فونداسیون یا Foundation یکی از اقسام حیاتی در بنیان‌های ساختمانی است که نقش اساسی در استحکام و پایداری هر ساختمان ایفا می‌کند. در پاسخ به سوالاتی مانند چه چیزی فونداسیون است و چه مفهومی در اصطلاح به شالوده اطلاق می‌شود، باید تأکید داشت که پی‌ساختمان یا شالوده به بخشی از ساختمان یا سازه شهری اطلاق می‌شود که در تماس با خاک واقع شده و وظیفه تحمل وزن ساختمان را بر عهده دارد.
این نقش مهم باعث انتقال وزن ساختمان به زمین می‌شود، که به همین دلیل پی‌ساختمان یک جزء بسیار حیاتی در ساختارهای مهندسی و اجزای ساختمانی است و از اهمیت ویژه‌ای در ایجاد ساختارهای پایدار برخوردار است.
همان‌طور که اطلاع دارید، این روزها با افزایش فعالیت‌های ساختمانی در کشور و وقوع واقعات غیر منتظره مانند زلزله، سیل و سایر حوادث، اهمیت استحکام و استانداردسازی ساختمان به شدت افزایش یافته است.
به همین دلیل، برای رعایت اصول و مراحل ساختمان‌سازی در هر سازه‌ای، متخصصان این حوزه در هر کشور، با توجه به موقعیت جغرافیایی، نوع آب و هوا، جنس خاک، و مصالح مورد استفاده، استانداردهای دقیقی را برای هر فاز از ساخت و ساز تدوین کرده‌اند. این استانداردها به عهده افرادی است که در فرآیند ساختمان‌سازی مشغول به کار هستند.
اگر بخواهیم به طور دقیق‌تر متوجه شویم که چرا فوندانسیون یا پی‌ساختمان در ساختمان‌ها اهمیت دارد، باید بگوییم که فوندانسیون ساختمان، اگر به صورت اصولی و با رعایت استانداردهای مربوط ساخته شود، تاثیر بسزایی در افزایش استحکام و مقاومت ساختمان در برابر زلزله و سایر حوادث دارد. این اقدام نه تنها موجب حفظ سلامت و ایمنی ساختمان می‌شود، بلکه به تأمین امانت و حفاظت افراد ساکن آن نیز کمک می‌کند. در مواجهه با وقایع ناخواسته، یک فوندانسیون قوی و مناسب می‌تواند اثرات منفی را به حداقل برساند و ساختمان را در برابر نیروهای زلزله و سایر آسیب‌ها مقاوم سازد.
فوندانسیون به عنوان یک قسمت حیاتی از ساختمان، کلیه بارهای سازه را به خاک منتقل می‌کند. از این رو، حیات و پایداری ساختمان به شالوده یا پی‌ساختمان آن بستگی دارد.
“قبل از نصب فوندانسیون، بررسی‌های لازم در خصوص زمین و نوع ساختمان‌های اطراف محل مورد نظر نیز باید انجام شود. اگر در اجرای فوندانسیون ساختمان دقت و بررسی‌های کافی وجود نداشته باشد، ممکن است باعث نشست ساختمان‌های اطراف نیز شود. از این رو برای طراحی پی هر ساختمان باید به موارد زیر اشاره کرد:
اطمینان از این که خاک سازه دچار شکست برشی نشود، امری حیاتی است. طراحی فوندانسیون باید به گونه‌ای باشد که از شکست برشی خاک جلوگیری شود.
استفاده از تکنیک‌ها و موادی که باعث کاهش نشست ناشی از وزن اولیه سازه می‌شوند، در طراحی فوندانسیون بسیار مهم است.
فشار تحمل مجاز خاک باید به عنوان حداکثر فشاری که خاک بدون شکست می‌تواند تحمل کند در نظر گرفته شود. این مقدار باید با دقت محاسبه شده و در طراحی فوندانسیون لحاظ شود.
انتخاب نوع فنداسیون برای ساختمان باید به مبنای نوع سازه مدنظر، خاصیت‌های خاک، و عوامل مهم دیگر صورت گیرد تا تطابق با مفاد آیین‌نامه استاندارد ۲۸۰۰ حاصل گردد. در ادامه به این عوامل خواهیم پرداخت.
بارهای وارد شده از طرف سازه
نوع سازه، مصالح مورد استفاده، موقعیت جغرافیایی، و احتمال رخداد زلزله از جمله عواملی هستند که در انتخاب نوع فوندانسیون تأثیرگذار هستند. استفاده از مصالح مانند آجر، سنگ، فولاد، و بتن در طراحی پی ساختمان مؤثر است. همچنین، میزان نشست سازه نیز باید با دقت مورد بررسی قرار گیرد. به همین دلیل، سبک سازی ساختمان از مهمترین عوامل برای افزایش استحکام ساختمان در مقابل زلزله است.
میزان ظرفیت باربری زمین
انتخاب نوع سطحی یا عمق پی ساختمان به میزان ظرفیت باربری زمین سازه بستگی دارد. بررسی توانایی زمین در نگهداری سازه بدون شکست یا نشست، امری حیاتی است تا بتوان به طور دقیق نوع شالوده ساختمان را انتخاب کرد.
مهندسان عمران باید بتوانند در هر نوع زمینی، از شیبدار تا صاف، میزان ظرفیت باربری زمین را بررسی و در نتیجه پی ساختمان مناسبی اجرا کنند.
سطح آب زیرزمینی
بررسی سطح آب زیرزمینی نیز برای انتخاب پی ساختمان مناسب مهم است. پی ساختمان نباید بر روی خاک در حال انبساط یا انقباض ناشی از نوسان سطح آب زیرزمینی ساخته شود. از این رو، اجرای پی ساختمان بر روی خاک کاملاً خشک یا اشباع شده نیز صحیح نمی‌باشد.
سازه، منابع آبی و شیب های مجاور
در هنگام انتخاب پی ساختمان مناسب باید به سازه، منابع آب و همچنین شیب‌های مجاور دقت کرد. ساخت ساختمان‌های مسکونی بر روی شیب‌های بیشتر از ۲۵ درجه مناسب نیست.
مسائل اقتصادی
هزینه اجرای پی ساختمان قطعاً مهم است. در صورت بررسی همه عوامل برای انتخاب بهترین نوع پی ساختمان، باید به هزینه‌های مالی آن نیز دقت شود. البته فراموش نکنید که استانداردهای بیان شده در آیین‌نامه ۲۸۰۰ نسبت به هزینه پیش‌بینی شده برای پی ساختمان ارجحیت دارند.
پی ساختمان یا فونداسیون در یک سازه نقش‌های بسیار حیاتی را ایفا می‌کند. این عملکردها شامل تقسیم برابر وزن سازه به کل ساختمان می‌شود، به منظور جلوگیری از نشست ناهموار و نابرابر سازه. همچنین، فوندانسیون تضمین می‌کند که سطح مورد نیاز برای اجرای زیربنای ساختمان به صورت صحیح و مناسب ایجاد شود.
از طریق این اقدام، پایداری جانبی سازه بهبود یافته و مقاومت در برابر تحرکات جانبی در مواد پشتیبان تضمین می‌شود. همچنین، فوندانسیون با تحمل بار مطابق با ظرفیت ایمنی تحمل خاک به ساختمان امکان می‌دهد و از مقاومت در برابر حرکت خاک و جلوگیری از فرسایش و آب‌شستگی خاک حفاظت می‌کند.
این عناصر با هم تضمین می‌کنند که پی ساختمان به عنوان یک اصطکاک بین سازه و زمین، به بهترین شکل ممکن عمل نماید و عمر مفید ساختمان را افزایش دهد.
یک مهندس عمران فعال در بازار کار این حوزه باید با انواع پی ساختمان آشنا باشد و توانایی انتخاب نوع مناسب پی ساختمان را داشته باشد. در این راستا، انتخاب نوع پی ساختمان با توجه به پارامترهای مختلفی صورت می‌پذیرد. مشخصات خاک، ابعاد و بارهایی که سازه باید تحمل کند، در انتخاب بهترین نوع فونداسیون تأثیرگذارند.
در ضمن، تقسیم‌بندی شالوده ساختمان به دو دسته سطحی و عمیق بر اساس عمق خاک بستر صورت می‌گیرد. این دسته‌بندی اطلاعات اساسی را فراهم می‌کند تا بهترین راهکارها برای استحکام و پایداری ساختمان به‌دست آید.
شالوده سطحی برای ساختمان‌های سبک با خاک مناسب به کار می‌رود و وظیفه انتقال وزن سازه به لایه‌های موجود در عمق کم را برعهده دارد. این نوع فونداسیون دارای یک لایه یکنواخت با عمق ۳ متر است و به طور خاص به آن به عنوان “پایه پهن” یا “پایه باز” اطلاق می‌شود.
این اصطلاح به توانایی آن اشاره دارد که بارهای ناشی از هر ستون ساختمان را در یک منطقه بزرگتری پخش کند. از مزایای این نوع پی ساختمان می‌توان به سازگاری با ساختمان‌های سبک، کاهش هزینه‌ها و سرعت اجرا اشاره کرد. اما برای ساختمان‌های سنگین‌تر یا در زمین‌های با خاک‌های نامناسب، نیاز به پیشرفته‌ترین فناوری‌های فونداسیون ممکن است.
در استفاده از این نوع سازه، وزن سازه به لایه‌های عمیق‌تر زیر سطح زمین منتقل می‌شود. در این فونداسیون، بار سازه به صورت عمودی پخش می‌شود، به طوری که عمق سازه از عرض آن بیشتر است.
نکته قابل توجه این است که تقسیم‌بندی‌های مختلف برای پی ساختمان به علت رعایت نکات ایمنی در برابر زلزله یا دیگر اتفاقات غیر منتظره صورت می‌گیرد. برای جلوگیری از وقوع اتفاقات ناگوار در شهرها، همه موارد ایمنی باید به درستی و دقیق اعمال شوند. سازه‌های ساختمانی باید با توجه به نوع کارکرد و موقعیت جغرافیایی، به دقت بررسی شوند تا اطمینان حاصل شود که همه استانداردها و اصول ایمنی رعایت شده‌اند.
اجرای فوندانسیون ساختمان یکی از حساس‌ترین فرآیندهای در زمینه ساختمان‌سازی است و نیاز به حساسیت و دقت فراوان دارد. این فرآیند باید با رعایت اصول استاندارد و به‌طور دقیق اجرا شود. عدم رعایت استانداردها در انتخاب و اجرای صحیح پی ساختمان می‌تواند منجر به خسارات غیرقابل جبرانی شود. در صورت عدم توجه به قوانین مربوطه، پی ساختمان قادر به تحمل بارهای اضافی وارده به ساختمان نخواهد بود و این موضوع می‌تواند منجر به فروپاشی سازه گردد. بهتر است با در نظر گرفتن شرایط سازه، نوع مصالح مورد استفاده، ارزیابی توانایی خاک و بررسی سایر عوامل، بهترین انتخاب را برای اجرای یک پی ساختمان استاندارد داشته باشید.
