پی چیست؟ پی، شالوده یا فونداسیون بخشی از ساختمان است که وظیفهٔ 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 می شود.
انواع پی؟؟ به طور کلی از لحاظ اجرایی ما دارای 4 نوع مدل اجرایی پی می باشیم که عبارتند از: ۱-پی منفرد (تکی، نقطه ای): پی هایی که بار یک ستون تکی یا یک دیوار را حمل می نمایند. 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 بتنی.
لایه های پی های نقطه ای: زمین مناسب بتن مگر میلگردهای کف پی بتن اصلی صفحه زیر ستون (در ساختمانهای اسکلت فلزی)
2- پی مرکب : پی هایی که بار دو تا چهار ستون را حمل می نمایند!
3- پی نواری : این پی ها معمولاً در ساختمان های آجری مورد استفاده قرار می گیرد. حداکثر عمق پی های نواری در حدود ۵۰ و عرض پی قدری بزرگتر از عرض دیوار روی آن می باشد.
لایه های پی های نواری به ترتیب از پایین به بالا: شفته ریزی کرسی چینی شناژ ملات ماسه سیمان برای ایزولاسیون رطوبتی قیر گونی ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیر گونی دیوار چینی اصلی
5- پی گسترده : به پی هایی اطلاق می شود که بار چند ستون یا دیوار را که در ردیف ها یا امتدادهای مختلف قرار دارند به زمین منتقل می نمایند. پی گستره ممکن است به شکل دال مجموعه تیر_دال و… ساخته شود.
اجرای فونداسیون (پی) مراحل ساخت فنداسیون ساختمان:
اجرای فونداسیون ساختمان باید به طور کاملا فنی و دقیق روی زمین با مقاومت کافی و کنترل شده، باخاک کاملا متراکم و دارای دانه بندی و جنس مطلوب باشد، تا احیانا مسئله نشست و لغزش در پی رخ ندهد.به همین دلیل مهندس طراح باید از طبیعت و رفتار خاک زیر شالوده مطلع باشد.فرآیند شناسایی خاک تحت الارض و تعیین مشخصات فیزیکی آن <<شناسایی های تحت الارضی >> نامیده میشود.
هدف از این شناسایی ها تعیین اطلاعاتی است که مهندس ژئوتکنیک را در موارد زیر یاری میدهد. 1) انتخاب نوع و عمق شالوده ای که برای سازه مناسب است 2) تخمین ظرفیت باربری پی 3) تخمین نشستهای احتمالی 4) تعیین موقعیت سطح آب زیرزمینی 5) تعیین روشهای اجرایی برای تفسیر شرایط تحت الارض 6) تعیین خصوصیات شیمیایی خاک(جهت تعیین نوع سیمان مصرفی)
برنامه مطالعات تحت الرضی شامل 3 گام اساسی زیر میباشد: الف) جمع آوری اطلاعات اولیه ب) بازدید محلی ج) عملیات گمانه زنی و شناسایی
که در ادامه به شرح آنها پرداخته شده ….
جمع آوری اطلاعات اولیه شامل : نوع سازه و کاربری آن،تعداد ستون ها،محدودیت های آیین نامه ای ملی و محلی بازدید محلی: در این مرحله به منظور بازرسی چشمی از منطقه بازدید محلی با هدف بررسی لایه بندی خاک،بررسی روییدنیهای سطحی،بررسی تراز آب در چاههای موجود در منطقه ،بررسی شالوده های ساختمان های اطراف انجام میگیرد.
عملیات گمانه زنی و شناسایی:به چاههایی که در محل به منظور شناسایی خاک حفاری میشود گمانه گفته میشود. هیچ گونه قانون سرراستی جهت تعیین دقیق تعداد،محل،فواصل و عمق گمانه ها وجود ندارد.توصیه های زیر جهت تقریب مطمئن موارد فوق ارائه شده است.
1) تعداد گمانه ها – فواصل گمانه ها در یک پروژه ایده آل متمرکز 5 گمانه لازم بوده که معمولا چهار گمانه در گوشه و یگی در مرکز حفاری میباشد.
در صورت محدودیت هزینه ها سه گمانه به یکی از حالت های زیر حفاری میشود.
از طرف دیگر فواصل گمانه ها نیز تا حد ممکن از مقادیر پیشنهادی جدول زیر تجاوز نکند.
2) عمق گمانه : – در حفر ترانشه ها و خاکبرداری های عمیق عمق گمانه حداقل باید 1.5 برابر عمق خاکبرداری باشد – برای شالوده های عمیق (شمع ها) عمق گمانه 10 تا 30 متر پایین تر از کف شمع به نحوی که خاک در محدوده تاثیر تنش های حاصل از شمع شناسایی گردد. – برای خطوط لوله 0.5 تا 2 برابر قطر لوله از کف بستر لوله – برای تونل حداقل به اندازه قطر تونل در زیر کف تونل -برای خاکریزها حداقل برابر ارتفاع خاکریز.
روشهای گمانه زنی : 1- حفر چاهک دستی این چاهک ها معمولا توسط مقنی و با کمک وسایل دستی حفاری میشوند .عمق آنها معمولا 15 تا 20 متر می باشد.
2-حفرگمانه با استفاده ازمته های مارپیچ (دستی وماشینی) ساده ترین روش گمانه زنی است.کاربرد این مته ها در راهها و ساختمانهای سبک است و عمق پیشروی آنها 3 تا 5 متر است.نوع ماشینی ؛60 تا 70 متر .
مته های مارپیچ در دو نوع با محور تو خالی و محور توپر وجود دارند.در حالت استفاده از مته با محور توخالی ، در نوک مته یک کلاهک وجود دارد که توسط میله حفاری می توان ان را از ته گمانه بیرون کشید و لازم نیست مته از گمانه بیرون کشیده شود
3- حفاری درونی : در این روش سر مته هایی که به سر میله حفاری نصب شده اند با سرعت زیادی دوران کرده و خاک و سنگ موجود در نوک سرمته را بریده ، آسیاب کرده و در عمق نفوذ میکند.از حفاری دورانی میتوان در ماسه ، رس و سنگ استفاده کرد.در حین حفاری آب یا گل حفاری تحت فشار از طریق میله مته به سمت سر مته فرستاده میشود .این آب در برگشت به سمت بالا محصولات بدست آمده از حفاری را به سطح زمین می آورد .گمانه های حفر شد به وسیله این روش قطری بین 50 تا 200 میلیمتر دارند
3- حفاری پرکاشن در این روش با بلند کردن و رها کردن یک سر مته سنگین ، ته گمانه خرد شده و محصولات حفاری با تزریق آب به سطح زمین آورده می شود.
و اما نکات اجرایی زیرسازی پی : قبل از شرح مختصر مراحل ساخت پی، باید توجه داشت که ابتدا نقشه فونداسیون را روی زمین پیاده کرد و برای پیاده کردن دقیق آن بایستی جزییات لازم در نقشه مشخص گردیده باشد.
از جمله سازه به شکل یک شبکه متشکل از محورهای عمود بر هم تقسیم شده باشد و موقعیت محورهای مزبور نسبت به محورها یا نقاط مشخصی نظیر محور جاده، بر زمین بر ساختمان مجاور و غیره تعیین شده باشد. (معمولاً محورهای یک امتداد با اعداد 3،2،1 و… شماره گذاری می شوند و محورهای امتداد دیگر با حروف C-B-A و… مشخص می گردند(. همچنین باید توجه داشت ستونها و فونداسیونهایی را که وضعیت مشابهی از نظر بار وارد شده دارند، با علامت یکسان نشان می دهند : ستون را با حرف C و فونداسیون را با حرف F نشان میدهند.
ترسیم مقاطع و نوشتن رقوم زیر فونداسیون، رقوم روی فونداسیون، ارتفاع قسمت های محتلف پی، مشخصات بتن مگر، مشخصات بتن، نوع و قطر کلی که برای بریدن میلگرد ها مورد نیاز است باید در نقشه مشخص باشد.
از بین بردن گیاهان و ناهمواری ها : قبل از پیاده کردن نقشه روی زمین اگر زمین ناهموار بود یا دارای گیاهان و درختان باشد، باید نقاط مرتفع ناترازی که مورد نظر است برداشته شود و محوطه از کلیه گیاهان و ریشه ها پاک گردد.
تعیین شمال جغرافیا یی: سپس شمال جغرافیایی نقشه را با جهت شمال جغرافیایی محلی که قرار است پروژه در آن اجرا شود منطبق می کنیم( به این کارتوجیه نقشه می گویند)
پس از این کار، یکی از محورها را (محور طولی یا عرضی) که موقیعت آن روی نقشه مشخص شده است، بر روی زمین، حداقل با دو میخ در ابتدا و انتها، پیاده می کنیم که به این امتداد محور مبنا گفته می شود. حال سایر محورهای طولی و عرضی را از روی محور مبنا مشخص می کنیم (بوسیله میخ چوبی یا فلزی روی زمین) که با دوربین تیودولیت و برایکارهای کوچک با ریسمان کار و متر و گونیا و شاقول اجرا می شود.
خاکبرداری : حال اگر بخواهیم محل فونداسیون را خاکبرداری کنیم به ارتفاع خاکبرداری احتیاج داریم که حتی اگر زمین دارای پستی و بلندی جزیی باشد، نقطه ای بصورت مبنا (B. M) باید در محوطه کارگاه مشخص شود ( این نقطه بوسیله بتنو میلگرد در نقطه ای که دور از آسیب باشد ساخته می شود).
نکات فنی و اجرایی مربوط به خاکبرداری: داشتن اطلاعات اولیه از زمین و نوع خاک از قبیل : مقاومت فشاری نوع خاک بویژه از نظر ریزشی بودن، وضعیت آب زیرزمینی، عمق یخبندان و سایر ویژگیهای فیزیکی خاک که با آزمایش از خاک آن محل مشخص می شود، بسیار ضروری است.
حفاظت جداره : در خاکبرداری پی هنگام اجرا زیرزمین ممکن است جداره ریزش کند یا اینکه زیر پی مجاور خالی شود که با وسایل مختلفی باید شمع بندی و حفاظت جداره صورت گیرد؛ به طوری که مقاومت کافی در برابر بارهای وارده داشته باشد.
شفته ریزی : شفته آهکی که با دوغاب ساخته و خوب عمل آوری شده باشد، دارای مقاومت 7 روزه معادل 5 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و تاب 28 روزه حدوداً 10 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع خواهد بود که این مقاومت برای بستر پی ساختمان یا راه کاملاً مناسب می باشد.
نکات شفته ریزی : 1- آهک مصرفی میبایست حتما برای استفاده در شفته قبلا بصورت کامل شکفته شده باشد و پس از سرند شدن برای تهیه شفته مورد استفاده قرار بگیرد. 2- آهک باید حتما به صورت دوغاب با خاک درشت دانه مخلوط گردد . 3- بهتر است که مخلوط شفته آهک در کنار فونداسیون ساخته شود تا براحتی بتوان آن را به داخل محل خاک برداری منتقل کرد. در شکل های بعدی اجرای صحیح و اجرای نادرست را مشاهده میکنید
4- دقت شود که بتن مگر حتما پس از عمل آوری کامل شفته آهک و رسیدن آن به گیرش اولیه بر روی آن اجرا شود تا آب بتن توسط شفته جذب نشده و موجب پوکی بتن مگر نگردد . 5- توجه شود که بر روی شفته اجرا شده تا زمانی که شفته به مقاومت 5/1 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع نرسیده است بارگذاری صورت نگیرد ( شفته آهکی زمانی به مقاومت 5/1 کیلوگرم بر متر مربع رسیده است که اثر کفش شما پس از راه رفتن بر روی آن باقی نماند) 6- باید توجه نمود که هر چه میزان رس در خاک مصرفی برای شفته بیشتر باشد میزان آهک مصرفی نیز باید بالاتر رود.
بتن مگر : بتن مگر یا به تعریفی بتن رگلاژ کف قالبندی فونداسیون در حقیقت یک بتن با مقدار سیمان کم (100 تا 150 کیلوگرم سیمان بر مترمکعب) است که جهت آماده سازی بستر خاکبرداری شده برای آرماتوربندی و صفحه گذاری اجرا میگردد.
توجه به نکات ذیل جهت اجرای بتن مگر الزامی است : 1- قبل از اجرای بتن مگر حتما خاک بستر را مرطوب نمایید تا آب بتن جذب خاک نگردد و کیفیت آن پایین نیاید . 2- در صورتی که بتن مگر را بر روی شفته آهک اجرا میکنید حتما توجه داشته باشید که شفته به مقاومت 5/1 کیلوگرم بر متر مربع رسیده باشد 3- شفته آهک میبایست قبل از اجرای بتن مگر مرطوب شده باشد تا آب بتن را جذب نکند. توجه داشته باشید زمانی که آهک هنوز جذب آب داشته باشد موجب پوکی بتن مگر میشود.
4- بتن مگر جهت پاکسازی کف و اجرای دقیقتر فاصله گذاری آرماتوربندی از کف انجام میگردد بنابراین به تمییز و یکنواخت بودن سطح آن دقت کنید تا آرماتوربندی بهتری داشته باشید 5- معمولا بتن مگر توسط دستگاههای مخلوط کن ( بتونیر ) کوچک ساخته میشود دقت نمایید که حداقل دو (2) دقیقه پس از اضافه کردن آب، بتن درون دستگاه به خوبی مخلوط شود و سپس مورد استفاده قرار بگیرد. 6- بعد از ریختن بتن مگر با توجه به دمای هوا حدود 10 ساعت سطح آن را مرطوب نگه دارید(با پاشیدن آب) و بعد از گذشت یک (1) روز می توانید عملیات بعدی را شروع کنید و روی بتن مگر راه بروید.
آرماتوربندی : آرماتوربندی کاری تخصصی میباشد و دقت و نظارت جدی بر آن الزامی است. در برخی شرایط تمام مقاومت پی را آرماتورها تامین می کنند.
ذکر چند مطلب در خصوص آشنایی با نکات اجرایی آرماتوربندی الزامی است : 1- به هیچ عنوان از آرماتورهای زنگ زده و یا آغشته به روغن نباید استفاده شود در صورت آلودگی آرماتورها به روغن یا زنگ زدگی آنها، باید قبل از اجرای آرماتوربندی به پاکسازی آنها اقدام و بعد از تایید دستگاه نظارت به بتن ریزی اقدام گردد 2- فاصله خاموتها از یکدیگر باید حداکثر 20 سانتی متر باشند و دستگاه نظارت موظف است که در صورت عدم رعایت از سوی پیمانکار از اجرای بتن ریزی جلوگیری نماید.
3- خاموتها باید بوسیله سیم آرماتوربندی به تمام میلگردهای طولی مهار شوند این امر الزامی است و میبایست توسط پیمانکار رعایت گردد و در صورت عدم توجه دستگاه نظارت موظف است از ادامه کار پیمانکار تا رفع نواقص فوق جلوگیری نماید. 4- تمام میلگردها باید توسط قیچی مخصوص بریده شود و جدا از بریدن میلگردها به کمک دستگاه هوا برش خودداری شود . توجه داشته باشید که حرارت موجب افت کیفیت میلگردها میگردد. 5- از خم کردن آرماتور در دمای پایین تر از 5 درجه سانتیگراد خودداری شود و از باز و بسته کردن خمها به منظور شکل دادن مجدد میلگردها جدا خودداری شود در صورت مشاهده چنین مواردی باید به مهندس ناظر اعلام گردد تا مطابق ضوابط اقدام شود .
8- فاصله بین میلگردها تا سطح قالب بندی حداقل باید 2/5 سانتی متر باشد تا پوشش بتنی روی میلگردها دارای ضخامت مناسبی باشد و علاوه بر ایجاد پیوستگی بین بتن و میلگرد، محافظت میلگردها در برابر خوردگی و زنگ زدگی انجام شود 7- توجه داشته باشید که آرماتوربندی را که توسط مهندس ناظر تایید شده است نباید قبل از بتن ریزی تغییر داد
قالب بندی: رعایت نکات زیر در قالب بندی برای هر چه بهتر اجرا شدن پی مفید است. 1- یکنواخت بودن آجرچینی پی و ایجاد سطح صاف و بدون خلل و فرج برای پی ها مفید و بلکه لازم است. 2- مقاومت آجر چینی، در صورتی که پشت آن خاک دستی (خاک نا مناسب) باشد اهمیت زیادی دارد چرا که نیروی خاک به سمت داخل باعث شکسته شدن قالب آجری خواهد شد. 3- همچنین درصورتی که پشت آجرچینی خالی است مقاومت قالب آجری اهمیت زیادی دارد به طوری که باید وزن بتن و نیروی لرزاندن (ویبره) بتن و وزن کارگر را تحمل کند. در صورتی که دیوار آجری در حین بتن ریزی دچار شکستگی و جابجایی شود باعث تخریب پی خواهد شد. بازسازی دیواره و توقف عملیات بتن ریزی و ایجاد پیوستگی بین بتن قدیم و جدید هزینه های زیادی به دنبال خواهد داشت.
5- اگر لایه سیمان کاری صورت نگرفت حتما باید روی قالب آجری یک لایه پلاستیک ضخیم و مناسب برای جلوگیری از جذب آب بتن توسط آجر کشیده شود بیاموزیم: قالب بندی فلزی بهترین نوع قالب بندی می باشد. البته نکات و پیشبینیهای لازم برای استفاده از قالب فلزی از جمله، اضافه خاکبرداری برای بستن قالب، پر کردن پشت پی بعد از باز کردن قالب با پرکنندههای مناسب و دسترسی کم به قالب فلزی باعث میشود که استفاده از قالب فلزی استقبال چندانی نداشته باشد.
6- در صورت نیاز و تمایل میتوان پس از گیرش اولیه بتن فونداسیون و با اطلاع مهندس ناظر ساختمان نسبت به جمع آوری قالببندی آجری برای استفاده مجدد آجر آن در ساختمان اقدام نمود.
بتن ریزی : بتن آماده توسط ماشینهای حمل بتن (میکسر) برای شما آورده میشود، توجه به نکات زیر برای اجرای یک بتن ریزی صحیح الزامی است: 1- از افزودن آب به بتن حمل شده بدون اجازه مهندس ناظر اکیداً خودداری شود. ( معمولا کارگران برای سهولت کار خود و روانی بیشتر بتن به آن آب میافزایند که این امر از مقاومت بتن به شدت میکاهد لذا توجه به این امر بسیار دارای اهمیت میباشد.)
2- معمولا ً مقداری از بتن در ابتدای تخلیه از میکسر دارای دانه بندی نا مناسبی میباشد. باید دقت شود این بتن که دارای کیفیت نا مناسب جهت بتن ریزی میباشد، مورد مصرف کارهای ساختمانی قرار نگیرد. 3- قبل از بتن ریزی حتماً باید درون قالبهای فونداسیون که آرماتور گذاری شده است از خاکهای ریزشی و نخاله های ساختمانی کاملاً پاکسازی گردد
4- در زمان بتن ریزی استفاده از دستگاه ویبره الزامی است، پیمانکاران موظف هستند قبل از آغاز بتن ریزی از سلامت دستگاه ویبره خود اطمینان حاصل نمایند.
5 . برای آنکه آجرهای قالبندی فونداسیون آب شیرآبه بتن را جذب نکند استفاده از پوشش پلاستیکی (کاور) الزامی است. 6- قبل از اینکه بتن ریزی آغاز شود برای اینکه آب بتن سریعا توسط بستر خارج نشود لازم است بستر بتن ریزی مرطوب شود، البته باید مراقب بود تا آب در کف پی جمع نشود و فقط رطوبت وجود داشته باشد.
نگهداری بتن پی : بعد از آنکه بتن ریخته شد و گیرش اولیه پیدا کرد (بعد از حدود 1.5 ساعت) عملیات خاصی برای نگهداری بتن باید آغاز شود. این عملیات که به عملآوری یا نگهداری بتن موسوم است باعث می شود تا به مشخصات مورد نظر برای بتن که در طراحی در نظر گرفته شده است دست پیدا کنیم و مقاومت و دوام بتن را بالا ببریم. 1- تمامی مقاطعی که بتن ریزی میگردد تا 3 روز باید آب پاشی شده و تا هفت روز مرطوب نگه داشته شود. این عمل در بالا بردن کیفیت بتن بسیار حائز اهمیت است.
2- از مصرف بتن باقیمانده ایی که بدون نظارت مهندس ناظر با افزودن آب برای استفاده مجدد آماده میشود جدا خودداری نمایید . 3- به عنوان یک روش بسیار مناسب و مطمئن می توان از پوشش پلاستیکی که اطراف قالب می گذاریم استفاده کنیم، به این ترتیب که اطراف پلاستیک را مقداری بیشتر در نظر بگیریم و بعد از بتنریزی لبه های پلاستیک را روی بتن برگردانیم.