راهنمای جامع سیستم های پی و انواع خاک

سیستم های پی و انواع خاک در هنگام انتخاب راه حل مناسب برای سایت محل ساخت، دست به دست هم می دهند. در این مطلب از خانه معماری هر آنچه لازم است بدانید آورده شده است. با ما همراه باشید.

درک سیستم های پی و انواع خاک برای هر کسی که به دنبال ساخت یا گسترش خانه خود است کلیدی است. هزینه ساخت فنداسیون یکی از بزرگترین متغیرها است ، بنابراین هر کسی که می خواهد کنترل بودجه و برنامه خود را به دست بگیرد، باید مناسب ترین سیستم پی را انتخاب کند. شناسایی مقرون به صرفه ترین راه حل تا حد زیادی به شرایط زمین در محل ساخت از جمله نوع خاک ، سنگدانه یا سنگ و ترکیبات اصلی آن بستگی دارد. بهترین راه برای دستیابی به این هدف قبل از شروع کار در محل ، دستورالعمل یک مطالعه ژئوتکنیک است که شامل حفر سوراخ های آزمایشی حفر کننده در اطراف سایت یک ساختمان جدید پیشنهادی، اساساً برای ایجاد ظرفیت تحمل بار خاک در عمق های مختلف است.

نمونه ها برای قابلیت انعطاف پذیری (انقباض پذیری) ، سطح pH ، سولفات ها ، تماس با رطوبت (سطح آب فصلی) و سایر فاکتورهایی جمع آوری و آزمایش می شوند که به شما امکان می دهد محلول پیوند مناسب برای محل تعیین شود. بی توجهی به بررسی شرایط زمینی در سایت یکی از اولین و پرهزینه ترین اشتباهاتی است که خود سازنده می تواند مرتکب شود.

راهنمای جامع سیستم های پی و انواع خاک

انواع خاک

یک مطالعه ژئوتکنیکی، نوع زمین موجود در سایت را نشان می دهد و به احتمال زیاد یکی از آنها یا مخلوطی از موارد زیر است:

سنگ

سنگ آهک ، گرانیت ، ماسه سنگ ، شیل یا سنگ رست و گچ جامد سخت همگی از سنگ هایی هستند که قدرت تحمل بالایی دارند. برای ساختن از سنگ ممکن است به سادگی نیاز به عقب بردن و تراز کردن وجود داشته باشد.

گچ

با توجه به اینکه گچ خیلی نرم نیست ، عرض پایه های 450 میلی متر برای ساختمان های کم ارتفاع معمولاً قابل قبول است. عمق فونداسیون باید زیر هرگونه عمل یخبندان ، حداقل 700 میلی متر باشد. اگر گچ نرم باشد ، لازم است تا زمان رسیدن گچ سفت ، آن را بیرون بیاورید. خاک های گچ ممکن است مستعد فرسایش باشند ، بنابراین در مورد احتمال وجود گودال ها یا حفره ها مراقب باشید.

شن و ماسه

زیر لایه های خشک ، شن و ماسه خشک معمولاً برای پایه های نواری مناسب هستند. عموماً عمق 700 میلی متر قابل قبول است ، مادامی که زمین توانایی تحمل کافی را داشته باشد. اگر سطح آب زیاد باشد (به عنوان مثال اگر شن زیر آب باشد) ، ظرفیت تحمل به نصف کاهش می یابد ، بنابراین مهم است که پایه ها را تا حد ممکن بالا نگه دارید. یک پایه نوار کم عمق ، تقویت شده و گسترده ممکن است مناسب باشد. شن و ماسه مرطوب ، فشرده و یکنواخت به خوبی حفظ می شود ، اما ممکن است سنگرها فرو ریخته و بنابراین از ستون ورق برای نگهداری زمین در گودال ها تا زمان بتن ریزی استفاده می شود.

خشت یا رس

به طور کلی سه نوع رس وجود دارد که براساس انعطاف پذیر بودن طبقه بندی می شوند ، یعنی اینکه مقدار آنها به دلیل محتوای آب تا چه اندازه می تواند تغییر کند. رس های با بیشترین میزان انعطاف پذیری، بالاترین خطر را دارند. رس با انعطاف پذیری کم نیز خطراتی را به همراه دارد. رس های با انعطاف پذیری متوسط معمولاً کم خطر هستند. اولین لایه خاک رس 900-1200 میلی متر به دلیل انبساط و کوچک شدن ناشی از تغییر فصلی محتوای رطوبت ، در معرض حرکت است ، بنابراین عموماً لازم است که کندن پی را تا عمقی که میزان رطوبت موجود در آن پایدار باشد ، ادامه داد.

پایه های نوار ، گودال یا لایه ها باید با حداقل عمق 750 میلی متر در رس های با انعطاف کم ، عمق 900 میلی متر در متوسط و استاندارد 8004 انگلیس برای پایه های مناطق با بیشترین خطر ، حداقل عمق 1 متر را توصیه می کند. در صورت وجود درختان در نزدیکی سایت محل ساخت ، عمق حداکثر 3 متر ممکن است لازم باشد. عمق لازم به نوع درخت بستگی دارد ، زیرا گونه ها تقاضای آب متفاوتی دارند ، گونه های بلند برگ پهن مانند صنوبر بیشترین تأثیر را دارند.

در جاهایی که درخت وجود دارد یا وجود داشته است (حذف درختان خطر گسترش خاک رس را از بین نمی برد) مهندسان ممکن است تقویت پایه ها را با فولاد تعبیه شده توصیه کنند. پایه های موجود در خاک های رسی را می توان تا حدودی از آسیب ناشی از انبساط (بالا رفتن) با آستر ترانشه یا گودال ها با مواد قابل فشرده سازی مانند تخته های سفالی محافظت کرد.

محکم کردن خاک رس سفت روی خاک رس نرم

در مواردی که خاک رس نرمتر می شود ، یک لایه پی سنتی گاهی قابل قبول است ، اما مهم نیست که بیش از حد حفاری کنید زیرا این امر باعث افزایش تنش در خاک رس نرم در زیر می شود. یک راه حل معمول حفر پایه های نوار عریض با آرماتورهای فولادی تعبیه شده است ، اما ممکن است در برخی موارد یک پایه مهندسی مانند یک ریفت یا قایق تقویت شده یا یک فنداسیون پی ریزی شده لازم باشد.

ذغال سنگ نارس یا کود

ذغال سنگ نارس و شن و ماسه غوطه ور در آب زیرزمینی بسیار ضعیف است. اگر از بین بردن ذغال سنگ نارس یا کود بتواند زمین باربری مناسب با عمق حداقل 1.5 متر را ایجاد کند ، فنداسیون نواری ممکن است مناسب باشد. در غیر این صورت به احتمال زیاد یک پی تقویت شده حصیری یا ریفت، اقتصادی ترین راه حل خواهد بود.

زمین حفاری و پر شده

در جاهایی که زمین قبلاً حفاری و پر شده باشد ، عموماً لازم است تا سطحی در زیر ناحیه آبریز حفر شود. بنابراین مهم است که به عمق “زمین ساخته شده” پی ببرید. مانند تمام سایت های قبلاً توسعه یافته ، بررسی وجود آلودگی احتمالی قبل از ایجاد مزاحمت برای هر ماده ای بسیار حیاتی است.

سایت های شیب دار

سایت های شیب دار به پایه های پلکانی احتیاج دارند. رهنمودها در آیین نامه ساختمان ارائه شده است.

آیا باید خاک را بررسی کنیم؟

تحقیقات خاک می تواند بسیار مفید باشد اما پیش شرط نیست. بیشتر سایت ها بدون بررسی رسمی خاک ، با تکیه بر دانش طراح یا تخصص محلی بازرس ساختمان ، شروع به کار می کنند. این فرایند شامل حفره هایی است که در نقاط مختلف سایت حفر شده و یافته های موجود در هر سوراخ را بیرون می اندازد تا شرایط زیرزمینی را در سراسر سایت فرض کند.

سیستم های پی و فنداسیون

سیستم های پی نواری و پر کننده ترانشه

طراحی یک مهندس بر اساس محاسبات بارهای ساختمان و ظرفیت تحمل بار زمین ، محلول پایه مورد استفاده را نشان می دهد. مواد اضافی برای تمام پایه ها معمولاً برای دفن زباله ها با ماشین دور می شود. خاک سطحی زمین خراشیده می شود (و معمولاً برای استفاده مجدد ذخیره می شود) و سنگرهایی حداقل تا 450 میلی متر در عمق حفر می شوند که برای قرار دادن پایه های زیر عمل سرما کافی است. سپس ترانشه ها با حداقل 150 میلی متر از سطح زمین سطح با بتن پر می شوند.

دیوارها سپس تا زیر سطح زمین به پایان رسیده در سنگ تراشی (بلوک های بتونی یا آجرهای مهندسی) ساخته می شوند و ورق خارجی به مواد روبرو خارجی برای دیوارها یا ازاره ، به طور معمول آجر یا سنگ ، درست زیر سطح زمین تغییر می کند. انواع مختلفی از پی های نواری وجود دارد:

نوار عمیق

در جاهایی که پی های نوار برای رسیدن به خاک با ظرفیت تحمل مناسب باید در سطح پایین تری باشد ، می توان برای کار درون آن ترانشه ای گسترده تر حفر کرد و پایه های نواری را از این سطح پایین حفر و به عرض مورد نیاز ریخت. سپس دیوارهای سنگ تراشی می توانند درست زیر سطح زمین ساخته شوند ، قبل از اینکه ترانشه ها به صورت لایه لایه به سطح زمین تمام شده با استفاده از خیش زدن تمیز یا مواد دیگر که مشخص شده است ، دوباره پر شوند.

نوار عریض

در جاهایی که خاک نرم یا دارای قدرت تحمل کم باشد ، می توان از پی های نوار گسترده برای پخش بار در یک منطقه بزرگتر ، تقویت شده با فولاد استفاده کرد تا بارگذاری در هر متر مربع کاهش یابد.

نوار افست

در مواردی که ساخت پی های نواری معمولی امکان پذیر نیست زیرا ساختمان جدید در برابر سازه موجود سخت است ، یا دسترسی به زمین مجاور امکان پذیر نیست ، ممکن است به جای استفاده از پی گران قیمت تر ، استفاده از پی نواری افست امکان پذیر باشد. یک پایه تقویت شده ریفت. به طور معمول 750 میلی متر عرض و 450 میلی متر عمق با یک لایه مش A193 در پایین بتن با حداقل 50 میلی متر پوشش روی فولاد قرار می گیرد. این راه حل به طور کلی برای سازه های یک طبقه مناسب است.

پر کردن ترانشه

پی ترانشه جایگزین مناسبی برای پی نواری است که در آن سنگرها با بتن آماده به سرعت تا عمق دقیق زیر سطح زمین پر می شوند. این اجازه می دهد تا اولین دوره از مواد روبرو خارجی (به طور معمول آجر یا سنگ) برای پوشش ضد رطوبت گذاشته شود. این یک راه حل سریع در مقایسه با سنگ تراشی است اما به دلیل مقدار بتن مورد نیاز برای پر کردن عرض کامل ترانشه ، معمولاً گران تر است. آرماتورهای فولادی ممکن است در مناطق نزدیک به درختان اضافه شوند.

سیستم های پی مهندسی شده

در مواردی که عمق زیربنای مورد نیاز بیش از 2.5 متر باشد ، استفاده از پی های معمولی نواری یا ترانشه غیر عملی است ، مگر اینکه طبقه زیرزمین طراحی و ساخته شده باشد. در این موارد نگاه به گزینه های دیگری مانند ریفت بتونی یا شمع مقرون به صرفه تر است.

سیستم های پی ریفت یا حصیری 

زیربنای ریفت ، یک دال بتن آرمه است که بر روی یک زیر پایه هاردکور فشرده ریخته می شود و برای غلبه بر شرایط زمین با ظرفیت تحمل بار پایین ، بار ساختمان را در منطقه بزرگتری از زمین پخش می کند. پی های حصیری معمولاً با در نظر گرفتن شرایط زمینی ارزیابی شده در یک نظرسنجی ژئوتکنیکی یا حداقل بازرسی از سوراخ های آزمایش توسط مهندس ، توسط یک مهندس سازه طراحی می شود.

طرح ریفت معمولاً دارای لبه دال بتنی در اطراف محیط خود و در زیر مناطقی است که بارهای بزرگ را حمل می کنند. این شامل یک قفس از تقویت کننده فولاد است که باید با دقت در محل مونتاژ شود. تیرهای سفت کننده داخلی نیز گاهی اوقات مورد نیاز است. این تیرها بارهای ساختمان را از طریق بقیه دال و سپس به طور یکنواخت از روی زمین منتقل می کنند.

پایه های پد

پایه های پد نوعی فونداسیون پهن است که بوسیله ‘پدهای’ بتونی مستطیلی ، مربعی یا بعضاً دایره ای، شکل گرفته و از بارهای تک نقطه ای موضعی مانند ستون های سازه ای ، گروه های ستون یا ساختارهای قاب دار پشتیبانی می کند. این بار سپس توسط پد به لایه تحمل کننده خاک یا سنگ در زیر منتقل می شود. این راه حل برای پشتیبانی از بارهای نقطه ای ساختمانهای ساخته شده با استفاده از یک قاب فولادی یا یک تیر چوبی و قاب تیر استفاده می شود. تخته های بتونی که معمولاً درجا ریخته می شوند ، در زیر موقعیت هر پایه اسکلت قرار می گیرند و ستون ها در سطح طبقه همکف به یکدیگر متصل می شوند تا بار به طور مساوی پخش شود. فاصله ، اندازه و عمق پد با توجه به بار طراحی ساختمان و شرایط زمین طراحی شده است.

پایه های پد می تواند به خوبی برای مکان هایی مناسب باشد که حفاری باید به حداقل ممکن برسد و همچنین می تواند یک راه حل مقرون به صرفه هنگام غلبه بر یک سایت شیب دار با تعلیق طبقه همکف روی یک پست و فریم تیر باشد.

پایه های شمع

در مواردی که شرایط زمین ضعیف ، متغیر یا غیر قابل پیش بینی باشد ، پایه های انباشته یا شمع معمولاً راه حل مناسب هستند. در اصل سه نوع شمع وجود دارد: مواردی که به صورت محل در حفره های سوراخ شده ریخته می شوند. آنهایی که از پیش ساخته شده اند و توسط یک دکل شمع به زمین رانده می شوند و آنهایی که در قالب درون قالب لوله ای فولادی یا پوسته ای که به زمین رانده می شود ریخته می شوند. شمع ها با انتقال آن به لایه های پایین خاک یا سنگ ، یا از طریق اصطکاک با زمین اطراف خود ، یا با ترکیبی از پشتیبانی زمین و اصطکاک ، بار ساختمان را تحمل می کنند.

سپس یک تخته کف بتونی آویز شده یا یک تیر حلقه ای از بتن مسلح ریخته می شود ، و آنها را به یکدیگر متصل می کند تا بار ساختمان به طور مساوی پخش می شود. برای یک سازه تیر و پست ، باید شمع ها یا گروهی از شمع ها را با یک بالشتک بتونی پوشش داد.

سیستم های پی شمع مارپیچ

مقامات محلی معمولاً اجازه می دهند تا سازه هایی در اطراف درختان در یک منطقه محافظت شده ساخته شوند ، با این شرط که سازه ها توسط شمع های پیچ یا لنگرهای مارپیچ پشتیبانی شوند. اینها یک راه حل بنیادی نسبتاً جدید هستند که متشکل از شفتهای باریک و توخالی فولادی با تعداد کمی مارپیچ فولادی است که به آنها جوش داده شده است. شمع ها تا زمانی که به اصطکاک کافی برای تحمل بار مورد نیاز دست پیدا نکنند ، به زمین پیچ می شوند. این می تواند یک روش مقرون به صرفه برای ساخت در زمین های شیب دار نیز باشد ، زیرا می توان شمع های فولادی را از سطح زمین رها کرده و با سیم های کششی یا میله ها به هم متصل کرد و برای ساخت از آنها یک تیر حلقه ای یا مشبک تشکیل داد.

عوامل تاثیرگذار در انتخاب سیستم های پی

در مواردی که پایه ها تحت تأثیر ریشه های درختان قرار گرفته اند، ممکن است لازم باشد که شما یک سنگر نسبتاً عمیق پر از بتن اما با ماده قابل فشردن را در یک یا هر دو طرف ترانشه های خارجی به کار گیرید تا هرگونه افزایش یا انبساط در زمین را خنثی کند. لوله های آب باید در عمق حداقل 750 میلی متر اما بیش از 1.35 متر زیر زمین وارد ساختمان شوند. اگر این بدان معنی است که آنها از یک پایه بتونی عبور می کنند ، آنها باید یا قبل از بتن ریزی کار گذاشته شوند، یا برای عبور آن ها داکت نصب شود.

اگر لوله های فاضلاب خارج از ساختمان باید عمیق تر از قسمت بالای بتن پی باشند ، باید لوله ها نیز مجاری داشته باشند. آنها نمی توانند در داخل بتن محبوس شوند و باید بتوانند آزادانه حرکت کنند. برق و گاز معمولاً در این مرحله نیازی به کانال کشی یا نصب ندارند ، زیرا در حالت عادی روی سطح نصب می شوند. سرانجام ، بازرسان ساختمان و گارانتی باید قبل از ریختن بتن ، پایه های حفر شده را تأیید کنند.