با انواع پی ساختمان و روش های ساخت آن آشنا شوید

در این مطلب از خانه معماری قصد داریم شما عزیزان را با با انواع پی ساختمان و روش های ساخت آن آشنا کنیم. با ما همراه باشید.

پی ساختمانی چیست؟

پی ساختمان که با عناوینی از قبیل شالوده یا فونداسیون نیز شناخته می شود، به عنوان یکی از عناصر سازه ای ساختمان وظیفه توزیع و انتقال وزن ساختمان به زمین را بر عهده دارد. طراحی پی بهینه و مناسب به خصوصیات لایه زیرین و وزن سازه های جانبی آن بستگی دارد. به طور کلی، طراحی یک پی مناسب به عواملی از قبیل: خصوصیات خاک زیر آن و همچنین مقدار وزن سازه روی آن بستگی دارد.

انواع پی‌های ساختمانی از نظر مصالح مصرفی عبارتند از: پی شفته‌ای، پی آجری، پی سنگی، پی فلزی و پی بتنی. پی های ساختمانی از نظر سیستم ساخت به پی های سطحی و پی های غیر مسلح تقسیم می شوند. پی‌های سطحی شامل: پی های تکی یا منفرد، نواری، صفحه‌ای یا گسترده یا رادیه ژنرال‌، مشترک‌، باسکولی و پی کلاف شده و پی‌های غیر مسلح شامل: پی‌های نیمه عمیق یا چاهی‌، عمیق یا شمعی می باشند. در ادامه به معرفی و بررسی انواع پی های سطحی می پردازیم:

انواع پی ساختمان: پی سطحی 

به پی هایی که در پایین ساختمان و نزدیک به زمین هستند ، پی های سطحی گفته می شود. چنین شالوده و پایه هایی غالباً روی لایه اول شن و ماسه با ظرفیت تحمل کافی پس از زمین قرار می گیرند. پی های سطحی عبارتند از: پی های منفرد، پی های شبکه ای یا مشبک، پی های گسترده و پی های پلکانی، همچنین پی های با قوس معکوس. در ادامه تک تک این پی ها را مورد بررسی قرار می دهیم:

پی های منفرد

پی های منفرد یکی از انواع پی های سطحی ساختمانی هستند که در پایه سازه وجود دارد که سطح را بالا می برد. این پی ها معمولاً از بارهای موجود بر روی یک دیوار یا ستون پشتیبانی می کنند و گسترش ابعادی آنها در زیر یک دیوار یا ستون به شدت بارهای دریافتی بستگی دارد. به طور کلی می توان کلیه پی های سطحی را پی ساده یا منفرد نامید. اما وقتی صحبت از طراحی و ساخت می شود ، کاربردها و عناوین مختلفی دارند. انواع مختلفی از پی های منفرد وجود دارد که عبارتند از: پی دیواری، پی ستون های مصالح بنایی و پی ستون بتنی:

• پی دیواری و روش ساخت آن

پی دیوای در حقیقت ساده ترین و متداول ترین نوع پی های منفرد هستند که از چندین ردیف آجر تشکیل شده و معمولاً ضخامت دیواره فوقانی را به نصف نسبت به قسمت پایین کاهش می دهد. سپس ضخامت پی از هر طرف 5 سانتی متر افزایش می یابد. عمق هر ردیف آجر معمولاً 10 سانتی متر است. در بعضی موارد ، ارتفاع آجر پایین به 20 سانتی متر می رسد. حتی با وجود دیوارهای باربر ، ضخامت دیوار در مقایسه با دیوارهای آجری افزایش می یابد.

برای ایجاد پی منفرد دیواری، ابتدا یک بستر بتونی تهیه می شود، به استثنای حداکثر ضخامت 15 سانتی متر ، جایی که طول و عرض دیوار تقریباً 20-30 سانتی متر بیشتر از عرض آجر چینی است. تحت هیچ شرایطی نباید ضخامت لایه بتن کمتر از حد انتظار در زیر پایه دیوار باشد. برای شالوده های جامد یا فشرده می توان از کف بتونی چشم پوشی کرد. توجه داشته باشید، اگر بتن ریزی قبل از اجرای اولین ردیف آجرچینی انجام شود، بتن مذکور باید بخوبی کوبیده و عمل آوری شود. پی دیواری، ارزانترین نوع پی های منفرد می باشد و کاربرد آن در ساختمان های معمولی بسیار گسترده است.

• پی ستون های مصالح بنایی و پی ستون بتنی

برخی از پی های منفرد از بار ستون ها یا پایه های آجری یا مصالح ساختمانی سنگ پشتیبانی می کند. و آنها معمولاً دارای یک دیوار بیرون زده از 6 اینچ (15 سانتی متر) بتن در تمام جهات هستند. به این نوع پی های منفرد، پی ستون های مصالح بنایی گفته می شود.

پی ستون بتنی یکی دیگر از انواع پی های منفرد است که در گونه های مختلف : شیبدار ، پلکانی و غیره در امتداد برجستگی های اصلی بتونی ساخته می شود. برای مقاومت در برابر بارهای سنگین ، پایه بتونی با تقویت کننده ها در هر دو جهت تقویت می شود. این نوع پی برای پشتیبانی از بارهای ستون های مختلف نیز استفاده می شود. به دلیل فضای محدود ممکن است این مورد در برخی از ستون ها قابل مشاهده نباشد. شکل این شالوده های مرکب، مستطیل است ، اما اگر ستون ها مقطع یکسانی داشته باشند ، ذوزنقه ای خواهند بود.

پی های قوس معکوس

پی های قوس معکوس از انواع پی های سطحی هستند که از قوس های معکوس برای استفاده در بین ستون ها و پایه ها استفاده می کند. در این نوع فونداسیون ، بارها معمولاً توسط قوس های ساخته شده از پایه به طرف دیگر از پایین ستون به زمین منتقل می شوند. ارتفاع این قوس های معکوس تقریباً یک دهم تا یک پنجم ارتفاع فضا و طول دهانه هستند و به طور کلی از حلقه های نیمه آجری تشکیل شده اند. لازم به ذکر است، قوس ها در هر دو جهت می توانند به موازات ستون-پایه ها و یا عمود بر آنها قرار یرند. این بستگی به ماهیت خاک یا زمین اجرای پروژه دارد.

برای ساخت این پی، ابتدا باید تا عمق مورد نظر حفاری انجام شود. سپس سطح تحتانی خاکبرداری شده باید کوبیده و رگلاژ گردد. ضخامت مورد نظر پی بتن کاملاً به محل قرارگیری قوس در پایین ستون بستگی دارد. حلقه های قوسی – معمولاً نیمی از آجر – توسط ملات سیمان و سپس ستون پایه ها ساخته می شوند. توجه داشته باشید، طراحی و اجرای ستون-پایه های نهایی باید برای مقابه با فشار خارجی ایجاد شده ناشی از عمل قوسی انجام شود. از پی های قوس معکوس معمولاً در ساختمان های متعارف استفاده نمی شوند و کاربرد آن ها برای سازه هایی مانند پل ها، مخازن، تکیه گاهی برای خطوط فاضلاب می باشد.

انواع پی ساختمان: پی های گسترده

پی های گسترده یکی دیگر از انواع پی های سطحی هستند. این پی ها شامل یک دال ضخیم بتن مسلح می باشند که تمام مساحت مورد نظر را پوشش می دهند. روش ساخت پی گسترده بدین صورت است که: کل سطح مورد نظر و عرض اضافی 30 سانتی متر را می توان از هر طرف حفاری کرد. بستر مورد نیاز خود را اضافه کرده و آب پاشی کنید. متعاقباً روکش بتونی با عیار کم با ضخامت دلخواه روی زمین ریخته می شود. مرحله بعدی استفاده از قطر و مقاومت فاصله مشخص شده در ساختار بتن بر روی بتن است. بتن اولیه با تکان دادن به ضخامت مورد نظر ریخته می شود. بتن با توجه به شرایط پروژه به درستی عمل آوری می شود. اگر بار بیش از حد سنگین است ، می توانید شبکه ای از دال های بتونی ضخیم به پایه اضافه کنید که در زیر ستونها قرار دارد.

از پی های گسترده در ساختمانهای عمومی ، ادارات ، مدارس ، مناطق مسکونی و غیره استفاده می شود. در شرایطی که شرایط خاک و ظرفیت خاک آنقدر ضعیف است که استفاده از پایه های جداگانه (پی های منفرد) غیرممکن است.

انواع پی ساختمان: پی های مشبک

پی های شبکه ای یکی دیگر از انواع پی های سطحی هستند. یک شبکه دارای یک یا چند شیار چوبی یا فولادی است که فضای خالی آن از بتن پر شده و به آن پی مشبک یا شبکه ای گفته می شود. شباهت سیستم و بستر انجام کار در چنین عملیاتی از نظر شکل ظاهری به شبکه دلیل این نامگذاری است. در این روش ساخت ، حفاری عمیق مورد نیاز نیست و سطح لازم برای کاهش تنش و دستیابی به سطح تنش ایمن زمین در زیر پایه سازه فراهم شده است. هدف از این نوع ساخت و ساز بدست آوردن حداکثر سطح افقی ممکن برای توزیع بار در سطح ساخت پایه می باشد. پی های شبکه ای به دو دسته پی شبکه ای فولادی و پی شبکه ای چوبی یا الواری تقسیم می شوند:

• مراحل ساخت پی شبکه ای فولادی

برای ساخت این نوع پی ، ترانشه ای با عرض و عمق تخمین زده شده 90 سانتی متر تا 1.5 متر از یک شبکه فولادی حفر می شود. سپس ته و کف آن کوبیده و تنظیم می گردد. سپس بتن خالص با ضخامت کمتر از 30 سانتی متر ریخته و به خوبی فشرده می شود. سپس یک لایه جدید از بتن با کیفیت بالاتر با ضخامت 15 سانتی متر بر روی بتن قبلی ریخته و کف ایجاد می شود تا یک بستر بتونی مناسب برای ادامه کار ایجاد شود.

روی لایه بتنی آماده شده ، ردیف اول تیرهای فولادی I شکل با ابعاد طراحی شده و با فواصل معین قرار داده شده و اطراف این تیرهای فولادی با بتن پر می شود. اگر لازم باشد، تیر دیگری از تیرهای فولادی بر روی تیرهای خط اول قرار می گیرد و تمام فضای موجود با بتن پر می شود. سپس بر روی این بستر ، سازه مورد نظر به عنوان پایه ، ستون یا پایه فلزی ساخته می شود. از پی های شبکه ای فولادی معمولاً برای سازه هایی مانند ستون ها ، پایه های فولادی و سایر عناصر تحت بارهای سنگین و همچنین برای ساختمان هایی مانند کارخانه ها ، تئاترها و راهروها استفاده می شود.

• مراحل ساخت پی شبکه ای چوبی

یک تخته چوبی به ضخامت 5-8 سانتی متر به صورت عمودی در بالای شیاری که قبلا حفر کرده اید، قرار می گیرد. توجه داشته باشید، مجموع عرض تخته ها باید حدود 45-60 سانتی متر از عرض سازه طراحی شده بزرگتر باشد. سپس یک صفحه مستطیل شکل با ابعاد مناسب و فاصله شانه تا شانه 35 سانتی متر روی این لایه زیرین قرار می گیرد. سپس لایه های بالایی تخته ها را که به عنوان لایه اول در کنار یکدیگر قرار می گیرند ، قرار دهید تا ضخامت آنها 10-10 سانتی متر و عرض آنها برابر با ساختار پیش بینی شده باشد. سرانجام ، در این زیرساخت چوبی ، سازه های اصلی به صورت ستون های چوبی یا دیوارها با مصالح ساختمانی چیده شده اند.

از پی های مشبک چوبی برای ستون های چوبی سنگین استفاده می شود. از این نوع پی ها می توان در مناطقی که سازه های سبک بر روی خاک های نرم و دارای آبهای زیرزمینی زیاد ساخته شده اند نیز استفاده کرد.

پی های پلکانی

برای ساخت پی پلکانی، عملیات حفاری به صورت نردبانی با طول کوتاه و ضخامت یکنواخت انجام می شود و بر روی پایه بتونی ساخته می شود. اگر پروژه امکان لغزش کامل سازه را دارد ، در این صورت می توانید از شمع های بتونی مسلح در حالت یک سطح بتونی و مشابه آن با شیب کم استفاده کنید.

انواع پی ساختمان: پی های عمیق

پی های عمیق به پی هایی اطلاق می شود که ساخت آن ها توسط تمهیدات خاصی مانند چاهک یا شمع پایین تر از تراز زمین صورت می گیرد. پی های عمیق عبارتند از: پی متکی به شمع، پی عمیق چاهی و پی صندوقه ای. پی متکی بر شمع، نوعی پی منفرد یا مشبک است که ظرفیت بار اصلی آن به شمع ها بستگی دارد. این نوع پایه ها معمولاً دارای یک پایه یا شبکه واحد هستند که روی مجموعه ای از شمع های سطح پایه قرار می گیرند. شمع ها با بهره گیری از نیروی اصطکاک ایجاد شده بین دیوار و زمین یا ترکیبی از نیروی اصطکاک و ظرفیت تحمل نهایی آنها ، بار سازه را به زمین منتقل می کنند.

از پی متکی بر شمع در زمانی که خاک بسیار سست است و لایه ای با باربری مناسب در اعماق متداول پی های سطحی جهت کاهش تنش ها به محدوده موردنظر وجود ندارد، استفاده می شود. همچنین زمانی که استفاده از پی شبکه ای یا گسترده مقرون به صرفه نیست و ساختمان دارای بارهای متمرکز بسیار سنگین است مورد استفاده قرار می گیرد. پی های متکی بر شمع برا ی سازه هایی که باید در کنار ساحل دریا و یا بستر رودخانه احداث شوند، مورد استفاده قرار می گیرند.