سیستم ساخت آن می توان به دو گروه تقسیم کرد : گروه اول شامل انواع پی از نظر نوع مصالح آن مانند پی های سنگی ، آجری ، شفته ای ، بتنی ، گروه دوم شامل انواع پی از نظر سیستم ساخت آن مثل : : پی های تکی ، نواری ، صفحه ای ، پی مشترک و پی های کلاف شده می باشد .

1. پی سنگی :
این پی از سنگ های طبیعی و در مناطقی که سنگ ارزان در دست رس باشد ساخته می شود سنگی که در برای این گونه پی 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 پی می دهد . سطح پی سازی با سنگ باید از دیوار هایی که روی آن قرار دارد وسیع تر و از هر طرف دیوار حداقل 15 سانتیمتر عنوان ریشه گسترش داشته باشد . پی 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 پی های سنگی فقط و ساختمانهای یک طبقه . پی دیوارهای محوطه استفاده می شود .

2.پی آجری :
از پی های آجری در مواقعی استفاده می کنند که ساختمان کوچک و باروارده نیز کم باشد در ضمن از پی های سنگی نیز
به علت گرانی و کمیابی سنگ نتوان استفاده کرد این پی نیز مانند پی های سنگی بایستی دارای ریشه ای به اندازه 15 تا 20 سانتی متر از طرفین دیوار روی آن باشد برای این منظور است که عرض پی کنی نیز 30 تا 40 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 پی عالی آجری در حدود 60 درجه می باشد برای صرفه جویی در مصرف آجر بهتر است آن را به شکل پلکانی در آورد .

3. پی شفته ای :
ساده ترین و در عین حال ابتدایی ترین پی سازی برای ساختمان کوچک 2 یا 3 طبقه آجری است . شفته خمیری است از مخلوط خاک ، آب ، شن و گردآهک که در هر متر مکعب خاک آن بن 200 تا 250 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 پی ریخته و پس از آنکه شفته به حدود 20 یا 30 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 پی همچنان ادامه می یابد .

4. پی بتنی :
بتن را می توان یکی از مقاومترین و مستحکم ترین سنگ های مصنوعی دانست . لذا پی هایی که با بتون ساخته می شود ، بهترین پی در کارهای ساختمان به شمار می آیند . امروزه توصیه می شود . که پی 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 پی های بتونی از نوع نواری آن بسیار مناسب خواهد بود . زاویه ی پخش بار در پی های بتنی بین 30 تا 45 درجه می باشد . لذا می توان این گونه پی ها را پلکانی یا به صورت هرم ناقص ( سومل ) ساخت و از مصرف اضافی بتن صرفه جویی نمود . پی سازی با بتن بدین طریق انجام می گیرد که ابتدا کف پی را به اندازه تقریبی 10 سانتی متر بتن کم سیمان با نام مکر 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 پی های بتنی بایستی حداقلهفت 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 پی شفته در ساختمان های اسکلت فلزی استفاده می شود .

5. پی های نقطه ای
برای ساختمانهایی که بار آن ها به صورت متمرکز (نقطه ای)به زمین منتقل می شود ساخته میگردد مانند ساختمان های فلزی یا ساختمان های بتونی

لایه های پی های نقطه ای:
1.زمین مناسب
2.بتن مگر
3. میلگرد های کف پی
4.بتن اصلی
5.صفحه زیر ستون(در ساختمانهای اسکلت فلزی)

6. پی های نواری
این پی ها معمولا در ساختمان های آجری مورد استفاده قرار می گیرد. حداکثر عمق پی های نواری در حدود 50 و عرض پی قدری بزرگتر از عرض دیوار روی آن می باشد.
لایه های پی های نواری به ترتیب از پایین به بالا
1.شفته ریزی
2.کرسی چینی
3.شناز
4.ملات ماسه سیمان برای ایزولاسیون رطوبتی
5.قیر گونی
6.ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیر گونی
7.دیوار چینی اصلی

7. پی های گسترده
به پی هایی 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 3الی4 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 10 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 32 درجه آورد.
لازم به ذکر است حداقل سیمان یا مواد سیمانی در مناطق ساحلی خلیج فارس 350kg/mو حداکثر آن 425kg/m بتن می باشد.
مقدار کلرید های مصرفی در بتن مسلح باید کمتر از 500 قسمت در میلیون باشد.میزان کل کلرید قابل حل در آب بتن سخت شده 28 روزه نیز باید مطابق آیین نامه مقررات ملی ساختمان باشد.

8. پی 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 . پی 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 ***د . در بعضی مواقع که بار بسیار زیاد باشد . سطح پی را بزرگ تر از سطح ساختمان روی آن می سازد تا پخش فشار در سطح بزرگتری انجام پذیرد .
پی های صفحه ای به صورت مختلف ساخته مکی شود و مانند پی 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 پی های سلولی .

9. پی های مشترک :
هر گاه برای دو و یا چند ستون یک پی ساخته شود پی را مشترک گویند . پی مشترک وقتی مورد استفاده قرار می گیرد که :
1 ). فاصله پی ها از یکدیگر کم بوده و یا طوری باشد که سطح پی ها ، یکدیگر را بپوشانند .
2 ). یکی از پی ها در کنار زمین همسایه قرار گرفته باشد .
3 ). 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 پی مشترک در نظر می گیرد . چنانچه برای در پی بار های مختلف خواسته باشیم پی مشترک طرح نمائیم . پی مزبور به شکل ذوزنقه ای خواهد که تا عده ی کوچک در طرف بار کمتر و قاعده بزرگ آن در جهت باریستنر باشد .

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

11. پی های کلاف شده :
اتصال دو پی فنرو توسط شناژ ( بتن آرمه ) را پی کلاف شده می نامند . در مناطق زلزله خیز بهترین نوع پی نوع پی برای ساختمانهای مسکونی 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 پی در یک امتداد قرار می گیرد .
ب : سطح زیر شناژ با سطح زیر پی در یک امتداد قرار می گیرد .

12. پی 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 .

پی سطحی در زیر یک واحد مسکونی و پی عمیق در زیر یک آسمانخراش




پی، شالوده یا فونداسیون بخشی از ساختمان است که وظیفهء انتقال نیرو از ستونها به زمین و خاک اطرافش را بر عهده دارد که بر اساس نوع ساختمان, میزان نیروهای وارده, نوع زمین و شرایط آب و هوایی منطقه نوع و ابعاد آن مشخص می‌شود.



انواع پی در معماری سنتی ایرانی:

• پی از چرز
• پی از شفته
• پی‌های سنگی
• پی از شفته تيزان (شفته تیزون)

به طور کلی از لحاظ اجرایی ما دارای 5 نوع مدل اجرایی پی می باشیم که عبارتند از:
1-پی منفرد یا تکی
2-پی مرکب
3-پی باسکولی
4-پی نواری
5-پی گسترده

مقدمه
مهندسی ژئوتكنیك زیرمجموعه ای از مهندسی عمران در زمینه مسائل مرتبط بابكارگیری ورفتار خاك ومصالح خاكی می باشد. مهندسی ژئوتكنیك متشكل ازدوبخش كلی مكانیك خاك ومهندسی پی می باشد. درواقع مهندسی پی شامل بكار گیری اصول مكانیك خاك در تحلیل و طراحی شالوده ساختمانها و ابنیه در تماس باخاك می باشد .كلیه سازه هایی كه بر روی زمین بنا می شوند از جمله ساختمانها،پلها،خاكریزها از دو بخش تشكیل می شوند.

1- سازه فوقانی(sperstructare)؛بخش نمایان سازه

2- سازه زیرین(substructure)؛بخش مدفون سازه

بخش سازه زیرین به عنوان حائل بین سازه فوقانی و زمین تكیه گاه عمل می كند یعنی بار سازه فوقانی را به زمین منتقل می نماید.

مبحث مهندسی پی بررسی تاثیر متقابل سازه زیرین و زمین تكیه گاه می باشد.

تعریف پی و اهمیت آن

پی عبارت است از سازه زیرین و بخشی ازخاك مجاورآن كه تحت تاثیر این سازه وبارهای وارد بر آن می باشد مبحث 7 مقررات ملی ساختمان نیز تعریف مشابهی از پی ارائه كرده است:مجموعه بخش هایی از سازه و خاك در تماس با آن كه انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می گیرد پی نامیده می شود.در واقع وظیفه پی انتقال بارهای بخش های فوقانی به خاك زیر پی می باشد بنحویكه تنش های بیش از حد ونیز نشست های اضافی ایجاد نگردد.

کلیه پی ها بمنظور انتقال بارهای سازه فوقانی به زمین طرح میشوند. بار اکثر سازه های فوقانی توسط اجزاء ستون مانندی حمل میشوند که شدت تنش در آنها در حدود Mpa10(ستون بتنی) تاMPa140(ستون فلزی) میبــاشد چنین تنــشــهایـــی

می بایست به خاک تکیه گاهی حمل گردد که ظرفیت باربری آن بندرت بیش از KPa500 واغلب در حدود KPa 250-200 میباشد.باتوجه به این ارقام میتوان دریافت که این عضو واسط یعنی پی مصالحی را به یکدیگر مرتبط می سازد که مقاومت مهندسی مفید آنها تا چند صدبرابر متفات است واین به نوبه خود اهمیت طرح صحیح و ایمنی پی را نشان میدهد.

تنش
به مقاومت داخلی ایجاد شده در جسم در اثر نیدو های خارجی تنش می گویندوبر حسب نوع نیرو ممکن است فشاری ،خمشی,برشی,کششی و... باشد استحکام نهایی مواد ومصالح ساختمانی برحسب واحد های تنش بیان می شود که واحد آن در سیستم بین المللی آحاد, نیوتن بر متر مربع است که (pa) نامیده می شود.

مهندسی پی :
مهندسی پی شامل تحلیل وطراحی پی(شالوده ساختمانهای متعارف) یا سازه های در تماس باخاک (ابنیه حائل) بابکارگیری اصول مکانیک خاک و مکانیک سازه توام باقضاوت می باشد.

مهندسی پی مباحثی همچون محاسبه ظرفیت باربری, طراح یانواع مختلف پی مانند پی های منفرد,نواری گسترده عمیق (شمع) را شامل می گردد که در رابطه باهر کدام از آنها توضیحاتی ارائه خواهد شد.علاوه بر طراحی پی های متعارف (پی ساختمانها) طراحی سازه های حائل نیز مهندسی پی میباشد.
مهندس پی :
به کسی گفته میشود که بوسیله آموزش وتجربه کافی در اصول علمی وقضاوت مهندسی مهارت یافته است تا پی راطراحی نماید. می توان گفت که قضاوت مهندسی بخش خلاق کار طراحی پی میباشد در واقع قضاوت مهندسی در طراح پی همان گرد آوری و بهم آمیختن تجارب، مطالعه کارهای دیگران در شرایط نسبتاً مشابه و جمع آوری اطلاعات ژئوتکنیکی مخصوص ناحیه تحت برر سی برای ایچاد طرحی اقتصاری علمی و ایمن برای سازه زیرین میباشد.
انواع پی :
پی ها براساس عمق ونوع عملکرد تقسیم بندی می شوند . در حالت کلی چنانچه لایه مقاوم در عمق کمی از سطح زمین قرار گرفته باشد پی در نزدیکی سطح زمین بنا میگردد در غیر این صورت برای رسیدن به لایه مقاوم عمق پی افرایش میابد.

به طور کلی پیها به چهار دسته تقسیم میشوند:
1- پی ها ی کم عمق معروف به پی های سطحی(Shallow foundations)
به پی هایی میگویند که نسبت عمق به عرض آنها مساوی یا کمتر از واحد است .
2- پی های نیمه عمیق(پی های چاهیPier foundations )
در این پی ها نسبت عمق به عرض در محدوده 10 > D/B > (5-4) قرار دارد.

3- پی های عمیق (Deep foundations)

این پی ها عمدتا شامل پی های شمعی بوده ودر آنها 10 < D/B میباشد



در مبحث 7 مقررات ملی ساختمان , معیار دیگری برای پی عمیق عنوان شده است و آن عبارت است از اینکه هرگاه نسبت عرض به ارتفاع پی کمتراز1باشد وعمق آن از3 متر تجاوز نمایدبه آن پی عمیق می گویند.

در موارد فوق D عمق پی و B عرض آن می باشد.

4- پی های ویژه

شامل هرگونه پی که جزء دسته بندی های فوق نباشداز قبیل، صندوقه ای، مهارها

ستونهای شنی وسنگی و...

انواع پی های سطحی:



دسته بندی انواع پی های سطحی به صورت زیر می باشد.



پی های منفرد

پی هایی که بار یک ستون تکی یا یک دیوار را حمل می نمایند.
پی های مرکب :
پی هایی که بار دو تا چهار ستون را حمل می نمایند

پی گسترده

نوعی شالوده است که بار چندین ستون با فاصله های منظم و نامنظم, موازی یاغیرموازی را حمل می نماید و ممکن است زیر بخشی یا کل ساختمان قرارگیرد.



الف:شالوده منفرد(spread foundations)

شالوده ای که حامل بار تنها یک ستون باشد شالوده منفرد می گویند. این پی ها معمولاً متشکل ار یک دال مربعی یا دایره ای بوده و خود می تواند شامل انواع بتنی غیر مسلح،بتن مسلح معمولی ، باسطوح شیبدار و پله ای باشد.



ب:شالوده دو ستونی

اگردوستون بهم نزدیک باشند(به صورتی که شالوده منفرد آنهاکمتر از نصف فاصله دوستون گردد) اقتصادی ومناسب است که از شالوده دوستونی استفاده شود.

کاربرد اصلی این نوع شالده ها در مواقعی است که نمی توان یک ستون را به طور مرکزی برروی شالوده تک ستونی قرار داد همانند شالوده ستونهای کناری (نوار مرزی ساختمان در زمینهای محدود یا کوچک ) شالوده دو ستونی می تواند به صرت مستطیل یاذوذنقه ای طرح شود.این شالوده ها بنحوی طراحی می شوند که مرکز هندسی آنها بر نقطه اثر بر آیند بارهای وارده منطبق گردد.

راه دیگر مقابله با خروج از مرکزیت ستون کناری اتصال آن توسط یک تیر قوی به شالوده داخلی مجاور می باشد که چنین شالوده ای را شالوده باسکولی یا تسمه ای می گویند.



ج- شالوده نواری( Strip footing)

بااتصال شالوده های یک ردیف ویا برای شالوده زیر یک دیوار باربر، شالوده نواری ایجاد می گردد که نسبت طول به عرض آن زیاد است معمولاً شالوده هائی که در آنها 4-5< L باشد به عنوان شالوده نواری در نظر میگیرند.
د- شالوده شبکه ای (Gridfoundation)

بلحاظ اقتصادی گاهی مقرون به صرفه است که از شالوده های یک ردیف در هم ادغام و شالوده به صورت نواری اجرا گردد چنانچه این نوارها در هر دو امتداد عمود برهم قرار گیرند شالوده شبکه ای بوجود می آید عملکرد این شالوده ها مرکب بوده و متفاوت از عملکرد شالوده های منفرد است که توسط کلاف به یکدیگر متصل می شوند.

ه- شالوده های گسترده (Mat/.orRaft foundations)

اگرزمین زیر شالوده آنقدر سست باشد ویا بار وارده از طرف سازه آنقدر زیاد باشد که سطح پوشیده شده از طرف پی های منفرد بیش از نصف سطح زیر بنا گردد، در اینصورت اقتصادی است که از پی گسترده استفاده شود شالوده گسترده شامل یک دال(Slab) یکپارچه است که کلیه بار های سازه ناشی از ستونها و دیوارها را حمل مینماید این نوع شالوده موجب توزیع نسبتا یکنواخت تنش و جلوگیری از تمرکز آن در زیر بارهای سنگین و مو ضعی می گردد لذا در کاهش نشست نا مساوی بسیار موثر است.
پی های پوسته ای (Shell foundations)

این نوع پی های بار را بواسطه شکل ونه به سبب جرم و حجم خود به زمین منتقل می نمایند ، لذا طراحی آنها مشکل است و معمولاً بعنوان پی برجهای بلند نظیر برجهای تلویزیون یا خنک کننده ها بکار میرود .

پی های نیمه عمیق(Pier foundations)

این پی ها حد فاصل پی های سطحی و عمیق می باشند که به آنها پی چاهی نیز اطلاق می گردد عملکرد آنها تقریبا مشابه پی های عمیق است زیرا بار را به یک لایه مقاوم که در عمق متوسطی از زمین قرار دارد منتقل می نماید برای اجرای این پی ها چاهی در زمین حفر و سپس درون آن با مصالح مناسب پر می گردد.

پی های عمیق (Deep foundations)

اصطلاح پی عمیق وشمع مترادف یکدیگر می باشند زیرا بکارگیری عمده پی عمیق به صورت شمع می باشد شمع ها اجزاء ستون مانندی عمدتاً از بتون، فولاد و چوب هستند که برای انتقال بار به لایه هـــای عمیق زمین مورد اســتفاده قــرار

می گیرند . شمع ها معمولا به عنوان یک عنصر سازه ای واسط مو سوم به سر شمع یا کلاهک (Cap) بار سازه فوقانی را به زمین منتقل می نمایند طبق مقررات ملی ساختمان سر شمع به عنوان پی سطحی نامگذلری می گردد بلحاظ نوع انتقال بار شمع های اتکائی (نوک باربر) و شمع های اصطکاکی (شناور) تقسیم می گردند

ضوابط کلی پی ها :
ابعاد و اجزاءپی می بایستی بنحوی طرح شوند که هم تنش تماس با خاک در حد ایمن باشد و هم نشستها را به یک مقدار قابل قبول محدود نماید اما مشکلات نشست اضافی عمومی بوده وتا حدووی مخفی باقی مانده اند زیرا تنها موارد بسیار دیدنی انتشار یافته اند .

تعداد اندکی ساختمانهای مدرن در اثر نشستهای اضافی فرو می ریزند . اما وقوع فروریختگی ها جزئی یا گسیختگی موضعی در یک عضو سازه ای چندان غیر معمول نیست، بیشتر آسیبهائی که روی می دهند شامل ترکهای نا خوشایند در دیوار و کف، کف های ناهموار (خیز هاوشیب ها) درهاوپنجره های چفت شده و غیره می باشند.

تغییرپذیری خاک همراه بابارهای پیش بینی نشده یا حرکت های بعدی خاک (نظیرزلزله ها) می توانند به مشکلاتی از نشست منجر شوند که مهندس، کنترل اندکی برآنهادارد. بعبارت دیگر آخرین روشهای موجود طراحی ممکن است احتمال مشکلات نشست(ضریب خطر) رابه مقدار زیادی کاهش دهند، اماعموماً یک پروژه خالی از خطر بدست نمی دهند. بااین همه بطور منطقی برخی مشکلات نتیجه مستقیم طراحی ضعیف یا بی دقتیهای ساده یا عدم توانائی مهندسی می باشند .

یک عامل عمده که کارطراحی پی را مشکل می سازد آن است که پارامترهای خاک مورد استفاده در طراحی قبل از شروع پروژه بدست می آیند . بعدا هنگام اجرائی برخاکی بنا می شود که خواص آن به مقدار زیادی نسبت به حالت اولیه اصلاح شده است که این اصلاح یابواسطه روند اجرا یا احداث پی ایجاد می گردد این بدان معنی است که خاک ممکن است حفاری ویا جایگزین گشته و متراکم گردد. حفاری درجهت برداشتن بار از روی خاک زیرین بوده وسبب انبساط آن رافراهم می نماید کوبش شمع معمولاً خاک رامتراکم تر می نماید . هریک از این وقایع یا مستقیماً خواص خاک راتغییر داده (جایگزین خاک) یاپارامترهای مقاومتی برآورد شده اولیه رااصلاح می نمایند.

به طورخلاصه یک طرح مناسب به طی مراحل زیر نیازمند است.
1- تعیین هدف ازبنای ساختمان، بارگذاری احتمالی بهره دهی در طول عمر مفید، نوع قاب سازه ،نیمرخخاک،روش های ساختمانی هزینه های ساختمان.

2- تعیین نیازهای کارفرما.

3- انجام طراحی بااطمینان به اینکه طرح آسیب زیادی به محیط زیست وارد نمی سازد ویک حاشیه ایمنی بدست می دهد که احتمال خطر برای کلیه طرف های ذیربط یعنی جامعه، کارفرماو مهندسی درحد مجاز خواهدبود.

ملاحظات دیگر در طراحی پی ها :

1- عمق پی ها می بایست به قدر کافی زیاد باشد تااز بیرون زدگی جانبی مصالح از زیر پی برای شالوده ها وپی های گسترده جلوگیری شود. بطور مشابه در گود برداری پی می بایست این نکته مد نظر باشد که مشکل بیرون زدگی مصالح پی می تواند برای شالوده های ساختمان موجود در نواحی مجاور گود اتفاق بیفتد و ضرورت دارد که تدابیر مقتضی در نظر گرفته شود. تعداد ترکهای ناشی از نشست که به هنگام گود برداری برای سازه های مجاور مالکین ساختمانهای موجود یافت می شوند بسیار قابل توجه می باشد.

2- عمق شالوده ها می بایست زیربخشی از خاک باشد که دارای تغییرات حجمی فصلی ناشی از یخ زدگی ، ذوب شدن یخ ورشد گیاهان می باشد.اکثر آیین نامه های ساختمانی محلی مقررات مربوط به حداقل عمق پی را در بردارد.

3- درپی ممکن است لازم شود شرایط خاک منبسط شوند در نظر گرفته شود در چنین شرایطی بنای ساختمان در جهت حبس بخار آب موجود در خاک است که به طرف بالا حرکت می نماید. این بخار آب به تدریج فشرده شده و خاک واقع در بخش درونی زیر دال کف وپی ساختمان را حتی در شرایطی که تغییر محیطی به طور عادی روی می دهد اشباء می نماید.

4- علاوه بر ملاحظات مربوط به مقاومت فشاری،سیستم پی می بایست در برابر واژگونی ، لغزش وهر نوع بالا زدگی (شناوری) ایمن باشد.

5- سیستم پی باید در برابر خوردگی یاتخریب ناشی از تماس با مواد مضر موجود در خاک محافظت گردد.

6- سیستم پی باید بتواند تغییرات بعدی را در ناحیه یا هندسه ساختمان را تحمل کند ودر صورت لزوم به ایجاد تغییرات در سازه فوقانی و بارگزاری به سادگی قابل اصلاح باشد.

7- پی می بایست توسط نیروی انسانی موجود در محل قابل ساخت باشد.

8- اجرا وتوسعه محل می بایست مطابق با استاندارهای محیط زیستی محل باشد از جمله اینکه می بایست تعیین شود که آیا ساختمان از طریق تماس بازمین در معرض آلودگی است یا خیر.

در محلی که سفره آبهای زیر زمینی وجود دارد روش معمول این است که آنرا بطور دائمی یا در طول انجام کارهای ساختمانی تازیر ناحیه ساختمانی پایین آورند سفره آب زیرزمینی نشان داده شده در شکل زیر،زیر تراز کف شالوده بوده و احتمالاً پایین تراز ناحیه ساختمانی خواهد بوداگر بعداًآب زیرزمینی به ترازی بالاتر از کف شالوده صعود نماید شالوده تحت تاثیر نیروی بالابر یا شناوری قرار می گیرد که می بایست به حساب آورده شود.



چنانچه لازم باشد آب زیرزمینی بطور موقت یا دائمی پایین آورده شود یک مشکل

وجود دارد و آن موقع نشست در نواحی اطراف محوطه ساختمان است به همین دلیل در اکثر موارد اطراف محوطه ساختمانهای سپرهای آب ریزی نصب میکنند و آب تنها از داخل این محوطه به بیرون پمپ می شود
نویسنده: مهندس سید علی امیری

پی کنی در انواع زمین ها :

01پی کنی در زمینهای دج :
عمق پی در اینگونه زمینها معمولا بین 80 تا 100 سانتیمتر و در بعضی موارد 120 سانتیمتر است . پی کنی در زمینهای دج نسبتا آسان بوده و خطر ریزش به خصوص در مورد عمقهای معمولی بسیار کم است . اضافی عرض پی برای کفراژ ( قالب – بندی ) ، در این نوع زمین حدود 15 سانتیمتر در هر طرف است .

2.پی کنی در زمینهای ماسه ای :
چون عمل پی کنی در اینگونه زمینها همیشه با خطر ریزش روبروست به خصوص اگر زمین مزبور خشک باشد ، چنانچه دارای عمق کم بوده و از طرفی شدت ریزش در آن زیاد نباشد . اصولی ترین و در عین حال ساده ترین روش برای جلوگیری از احتمال ریزش خاک هنگام پی کنی است که پی با گونه های شیب دار کنده شود . زاویه شیب بر حسب شدت ریزش تا 45 درجه متغیر خواهد بود . لکن چنانچه شدت ریزش بسیار زیاد و عمق پی نیز نسبتا زیاد باشد ، پی کنی با شیب نه عملی است و نه مقرون به صرفه . در چنین مواردی لازم است که گونه های پی را با چوب بست و با قالب بندی مهار کرد . برای این کار الوارهایی به ابعاد 5*30*40 سانتیمتر در طرفین پی واداشته و به کمک تیرکهای چوبی یا چهار تراش و با بهره گیری از گوه های چوبی الوارها مهار می شود .
پی کنی در زمینهای رسی خشک نیز همانند زمینهای ماسه ای است لکن زاویه شیب پی کنی آن در حدود 37 – 25 درجه خواهد بود که این اختلاف شیب نسبت به زمین های ماسه ای به علت چسبندگی دانه های خاک رسی است .

3.پی کنی در زمینهای سنگی :
پی کنی در اینگونه زمینهای مشکل و انجام آن با وسایل دستی از قبیل بیل و کلنگ امکان پذیر نیست . پی کنی در زمینهای سنگی با ماشین آلات مکانیکی و مته های کمپرسوری انجام می گیرد که در نتیجه هزینه آن سنگین خواهد بود .
عمق پی در زمینهای سنگی در مناطق سردسیری حداقل 75 سانتیمتر است لکن در مناطق گرمسیری می توان حداقل عمق را تا 50 سانتیمتر تقلیل داد .
شاید فکر کنیم زمین سنگی امکان دارد زمین سنگی فوق العاده مقاوم باشد ، در این صورت ساختمان نیاز به پی نخواهد داشت . چنین فکری اساسا اشتباه است ، زیرا عدم پی در ساختمان باعث ناپایدار شدن بنا گردیده و با کمترین نیروی جانبی به ویژه زلزله های خفیف شروع به حرکت خواهد کرد . لکن وجود پی باعث تنگ افتادن ساختمان در زمین شده و از حرکت بنا جلوگیری می کند .

04پی کنی در زمینهای شیبدار :
زمین ساختمانی مسطح به ندرت یافت می شود و بنابراین پیش از شروع هر کار ساختمانی باید محل ساختمان را تسطیح کرد . برای این منظور از سه روش می توان استفاده کرد و اغلب روشی به کار گرفته می شود که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر باشد .

الف ) خاک برداری و خاک ریزی
ب ) خاک برداری
ج ) خاک ریزی

الف ) خاک برداری و خاک ریزی :
این روش بسیار معمول و متداول است ، زیرا باعث کاهش هزینه می شود .

ب ) خاک برداری :
برای تسطیح ، کلیه ی خاکهای اضافی برداشته شده و به محلی خارج از ساختمان برده می شود که این روش هزینه حمل خاک را به دنبال خواهد داشت ولی چون به زمین دست نخورده می رسیم ، کاری اصولی است .

ج ) خاک ریزی :
این روش توصیه نمی شود ، زیرا زمین را با خاک دستی پر کرده ایم ولی چنانچه مجبور باشیم باید با خاک مرغوب که دارای تراکم و دانه بندی مناسب و مقاومت مطلوب هست عمل خاک ریزی را طبق اصول فنی ، با رعایت مرطوب کردن و غلتک زدن خاک در لایه های مختلف انجام دهیم که مقدار تراکم و مقاومت خاک باید به تایید آزمایشگاههای مکانیک خاک برسد .

انواع شمع و مشخصات سازه اي آن ها
بر حسب شرايط تحت الارضي ، سطح آب زير زميني ، و نوع باري که بايد حمل شود ، انواع مختلفي از شمع ها در کارهاي ساختماني مورد استفاده قرار مي گيرد .
شمع ها بر حسب مصالحي که از آن ساخته مي شوند ، داراي انواع زير هستند :
1-شمع هاي فولادي
2-شمع هاي بتني
3-شمع هاي چوبي
4-شمع هاي مرکب


شمع هاي فولادي
انواع معمول شمع هاي فولادي ، شمع هاي لوله اي و شمع هاي مي باشند . شمع هاي لوله اي نيز در دو حالت انتهاي بسته و انتهاي باز به زمين کوبيده مي شوند . هر چند که از تيرآهن هاي و بال پهن نيز مي توان براي شمع کوبي استفاده کرد ، ليکن تيرآهن ها با نيمرخ به علت مساوي بودن ضخامت بال و جان معمولا ترجيح داده مي شوند . در نيم رخ هاي بال پهن و نيم رخ هاي ، ضخامت جان معمولا کوچکتر از ضخامت بال مي باشد . در خيلي از حالات ، شمع هاي لوله اي بعد از کوبيده شدن با بتن پر مي شوند .


شمع هاي بتني
در عمل ، شمع هاي بتني به دو صورت مورد استفاده قرار مي گيرند:
(الف)شمع هاي پيش ساخته
(ب) شمع هاي در جاريز .
شمع هاي پيش ساخته را مي توان با استفاده از ميلگرد هاي معمولي ساخت . مقطع آنها به صورت مربع يا هشت ضلعي است) . ميلگرد ها به منظور مقاوم نمودن شمع در مقابل خمش توليد شده در هنگام حمل و نقل ، بلند کردن و اعمال نيروي جانبي به شمع و همچنين افزايش مقاومت فشاري ، مورد استفاده قرار مي گيرند . شمع هاي پيش ساخته در طول مورد نظر ساخته شده و تحت شرايط مرطوب به عمل مي آيند تا به مقاومت مورد نظر برسند . پس از آن به محل کوبيدن حمل مي شوند . شمع هاي پيش ساخته را مي توان با استفاده از کابل هاي پيش تنيدگي پر مقاومت ، به صورت پيش تنيده در آورد . شمع هاي بتني در جاريز بدين صورت اجرا مي شوند که ابتدا چاهي در زمين به وسيله دست يا ماشين حفر مي شود و سپس قفس آرماتور ها درون چاه قرار داده شده و داخل آن با بتن پر مي شود . امروزه شمع هاي درجا به روش ها و انواع مختلف اجرا مي شوند و اکثر آنها در انحصار شرکت خاصي که ابداع کننده اوليه آنها مي باشد ، قرار دارند .
شمع هاي درجاريز در دو گروه اصلي جاي مي گيرند:
(الف) با غلاف
(ب) بدون غلاف .
هر دو گروه ميتوانند داراي نوک پهن شده (پداستال) باشند . شمع هاي درجاريز غلافدار بدين صورت اجرا مي شوند که ابتدا يک لوله فولادي به زمين کوبيده شده و پس از رسيدن به عمق مورد نظر ، مصالح داخلي آن خالي شده و داخل لوله پر از بتن مي شود . لوله را مي توان با قرار دادن يک سنبه در داخل آن کوبيد و پس از رسيدن به عمق مورد نظر ، سنبه را خارج کرد . براي سر پهن کردن شمع (ايجاد پداستال) ، پس ريختن مقداري بتن در نوک شمع ، با رها کردن وزنه از ارتفاع ، آن را مي کوبند تا از طرفين پهن شود . براي اجراي شمع بدون غلاف ، ابتدا غلاف در زمين کوبيده شده و سپس همزمان با بتن ريزي در داخل غلاف ، غلاف به تدريج به بيرون کشيده مي شود


شمعهاي چوبي
شمعهاي چوبي تنه هاي درخت هاي سالم،صاف و بلند مي باشندکه شاخ وبرگ ان زرد شده و سطح آن پساز کندن پوست،به دقت تراشيده شده است. حداکثر طول اغلب شمع هاي چوبي بين 10 تا 20 متر ميباشد.چوبي که از ان به عنوان شمع استفاده مي شود بايد مستقيم،بدون درز و ترک و سالم باشد. انجمنن امريکا يي مهندسان عمران در دستورالعمل اجرايي شماره ي17(1959)،شمعهاي چوبي را به سه کلاس زير تقسيم مي کنند:
1. شمعهاي کلاس a: اين شمعها بارهاي سنگين را حمل مي کنند. حداقل قطر سر چنين شمعهايي 350 ميليمتر(14 اينچ) مي باشد.
2. شمعهاي کلاس b: اين شمعها بارهاي سبک را حمل مي کنند. حداقل قطر سر اين شمعها بين 305 تا330 ميليمتر ( 12 تا 13 اينچ) مي باشد.
3. شمعهاي کلاسc : از اين شمعها براي کارهاي ساختماني موقت استفاده مي شود. وقتي که تمام طول شمع در داخل سفره ي آب زيرزميني قرار داشته باشد،از اين شمعها مي توان براي حمل بارهاي دائمي استفاده کرد.حداقل قطر سر اين شمعها 305 ميليمتر (12 اينچ) مي باشد.در هيچ حالتي قطر نوک شمع نبايد کمتر از 150 ميليمتر (6 اينچ) باشد.
اگر شمع چوبي در خاک کاملاً اشباع کوبيده شود،عمر آن تقريباً بي نهايت خواهد بود. ليکن در آب و هواي دريايي،شمعهاي چوبي تحت حملات ارگانيسمهاي مختلف قرار گرفته و ظرف چند ماه صدمات جدي در آنها ظاهر مي شود. شمع چوبي در بالاي سطح آب زيرزميني،تحت حملات حشرات قرار مي گيرند. با انجام بعضي اصطلاحات،مثلاً محافظت آنها توسط روغن کروزوت،مي توان عمر آنها را افزايش داد.


شمعهاي مرکب (مختلط)
در شمعهاي مرکب،قسمتهاي فوقاني و تحتاني شمع از دو مصالح مختلف ساخته مي شوند. به عنوان مثال شمعهاي مرکب ممکن است از فولاد و بتن و يا چوب و بتن ساخته شوند. شمعهاي مختلط فولاد و بتن مرکب از قسمت تحتاني فولاد و قسمت فوقاني بتن درجا مي باشند.اين نوع شمع وقتي مورد استفاده قرار مي گيرد که طول شمع لازم براي تأمين ظرفيت باربري از ظرفيت شمع بتني در جاي ساده تجاوز کند. شمعهاي مختلط چوب و بتن داراي قسمت تحتاني چوبي مي باشند که به طور دائم در سفره ي آب زيرزميني قرار دارد و قسمت فوقاني آنها از بتن است.در هر صورت ايجاد وصله در محل تلاقي دو مصالح مشکل بوده و به همين علت است که شمعهاي مختلط داراي کاربرد وسيعي نمي باشند.


شمع اتکايي
اگر بستر سنگي و يا لايه ي شبيه سنگ ( خيلي متراکم) درعمق منطقي قرار داشته باشد،شمع را مي توان تا آن لايه ادامه داد در اين حالت ظرفيت باربري شمع کاملاً بستگي به ظرفيت باربري بستر سنگي در مقابل نوک شمع خواهد داشت. به همين علت به اين شمعها،اتکايي مي گويند. در چنين حالتي با توجه به معلوم بودن عمق بستر سنگي از روي گمانه هاي حفر شده،تعيين طول شمع کار چندان مشکلي نخواهد بود.اگر به عوض بستر سنگي،يک لايه ي سخت و نسبتاً متراکم درعمق منطقي قرار داشته باشد،شمع را مي توان چند متر در لايه سخت ادامه دارد


شمع اصطکاکي
در صورتي که عمق بستر سنگي يا لايه ي شبيه به سنگ زياد باشد،طول لازم براي شمع اتکايي غيراقتصادي خواهد شد.در چنين شرايطي مطابق شکل 8-6-پ شمع به عمق مناسبي در لايه ي نرم فوقاني بدون اينکه به لايه ي سخت برسد،کوبيده مي شود.انتخاب نام اصطکاکي براي اين شمعها،ازآنجا ناشي مي شود که اکثر مقاومت آنها به وسيله ي اصطکاک جدار تأمين مي شود.البته اين اسم بعضي مواقع مي تواند گمراه کننده باشد،زيرا مقاومت شمعهايي که در لايه ي رسي کوبيده مي شوند،بستگي به چسبندگي بين جدار شمع و رس دارد.
طول لازم براي شمع اصطکاکي بستگي به مقاومت برشي خاک،بار وارده،و اندازه ي شمع دارد.براي تعيين طول لازم شمع،احتياج به درک خوبي از اندرکنش خاک - شمع، قضاوت مهندسي،و تجربه است.


شمع تراکمي
در بعضي موارد خاص،شمعها بدين منظور در لايه هاي دانه اي کوبيده مي شوند که تراکم خوبي در لايه ي سطحي خاک به وجود آيد.اين شمعها به شمعهاي تراکمي موسوم هستند.
طول شمعهاي تراکمي به عوامل زير بستگي دارد:
الف: تراکم نسبي خاک قبل از تراکم
ب: تراکم نسبي مورد نياز بعد از تراکم
پ: عمق لازم براي تراکم
شمعهاي تراکمي معمولاً کوتاه هستند،ليکن براي تعيين طول مناسبي براي آنها،بعضي آزمايشهاي صحرايي لازم است.

پايه هاي عميق و شالوده هاي صندوقه اي
پا يه هاي عميق وشالوده هاي صندوقه اي در واقع شمعهاي بتني در جاريزي مي باشند که قطر آنها بزرگتر از حدود 750ميليمتر است و مي تواند مسلح يا غير مسلح،با و يا بدون پد استال (کوره) باشند.
پايه ي عميق نوعي شمع بتني با قطربزرگ است که براي اجراي آن ابتدا يک چاه در زمين حفر و سپس قفسه ي آرماتور به داخل آن هدايت شده (در صورت مسلح بودن) ودست آخر درون آنت با بتن پر ميشود. بسته به شرايط خاک، براي جلوگيري از ريزش جدار چاه،ممکن است غلاف و يا سپر فلزي به کار گرفته شود.قطر سوراخ پايه ي عميق معمولاً آنقدر بزرگ است که فردي براي بازرسي بتواند وارد آن شود.
استفاده از پايه هاي عميق معمولاً داراي مزاياي زير است:
1. يک پايه ي عميق به تنهايي مي تواند جايگزين چند شمع گردد و در نتيجه نياز به استفاده از کلاهک سر شمع نيز ازبين برود.
2. در نهشته هاي ماسه اي و شني متراکم،استفاده از پايه هاي عميق به مراتب آسانترازشمعکوبي است.
3. در نتيجه ي ارتعاش حاصله،شمعکوبي مي تواند ساختمانهاي مجاور را به مخاطره اندازد.در حالي که در اجراي پايه هاي عميق چنين خطري در ميان نيست.
4. شمعکوبي در زمينهاي رسي مي تواند باعث تورم خاک و يا حرکت جانبي شمعهاي کوبيده شده از قبل گردد.پايه هاي عميق چنين عوارضي در بر ندارند.
5. در هنگام اجراي پايه هاي عميق هيچگونه سر و صدا که در کوبيدن شمع توليد مي شود،وجود ندارد.
6. با توجه به اين که مکان پهن کردن نوک پايه ي عميق وجود دارد (ايجاد کوره)،پايه هاي عميق مي توانند مقاومت کششي قابل ملاحظه اي در مقابل نيروهاي بر کنش از خود نشان دهند.
7. در پايه هاي عميق امکان بررسي چشمي وضعيت جداره ها و همچنين کف چاه که مقاومت نوک پايه را تأمين مي نمايد،وجود دارد.
8. پايه هاي عميق به علت قطر بزرگتر،داراي مقاومت بيشتري در مقابل بارهاي جانبي در مقايسه با شمعها مي باشند.
در کنار مزاياي فوق،استفاده از پايه هاي عميق،معايب چندي نيز دارد.به عنوان مثال بتن ريزي پايه هاي عميق احتياج به نظارت دقيق دارد.در آب و هواي نامناسب ممکن است اجراي عمليات بتن ريزي به تعويق بيافتد.همچنين همانند ترانشه هاي مهار شده،خاکبرداري عميق براي پايه ها،ممکن است باعث نشست زمين هاي اطراف و در نتيجه خسارت به ساختماني مجاور پايه شود.
مراد از شالوده ي صندوقه اي،شالوده اي مي باشد که در يک محيط تر،نظير رودخانه،درياچه و يا سواحل دريا اجرا مي شود.براي ايجاد شالوده ي صندوقه اي،يک شفت توخالي و يا صندوقه درمحل مورد نظر درزمين مستغرق مي شود تا به لايه ي محکمي که قراراست شالوده درآن ساخته شود،برسد.براي اينکه عمل فرورفتن صندوقه درزمين هاي نرم سهل ترشود،يک لبه ي برنده در قسمت تحتاني صندوقه تعبييه ميگردد.بعد از قرار گرفتن لبه ي تحتاني در روي لايه ي محکم،مصالح داخل صندوقه خالي شده و بعد از قرار دادن قفسه ي آرماتوردر داخل صندوقه،داخل آن بتن ريزي مي شود.پايه هاي مياني و کناريپلها،ديوارهاي ساحلي،و سازه هاي حفاظت ساحلي،را مي توان بر روي پايه هاي صندوقه اي قرارداد.


زمين مناسب
زمين مناسب زميني است که قدرت مجاز آن تاب تحمل وزن ساختمان را داشته باشد.
بتن مگر
مقدار سيمان در اين بتن معمولآ 150kg/mاست.در پي هاي نقطه اي بتن مگر به دو دليل مورد استفاده قرار مي گيرد:
الف)براي جلوگيري از تماس مستقيم بتن اصلي پي با خاک.
ب)براي رگلاژ .
ضخامت بتن مگر در حدود 10cmمي باشد و کفراژ از روي بتن مگر آغاز مي شود.

ميلگردهاي کف پي
اصولآ بتن در مقابل نيروهاي کششي ضعيف بوده و در محل تارهاي کششي ترکهايي در آن ايجاد مي شود لذا براي جلوگيري از ترکيدن بتن در محل تارهاي کششي ميلگرد هاي فولادي قرار مي دهند.
تارهاي کششي در پي هاي نقطه اي در کف پي بوده و ميلگرد ها را در دو جهت به صورت مشبک (در حدود 5سانتيمتر بالاتر از کف)روي بتن مگر قرار مي دهند.فاصله اين مليگرد ها از روي بتن مگر بستگي به محل اطراف پي. شرايط آب و هوايي و نوع ساختمان دارد و اصطلاحا به آن کاور مي گويند.
در اکثر ساختمان هايي که اجرا مي شوند به دليل شرايط آب و هوايي و ميزان رطوبت معمولآ کاورراحدود 5 سانتيمتر در نظر مي گيرند تا از نفوذ رطوبت به داخل ميلگرد ها و پي و در نتيجه زنگ زدن و ايجاد تنش هاي غير مجازدر داخل بتن و در انتها از ترک خوردن فونداسيون جلوگيري شود.لازم به ذکر است با توجه به شرايط جوي در فونداسيون بلافاصله بعد از بافتن بايد عمليات بتن ريزي و قالب بندي بدون وقفه انجام گيرد تا رطوبت و (يون کلريت) با ميلگرد ها واکنش ندهد و باعث زنگ زدگي نشود..آرماتور هاي شبکه اي را که از قبل به اندازه هاي متناسب در حدود 5سانتيمتر از هر طرف بافته شده است در کف پي قرار داده و زير آن را براي ايجاد اين فاصله تکه بتوني که اصطلاحآ به آن لقمه مي گويند قرار مي دهند. بايد توجه کرد هيچ وقت ميلگرد ها يي که در داخل بتن قرار مي گيرند نبايد رنگ آميزي شده يا به روغن آغشته شوند زيرا در اين صورت رنگ روي ميلگرد مانع چسبيدن بتن و فولاد به يکديگر مي گردد.از آنجا که پي ها بايد به صورت يک جسم همگن در برابر نيرو ها رفتار کنند .ميلگرد هاي آجدار باعث چسبندگي بهتر بتن و فولاد مي شود .

ابعاد پي

عرض و طول و عمق پي ها کاملاٌ بستگي به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاک محل ساختمان دارد. در ساختمانهاي بزرگ قبل از شروع کار بوسيله آزمايشات مکانيک خاک قدرت مجاز تحملي زمين را تعيين نموده و از روي آن مهندس محاسب ابعاد پي را تعيين مي نمايد .

نکات مهم در اجراي پي کني

در ابتدا پي کني بايد به عنوان نمونه جاي يکي از پي ها را کند به حدي که به خاک سفت و دژ رسيد و وقتي به خاک سفت رسيديم آن نقطه براي ما صفرو صفر کف محسوب مي گردد و بقيه پي ها را نيز طبق اين تراز بدست آمده حفر مي کنيم . پس بايد همواره به زمين دژ و سخت (خاک 90 درصد تراکم يا خاکي که قابل بارگذاري باشد) برسيم .

همواره بايد قبل از پي کني نوع قالب مورد استفاده در بتن ريزي با توجه به حجم بتن ريزي ، صرفه اقتصادي ، فراواني و مقدار موجود از مصالح مورد استفاده در قالب بندي در منطقه و سرعت و زمان اجراي مورد درخواست کارفرما مورد ارزيابي قرار گرفته و بهترين گزينه انتخاب شود و با توجه به آن مقدار کندمان اضافه بر ابعاد اصلي فونداسيونها تعيين گردد به طوري که اگر از قالب آجري مي خواهيم استفاده کنيم به ميزان 20 سانتيمتر از هر طرف جا بگذاريم و در صورت استفاده از قالب فلزي و چوبي اين مقدار صرفه جويي مي گردد . همواره بايد سعي کرد نقاط آکس و نقاط off موجود در سايت پروژه حفظ و به خوبي نگهداري شوند و تدابيري اتخاذ گردد که نقاط ثابت شده و دچار جابجايي نشوند زيرا بلافاصله بعد از اين مرحله بايد صفحه ستونها در آکس خود قرار گرفته و در صورت نبودن اين نقاط کار بسيار مشکل مي گردد .

بهترين زمان براي پي کني فصل بهار بعد از باران هاي موسمي است که خاک نشست خود را به خوبي انجام داده است و تقريبا سطح خاک هموار شده است و به علت رطوبت زمين کندمان آسانتر صورت مي گيرد.

گچ ريزي به اين صورت انجام مي گيرد که توسط دوربين نقاط آکس مشخص مي گردد و بوسيله شابلونهايي که جاي نقطه آکس در آن تعبيه شده است گچريزي فونداسيونها و شناژها انجام مي گيرد و پس اتمام توسط کمي آب جاي گچ ريزي خيس مي شود که جاي گچ ها با عبور و مرور عادي و باد از بين نرود.

نکته ديگر پيش بيني جاي مناسبي جهت دپو نمودن خاکهاي حاصل از کندمان فونداسيونها است به طوري که باعث تجمع در سايت پروژه و سختي حمل ونقل ساير مصالح ، افراد و ماشين آلات نگردد که اين يکي از مواردي است که مي تواند به مرور سرعت اجراي يک پروژه موفق را بکاهد .

1- کندمان دستي
اين روش با توجه به گران بودن دستمزدها و سرعت پايين در پروژه هاي بزرگ داراي صرفه اقتصادي نمي باشد ولي از فوايد اين روش مي توان گفت در صورت سفتي زمين و کندمان دقيق مي توان از قالب بندي صرف نظر کرد و تنها از يک لايه پلاستيک جهت عايق نمودن خاک استفاده نمود .



2- کندمان با ماشين آلات ساختماني
براي کندمان پي بايد از بيل مکانيکي استفاده نمود که بتواند جاي فونداسيونها با دقت قابل قبولي بکند و همچنين قابليت کندمان شناژها را با ابعاد مورد نياز دارا باشد و با توجه به فيزيک جالب خود قادر به حرکت بر روي شناژها و فونداسيونها و عبور از موانع موجود مي باشد .

نكات فني واجرايي مربوط به گودبرداري (خاكبرداري)


داشتن اطلاعات اوليه از زمين ونوع خاك از قبيل : مقاومت فشاري نوع خاك بويژه از نظر ريزشي بودن ، وضعيت آب زير زميني ، عمق يخبندان وساير ويژگيهاي فيزيكي خاك كه با آزمايش از خاك آن محل مشخص مي شود ، بسيار ضروري است .

در گودبرداري پي هنگام اجراي زيرزمين ممكن است جداره ريزش كند يا اينكه زير پي مجاور خالي شود كه با وسايل مختلفي بايد شمع بندي وحفاظت جداره صورت گيرد . بطوريكه مقاومت كافي در برابر بارهاي وارده داشته باشد .يكي از راه حلهاي جلوگيري از ريزش خاك وپي ساختمان مجاور ، اجراي جزءبه جزء است كه ابتدا محل فنداسيون ستونها اجرا شود و درمرحله بعد ، پس از حفاري تدريجي ، اجزاي ديگر ديوار سازي انجام گيرد .


نكات فني واجرايي مربوط به
خاكريزي وزيرسازي فنداسيون :

چاههاي متروكه با شفته مناسب پر مي شوند و در صورت برخورد محل با قنات متروكه ، بايد از پي مركب يا پي تخت استفاده كرد يا روي قنات را با دال بتن محافظ پوشاند .

از خاكهاي نباتي براي خاكريزي نبايد استفاده كرد .ضخامت قشرهاي خاكريز براي انجام تراكم 15 تا 20 سانتي متر است . براي انجام تراكم بايد مقداري آب به خاك اضافه كنيم وبا غلتك هاي مناسب آن را متراكم نماييم . البته خاكريزي وتراكم فقط براي محوطه سازي وكف سازي است وخاكريزي زير فنداسيون مجاز نمي باشد .
در برخي موارد ، براي حفظ رقوم زير بتن مگر ، ناچار به زير سازي فنداسيون هستيم ، اما ممكن است ضخامت زير سازي كم باشد (حدود30 سانتي متر) در اين صورت مي توان با افزايش ضخامت بتن مگر زيرسازي را انجام داد و در صورت زياد بودن ارتفاع زير سازي ، مي توان با حفظ اصول فني لاشه چيني سنگ با ملات ماسه سيمان انجام داد.

نكات فني واجرايي بتن مگر

بتن مگر يا به تعريفي بتن رگلاژ کف قالبندي فونداسيون در حقيقت يک بتن با مقدار سيمان کم عیار(100 تا 150 کيلوگرم سيمان بر مترمکعب) است که جهت آماده سازي بستر خاکبرداري شده براي آرماتوربندي و صفحه گذاري اجرا مي گردد.

توجه به نکات ذيل جهت اجراي بتن مگر الزامي است :

1- قبل از اجراي بتن مگر حتما خاک بستر را مرطوب نماييد تا آب بتن جذب خاک نگردد و کيفيت آن پايين نيايد .

2- در صورتي که بتن مگر را بر روي شفته آهک اجرا گردد حتما توجه داشته داشت که شفته به مقاومت 5/1 کيلوگرم بر متر مربع رسيده باشد .
( شفته آهکي زماني به مقاومت 5/1 کيلوگرم بر متر مربع رسيده است که اثر کفش شما پس از راه رفتن بر روي آن باقي نماند).

3- شفته آهک ميبايست قبل از اجراي بتن مگر مرطوب شده باشد تا آب بتن را جذب نکند. باید توجه داشت، زماني که آهک هنوز جذب آب داشته باشد موجب پوکي بتن مگر مي شود.

4- بتن مگر جهت پاکسازي کف و اجراي دقيقتر فاصله گذاري آرماتوربندي از کف انجام مي گردد بنابراين به تمييز و يکنواخت بودن سطح آن باید دقت کرد تا آرماتوربندي بهتري حاصل گردد.
سطح بتن کاملا صاف و يکنواخت شود و اگر قبل از بتن ريزي پي جارو شود (خاک و آشغال ها جمع­آوري شوند.) يک بستر بسيار مناسب مي باشد.

5- معمولا بتن مگر توسط دستگاههاي مخلوط کن ( بتونير ) کوچک ساخته مي شود دقت نماييد که حداقل دو (2) دقيقه پس از اضافه کردن آب، بتن درون دستگاه به خوبي مخلوط شود و سپس مورد استفاده قرار بگيرد.

6- بعد از ريختن بتن مگر با توجه به دماي هوا حدود 10 ساعت سطح آن را مرطوب نگه داريد(با پاشيدن آب) و بعد از گذشت يک (1) روز مي توان عمليات بعدي را شروع کرد و روي بتن مگر راه رفت.

در این ساختمان از قالب اجری استفاده شده است. تيغه آجري به ضخامت22 با اندود ماسه سيماني. بعد از اينکه بتن مگر ريخته شد و مقاومت لازم را بعد از يک روز به دست آورد اگر از قالب مدفون (آجر چيني) استفاده مي شود نوبت به قالب بندي پي ها مي رسد.

رعايت نکات زير در قالب بندي براي هر چه بهتر اجرا شدن پي مفيد است
1- يکنواخت بودن آجرچيني پي و ايجاد سطح صاف و بدون خلل و فرج براي پي ها مفيد و بلکه لازم است.
2- مقاومت آجر چيني، در صورتي که پشت آن خاک دستي (خاک نا مناسب) باشد اهميت زيادي دارد چرا که نيروي خاک به سمت داخل باعث شکسته شدن قالب آجري خواهد شد.
3- كشيدن نايلون بر روي جداره هاي قالب آجري براي اينكه در هنگام انجام عمليات بتن ريزي بتن سطح صافي را تشكيل دهد و شيره بتن توسط آجر كشيده نشود و در ضمن در پايان بتن ريزي راحت بتوان آجرها را بيرون آورد و براي مصارف ديگر بكار برد

مزایا و معایب قالبهای آجری

از مزایا مي‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
معمولاً ارزان‌تر تمام مي‌شود.
در برابر حمله سولفات ها مقاوم مي‌باشد.



از معایب قالب آجری مي‌توان به :
جذب دوغاب بتن
کاهش مقاومت بتن

نكات فني واجرايي آرماتور بندي وبتن ريزي :
آرماتور بندي و نصب صفحه ستونها
آرماتوربندي کاري تخصّصی مي باشد و دقت و نظارت جدی بر آن الزامي است. در برخی شرایط تمام مقاومت پی را آرماتورها تامین مي کنند.
مهندسین ناظر موظف هستند قبل از اجرای بتن ريزي از آرماتوربندي فونداسيون بازدید به عمل آورده و تا پایان بتن ريزي نظارت مستمر و مستقیم داشته باشند. ذکر چند مطلب در خصوص آشنايی با نکات اجرايی آرماتوربندي الزامي است :

1- به هیچ عنوان از آرماتورهاي زنگ زده و یا آغشته به روغن نباید استفاده شود.در صورت آلودگی آرما تورها به روغن یا زنگ زدگی آنها، باید قبل از اجرای آرماتوربندي به پاکسازی آنها اقدام و بعد از تاييد دستگاه نظارت به بتن ريزي اقدام گردد.

2-آرماتورها دو دسته طولي (آرماتورهاي اصلي) و عرضي (خاموت) هستند. خاموتها وظيفه نگهداري آرماتورهاي طولي و جلوگيري از کمانش آنها در هنگام فشارهاي زياد و چند کاربرد بسيار مهم ديگر دارند. لذا اهميت رعايت ضوابط خاموت گذاري کمتر از آرماتورهاي اصلي نيست.
فاصله خاموتها از يکديگر بايد حداکثر 20 سانتي متر باشند و دستگاه نظارت موظف است که در صورت عدم رعايت از سوي پيمانکار از اجراي بتن ريزي جلوگيري نمايد.

3- الزاما خاموتها بايد بوسيله سيم آرماتوربندي به تمام ميلگردهاي طولي مهار شوند اين امر مهي است و ميبايست توسط پيمانکار رعايت گردد و در صورت عدم توجه دستگاه نظارت موظف است از ادامه کار پيمانکار تا رفع نواقص فوق جلوگيري نمايد.

4- تمام ميلگردها بايد توسط قيچي مخصوص بريده شود و جدا از بريدن ميلگردها به کمک دستگاه هوا برش خودداري شود .باید توجه داشت که حرارت موجب افت کيفيت ميلگردها می گردد

5- از خم کردن آرماتور در دماي پايين تر از 5 درجه سانتيگراد خودداري شود و از باز و بسته کردن خمها به منظور شکل دادن مجدد ميلگردها جدا خودداري شود. در صورت مشاهده چنين مواردي بايد به مهندس ناظر اعلام گردد تا مطابق ضوابط اقدام شود .

6- تمام ميلگردها بايد به صورت سرد و تا حد امکان با دستگاههاي مکانيکي خم شوند. از خم کردن آرماتورها و بولتهاي صفحه هاي ستون به کمک حرارت ( هوابرش ) جدا خودداري شود.


7- توجه داشته باشيد که آرماتوربندي را که توسط مهندس ناظر تاييد شده است نبايد قبل از بتن ريزي تغيير داد (خصوصا از خارج کردن ميلگردها جدا خودداري نماييد و در صورت مشاهده سريعا به مهندس ناظرباید گزارش داد.)

8- فاصله بين ميلگردها تا سطح قالب بندي حداقل بايد 5/2 سانتي متر باشد تا پوشش بتني روي ميلگردها داراي ضخامت مناسبي باشد و علاوه بر ايجاد پيوستگي بين بتن و ميلگرد، محافظت ميلگردها در برابر خوردگي و زنگ زدگي انجام شود.


نکته: رعايت نکردن فاصله بين ميلگردها و جداره قالب باعث از بين رفتن سريع پي مي شود. فاصله مناسب بين ميلگرد و ديواره قالب باعث استحکام و بالارفتن عمر پي و در نتيجه سازه و بالا رفتن مقاومت در برابر زلزله خواهد شد.

علاوه بر رعايت ضوابط فني واجرايي عمليات آرماتور بندي و بتن ريزي ، فاصله ميلگردها تا سطح آزاد بتن در مورد فنداسيون نبايد از 4 سانتي متر كمتر باشد .

نویسنده: امین خاکی زاده