طراحی فونداسیون

طراحی فونداسیون چیست؟

فونداسیون، پایه سازه ای است که روی زمین ایستاده و وزن ساختمان را تحمل می کند؛ بنابراین، طراحی فونداسیون، باید شامل بررسی گسترده زمین زیربنا و همچنین نقشه و مصالح مورداستفاده در خود فونداسیون باشد.

عمق فونداسیون

انواع مختلفی از فونداسیون های ساختمانی وجود دارند. به استثنای پایه های دال همکف که در سطح زمین نصب می شوند، بیشتر فونداسیون ها در اعماق زمین نصب می گردند. عمق موردنیاز هر پی، می تواند به عوامل مختلفی بستگی داشته باشد:

• ظرفیت تحمل خاک: میزان بار (وزن یا نیرویی) که خاک می تواند تحمل می کند.
• وع خاک: انواع مختلف خاک، دارای خواص متفاوتی هستند که می تواند در مناسب بودن آن ها برای تحمل فونداسیون تأثیر بگذارد.
• عمق یخ زدگی: عمق انجماد خاک در سردترین زمان سال که به عنوان عمق یخ زدگی یا خط یخبندان نیز شناخته می شود، اغلب برای تعیین حداقل عمق برای بسیاری از انواع فونداسیون ها استفاده می شود.
• سطح سفره آب زیرزمینی: سطح بالای آب زیرزمینی، می تواند عمق پایه و همچنین نوع پایه مورداستفاده را محدود کند. سطح سفره آب زیرزمینی، در مطالعه مربوط به خاک انجام می شود.
• حداقل عمق: صرف نظر از عوامل دیگر، حداقل عمق یک فونداسیون به طورمعمول کمتر از ۱۸ اینچ نیست تا امکان حذف خاک سطحی و تغییرات سطح زمین را فراهم کند.

مصالح مورداستفاده در فونداسیون

فونداسیون ها، معمولاً با مصالح بنایی مانند بلوک بتونی یا آجر، یا بتن ریخته ساخته می شوند.

مصالح بنایی، مقاومت فشاری بالایی دارند و در برابر آسیب و رطوبت خاک، نسبت به چوب و مواد فلزی به مراتب مقاوم تر هستند. یک فونداسیون آجری یا بتنی، به طورمعمول برای محافظت از سایر مصالح ساختمانی در برابر رطوبت و سایر اثرات آسیب زا در تماس با زمین، بر فراز زمین امتداد می یابد. فونداسیون های آجری، معمولاً در داخل با میلگرد فلزی یا مواد دیگر تقویت می شوند. پیمانکاران اغلب از سیمان هیدرولیک برای بستن لوله ها و یا جاده های مواصلاتی که به داخل پایه بتنی نفوذ می کند، استفاده می کنند.

برخی از پایه های ساختمانی، با پست های چوبی یا شمع ساخته می شوند که در این حالت، تکیه گاه های پایه در اعماق زمین و یا روی دال های بتنی قرار می گیرند. از پایه ها و ستون ها، معمولاً هنگام ساخت وساز روی آب یا در نزدیکی آب و یا جایی که زمین مستعد سیل است، استفاده می شود.

یکی از مهم ترین مصالح فونداسیون، پایه یا زیربنای مواد معدنی می باشد که به طور مستقیم در زیر فونداسیون قرار می گیرد. به طورکلی، خاک غوطه ور ظرفیت تحمل محدودی دارد و نمی تواند بار وارده توسط یک ساختمان را تحمل کند؛ بنابراین، خاک غوطه ور برداشته و با یک ماده متراکم خشک و یکنواخت مانند سنگ ماسه یا سنگ خردشده جایگزین می شوند که حداکثر مقاومت برشی و تحمل ظرفیت را دارا می باشند. مواد پایه، همچنین باعث تخلیه آب زیرسطحی می شوند و مانند خاک با رطوبت زیاد، گسترش نمی یابند.

انتقال بار فونداسیون

پایه ها، باید به گونه ای طراحی شوند که بارهای وارده از ساختمان ازجمله مجموع بار مرده، بار زنده و بار باد، به طور یکنواخت به سطح تماس منتقل شوند. ظرفیت بارگیری خالص خاک، نباید از ظرفیت تحمل خاک تجاوز کند. همچنین در طراحی فونداسیون باید از نشست پیش بینی شده ساختمان با کنترل حرکات برای کاهش خسارت به سازه اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، طراحی کلی زیربنا، روبنا و خصوصیات زمین باید به طور کامل موردبررسی قرار بگیرد تا استراتژی های ساخت وساز بیشترین بهره وری را داشته باشند