آشنایی با انواع فونداسیون ساختمان و اصول طراحی آن

فونداسیون ساختمان‌های مختلف در شمال به شکل‌های گوناگون اجرا می‌شوند. در اجرای انواع فونداسیون به منظور ایجاد استحکام و دوام از مصالح باکیفیت استفاده می‌شود. شرایط آب و هوایی و اقلیم شمال کشور به گونه‌ای است که مصالح کاربردی در ساخت ویلا و یا هر سازه دیگری باید با توجه به دوام و مقاومتی که دارند انتخاب شود. در برخی مناطق انتخاب فونداسیون با توجه به قیمت و دسترسی مناسب صورت خواهد گرفت. البته باید در مراحل اجرای فونداسیون دقت کافی به عمل آید تا حالت ناپایداری در سازه مورد نظر ایجاد نکند. 

از جمله انواع فونداسیون مقاوم که برای سازه‌های مختلف در شمال قابلیت اجرا دارد چی از نوع بتنی است. به دلیل مقاومت زیاد ناشی از کاربرد این نوع فونداسیون در برابر زلزله و عوامل محیطی دیگر طرفداران زیادی دارد و کاربرد آن نیز بیشتر شده است. برای اجرای فونداسیون باید دقت کرد که به گونه‌ای باشد تا بتواند بار سازه را به نحوی مطلوب تحمل کرده و در نهایت از ریزش ساختمان و مشکلات آتی دیگر به بهترین نحو ممکن ممانعت کند. البته در اجرای پی یکی از موارد مورد توجه برای سازندگان بررسی هزینه‌ها است که یکی از قسمت‌های مهم در بخش ساخت و ساز یک بنا قلمداد می‌گردد.

فونداسیون ساختمان یا همان "پی ساختمان" یکی از اصلی‌ترین قسمت‌های هر سازه محسوب می‌شود که بدون رعایت اصول مهندسی، عملاً استحکام و دوام ساختمان، غیر ممکن است. بیشتری حساسیت طراحی و نظارت در قسمت فونداسیون تمرکز دارد. حتی هنگام طراحی پلان ساختمان هم برنامه‌ریزی‌ها به گونه‌ای انجام می‌شود که بهترین مصالح و تجهیزات برای این کار انتخاب شود. 

انواع فونداسیون ساختمان برای انواع پروژه‌های مختلف در موضوعات متنوع در حال حاضر وجود دارد. مواد مختلفی برای این قسمت به کار می‌روند که هر کدام مزایا و معایبی دارند. برای ساخت و ساز ویلاهای شمال هم همین مسئله وجود دارد. انتخاب مواد اولیه برای فونداسیون یکی از مهم‌ترین زیرشاخه‌های علم مهندسی سازه است. اگر فونداسیون به هر دلیلی شکست بخورد یا سست باشد، اسکلت ساختمان در کوتاه مدت می تواند منجر به ریزش شود!

برخی از شرکت‌های سازنده و انبوه سازان ویلاهای شمال، سعی می‌کنند بهترین طرح و نقشه را برای اجرای فونداسیون ساختمان اجرا کنند. قوانین سخت‌گیرانه‌ای در این حوزه وجود دارد که از اصول نظام مهندسی پیروی می‌کند. اگر بدون پشتیبانی وارد مراحل ساخت و ساز شوید، تمام هزینه‌های شما هدر می‌رود. در ادامه این مطلب به مهم‌ترین اصول فونداسیون ساختمان می‌پردازیم.

اگر در زمینه ساخت و ساز آشنایی کمی هم داشته باشید، احتمالاً نام فونداسیون یا پی را شنیده‌اید. ولی بهتر است اطلاعات بیشتری در مورد این بخش مهم از ساختمان داشته باشید.

شاید اهمیت این موضوع سبب شده است تا نظارت‌های مهندسی بر روی آن شدیدتر باشد و حساسیت‌ها روی آن شدت یابد. علاوه بر این هر چند وزن سازه و تعداد طبقات بیشتر باشد، این حساسیت و دقت نیز به مراتب بیشتر است. حال با ما همراه باشید تا فونداسیون ساختمان را بهتر بشناسید.

فونداسیون چیست و چه وظیفه‌ای بر عهده دارد؟

در اصل فونداسیون به مجموعه‌ای از بخش‌های سازه گفته می‌شود که سازه و خاک را به هم اتصال می‌دهد و انتقال بار بین زمین و سازه از طریق این بخش انجام می‌گیرد.

خاک دارای ساختاری نرم و دارای تحمل کمی است و برای این که بتواند تنش‌های ناشی از وزن سازه را تحمل کند، باید تحکیم لازم را داشته باشد. از این‌رو فونداسیون وظیفه دارد انتقال بارهای بخش فوقانی خاک را به زیر آن تنظیم کند.

همچنین به گونه‌ای عمل کند که تنش‌های بیش از حد تحمل به خاک وارد نشود. در غیر این صورت تنش اضافی سبب نشست‌هایی در آینده خواهد شد که گاهی اوقات خسارات جانی و مالی را به همراه دارد.

فونداسیون با محکم کردن بخش زیرین سازه و اتصال محکم آن به خاک جلوی تنش‌های زیاد را می‌گیرد و خاک را برای ایجاد سازه مناسب می‌کند.

بیشتر بخوانید: نزدیک‌ترین شهرهای مازندران به تهران برای خرید ویلا کدام هستند؟

انواع فونداسیون که در سازه‌ها به کار می‌رود؟

با توجه به شرایط اقلیمی و همینطور شرایط سازه، فونداسیون با انواع مختلفی وجود دارد که هر کدام در مکانی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. گاهی اوقات در دسترس بودن برخی از مصالح ساختمانی سبب می‌شود تا یک فونداسیون خاص مورد توجه قرار گیرد. در برخی مواقع نیز شرایط سازه تعیین کننده نوع فونداسیون است.

فونداسیون سنگی

در مکان‌هایی که دسترسی به سنگ به راحتی صورت می‌گیرد، پی سنگی به علت ارزان بودن یک گزینه مناسب محسوب می‌شود. البته در این پی‌های سنگی باید از سنگ‌های خاصی استفاده شود که شرایط مناسبی داشته باشند.

به عنوان مثال سنگ‌ها نباید حالت پوسیده داشته باشند و هرچه سالم‌تر باشند مقاومت پی بیشتر خواهد بود. همچنین سنگ‌های صیقلی به علت مدور بودن نیز برای پی ساختمان مناسب نیستند و حالت ناپایداری به این بخش می‌دهند که خود می تواند خطر آفرین باشد.

ملات بین سنگ‌ها را از نوع آهک یا ماسه و سیمان قرار می‌دهند. نوع اول زمانی است که بار وارده بر فونداسیون زیاد نباشد و نوع دوم در سازه‌های سنگین‌تر انتخاب می‌شود.

پی ساختمان بتنی

این نوع فونداسیون مقاوم‌ترین و مستحکم‌ترین پی است که در اکثر مواقع از آن استفاده می‌شود. این نوع پی به دلیل مقاومت زیاد اکثر اوقات حتی برای فونداسیون یک طبقه در مناطق زلزله خیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای اجرای این پی، در کف آن مقداری بتن کم سیمان می‌ریزند که سطح خاک و بتن اصلی را از هم متمایز کند. همچنین از این طریق جهت بتن‌ریزی اصلی را تراز می‌کنند.

در مرحله بعد قالب‌بندی با تخته‌های مخصوص انجام می‌گیرد و بتن‌های مورد نیاز را براساس بار سازه و محاسبات مهندسی در عرض مشخصی می‌ریزند و آن را با روش‌هایی مانند لرزاننده متراکم می‌کنند.

در بین بتن اکثراً میلگرد و قالب جاسازی می‌شود تا استحکام آن افزایش یابد. همچنین تنش‌های برشی احتمالی را با قدرت بیشتری تحمل کند. البته هنگام انجام پی ساختمان نیز شناژ اجرا می‌شود که بسته به نوع ساختمان ممکن است تفاوت‌هایی با هم داشته باشند.

فونداسیون شفته‌ای

ابتدایی‌ترین و ساده‌ترین پی که برای ساختمان‌های کوچک در اندازه 2 تا 3 طبقه و آجری تدارک دیده می‌شود، مخلوطی از آب، شن، گرد آهک، خاک است که به آن فونداسیون شفته‌ای می‌گویند. گاهی اوقات نیز ممکن است برای افزایش مقاومت آن کمی خرده سنگ به این مخلوط بیفزایند.

این مخلوط را در قسمت پی ساختمان به اندازه 20 تا 30 سانتی‌متر می‌ریزند و هنگامیکه به سطح مورد نظر رسید، آن را هموار می‌کنند. پس از مدتی حدود یک روز که آب آن تبخیر شد، پی را متراکم می‌کنند و دوباره مخلوط در آن می‌ریزند. این کار تا زمانیکه پی پر شود ادامه می یابد.

از این فونداسیون برای ویلاهای یک یا دو طبقه می‌توان استفاده کرد و هزینه کمتری نسبت به پی بتنی دارد.

پی ساختمان آجری

هنگامیکه ساختمان کوچک و دارای بار وارد کمی باشد از این نوع پی استفاده می‌شود. ریشه این فونداسیون مانند نوع سنگی باید حدود 15 تا 20 سانتی متر باشد.

همچنین عرض پی کنی بین 30 تا 40 سانتی متر است. این فونداسیون با آجر و ملات ساخته می‌شود و معمولاً آجر به صورت پلکانی روی هم قرار می‌گیرد؛ زیرا این پی در حدود 60 درجه است.

البته به جز پی‌هایی که مورد بررسی قرار گرفت با توجه به شرایط سازه ممکن است پی‌های متنوع دیگری مانند پی نقطه‌ای، پی کلاف شده، پی شمعی، پی صفحه‌ای و ... نیز انجام گیرد؛ مثلاً پی صفحه‌ای برای برج‌ها و آپارتمان‌های مرتفع اجرا می‌شود و می‌تواند در چند متر ارتفاع نیز باشد.

بیشتر بخوانید: سازه LSF چیست؟ به همراه مزایا و معایب

نقشه فونداسیون بر چه اساسی تعیین می‌شود؟

امروزه برخلاف گذشته مهندسی سازه بسیار اهمیت دارد و جزء مراحل قانونی ساخت و ساز است. از این‌رو از همان ابتدا و شروع کار باید نقشه‌هایی برای آن ترسیم شود.

پی ساختمان همانطور که گفته شد دارای اهمیت زیادی است و در صورتیکه نتواند بار سازه را به خوبی تحمل کنند ممکن است حتی سبب ریزش ساختمان در آینده شود.

نقشه پی با توجه به عوامل مختلفی ترسیم می‌شود. در این نقشه فاکتورهای مختلفی مانند نوع پی، عرض، ارتفاع و میزان مصالح و غلظت آن‌ها باید مورد توجه قرار گیرد. اولین عاملی که در نقشه پی ساختمان موثر است، وزن سازه و نوع آن است.

به عنوان مثال برای سازه‌هایی مانند ویلاهای یک یا دو طبقه به علت کمتر بودن وزن سازه می‌توان از پی‌های آجری، شفته‌ای، سنگی و بتنی استفاده کرد. معمولاً در اکثر ساختمان‌های مسکونی فونداسیون بتنی در اولویت قرار می‌گیرد.

در مراحل بعد میزان بار سازه محاسبه می‌شود و عرض و ارتفاع پی بر این اساس تعیین می‌شود تا بتواند این بار را به طور کامل تحمل کند. همچنین جهت و زاویه تنش نیز محاسبه می‌شود و در نقشه پی مد نظر قرار می‌گیرد. نقشه توسط مهندسان ساختمان طراحی می‌شود و در هنگام اجرا نیز باید با دقت و براساس آن کار شود.

نکاتی که در زمان اجرای فونداسیون روی زمین باید مد نظر داشته باشید

برخی افراد تصور می‌کنند سخت‌گیری‌هایی که برای اجرای پی و دیگر بخش‌های ساختمان در نظر گرفته می‌شود برای افزایش هزینه‌هاست. البته اگر کمی در جریان دنیای امروز و اتفاقات و حوادث باشید می‌توانید دلیل این سخت‌گیری‌ها را بدانید.

قطعاً زمانیکه سخت‌گیری بیشتر است که احتمال مشکلات مهندسی در محیط بیشتر است و ممکن است خطراتی برای سازه در آینده وجود داشته باشد. از این‌رو هنگام اجرای پی به پیمانکار یا مجری توصیه کنید که دقیقاً براساس نیاز ساختمان و نقشه فونداسیون عمل کند. حتی در صورتیکه هزینه‌های شما افزایش یابد، جلوی خسارت‌های مالی و جانی بیشتر در آینده را می‌گیرید.

البته برخی افراد برای محکم کاری سعی می‌کنند پی بیش از مقاومت مورد نیاز اجرا کنند که این کار نه تنها هزینه‌های اضافی و غیر ضروری را برای آن‌ها به همراه دارد بلکه ممکن است خود باعث فشار بیشتر بر بخش‌های زیرین شود و اختلال ایجاد کند.

بیشتر بخوانید: بهترین روش برگزاری جلسات مشارکت در ساخت از زبان یک کارشناس

اجرای فونداسیون با پیمانکار حرفه‌ای

علاوه بر این که باید نقشه پی ساختمان با دقت بالایی انجام گیرد، اجرای آن اهمیت بیشتری دارد. یک پیمانکار حرفه‌ای باید روی پی ساختمان فعالیت کند و تمام بخش‌ها تحت نظر مهندس سازه انجام گیرد. در این صورت می‌توانید با خیال راحت ادامه ساخت و ساز را انجام دهید.

در صورتیکه مهندس ناظر پی ساختمان را تایید کند، آنگاه می‌توانید مجوزها و سند ساختمان را دریافت کنید پس با آن‌ها هماهنگ باشید.

انتخاب یک گروه حرفه‌ای پیمانکاری برای اجرای پی به شما در ساخت و ساز کمک می‌کند و حتی هزینه‌های شما را نیز مدیریت خواهد کرد. در این صورت نگرانی از بابت هیچ کدام از این مراحل ندارید و مطمئن خواهید بود که مشکلاتی در ادامه روند کار ایجاد نخواهند شد.

اگر کار اجرای فونداسیون روی زمین را به یک گروه حرفه‌ای بسپارید نیازی نیست در مراحل مختلف اجرای کار بالای سر آن‌ها باشید. به خصوص افرادی که وقت کمی دارند می‌توانند با یک تیم خوش سابقه مانند اول خونه قرارداد ببندند تا تمام مراحل نقشه و اجرای فونداسیون را تا انتها برای آن‌ها انجام دهند.

فونداسیون در مناطق با رطوبت بالا

رطوبت بالا می‌تواند چالش‌های زیادی را برای ساخت و ساز ایجاد کند، به خصوص در مورد فونداسیون. رطوبت می‌تواند به مصالح ساختمانی نفوذ کند و باعث فرسایش، ترک خوردگی و سایر آسیب‌ها شود. قبل از شروع ساخت و ساز، با یک مهندس یا پیمانکار واجد شرایط مشورت کنید تا بهترین روش ساخت فونداسیون در منطقه شما را تعیین کند. در اینجا چند روش برای ساخت فونداسیون در مناطق با رطوبت بالا وجود دارد:

زهکشی مناسب: زهکشی مناسب برای جلوگیری از تجمع آب در اطراف فونداسیون ضروری است. این کار را می توان با نصب سیستم زهکشی، مانند لوله های زهکشی و چاه های جذبی، انجام داد.

استفاده از مصالح مقاوم در برابر رطوبت: مصالحی مانند بتن ضد آب، بلوک های سیمانی و آجر می توانند به جلوگیری از نفوذ رطوبت به فونداسیون کمک کنند.

عایق بندی: عایق بندی فونداسیون با مواد ضد آب مانند قیرگونی یا ایزوگام می تواند به جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل ساختمان کمک کند.

ایجاد شیب: ایجاد شیب در زمین اطراف فونداسیون می تواند به هدایت آب به دور از ساختمان کمک کند.

استفاده از سیستم تهویه: تهویه مناسب زیرزمین و سایر فضاهای زیر سطح زمین می تواند به جلوگیری از تجمع رطوبت و ایجاد قارچ و کپک کمک کند.

سخن پایانی

اجرای فونداسیون یک مرحله مهم در ساخت یک بنا محسوب می‌شود. این امر نیاز به تخصص بالایی دارد و بهتر است به پیمانکاران حرفه‌ای واگذار گردد. به هر میزان که انجام فونداسیون با دقت و تجربه بیشتری اجرا گردد در نهایت مشکلات ناشی از آن که شامل سستی و ریزش بنا است مشاهده نخواهد شد. انواع فونداسیون در ساختمان‌های مختلف به شکل متفاوتی عمل می‌کنند. با توجه به هزینه‌ای که برای ساخت بنا در نظر گرفته شده است می‌توان مقاوم‌ترین و بهترین نوع فونداسیون را مورد توجه قرار داد. در هر صورت می توانید با مشاورین اول خونه در ارتباط باشید تا شما را راهنمایی کنند. 

منبع: اول خونه