فوندانسیون (شالوده) در ساختمان چیست؟

فوندانسیون (foundation) که در اصطلاحات ساختمان‌سازی به آن شالوده یا پی هم گفته می‌شود، در پایین‌ترین قسمت یک بنای ساختمانی قرار دارد. شالوده، به‌دلیل اینکه بار ساحتمان از طریق آن به زمین انتقال داده می‌شود، استحکام سازه را تأمین می‌کند و نقشی مهم در ایستایی آن دارد. اجرای شالوده یا پی‌ریزی برای ساختن یک سازه ساختمانی نیازند رعایت قوانین و مقررات ملی است و آشنایی با انواع شالوده، نقش مهمی در انجام پروژه‌ها دارد. چرا که اگر شالوده یا Foundation یک ساختمان به‌خوبی انجام نشود، بارهای ساختمان به‌خوبی به زمین منتقل نمی‌شوند و تعادل لازم برقرار نخواهد شد.

گام اول برای اجرای صحیح شالوده یک ساختمان،  انتخاب مصالح مناسب است. برای مثال، آشنایی با انواع میلگرد از جمله میلگردهای آلیاژی، ساده و آجدار و انتخاب سایز آن‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. در این مقاله تخصصی، به‌سراغ تعریف شالوده یا پی و همچنین بررسی تقسیم‌بندی، مراحل اجرایی کردن و نحوه آرماتورگذاری رفته‌ایم.

نگاهی به تعریف استاندارد فوندانسیون

به‌طور کلی، پایین‌ترین قسمت هر سازه ساختمانی یا سازه شهری را به‌صورت مستقیم با خاک در ارتباط است، پی یا شالوده می‌گویند. این بخش از هر سازه ساختمانی یا شهری، وزن کل سازه را به زمین زیر آن منتقل می‌کند به طور کلی به 2 دسته سطحی و عمیق دسته‌بندی می‌شود.

در یک شالوده یا پی سطحی، وزن سازه مورد نظر کم‌عمق‌ترین لایه زمین زیرین آن منتقل می‌شود. این در حالی است که در فوندانسیون عمیق، وزن سازه به عمیق‌ترین لایه‌ای که در تماس مستقیم با خاک زیر سازه است، انتقال پیدا می‌کند. برای مثال، یک سازه ساختمانی که طرح ساختمانی آن برای افزایش ارتفاع سازه طراحی شده است، نیاز به شالوده عمیق دارد.

همچنین، یک شالوده یا پی در سازه‌های ساختمانی یا شهری، این وظایف مهم را برعهده دارد:

• جلوگیری از نشست بی‌جا و زیاد ساختمان
• برقراری تعادل در نشست احتمالی سازه در خاک
• جلوگیری از شکست در قسمت پایینی ساختمان در اثر وارد شدن بار سازه
•  جلوگیری از واژگون شدن سازه پس از وارد شدن نیروی جانبی به بدنه آن

آشنایی با 5 نوع مختلف شالوده در ساختمان

شالوده‌های ساختمانی به چندین نوع مختلف تقسیم می‌شوند که رایج‌ترینشان عبارت‌اند از:

• شالوده سطحی (شالوده معمولی)
• شالوده عمیق (شمع‌ها)
• پی‌های نیمه‌عمیق (مثل پی چاهی)
• شالوده‌های مخصوص مثل مهار، پی‌های صندوقه‌ای یا کیسون و ستون‌های شنی
•  پی نقطه‌ای یا شالوده منفرد (برای وارد کردن بار از ستون به زمین به‌صورت مستقل و جداگانه)

فوندانسیون کم‌عمق

شالوده کم‌عمق، معمولاً مناسب ساختمان‌هایی است که وزن کم‌تر و سبک‌تری دارند. این شالوده، دارای یک لایه یکنواخت است و عمق آن معمولاً 3 متر ارزیابی می‌شود. از جمله پایه‌های کم‌عمق که در دسته‌بندی این نوع فوندانسیون قرار می‌گیرند، می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• پایه دیواری
• پایه نوار
• شالوده عمیق
• شالوده مرکب
•  شالوده گسترده

فوندانسیون عمیق

این نوع شالوده، معمولاً برای شرایطی مناسب است که عمق پی بیشتر از 3 متر و عرض آن هم یک‌ششم ارتفاع باشد. اشالوده‌های عمیق به 3 دسته مختلف تقسیم می‌شوند:

• شالوده با پایه‌های لاغر (شمع و پیر): از رایج‌ترین پایه‌های عمیق ساختمانی هستند که برای ساختن سازه‌های مرتفع شهری از جمله آسمان‌خراش‌ها استفاده می‎شوند. فوندانسیون شمع یا پیر، تکه‌های دایره‌ای‌شکل از جنس بتن با مواد دیگر هستند که برای حمایت از سازه به داخل سطح زمین فرو می‌روند. از این نوع شالوده‌ها در شرایطی استفاده می‌شود که لایه خاک سطحی به اندازه کافی مستحکم نیست
• شالوده با المان ستونی
•  شالوده با پایه‌های قطور و ضخیم

5 مرحله اجرای فوندانسیون در سازه‌های ساختمانی و شهری

برای اینکه یک شالوده یا پی در سازه‌های ساختمانی یا شهری اجرا شود، این 5 مرحله به‌ترتیب انجام می‌شوند:

1. کندن پی و گودبرداری

یکی از مهم‌ترین مراحل شالوده، گودبرداری سازه ساختمانی است که در همه پروژه‌های ساختمانی سطح شهر مشاهده کرده‌اید. این مرحله با هدف برداشتن خاک‌های اضافه و رسیدن به سطح مطلوبی از زمین برای ایجاد شالوده انجام می‌شود. همچنین، 3 هدف مهم کندن پی عبارت‌اند از:

• دستیابی به خاک مقاوم و مطلوب برای انتقال صحیح و بدون نقص بار ساختمان به شالوده و زمین
• محافظت شالوده و جلوگیری از اثرات منفی جوی از جمله باران، برف، یخ‌بندان و غیره
• دستیابی به تراز مورد نظر با توجه به نقشه‌های اجرایی پروژه ساختمانی

2. اجرای بتن مگر

به بتنی که با عیار کم سیمان (بین 100 تا 150 کیلوگرم بر مترمکعب) در زیر شالوده اجرا می‌شود، بتن مگر، بتن نظافت یا بتن لاغر کفته می‌شود. اجرای این بتن با ضخامت و عرض 10 سانتی‌متری از هر ظرف انجام می‌شود و هدف از اجرای آن عبارت‌اند از:

• جلوگیری از تماس مستقیم بتن شالوده با خاک
• رگلاژ کردن یا هم‌سطح‌سازی کف شالوده یا پی
•  ایجاد سطح صاف برای اجرای شالوده اصلی

3. آرماتوربندی یا آرماتورگذاری شالوده

شالوده منفرد، بارهایی که از ستون سازه وارد می‌شوند را به زمین منتقل می‌کند. در نتیجه، کشیدگی در قسمت‌های پایینی شالوده به‌وجود می‌آید. البته در سازه‌های بتنی، میلگردهای فولادی برای تحمل بارهای کششی سازه قرار می‌گیرند. بنابراین، نیاز است که در بخش‌های پایینی شالوده ساحتمان که کشش زیادی در آن انجام می‌شود، از میلگرد استفاده شود.

از آنجایی که کشیدگی در هر بخش شالوده منفرد به‌وجود می‌آید، باید از آرماتورهای مورد نظر در 2 جهت استفاده شود. پس از اینکه میلگردها در پایین شالوده به‌شکل شبکه‌ای قرار داده شدند، قطر و فاصله این میلگردها از همدیگر محاسبه می‌شوند. برای اینکه چسبندگی لازم در فوندانسیون ایجاد و نیروی بهتری از بین فولاد و بتن در دیواره‌ها منتقل شود، معمولاً از میلگردهای با زاویه 90 درجه استفاده می‌شود. به همه این اقدامات، آرماتورگذاری شالوده گفته می‌شود.

4. قالب‌بندی

قالب‌بندی در سازه ساختمانی، بسته به نوع مصالحی که مورد استفاده قرار می‌گیرند، متفاوت است:

• قالب‌بندی چوبی: مورد استفاده برای قطعات بزرگ‌تر در سازه
• قالب‌بندی فلزی: مناسب برای سازه‌های با بار زیاد
•  قالب‌بندی آجری: از جمله اقتصادی‌ترین و سریع‌ترین قالب‌ها برای پیاده‌سازی فوندانسیون

5. بتن‌ریزی و اصول طراحی پی در ساختمان

قبل از اینکه وارد مرحله بتن‌ریزی در شالوده شوید، به این نکات مهم دقت کنید:

• از محلی که سطح آب‌های زیرزمینی آن بالاست، برای ساختن زیرزمین اجتناب کنید
• از روش‌های ویژه برای خاک‌ریزی یا بتن‌ریزی در مناطقی که خاک رس منبسط‌شونده دارند، استفاده کنید
• از ساختمان بتنی برای بتن‌ریزی در ناطقی که لایه‌های خاک زیر آن ضعیف یا نرم هستند، استفاده کنید
•  در ناطقی که خاک آلی زیاد دارند، پی را در پایین‌ترین لایه‌ها اجرا کنید

ضمناً در مورد طراحی پی در ساختمان، این موارد را در داشته باشید:

• از پی‌های فولادی برای ساختمان‌های با وزن خیلی بالا استفاده می‌شود
•  برای طراحی پی سنگی، از ملات آبی با حداقل ضخامت 4 سانتی‌متری استفاده می‌شود

مهم‌ترین نکات برای ساختن فوندانسیون

فوندانسیون، در واقع همان شالوده یا پی ساختمان و سازه‌های مختلف است. شالوده، انواع مختلفی دارد و به‌طور کلی به 2 نوع سطحی و عمیق تقسیم می‌شود. همچنین، 5 مرحله کلی برای اجرای شالوده یا پی کندن در نظر گرفته شده‌اند که شامل گودبرداری، اجرای بتن مگر، آرماتورگذاری، قالب‌بندی و بتن‌ریزی می‌شوند. در این مقاله از وب‌سایت آهن یک‌دوسه به‌سراغ همین مطالب رفتیم و موضوعات مرتبط با آن‌ها را بررسی کردیم.

گروه آهن یک‌دوسه، فعالیت حرفه‌ای خودش را از سال 1369 شروع کرده است و در حال حاضر بیش از 30 سال سابقه درخشان در بازار آهن‌آلات دارد. شما می‌توانید از طریق شماره تلفن 02122336060 و وب‌سایت ما انواع مشتقات آهن، فولاد، تیرآهن، هاش، میلگرد و غیره را خریداری کنید. تا سه بشمارید، محصول تحویلتونه!