پاورپوینت مهندسی پی پی گسترده و شمع

مهندسی پی ,پی گسترده و شمع

معرفی پروژه:
پروژه طرح افتاب گرگان در مرکز این شهر در حال اجرا می باشد
شهر گرگان با جمعیت 360000 هزار نفری خود دارای مساحتی 3500 هکتاری می باشد . این شهر دارای 350 هکتار بافت ناکارامد و فرسوده است که مستلزم بهسازی و نوسازی می باشد. این بافت های فرسوده در مرکز شهر قرار دارد وازموقعیت ممتاز شهری بهره می برد که متاسفانه بی توجهی مسئولین بر شدت فرسودگی ان افزوده است.
این طرح شامل مجتمع های تجاری خدماتی اداری مسکونی پارکینگ فضای سبز و …می باشد که زیر بنای 156000 متر مربع با سطح اشغال 40 درصد و تراکم 300 را شامل می شود.
سطح اشغال کم و تراکم ساختمانی بالا و استفاده بهینه از زمین جهت ساخت وساز و قابلیت احداث معابر وسیع و استاندارد از ویژگی های ان است.

منابع مالی پروژه:
1. فروش سهام
2.اخذ تسهیلات از بانک مسکن
3.سازمان عمران و بهسازی شهری
4.سازمان ملی زمین و مسکن
5.شهرداری گرگان
که بیش از 90 میلیارد ریال تامین اعتبار صورت گرفته است.

مقدمه
خصوصیات پی:
پی:
پی نه تنها باید بارهای استاتیکی سازه ای حاصل از ساخت و ساز را به طور مطلوب و بدون عوارض غیر عادی ناشی از گسیختگی“لهیدگی“فشردگی و لغزش و چرخش به زمین منتقل نموده ” بلکه می بایست بارهای دینامیکی حاصل از انفجار ” زلزله“ ترافیک و ارتعاشات حاصل از ماشین الات را نیز با ایمنی کافی تحمل نماید.
انتقال بار از روسازه به زمین توسط عنصری به نام پی یا فو نداسیون انجام می گیرد.از مواردی که مهندسی عمران با ان مواجه است می توان پی های ساختمان های مسکونی“ تجاری و اداری پل ها ” سیلو ها ” مخازن ” سازه های کنار ساحل و دیوارهای حایل را نام برد.

مقدمه
مهندسی پی:
خاکها:
مشتمل بر قواعد زمین شناسی ” مکانیک خاک و سنگ و نیز مهندسی سازه به منظور تحلیل ” طراحی و اجرای پی ها (فونداسیون) است.
در عرف مهندسی به مجموعه ای از مصالح طبیعی ویا رسوبات معدنی و الی با پیوند های ضعیف که بر روی سنگ بستر یافت می شوند

منشا خاکها
خاکها به دو صورت در مهندسی عمران کاربرد دارند. اول به عنوان بار بر نهایی که باید در اندر کنش با پی ” بارها را تحمل نماید .دوم خاک به عنوان یکی از رایج ترین مصالح عمرانی ومنابع قرضه که در ساخت مصالح عمرانی کاربرد دارد.
خاکها از متلاشی شدن سنگها پدید می ایند و فضای خالی بین ذرات خاک از اب یا هوا (سیالات) پر شده است

معرفی خاک پروژه
زمینی که پروژه در ان اجرا می شود سابقا باغ بوده که نوع خاک ان تماما رسی و در ترازمنفی 9 از کف خیابان اصلی دارای ابهای زیرزمینی می باشد

مضامین مورد خطاب مهندسی ژئو تکنیک
1. کفایت خاک و سنگ واقع در زیر بنا در تحمل ایمن بار سازه احداثی
2. تعیین وضعیت سطح اب زیر زمینی و عواقب تغییرات اتی ان در پروژه
3. عوارض و عواقب حاصل از ساخت وساز“خاکریزی ویا گودبرداری
4. طراحی و انتخابات فونداسیون های مناسب جهت پروژه مورد نظر
5. ملاحظات پایداری و ملزومات پایداری سازی برای شیب های طبیعی و
مصنوعی
6. ضرورت به کارگیری سازه های حایل در پروژه وچگونگی طراحی انها
7. چگونگی پاسخ ورفتار ساختگاه در مقابل زلزله
8. معضلات ژئوزیست محیطی“ احتمال مخاطرات بر سلامتی و ایمنی و راهکارهای مقابله با ان

اب در خاک
مشکلات در مهندسی ژئوتکنیک صرفا به سبب ذرات جامد خاک در توده خاک نیست . بلکه مربوط به سیالات موجود در فضا های خالی است و بر روی یک سیاره بدون اب نیازی به علم مکانیک خاک نمی باشد. از عوارض وجود اب در خاک می توان به پدیده های کاهش تنش موثر و در نتیجه کاهش مقاومت برشی تقلیل باربری مویینگی کاپیلاریته انقباض و تورم خاکهای ریز دانه نشست تحکیمی خاکهای ریز دانه رمبندگی و واگرایی پدیده رگاب یا فرار اب از سازه های خاکی را نام برد.

ملاحظات ویژه در پی سازی
1.پی حتی الامکان باید متناسب با شرایط اقلیمی و وضعیت بستر سطحی نگاه داشته شوند.
2.از پیچیدگی و توجه زیاد به جزئیات قالب بندی پی اجتناب کرد . جهت اجرا در زمینهای نسبتا سفت می توان از دیواره های قائم گودبرداری جهت قالب بندی استفاده نمود.
3.تاثیر ساخت وساز در وضعیت زمین
4.ساخت سریع اما گران ممکن است اقتصادی تر از اجرای کم هزینه اما طولانی مدت باشد.

انواع گسیختگی :
1. برشی کلی (خاک سفت و متراکم )
2.موضعی (نرم و شل تر)
3. سوراخ کننده (خیلی نرم و شل )
طبق نظر وسیک فرم گسیختگی تابعی از سفتی و تراکم خاک و عمق استقرار پی و شکل پی می باشد.
برای پی های عمیق عموما برای انواع خاکها وقوع گسیختگی از نوع سوراخ کننده بیشتر محتمل است.
برای ارزیابی انواع گسیختگی ها دکتر اسلامی راه های مختلفی را بیان کرده اند که در فصل سوم کتاب مهندسی پی طراحی و اجرا توضیح داده است.

مقابله با نیرو های کششی:
برای مقابله با نیروهای کششی بزرگ معمولا پی ها را نیمه عمیق ویا عمیق اجرا نموده و در حالت سطحی باید دارای ارتباط و اتصال مناسبی با پی های مجاور باشد.در پاره ای موارد نیز انتهای پی در زمین را جهت افزایش مقاومت برشی و استفاده از وزن خاک روی کف پی به صورت کوره یا پداستال با قطر بیشتر نسبت به ساقه و یا بدنه اجرا می نمایند.

دلیل بکارگیری پی گسترده با شمع
به علت بار های خیلی سنگین (تن11000)و خاک بستر ضعیف ( رس) و وجود ابهای زیر زمینی در سطحی بالا پی گسترده تنهایی پاسخگو نبوده “ جدا از ان به علت توان باربری بالایی که این نوع پی دارد مشکلات نشست برای ان مطرح می شود برابر همین از پی گسترده مرکب ( پی گسترده + گروه شمع) استفاده شده است .

پی های عمیق(شمعها)
پی های عمیق ( شمعها )به ان دسته از اعضای خطی سازه ای چوبی بتنی یا فولادی اطلاق می گرددکه با استقرار در زمین بارهای سطحی را به لایه های عمیق تر زمین منتقل می کنند.

شمع

نوع شمع:
از شمع های در جا استفاده شده که شامل حفر چاه زیر زمینی و متعا قب ان ارماتور گذاری و بتن ریزی صورت می گیرد

مشخصات شمعها:
1.به تعداد 28 عدد در زمین کار گذاشته شده است.
2.عمق متوسط ان 20 متر میباشد.
3.قطر هرکدام 1 متر.
4. فاصله انها از هم اکس ستون گذاری در پلان است.
5. هر یک از شمعها از 18 ارماتور نمره 28 استفاده شده است.

دلایل کاربرد شمع:
1.جهت تقلیل و کنترل میزان نشست مجموعه زیر سازه در صورتی که رو سازه نسبت به نشست و نیز جابجایی های غیر مجاز حساس باشد.
2.رقوم اب زیر زمینی خیلی بالا بوده و استفاده از پی های سطحی به دلیل مشکلات اقتصادی و اجرایی ممکن نباشد .
3.ایجاد مقاومت در برابر عوامل ناپایداری مانند :لغزش واژگونی خرج از مرکزی فونداسیون برای سازه های بلند مثل برجها و دکلها که در معرض بارهای جانبی قرار دارند.

ارماتور های بیرون امده از شمع جهت گیر دار کردن پی

توانایی دستگاه حفاری:
توانایی حفر چاه زمینی عمیق
جایگذاری ارماتورهای دور پیچ شده
بتن ریزی توسط لوله های دایره ای
قیمت این ماشین 5000000000 میلیارد ریال است.

ماشین حفاری

نحوه اجرا شمع درجا(حفاری):
در زمان حفاری شمع های عمیق در زمین توسط ماشین حفاری به علت وجود ابهای زیر زمینی در ترازی بالا از پمپهایی جهت خارج کردن اب استفاده می کنیم .این ابهای خارج شده باید در جایی دفع شود که به همین منظور از حوضچه هایی استفاده کردیم تا اب به داخل ان پمپ شود .پس از اینکه عمل حفاری تمام شد ارماتورهای بتن مسلح را توسط ماشین به داخل این چاه ها هدایت می کنیم پس از قرار گیری ان لوله هایی را به سر ماشین حفاری به قطر cm 30نصب می کنیم و داخل پی عمیق کنده شده قرار می دهیم و بتن را به داخل این لوله ها می ریزیم سپس با بالا کشیدن این لوله ها بتن در داخل چاه پخش می شود و با این عمل ازپرت شدن بتن در عمق زیاد پی عمیق جلوگیری می کنیم.

جایگذاری قفسه فولادی

لوله های فولادی برای بتن ریزی

پی نیمه عمیق : انتقال بهتر بارو عبور از لایه های نر و شل سطحی
پی نیمه عمیق و عمق با اصطکاک جداری و عکس والعمل قائم کف بار را تحمل می کند

لوله های فولادی برای بتن ریزی

بتن ریزی بوسیله لوله فولادی

مزایای شمع های حفاری
بدون جا بجا یی و یا جا بجا یی کم بوده و لذا اصطکاک جداری و حتی مقاومت کف انها در مقایسه با شمع های کوبیدنی کمتر است. حفاری می تواند ابزاری جهت مطالعه وضعیت خاک وسنگ محل تلقی گردد. مشکل قطر و اندازه شمع ها مطرح نبود وا گر لایه سخت وسنگ بستر در اعماق سطحی تر واقع باشند به کا رگیری چنین شمعی با مقاومت انتهایی بسیار مطلوب می باشد. اگر چه حفاری به خصوص در خاکهای دانهای ریز و در زیر سطح اب با معضلات اجرایی توام می باشد ولی اجرای این گونه شمع ها عوارض و اثر گذاری کمتری را در محیط اطراف نسبت به شمع های کوبیدنی به دنبال دارد.

بتن مگر
بعد از اتمام عملیات بتن ریزی در شمع روی سطح خاک طبیعی را cm 10بتن با عیار پایین می ریزیم تا سطح خاک صاف شود و از تداخل خاک با بتن پی جلوگیری شود.

پی های گسترده:
دالهای بتنی یکپارچه ای هستند که بار چندین ستون یا دیوار را تحمل می کنند.ای پی ها به صورت یکپارچه بتن ریزی شده و نیاز به ارماتور گذاری در بالا و پایین برای تحمل ممان در دو جهت و بالا وپایین پی می باشد. همین موضوع حجم ارماتورها را افزایش می دهدکه در این پروژه برای 600 متر مربع فونداسیون 110 تن ارماتور استفاده شده است.
استفاده از ارماتورهای برشی در پی های گسترده توصیه نمی شود و در عوض ضخامت ستونها در بالا و پایین را افزایش می دهند.

مراحل گام به گام طراحی سازه ای پی ها :
1. تعیین بارهای وارده و منتهی بر پی اعم از محوری جانبی و لنگر از روسازه
2.تعیین ظرفیت باربری خالص خاک بر اساس توان باربری ایمن و یا مجاز خاک
3. محاسبه ممساحت پی در پلان به کمک بارهای بدون ضریب
4. محاسبه عکس العمل ضریب دار در کف پی
5. تعیین ضخامت پی
6.محاسبه میلگرد های مورد نیاز خمشی
7. کنترل طول گیرایی و مهارهای میلگردها
8. اتصال مناسب ستون به پی
9. کنترل پایداری
10. تهیه نقشه های اجرایی

کاربرد پی های گسترده :
1. بارهای روسازه نسبتا بزرگ وشرایط خاک بستر ضعیف بوده بقسمی که مساحت پی های منفرد به اندازه کافی بزرگ وسطح قابل توجهی از پلان توسط پی منفرد اشغال می شود .
2.خاک بستر متغیر و استفاده از فونداسیونهای منفرد موجب نشست غیر یکنواخت زیاد شده ویا روسازه نسبت به وقوع نشستهای نسبی حساس باشد.
3.زمین زیر بنا مستعد تورم بوده و فشار تورم موجب جابجایی جدی پی های منفرد ویا سیستم رابط می شود
4.تنش های زیر فشار نسبتا بزرگ توسط پی های منفرد قابل تحمل نباشد.
5.کف زیر سازه پایین تر تراز اب زیر زمینی واقع شده و اب بندی کف مهم باشد.

پی های گسترده متکی بر شمع ها در رسها صرفا جهت کاهش نشست استفاده می شوند.
یک روش تقریبی برای تخمین نشست در چنین مواردی استفاده از پی گسترده فرصی در 2/3 ارتفاع شمع هاست که بار ها را به صورت بلوکی به عمق منتقل می نمایند.

پی های گسترده دارای نسبت خیلی کوچک ضخامت به عرض بوده و بنابراین خیلی انعطاف پذیر تر از پی های منفرد ویا مرکب سطحی می باشند.
از انجا که برای پی های گسترده نیاز به ارزیابی مفصل تر تنش ها و نیز جزئیات کاملتر میلگرد گذاری می باشد . لزوم یافتن توزیع واقعی تر و دقیق تر تنش در زیر پی گسترده مطرح است.

عدم استفاده از ارماتور های برشی

پی گسترده
لوله انتقال بتن
بتن ریزی

پی گسترده
تسطیح بتن
ویبره

اتصال ستون بتنی به پی:
اتصال ستونها به پی به کمک میلگرد های ریشه صورت می گیردکه دراین پروژه از 20ارماتور نمره 28 استفاده شده است

اتصال ستونهای بتنی به پی :
اتصال این ستونها به پی به کمک میلگردهای ریشه صورت می گیرد این میلگردها ریشه قطعه هایی از میلگردهای مسلح هستند که بارهای ممان برش و نیروی محوری را انتقال می دهند که باید جوابگوی بارهای وارده به پای ستون باشند به علاوه طول مهاری میلگردهای ریشه باید منترل گردد که گاهی اوقات مقدار طول مهاری ضخامت پی را دیکته می کند.

نقش زه کشها
در اینجا از 4 زهکش در عمق 15 متری استفاده کردیم تا به جای اینکه نشست تحکیمی در مدت طولانی انجام شود در مدتی که سازه را می سازیم و به تدریج بارها(اجرای 7 تا 8 سقف) افزایش می یابد همزمان با نشست انی رخ دهد.سپس اب از داخل این لوله ها به خارج پمپ می شود که به این روش پیش فشردگی گفته می شود

زهکش ها جهت کنترل نشست

علل نشست غیر یکنواخت:
معضل در رابطه با نشستها وقوع نشست غیر یکنواخت یا نشست نسبی یا اختلاف نشست بین دو نقطه می باشد که بر اثر عوامل زیر بروز می کند:
1. تنوع در پروفیل زمین در زیر بنای واحد
2.تفاوت در بارهای وارده بر قسمتهای مختلف مجموعه پی اعم از ثقلی یا جانبی
3. غالب بودن معیار توان باربری بر معیار نشست در طراحی بر خی پی ها
4. رو اداری های ساخت
5. ساخت و ساز و کاربری های اتی
6.تفاوت در صلبیت روسازه
7. تنوع در استفاده در انواع فونداسیون برای یک سازه اعم از عمیق نیمه عمیق و یا سطحی

راه های مقابله با نشست پذیری :
1. اجرای تثبیت و بهسازی خاک
2. استفاده از روشهای مناسب پی سازی
3. تجدید نظر در طراحی رو سازه
4.پذیرش مخاطره نشست وجابجایی و به کارگیری و اقدامات ترمیمی
*** سختی و صلبیت پی های گسترده که توزیع یکنواخت تنش در زیر پی را به دنبال داشته می تواند موجب کاهش تنشهای غیر یکنواخت در خاکها و همچنین تخفیف نشستهای غیر یکنواخت گردد.
اما باید به این نکته توجه کنیم که استفاده از پی گسترده خود باعث نشست اضافی در اثر وزن پی می شود که برای رفع این مشکل از ترکیب پی گسترده و شمه استفاده می شود تا نشست پی گسترده کنترل شود.

ضخامت پی گسترده در نواحی ستونها و یا بین انها بر روی دال ویا زیر دال بیشتر انتخاب شده تا قابلیت تحمل برش سوراخ کننده در مناطق بحرانی اطراف ستونها بیشتر شود.
معایب پی گسترده زیا بودن نشست در زیر انها نسبت به پی منفرد می باشد که جهت کنترل ان از پی های عمیق استفاده می کنیم .

شمع ها و زهکش:

اجرای دیوار برشی درهسته مرکزی:

عمق پی در مرکز 1.5mوگوشه 1m

میکسر:

دیوارهای حایل صلب:
1. پایه کناری پلها
2. دیوارهای هدایت اب در مجاورت پلها و سواحل رودخانه
3. استفاده از دیوارها برای تسطیح جهت ساخت و ساز در زمینهای شیبدار
4. دیوارهای ساحلی جهت احداث اسکله
5. سازه های کنترل سیا و انحراف
6.زمینهای ناپایدار جهت جلوگیری از حرکت زمین مانند رانش و ریزش و زمین لغزنده
یکی از روشهای مقابله ناپایداری بر اثر رانش و لغزش خاکها و سنگها استفاده از دیوار های حایل می باشد.کاربردهای عملی دیوار های حایل شامل:

سازه های نگه داردر خاک
سیستمهای نگه دار خارجی
سیستمهای نگه دار داخلی
دیوار وزنی دیوار درجا
1.بنایی 1.سپر ها
2.کنسولی 2. جداکننده
3.پشت بندار 3. خاک سیمان دار
4.پایه دار
5.گابیون
6.قفسه ای
مسلح سازی درجا تسلیح خاک درحین ساخت
1.مهاربندی خاک 1.خاک مسلح
2.ریز شمع ها 2.ژئوتکتسایل

دور تا دور فونداسیون دیوار حائل

موفق باشید پایان