فاصله بین سازه و زمین پی نامیده می‌شود و سازه به‌وسیلۀ پی به زمین اتصال می‌شود و انواع بارهای وارده از جانب ستون، دیوار، سقف و دیگر المان‌ها را دریافت و به زمین انتقال می‌دهد.
وظیفۀ انتقال نیروی باد و زلزله و پخش آن در سطح سازه یا زمین نیز برعهدۀ پی است. در این مقاله قرار است بیشتر راجع‌به پی‌سازی و آرماتوربندی پی صحبت کنیم.
فهرست مطالب
اهمیت پی‌سازی
اگر سازه‌ای بدون پی اجرا شود، به مرور زمان دچار نشست شده و در کوتاه‌ترین زمان شاهد ظهور ترک در ساختمان در اثر بارهای وارده خواهیم بود. ساختمان بدون پی در مقابل بارهای وارده مقاومتی نخواهد داشت. در این قسمت به معرفی مقطع سازه‌ای و آرماتوربندی پی و اجرای آن خواهیم پرداخت.
در آرماتوربندی پی نباید قطر میلگردها از 10 میلی‌متر کمتر باشد و فاصله محور‌به‌محور از 100 میلی‌متر کمتر و بیشتر از 350 میلی‌متر باشد.
پی‌ها از نظر مصالح مصرفی دسته‌بندی می‌شوند که در ادامه بررسی خواهیم کرد.
گروه‌بندی پی‌ها از نظر مصالح مصرفی
پی‌ها از نظر مصالح ساختمانی که در ساخت آن‌ها استفاده می‌شود به چند دسته تقسیم می‌شوند که در زیر آن‌ها را معرفی کرده‌ایم:
پی شفته‌ای
این نوع پی بیشتر برای سازه‌های 2 یا 3 طبقۀ آجری و سازه‌های بنایی کاربرد دارد. در واقع پی شفته‌ای اولین و ساده‌ترین نوع بوده که امروزه کاربرد چندانی ندارد.
شفته به خمیری که از مخلوط شن، خاک، گرد آهک و آب تشکیل می‌شود، می‌گویند. در هر متر مکعب این ملات، 200 تا 250 کیلوگرم گرد آهک به کار می‌برند و در صورت نیاز قلوه سنگ به آن افزوده می‌شود. درشت دانه بودن پی شفته‌ای الزامی است.
پی آجری
این نوع پی در ساختمان و سازه‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد که بار وارده به آن کم است. این پی نیز مانند پی‌های سنگی دارای ریشه‌ای به اندازه 20 تا 15 سانتی‌متر از طرفین دیوار است.
برای صرفه‌جویی در مصرف آجر بهتر است پی به شکل پلکانی اجرا شود تا بار با زاویۀ 60 درجه به زمین منتقل شود. ملات این نوع پی باید ماسه، سیمان، ماسه سیمان، آهک یا ماسه آهک باشد.
استفاده از این پی منسوخ شده است و مهندسین امروز بیشتر بر آرماتوربندی پی تاکید دارند.
پی سنگی
سنگ به کار برده شده در این پی از سنگ‌های لاشه شکسته است که بایستی سالم و نپوسیده باشد. این پی در مناطقی که سنگ با قیمت ارزان در دسترس باشد، ساخته می‌شود.
به علت صیقلی و مدوربودن سنگ‌های قلوه‌ای استفاده از آن‌ها مناسب پی سازی نیست زیرا باعث ناپایداری و لغزش پی می‌شود. پی سنگی گسترده‌تر از دیوار روی آن است و به‌عنوان ریشه باید از هر طرف دیوار حداقل 15 سانتی‌متر گسترش داشته باشد.
اگر فشار بار وارده کم باشد ملات از نوع گل و آهک و اگر بار زیاد باشد ملات ماسه سیمان خواهد بود. این نوع پی معمولا به صورت نواری اجرا می‌شود و بار با زاویه 45 درجه پخش می‌شود.
پی فلزی
اگر مقاومت فشاری زمین خاک پروژه از حد مجاز کم و بارهای وارده بر ستون زیاد باشد از پی فلزی استفاده می‌شود. استفاده از پی بتن مسلح به‌جای پی با شبکه فولادی از لحاظ اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه است.
پی بتنی
از انواع مستحکم و مقاوم پی می‌توان به پی‌های بتنی اشاره کرد. پی‌هایی که با بتن ساخته می‌شوند بهترین نوع پی در اجرای پروژه‌ها به حساب می‌آیند. بتن، نوعی سنگ مصنوعی محسوب می‌شود و توصیه می‌شود در اجرای سازه‌ها به‌ویژه پی از بتن استفاده شود.
گرچه از پی بتنی بیشتر در مناطق زلزله خیز و سازه‌هایی با تعداد طبقات زیاد استفاده می‌کنند؛ اما استفاده از آن حتی در سازه‌های یک طبقه و ساختمان‌های سبک نیز توصیه می‌شود.
لازم است بدانید که پی بتنی به صورت نواری اجرا می‌شود. زاویۀ پخش بار در پی بتنی 30 تا 45 درجه است. پی بتنی را نیز مانند پی آجری می‌توان به صورت پلکانی اجرا کرد و از مصرف اضافی بتن خودداری کرد.
در اجرای پی‌های بتن مسلح (آرماتوربندی شده)، طبق نقشه اجرایی میلگردگذاری و آرماتوربندی پی انجام می‌شود؛ سپس ناحیۀ پی قالب‌بندی شده و بتن‌ریزی می‌شود.
پی بتن مسلح هم در سازه فلزی و هم در سازه بتن آرمه استفاده می‌شود. از انواع پی مسلح بتنی می‌توان به پی منفرد، مرکب، باسکولی، نواری یک طرفه، دو طرفه و پی رادیه (گسترده) اشاره کرد.
بخوانید: نحوه ساخت و اجرای فونداسیون های بتنی
انواع پی از نظر سیستم ساخت
از نظر ساخت، پی‌ها را می‌توان به دو دستۀ پی سطحی (نیمه عمیق) و غیر سطحی (عمیق) تقسیم کرد. هر کدام از این دو مورد به دسته‌های مختلف تقسیم می‌شود که در زیر قرار داده‌ایم:
پی‌های سطحی:
- پی منفرد؛
- پی نواری؛
- صفحه‌ای یا رادیه (گسترده)؛
- پی مشترک یا مرکب؛
- پی باسکولی؛
- پی کلاف.
پی‌های غیر سطحی:
- پی‌های چاهی؛
- پی عمیق یا شمعی.
لازم است اشاره کنیم که پی شمعی به دو گروه پی شمعی ساده و بالشتکی تقسیم می‌شود. این پی‌ها نیروهای وارده را توسط شمع به قسمت‌های عمیق‌تر زمین انتقال می‌دهند.
انواع پی‌هایی که در بالا نام بردیم را در زیر به‌همراه تصاویر معرفی خواهیم کرد لطفا بررسی کنید.
پی سطحی
ابتدا با انواع پی سطحی که کاربرد فراوانی در سازه دارد، آشنا شویم:
پی منفرد
این نوع پی در شکل مربع، مستطیل، چند ضلعی منظم، دایره یا هر شکل غیر منظم دیگر ساخته می‌شود. مقطع آن نیز می‌تواند به شکل مربع، مستطیل، ذوزنقه یا پلکانی باشد. پی منفرد در واقع بارِ یک یا دو ستون نزدیک به هم در محل درز انبساط را به زمین منتقل می‌کند.
از پی منفرد زمانی استفاده می‌شود که بار واردۀ ساختمان کم باشد و همچنین تعداد طبقات 2 تا 3 طبقه باشد و ضمناً احتمال نشست غیریکنواخت زمین وجود نداشته باشد.
توزیع میلگرد در آرماتوربندی پی منفرد درصورتی‌که عملکرد پی، یک طرفه باشد، در سراسر عرض پی به طور یکنواخت اجرا می‌شود.
در اسکلت فلزی تمامی بارها به ستون وارد می‌شود و ستون بار را به پی انتقال می‌دهد؛ بنابراین لازم است تا از پی مسلح آرماتوربندی شده استفاده شود که ترجیحاً پی مسلح منفرد اجرا می‌شود.
پی منفرد نیز شکل مقطع مربعی، مستطیلی، چند ضلعی و دایره است که مرسوم‌ترین نوع آن مربع و مستطیل است و به‌صورت پلکانی یا شیب‌دار اجرا می‌شود.
پی منفرد آرماتوربندی تحتانی در زیر فونداسیون خود دارد. میزان میلگردهای آرماتوربندی توسط مهندس محاسب بررسی و تعیین می‌گردد و نقشه‌ها طبق این بررسی آماده می‌شود. پی تکی یا منفرد توسط شناژ یا کلاف به یکدیگر متصل می‌شوند تا عملکرد خوبی در مقابله با نیروهای جانبی و زلزله داشته باشد.
پی‌های منفرد کلاف‌شده بسیار مناسب اجرا در مناطق زلزله‌خیز هستند؛ زیرا در هنگام وقوع زلزله از جابجایی پی جلوگیری می‌شود و تغییری در چیدمان آن به وجود نمی‌آید. ازاین‌رو اجرای آن بسیار حیاطی است.
شناژهای افقی هم ارتفاع با پی یا در ارتفاعی کمتر از آن هستند. این کلاف‌ها علاوه‌بر اتصال پی‌ها به هم و تحمل نیروهای جانبی، از نشست‌های نامتقارن در شالوده جلوگیری می‌کند.
شناژها در دو نوع ساده که فقط نیروهای محوری را تحمل می‌کنند و شناژ باسکولی که لنگر خمشی منفی را تحمل می‌کنند، تقسیم بندی می‌شود.
در شکل A شناژ ساده نشان داده شده که در بین دو ستون در آکس‌بندی شالوده و در شکل B شناژ باسکولی در بین دو ستون که یکی از آن‌ها دارای خروج از مرکزیت از آکس است، نشان داده شده است.
نیروها و لنگرها در پای ستون، دیوار با عملکرد اتکایی بتن و کشش یا فشار میلگردهای ادامه‌یافته طولی ستون یا میلگرد انتظار (ریشه) به آرماتوربندی پی انتقال میابد.
پی مشترک (مرکب یا باسکولی)
به مجموع دو شالودۀ منفرد، پی باسکولی گفته می‌شود که بار وارد بر یکی دارای برون محوری زیادی نسبت به مرکز پی است. شالوده‌ها توسط تیر صلب به یکدیگر ربط داده می‌شوند و این تیر صلب بخشی از بار یکی از پی‌ها را به دیگری منتقل می‌کند.
پی نواری یک طرفه و دو طرفه متعامد
شالوده نواری، پی یکسره‌ای است که بار دیوار و ستون‌ها را که در یک ردیف قرار دارند به زمین منتقل می‌کند. شکل مقطع پی نواری می‌تواند به شکل مربع مستطیل، ذوزنقه یا پاشنه‌دار باشد. به دلیل اینکه این شالوده بار دیوار را به زمین منتقل می‌کند، شالوده دیواری نیز نامیده می‌شود.
از پی نواری بیشتر در زمینی که خطر رانش در خاک وجود داشته باشد، استفاده می‌کنند. این پی‌ها بار وارده را در جهت طول پخش کرده و به خاک منتقل می‌کنند و از این طریق سازه در مقابل لرزش و رانش زمین مقاوم می‌شود.
این نوع پی در اسکلت فلزی یا بتن مسلح، زیر یک ردیف ستون یا در زیر یک دیوار باربر در زیر سازه آجری اجرا می‌شود. اگر این پی در هر دو امتداد عمود بر هم قرار گیرد به آن پی نواری شبکه‌ای یا دو طرفه می‌گویند که عملکرد بسیار خوبی در برابر زلزله دارد.
متداول‌ترین فونداسیون در ایران و اکثر کشورها از نوع نواری دو طرفه است که از نشست‌های نامتقارن هم جلوگیری می‌کند.
پی صفحه‌ای (گسترده یا رادیه ژنرال)
زمانی که بارهای وارده به ساختمان زیاد باشد از پی گسترده استفاده می‌شود. مانند ساخت آسمان خراش‌ها و برج‌های بلندمرتبه یا در هنگامی که مقاومت فشاری خاکِ زمین کم باشد و برای انتقال بار به زمین، نیاز باشد تمام سطح زیرین سازه پی سازی شود.
در پی رادیه ژنرال، آرماتوربندی پی به‌صورت یکپارچه انجام می‌شود و سطح زیرین به صورت سراسری از بتن مسلح ساخته می‌شود. سپس همه دیوارها و ستون‌ها بر روی این پی قرار می‌گیرند.
اگر بار سازه بسیار زیاد باشد، سطح پی بزرگ‌تر از سطح ساختمان ساخته می‌شود تا پخش فشار از سطح بزرگ‌تری انجام گیرد. شالوده گسترده ممکن است به شکل دال یا مجموعه تیر-دال ساخته شود.
در آرماتور بندی پی رادیه، در طول نوار مقدار فولاد عرضی با توجه به شرایط خمش محاسبه و تعبیه می‌شود و در محل تقاطع دو نوار فولاد تعبیه شده بر اساس خمش طولی نوارهای متقاطع خواهد بود.
پی غیر سطحی
در این قسمت انواع پس غیر سطحی را با هم بررسی خواهیم کرد. پی غیرسطحی دو نوع است؛ پی چاهی و شمعی که ما پی شمعی را معرفی می‌کنیم. این نوع پی، محبوبیت بیشتری دارد.
پی شمعی
شمع نوعی شالوده است که برای انتقال بار به زمین ساخته می‌شود. شمع‌ها ممکن است منفرد یا به صورت گروهی اجرا شوند. در گروه شمع‌ها بار از یک یا چند ستون انتقال می‌یابد؛ ولی در شمع منفرد مستقیماً بار از یک ستون به زمین منتقل می‌گردد.
در آرماتوربندی پی شمعی، میلگردهای طولی به نحوی متناسب در شمع تعبیه شده و توسط میلگرد عرضی یا اسپیرال محکم می‌شوند. در سر شمع میلگردهای طولی امتداد یافته و مهار می‌شوند.
بخوانید: انواع شمع های فولادی برای ساخت فونداسیون
مراحل اجرای فونداسیون
- گودبرداری زمین محل احداث پروژه بر اساس نقشه
- در صورت نیاز حتما سازه نگهبان اجرا شود.
- اجرای مگرکشی در بستر خاک؛ در همه انواع پی از بتن مگر با عیار سیمان 150 کیلوگرم در مترمکعب برای تسطیح کف فونداسیون و محافظت بتن اصلی پی استفاده می‌شود. بتن مگر برای حفظ بتن اصلی سازه از ساییدگی و خوردگی و محافظت از مکش شیره بتن توسط خاک بستر اجرا می‌گردد. ارتفاع آن 10 سانتی متر است.
- اجرای نقشه سازه‌ای و اندازه گیری تمامی ابعاد پی
- اجرای آرماتوربندی پی بر طبق نقشه
- اجرای ریشه ستون و راه پله
- اجرای قالب بندی و ترازبندی آن‌ها
- بتن ریزی
- قالب برداری و نگهداری
نکات مربوط به آرماتوربندی پی بتنی
- ارتفاع و کنترل کد کف چاله آسانسور نسبت به صفر الزامی بوده و بایستی کنترل شود؛
- آرماتوربندی و اجرای میلگرد کذاری بر اساس نقشه و توسط افراد آشنا به کار انجام گردد؛
- حتما از قالب بندی فلزی یا آجری استفاده شده و این قالب بندی مهار شود تا فشار بتن دیواره‌های قالب را تخریب نکند؛
- قبل از شروع به آرماتوربندی پی انجام تست کشش میلگرد موثر می‌باشد. نمونه برداری از آرماتور مصرفی نیز بر طبق مبحث نهم مقررات ملی الزامی است.
سخن آخر
پی سازی از اولین مراحل اجرای پروژه است که بعد از حفاری اجرا می‌شود و صرفا به‌عنوان نگهدارندۀ ساختمان عمل نمی‌کند بلکه وظیفه اصلی آن انتقال انواع بارهای سازه به زمین و محفاظت آن از رانش در هنگام زلزله است.
در این مقاله انواع پی‌ها از شفته‌ای تا بتن مسلح و نکات مربوط به اجرای شالوده‌ها بررسی شد، از اینکه با ما همراه بودید سپاسگزاریم.
برای تهیه انواع آهن آلات، تیرآهن و میلگرد می‌توانید با مشاورین ما در عصرآهن با شماره ۰۴۱4180 در تماس باشید. کارشناسان بخش فروش در زمینه خرید اقلام مربوطه راهنمای شما خواهند بود.