25. پایه های ستونی. پایه های محکم
پایه - این یک سازه نگهدارنده، بخشی از ساختمان است که تمام بارهای سازه های بالا را می گیرد و به پایه منتقل می کند. پایه ها را زیر عمق انجماد خاک می گذارند تا از ریزش آنها جلوگیری شود. در خاک های بالابر هنگام ساخت ساختمان های چوبی سبک از پی های کم عمق استفاده می شود.
طرح های فونداسیون انواع مختلفی دارند : نواری، ستونی، دال (جامد) و شمع. انتخاب نوع پی به سیستم سازه ای ساختمان ها، میزان بارهای منتقل شده و همچنین ظرفیت باربری و تغییر شکل پذیری خاک بستگی دارد.
پایه های ستونی در قالب ستون ها و بالش های بتنی آرمه پیش ساخته برای انتقال بار از ستون های ساختمان های اسکلت به زمین استفاده می شود. پایه های ستونی عمدتاً برای خانه های بدون زیرزمین با دیوارهای سبک (چوبی، پانل، قاب) ساخته می شود. همچنین در مواقعی که به فونداسیون عمیق نیاز است و فونداسیون نواری غیراقتصادی است، آنها را زیر دیوارهای آجری قرار می دهند. فونداسیون های ستونی از نظر مصرف مواد و هزینه های کارگری 1.5-2 برابر مقرون به صرفه تر از پی های نواری هستند. احداث پایه های ستونی بر روی خاک های بالابر ترجیح داده می شود، زیرا با حداقل هزینه می توان آنها را در زیر عمق انجماد نصب کرد.
بسته به طراحی ساختمان، ستون های فونداسیون می تواند سنگ، آجر، بتن، بتن قلوه سنگ، بتن مسلح و سایر مصالح باشد. اغلب در ساخت فونداسیون های ستونی از بتن پیش ساخته و بلوک های بتن مسلح استفاده می شود. پایه های ستونی باید در گوشه و کنار خانه، در محل تلاقی دیوارها، زیر پایه های قاب، پارتیشن های سنگین و باربر، تیرها و سایر مکان های دارای بار متمرکز نصب شوند.
برای کاهش فشار روی خاک‌های ضعیف، پایه‌های ستونی از مصالح قطعه‌ای در قسمت پایین تعریض می‌شود و تاقچه‌هایی با ارتفاع حداقل دو ردیف بنایی ایجاد می‌شود.
برای افزایش پایداری شالوده های ستونی، جلوگیری از جابجایی افقی و واژگونی آنها و همچنین چیدمان قسمت نگهدارنده پایه، یک گریلاژ بین ستون ها ساخته می شود. هنگام نصب پایه های ستونی برای ساختمان های چوبی، عملکرد یک گریلاژ را می توان توسط یک قاب چوبی ساخته شده از کنده یا چوب انجام داد. در این حالت، فضای بین علامت زمین برنامه ریزی (منطقه کور) و لوله کشی با حصار پر می شود.
بالش های این گونه فونداسیون ها به صورت بلوک های شیشه ای خاص و یا ترکیب های مختلف بالش های پیش ساخته ذوزنقه ای پی های نواری ساخته می شوند. برای بارهای سنگین، فونداسیون ستون را می توان با دال های بتنی مسطح با ابعاد مورد نیاز تکمیل کرد. حصار بیرونی فضای زیرزمینی ساختمانهای با پایه‌های ستونی از پانل‌های زیرزمینی ساخته می‌شود که بر روی کنسول‌های مخصوص ستون‌های ردیف‌های بیرونی یا تاقچه‌های لنت‌های فونداسیون تکیه می‌شوند.
پایه های جامد (اسلب). آنها عمدتاً در ساخت ساختمان های چند طبقه بر روی خاک های ضعیف و فشرده استفاده می شوند. پی های دال نوعی پی های کم عمق یا بهتر بگوییم دفن نشده هستند که عمق آن 40 تا 50 سانتی متر است.ساخت پی دال با مصرف بتن و آرماتور همراه است و ممکن است هنگام ساخت کوچک و فشرده توصیه شود. خانه ها یا ساختمان های دیگر زمانی که دستگاه نیاز به پایه بلند ندارد و خود دال به عنوان کف استفاده می شود.
دال فونداسیون به صورت مسطح یا آجدار با دنده ها در زیر دیوارها یا ستون های باربر طراحی می شود. ساختار آجدار مصرف فولاد و بتن را کاهش می دهد، اما نسبت به یک جامد کار فشرده تر است. هنگام ساخت فونداسیون ها از دال های مسطح، قالب بندی و کار آرماتوربندی (رول کردن مش های تقویتی آماده) بسیار ساده می شود و کار بتن مکانیزه می شود. به دلیل شدت کار کمتر، پی های به شکل دال های مقطع جامد نسبت به پایه های آجدار رایج تر است. ضخامت دال پی بسته به دهانه (گام) سازه های نگهدارنده و نوع خود دال تعیین می شود و برای دال های آجدار دهانه 1/8-1/10 و برای دال های توپر 116-1/8 دهانه است.
یک دال جامد و غیر مدفون به عنوان بخشی از سیستم فضایی "ساختار دال - ابرپی" درک تأثیرات نیروی خارجی و تغییر شکل‌های احتمالی پی خاک را تضمین می‌کند و نیاز به انواع اقدامات برای جلوگیری از تغییر شکل‌های ناهموار خاک را از بین می‌برد. که معمولاً در شرایط خاک های ضعیف، شنی و مرتفع به منابع قابل توجهی نیاز دارند.
ساخت یک پایه جامد اغلب در مواردی متوسل می شود که منطقه اختصاص داده شده برای ساخت خانه در خاکی با سطح آب زیرزمینی بالا قرار دارد. گاهی اوقات یک پایه جامد روی بالشتک های شنی و روی خاک های متورم استفاده می شود.
پایه جامد یک دال بتنی مسلح منفرد است که به عمق زمین می رود. در این راستا اغلب به این نوع فونداسیون پی اسلب می گویند. برای ساخت خانه های ساخته شده از آجر، بلوک های بتنی یا سایر مصالح ساختمانی سنگین مناسب است. اغلب، این پروژه در مورد ساخت و ساز اماکن صنعتی، که از نظر ظرفیت باربری نیازمند افزایش نیاز است، پایه محکمی را نیز فراهم می کند. برای مثال، گاراژها از جمله این موارد هستند.
به دلیل توزیع یکنواخت بار وارد شده به فونداسیون در کل صفحه آن، فشار روی زمین به حداقل می رسد. این امکان ساخت خانه های روستایی را حتی در خاک های متورم و ناپایدار فراهم می کند.
پی سازه جامد در برابر حرکت خاک مقاوم است، که ممکن است به دلیل بارش یا یخ زدگی رخ دهد. ساخت آن تقریبا بر روی هر خاکی امکان پذیر است، زیرا یک دال یکپارچه ساخته شده از بتن یا بتن مسلح در واقع در هنگام جابجایی همراه با خاک حرکت می کند و تغییر شکل ساختار ساخته شده روی آن را از بین می برد.
ویژگی اصلی فن آوری یک پایه جامد این واقعیت است که همراه با قالب، یک ساختار یکپارچه واحد را تشکیل می دهد. با در نظر گرفتن این واقعیت که یک پایه یکپارچه اغلب بر روی خاک های مشکل دار گذاشته می شود، الزامات خاصی روی آن قرار می گیرد. به همین دلیل است که هنگام برنامه ریزی و ساخت آن باید از تمام فناوری ها با دقت خاصی پیروی کرد.
دال پایه جامد می تواند ساده یا تقویت شده، آجدار یا صاف، جامد یا مشبک باشد. عیار بتن بسته به ویژگی های پروژه در حال اجرا انتخاب می شود.
از نظر عمق، یک پایه محکم می تواند عمیق یا کم عمق باشد. اولی، علاوه بر خواص باربری بهتر، به شما امکان سازماندهی یک زیرزمین را نیز می دهد.
پایه یک ساختار جامد بر روی یک بالشتک فشرده شن و ماسه گذاشته شده است که در زیر آن یک سیستم زهکشی نصب شده است. برای سازماندهی یک پایه عمیق، ابتدا لازم است یک گودال حفر شود. قبل از ریختن بتن، باید آرماتور نصب شود، یک لایه عایق رطوبتی و در صورت لزوم یک لایه عایق گذاشته شود.
پایه های محکمبه صورت دال های آجدار یا بدون تیر بتن آرمه یکپارچه در زیر کل ساختمان در مواردی که بار قابل توجهی روی پی وجود دارد و خاک های پی بسیار ضعیف و با نشست ناهموار و یا در مواقعی که نیاز به حفاظت باشد نصب می شوند. زیرزمین از نفوذ آب های زیرزمینی در سطح بالا.
برای انتقال بارهای قابل توجه از ساختمان ها یا سازه ها در خاک های ضعیف ترتیب می دهند پایه های شمع. پایه های شمع امکان افزایش سطح صنعتی شدن کارهای ساختمانی را فراهم می کند. در سال های اخیر، آنها استفاده روزافزونی در ساخت و ساز بر روی پی های طبیعی پیدا کرده اند.
با توجه به روش ساخت، بین شمع‌هایی که توسط ضربه، لرزش، پیچ‌شدن و به شکل یک سازه یکپارچه به داخل زمین رانده می‌شوند، تمایز قائل می‌شوند که در محل در چاه‌های مخصوص آماده‌شده (شمع‌های ریخته‌شده در محل) بتن‌سازی می‌شوند. بسته به ماهیت کار، بین شمع های آویزان و شمع های قاره ای (شمع های قفسه ای) تفاوت قائل می شود.
شمع های آویزان زمانی مناسب هستند که عمق خاک جامد (قاره ای) قابل توجه باشد و مقاومت خاک در سطح کناری شمع ها و زیر انتهای پایینی برای تحمل بار منتقل شده کافی باشد (شکل 1. a).
اگر عمق خاک جامد از طول احتمالی شمع ها بیشتر نشود، از شمع های قفسه ای استفاده می شود که با انتهای خود وارد خاک قاره شده و بار را به آن منتقل می کنند (شکل 1. ب).
برنج. 1. پایه های شمعالف - شمع آویزان؛ ب-شمع-قفسه; c-شمع های بتن مسلح; بتن g-rammed; پیچ d-فلزی; 1 - شمع بتن مسلح; 2 - گریلاژ بتن آرمه پیش ساخته; 3 - پر کردن بتن; 4 - پانل دیواری; 5 - خاک ضعیف؛ 6 - خاک متراکم (قاره ای)؛ 7 - تیغه. 8 - مفصل
بسته به مواد، شمع ها می توانند چوبی، بتن مسلح، بتن، فولاد یا ترکیبی باشند (شکل 1. ج-ه).
شمع ها در زیر پایه فونداسیون معمولاً به صورت گروهی یا ردیفی قرار می گیرند. شمع های منفرد آنهایی هستند که به صورت مجزا یا در فاصله بیش از 1/4 طول خود قرار می گیرند.
به گروهی از شمع ها که در زیر پی قرار دارند، بوته شمع می گویند و شمع هایی که در یک یا چند ردیف قرار گرفته اند، یک نوار شمع را تشکیل می دهند. انتهای بالایی شمع ها با استفاده از یک دال بتنی یا بتن مسلح - یک گریلاژ (شکل 1. a, b) در یک ساختار واحد ترکیب می شوند.
از مناطق کور یا پیاده روها برای حذف نزولات جوی از پی و ازاره استفاده می شود.
●محلول های ساختمانی برای پی های جامد مشابه محلول های کف های بتن مسلح یکپارچه هستند و می توانند به صورت دال های آجدار یا بدون تیر طراحی شوند که از پایین با فشار خاک بارگذاری می شوند و از بالا - بارهای متمرکز یا توزیع شده از ستون ها یا دیوارها.
در دال های آجدار، دنده ها در بالا یا پایین دال قرار می گیرند. راه حل دوم به خصوص در ساختمان های دارای زیرزمین ارجح است، زیرا در این مورد نیازی به قالب بندی برای دنده ها نیست (بتن را می توان در ترانشه ها قرار داد) و ساخت کف زیرزمین ساده می شود. دال های بدون پرتو برای شبکه های ستونی نزدیک به مربع مناسب هستند (شکل 10.1، ج را ببینید). فونداسیون های جعبه ای شکل (قاب) برای ساختمان های چند طبقه و برخی سازه های بلند دیگر نیز استفاده می شود. آنها از صفحات بالا و پایین و سیستمی از دنده های عمودی طولی و عرضی (دیافراگم) تشکیل شده اند.
ویژگی های محاسبه پایه های جامد در شرح داده شده است.
پایه های شمع
●پی شمع در ساخت ساختمان ها و سازه ها بر روی خاک هایی با ظرفیت باربری ناکافی استفاده می شود. آنها از گروهی از شمع ها تشکیل شده اند که در بالا توسط یک توری - یک دال بتونی مسلح (تیر) متحد شده اند. در مقایسه با پی های روی پی های طبیعی، استفاده از پی های شمع باعث کاهش حجم کار گودبرداری، کاهش شدت کار سیکل صفر و تسهیل کار در زمستان می شود.
برنج. 10.6. نمودار پی شمع:
الف - روی شمع های قفسه، ب - روی شمع های آویزان؛
1 - زمین سخت؛ 2 - شمع؛ 3 - خاک سست 4 - گریلاژ
●طبق ماهیت کار، بین شمع‌های قفسه‌ای، تکیه بر خاک جامد و شمع‌های آویزان، تمایز قائل می‌شود که بار روی آنها هم در سطح مقطع شمع و هم توسط نیروهای اصطکاک توسط خاک درک می‌شود. در امتداد سطح جانبی آن (شکل 10.6). در عمل خانگی، بیش از 150 نوع شمع شناخته شده است که از نظر جنس، روش ساخت و غیره متفاوت است، اما شمع های بتن آرمه بیشترین کاربرد را دارند.
●بر اساس شکل مقطع، شمع های بتن آرمه بین توپر و توخالی (شمع های توخالی و پوسته ای) تشخیص داده می شوند. شمع ها با قطر مقطع تا 800 میلی متر و وجود حفره داخلی، شمع های توخالی نامیده می شوند که قطر آنها بیش از 800 میلی متر است - شمع های پوسته.
برای بارهای سبک، شمع های مقطع مربع شکل جامد (جامد و مرکب) با ابعاد 200×200 میلی متر تا 400×400 میلی متر، طول 3...16 متر بدون آرماتور طولی پیش تنیده و 3...20 متر با پیش تنیدگی می باشد. به طور گسترده استفاده می شود. شمع های بدون پیش تنیدگی از بتن کلاس B15، تقویت کننده کلاس های A-II، A-III، با قطر حداقل 12 میلی متر ساخته شده اند. در قسمت بالایی شمع که مستقیماً ضربه چکش را دریافت می کند، 3 ... 5 مش سیم تقویت کننده به فاصله 5 سانتی متر از یکدیگر نصب می شود. در قسمت وسط دو حلقه زنجیر وجود دارد. گام آرماتور عرضی (مارپیچ) در انتهای شمع 50 میلی متر و در قسمت میانی 100 ... 150 میلی متر است (شکل 10.7). شمع ها با آرماتور طولی پیش تنیده از بتن B20...B25 ساخته شده اند. در مقایسه با شمع های بدون آرماتور پیش تنیدگی، مقرون به صرفه تر (از نظر مصرف آرماتور) و در نتیجه ارجحیت دارند. شمع های گرد توخالی و شمع های صدفی برای بارهای سنگین استفاده می شود. آنها در پیوندهایی به طول 2 ... 6 متر ساخته می شوند.
ظرفیت باربری فونداسیون ها روی شمع های قفسه ای (برای هر چیدمان در پلان) برابر با مجموع ظرفیت های باربری تک شمع ها است و ظرفیت باربری پی شمع ها روی شمع های آویزان بستگی به تعداد شمع ها، چیدمان آنها در پلان دارد. شکل، ابعاد مقطع و طول.
شمع ها و پی شمع ها بر اساس حالت های حدی محاسبه می شوند. با استفاده از حالت های حدی گروه اول، ظرفیت باربری شمع ها روی زمین، استحکام مواد شمع ها و گریلاژها تعیین می شود. با استفاده از حالت های حدی گروه دوم، نشست پی های شمع، تشکیل و باز شدن ترک ها در فونداسیون های بتن آرمه و گریلاژها محاسبه می شود. علاوه بر این، شمع ها بر اساس قدرت آنها برای مقاومت در برابر نیروهای ناشی از نصب، حمل و نقل و همچنین هنگام برداشتن شمع ها از محفظه های بخار محاسبه می شوند.
برای ساختن یک خانه کوچک، می توانید ساده ترین طرح پایه را انتخاب کنید - یک دال جامد. این پی ها نوعی پی های کم عمق یا بهتر بگوییم غیر مدفون هستند. عمق آنها بین 40 تا 50 سانتی متر است.
بر خلاف پایه های ستونی و نواری غیر مدفون، آنها دارای تقویت فضایی صلب در امتداد کل صفحه باربر هستند.
با تشکر از این، بارهای متناوب که در هنگام حرکت ناهموار خاک ظاهر می شود، بدون ایجاد تغییر شکل داخلی توسط پی جذب می شود.
پی هایی که همزمان با خاک حرکات فصلی از خود نشان می دهند شناور نامیده می شوند. طرح این گونه پی ها به صورت دال مشبک یا توپر ساخته شده از تیرهای پیش ساخته بتن آرمه، بتن مسلح یکپارچه یا دال های پیش ساخته است که پوشش آن یکپارچه است.
ساخت پی دال
ساخت پی دال مستلزم مصرف قابل توجه بتن و آرماتور است. چنین پایه ای در مورد ساخت یک خانه فشرده یا سازه های دیگر که نیازی به ساخت پایه بلند نیست و خود دال به عنوان کف استفاده می شود توصیه می شود.
اگر ما در مورد ساخت یک کلبه از کلاس بالاتر صحبت می کنیم، پایه ها معمولاً به شکل نوارهای تقویت شده متقاطع یا دال های آجدار ساخته می شوند.
چیدمان سازه های پشتیبان
به لطف سطح پشتیبانی بزرگ اسلب ها، فشار روی زمین به 0.1 کیلوگرم بر سانتی متر مربع کاهش می یابد. در این حالت، سخت‌کننده‌های متقاطع ساختاری را تشکیل می‌دهند که در برابر بارهای متناوب که در موارد زیر ایجاد می‌شوند کاملاً مقاوم است:
- کاهش،
- انجماد،
- ذوب خاک
ساخت چنین سازه هایی مستلزم استفاده از بتن با مقاومت بالا (کلاس نه کمتر از B12.5) و میله های تقویت کننده با قطر حداقل 12 میلی متر - 16 میلی متر است.
حجم نسبتاً زیاد مصرف بتن و فولاد تقویت کننده کاملاً توجیه می شود اگر سایر راه حل های فنی برای فونداسیون ها در این شرایط نتوانند با اطمینان عملکرد قابل اعتماد آنها را تضمین کنند. در ساختمان هایی که کف آن بسیار پایین از سطح زمین قرار دارد، پایه های دال حتی مقرون به صرفه تر از پایه های ستونی هستند، زیرا نیازی به نصب یک گریلاژ یا کف زیرزمین نیست.
دال جامد دفن نشده
یک دال جامد دفن نشده به عنوان عنصری از سیستم فضایی "ساختار دال بالای پی" امکان درک تغییر شکل های احتمالی خاک و تأثیرات نیروی خارجی را فراهم می کند. در این صورت نیازی به انجام اقدامات مختلف برای جلوگیری از تغییر شکل های ناهموار خاک نیست (و در شرایط خاک های شنی، سربالا و ضعیف، منابع قابل توجهی صرف چنین اقداماتی می شود).
در مقایسه با سازه های مدفون، استفاده از دال پی غیر مدفون می تواند هزینه های نیروی کار را تا 40 درصد، مصرف بتن را تا 30 درصد و هزینه قسمت زیرزمینی را تا 50 درصد کاهش دهد. با این حال، برای محافظت از چنین صفحاتی از یخ زدگی، آنها باید عایق بندی شوند.
پایه کم عمق
در مناطق سردسیری که یخبندان فصلی خاک و احتمال یخ زدگی وجود دارد، یک جایگزین عملی برای فونداسیون عمیق گرانتر، فونداسیون کم عمق مقاوم در برابر سرما است.
تخمگذار کم عمق چنین پایه هایی به لطف نصب عایق حرارتی قرار داده شده در مهمترین مکان ها (در اطراف خانه) به دست می آید. در نتیجه، ساخت پایه هایی با عمق تخمگذار 40 سانتی متر - 50 سانتی متر (و حتی در آب و هوای بسیار خشن) امکان پذیر می شود.
تکنولوژی فونداسیون مقاوم در برابر یخ زدگی
فناوری پایه های کم عمق مقاوم در برابر سرما در کشورهای اسکاندیناوی بسیار محبوب است. چنین پایه هایی به شکل یک دال یکپارچه بتن مسلح به ضخامت 20 تا 25 سانتی متر ساخته می شود که دارای لبه های ضخیم است که دنده های کانتور هستند.
برای محافظت در برابر یخ زدگی از عایق فوم (فوم پلاستیک) استفاده می شود.
گرمایی که از طریق دال پایه به داخل زمین از خانه می رود، به اضافه گرمای زمین گرمایی، باعث می شود که خط انجماد در امتداد محیط پی مقاوم در برابر یخبندان بالا رود.
ویدئو. پایه دال یکپارچه - کوسن و قالب
ویدئو. دستورالعمل ساخت پی دال با استفاده از غشاء پلانتر
