انواع فونداسیون و کاربرد آنها در ساختمان‌

توصیه می شود قبل از انتخاب نوع فونداسیون در پروژه ی ساختمانی از مناسب بودن نوع آن اطلاعات کافی داشت.

انواع فونداسیون ها و کاربرد آنها

انواع مختلف فونداسیون های مورد استفاده در ساخت و ساز در زیر آورده شده اند:

فونداسیون سطحی

• فونداسیون منفرد یا مجزا
• فونداسیون مرکب
• فونداسیون نواری
• فونداسیون گسترده

فونداسیون عمیق

• فونداسیون شمعی
• فونداسیون های حفاری یا کیسون

انواع فونداسیون های سطحی

فونداسیون منفرد یا مجزا

فونداسیون های منفرد یا شالوده مجزا رایج ترین نوع فونداسیون هایی هستند که برای ساخت ساختمان ها بکار برده می شوند. این نوع شالوده برای تک ستون ساخته شده و اصطلاحأ پی منفرد نیز نامیده می شود.

شکل این نوع فونداسیون بصورت مربع یا مستطیل بوده و زمانی بکار برده می شود که بارهای سازه از طریق ستون ها منتقل می شوند. ابعاد این نوع شالوده بر اساس مقدار بار روی ستون و ظرفیت باربری خاک تعیین می شود.

به عنوان مثال، با درنظر گرفتن ستونی با نیروی قائم ۲۰۰ کیلونیوتن و ظرفیت باربری مجاز ۱۰۰ کیلونیوتن بر متر مربع، ابعاد مورد نیاز فونداسیون برابر۲۰۰/۱۰۰=۲m^2 خواهد بود، بنابراین، برای فونداسیون مربعی مقدار طول و عرض برابر ۴۱۴/۱ متر خواهد بود.

فونداسیون مرکب

فونداسیون مرکب زمانی ساخته می شود که دو یا چند ستون آنقدر به یکدیگر نزدیک باشند که فونداسیون سطحی آنها با یکدیگر هم پوشانی داشته باشد؛ به عبارت دیگر این نوع فونداسیون ترکیبی از فونداسیون های مجزا می باشد، اگرچه در طراحی سازه با یکدیگر متفاوتند.

شکل این نوع فونداسیون بصورت مستطیلی می باشد و زمانی استفاده می شود که بارهای سازه توسط ستون ها منتقل شوند.

فونداسیون های پهن یا نواری یا فونداسیون های دیواری

فونداسیون های پهن شالوده هایی هستند که پایه ی آنها عریض تر از پی های دیواری باربر معمولی است. پایه ی پهن تر این نوع فونداسیون ها وزن ناشی از سازه ساختمان را بر روی مساحت بیشتری پخش می کند و در نتیجه پایداری بهتری را فراهم می سازد.

فونداسیون های پهن و فونداسیون های دیواری برای تک ستون ها، دیوارها و پایه ی پل ها زمانی که لایه ی خاک باربر در حدود ۳ متر (۱۰ فوت) از سطح زمین قرار گرفته باشد، استفاده می شوند. ظرفیت باربری خاک باید برای تحمل وزن سازه بالای پایه کافی باشد.

از این فونداسیون ها در خاک هایی که امکان جاری شدن آب بر روی لایه ی باربر خاک وجود دارد نباید استفاده کرد زیرا ممکن است منجر به فرسایش و روانگرایی گردد.

فونداسیون های گسترده

فونداسیون های گسترده شالوده هایی هستند که بطور کامل در تمامی سطح ساختمان پخش شده تا بارهای سنگین سازه ای ناشی از ستون ها و دیوارها را تحمل نمایند.

فونداسیون های گسترده در زمانی که بارهای ناشی از سازه بر روی ستون ها و دیوارها بسیار زیاد است، مورد استفاده قرار می گیرند. این کار به منظور جلوگیری از نشست غیریکنواخت شالوده های منفرد انجام می گیرد، بنابراین این نوع فونداسیون بصورت یک شالوده ی منفرد (شالوده مرکب) و برای تمامی عناصر باربر سازه طراحی می شود.

این فونداسیون برای خاک های منبسط شونده که ظرفیت باربری آنها برای اجرای فونداسیون های پهن و دیواری کمتر است، مناسب است. اجرای فونداسیون های گسترده در زمانی که نیمی از مساحت سازه بصورت فونداسیون های منفرد و دیواری اجرا شده است، اقتصادی است.

از این نوع فونداسیون ها در مکان هایی که سفره آب زیرزمینی بالاتر از سطح باربر خاک قرار دارد، نباید استفاده کرد. به این دلیل که استفاده از آنها در این شرایط ممکن است منجر به فرسایش و روانگرایی خاک گردد.

انواع فونداسیون های عمیق

فونداسیون های شمعی

فونداسیون های شمعی نوعی از فونداسیون های عمیق هستند که به منظور انتقال بارهای بسیار سنگین از سازه به لایه های سنگ سخت قرار گرفته در عمق زیاد زمین بکار برده می شوند.

از فونداسیون های شمعی جهت انتقال بارهای سنگین سازه ها از طریق ستون ها به لایه ی خاک سخت که در عمق زیادی از سطح زمین قرار دارد، استفاده می شود. بطوریکه در این شرایط از فونداسیون های سطحی مانند فونداسیون های پهن و گسترده نمی توان استفاده نمود. همچنین از این فونداسیون ها برای جلوگیری از بلندشدگی سازه بدلیل نیروهای جانبی مانند زلزله و باد استفاده می شود.

فونداسیون های شمعی معمولأ در مکان هایی استفاده می شوند که خاک نزدیک به سطح زمین برای تحمل بارهای سنگین مناسب نیست. عمق لایه ی سنگ سخت از سطح زمین ممکن است بین ۵ متر تا ۵۰ متر (۱۵ فوت تا ۱۵۰ فوت) باشد.

فونداسیون های شمعی با استفاده از مکانیزم اصطکاک جانبی و یا اتکایی، بارهای سازه را تحمل می کنند. همچنین استفاده از آنها از نشست غیریکنواخت فونداسیون ها جلوگیری می کند.

فونداسیون های حفاری یا کیسون

فونداسیون های حفاری یا کیسون نوعی از فونداسیون های عمیق هستند که مکانیزم مشابهی با فونداسیون های شمعی دارند، با این تفاوت که این نوع فونداسیون های درجا دارای ظرفیت باربری بالایی هستند. این نوع فونداسیون ها از طریق مقاومت میله، مقاومت پنجه و یا ترکیبی از آنها بارهای سازه را تحمل می کنند. ساخت این نوع از شالوده ها با استفاده از مته انجام می گیرد.

فونداسیون های حفاری می توانند بیشتر از فونداسیون های شمعی بارهای ستون ها را منتقل کنند. از آنها در شرایطی استفاده می شود که عمق لایه ی سخت در مکانی بین ۱۰ متر تا ۱۰۰ متر (۲۵ فوت تا ۳۰۰ فوت) در زیر زمین باشد.

استفاده از فونداسیون های حفاری یا کیسون در مکان هایی که دارای رسوبات عمیق خاک رس نرم و یا خاک های دانه ای آبخیز و سست می باشد، مناسب نیست. همچنین در محل هایی که حفاری و تثبیت آن دشوار است، خاک ها از تخته سنگ تشکیل شده اند و یا آبخوان آرتزین وجود دارد، استفاده از این نوع فونداسیون مناسب نیست.