مراحل صفر تا صد اجرای فونداسیون
مراحل صفر تا صد اجرای فونداسیون در ساختمان
اگرچه همه ما میدانیم که فونداسیون، یکی از مهمترین بخشهای هر سازه است؛ اما شاید بهواقع با عملکردی که در یک ساختمان دارد، آشنا نباشیم. چهبسا که کوچکترین سهلانگاری در اجرای فونداسیون ممکن است به فروپاشی کل سازه منجر شود. به همین دلیل اجرای صحیح فونداسیون نقش به سزایی در کاهش خسارتهای مالی و جانی دارد. با توجه به اهمیت این موضوع در این مقاله قصد داریم مراحل اجرای فونداسیون را به طور دقیق بررسی کنیم.
پس اگر قصد فعالیت در حوزه پیمانکاری فونداسیون را دارید و یا حتی در حال حاضر مشغول به انجام این کار هستید، تا انتهای این مقاله فولادبتن را دنبال کنید.
فونداسیون چیست؟
فونداسیون اصطلاحاً زیرسازهای است که هدف از طراحی و اجرای آن، دریافت بار ستونها (یا هر قسمت باربر دیگر در سازه) و سپس توزیع آن به خاک و زمین زیر سازه است. فونداسیون یک سازه باید بتواند کل بار سازه از جمله بارهای زنده و مرده را تحمل کند.
انواع فونداسیون
فونداسیونها به لحاظ عمقی که دارند به دو دسته سطحی (پی منفرد یا مجزا، پی مرکب، پی نواری و پی گسترده) و عمیق (شمعی و کیسون) تقسیم میشوند. در ادامه به طور کامل درباره هر کدام از این فونداسیونها صحبت خواهیم کرد.
1. فونداسیون سطحی
فونداسیونهایی که تا 1.5 متر عمق دارند، در دسته فونداسیونهای سطحی قرار میگیرند. فونداسیون سطحی بیشتر برای ساختمانهایی که زیربنای بیشتری نسبت به ارتفاع دارند، مناسب هستند. بهطورکلی 4 نوع فونداسیون سطحی وجود دارد:
پی منفرد یا مجزا
فونداسیون منفرد یا مجزا سادهترین و کمهزینهترین فونداسیون سطحی است. این نوع پی در عمق کم ساخته میشود. پی منفرد که فقط زیر ستونها اجرا میشود، به طور خاص برای ساختمانهای معمولی با حداکثر پنجطبقه مناسب است. سطح مقطع این نوع پی ممکن است مربعی یا دایرهای باشد. آنچه در مورد پی منفرد اهمیت دارد، این است که ابعاد آن با توجه به بار مورد انتظار در کف ستون و همچنین ظرفیت باربری مجاز خاک تعیین میشود.
بهطورکلی پی منفرد برای سازههایی با بار نسبتاً کم، سازههایی که فاصله ستون تا ستون آنها زیاد است و همچنین در زمینهایی که ظرفیت باربری زیادی در عمق کم دارند، بهترین و اقتصادیترین گزینه است.
پی مرکب
پی مرکب زمانی کاربرد دارد که دو یا چند ستون آنقدر به هم نزدیک باشند که فونداسیون آنها همپوشانی داشته باشند. این نوع فونداسیون زمانی استفاده میشود که بارهای سازه توسط چند ستون منتقل شوند. اگرچه پی مرکب و پی منفرد شبیه به هم به نظر میرسند، اما به لحاظ طراحی کاملاً متفاوت هستند.
پی مرکب در واقع بار دریافت شده از سازه را به طور یکنواخت در خاک و زمین زیر خود توزیع میکند. بهطورکلی، پی مرکب در مواردی که ستونهای سازه به هم نزدیک هستند و یا ابعاد پی در یکی از جهتها با محدودیت روبرو است، گزینه مناسبی محسوب میشود.
پی نواری
این فونداسیون بار دیوارهای باربر را به زمین منتقل میکند. ازآنجاکه پی نواری در امتداد طول دیوار و بهصورت پیوسته ساخته میشود، به آن پی پیوسته هم گفته میشود. برای اینکه سازههای دارای پی نواری، پایداری مطلوبی داشته باشند، باید عرض پی دیواری را بین دو تا سه برابر عرض دیوار در نظر گرفت. دلیل این است که بارهای دریافت شده، روی سطح بیشتری توزیع میشوند.
به دو شرط میتوان از پی نواری استفاده کرد: اول اینکه عمق لایه باربر خاک حداکثر در فاصله 3 متری از سطح زمین باشد و دوم اینکه خاک، متراکم باشد. پس پی نواری برای زمینهایی که سطح آب زیرزمینی در آنها بالاست، گزینه مناسبی نیست.
دلایل استفاده از پی نواری چیست؟
یکی از کاربردهای مهم پی نواری وقتی است که خاک، مقاومت کمی دارد. از مهمترین دلایل استفاده از پی نواری در این نوع خاک، میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
بار سازه را بر روی سطح بیشتری توزیع میکند.
ظرفیت باربری خاک را افزایش میدهد.
باعث ثبات و پایداری خاک میشود.
از جابهجایی خاک جلوگیری میکند.
خطر نشست نامتقارن را کاهش میدهد.
با زهکشی خاک از تجمع آب در پی جلوگیری میکند.
اجرای آن آسان است.
نوع خاک، عمق یخبندان، سطح آبهای زیرزمینی و مقدار بارهای وارده از جمله عوامل مهمی هستند که در انتخاب این نوع پی تأثیرگذار هستند. در مجموع، پی نواری یکی از مناسبترین و کارآمدترین فونداسیونها برای پشتیبانی از سازه در خاکهای ضعیف است.
نوع خاک، عمق یخبندان، سطح آبهای زیرزمینی و مقدار بارهای وارده از جمله عوامل مهمی هستند که در انتخاب این نوع پی تأثیرگذار هستند. در مجموع، پی نواری یکی از مناسبترین و کارآمدترین فونداسیونها برای پشتیبانی از سازه در خاکهای ضعیف است.
پی گسترده
از این نوع فونداسیون زمانی استفاده میشود که بار سازه در ستونها و دیوارها بسیار زیاد باشد. پی گسترده کل سطح زیر ساختمان را پوشش میدهد تا بتواند بارهای سنگین سازه را تحمل و از نشست غیریکنواخت یا تفاضلی سازه جلوگیری کند. پی گسترده یکی از بهترین انواع پی در خاکهای منبسطشونده یا متورم شونده است.
کاربردهای پی گسترده
بهطورکلی پی گسترده بهترین انتخاب برای این شرایط است: خاک ضعیف است و بار باید در سطح بزرگی توزیع شود، سازه دارای زیرزمین باشد، فاصله ستونها به هم نزدیک باشد و یا امکان استفاده از دیگر پیها نباشد.
2. فونداسیون عمیق
فونداسیونهایی که بیش از 1.5 متر عمق دارند، در دسته فونداسیونهای عمیق قرار میگیرند. فونداسیون عمیق بیشتر ب ساختمانهایی که ارتفاع زیادی به نسبت زیربنا دارند، مناسب هستند. 2 مدل فونداسیون عمیق وجود دارد که به توضیح آنها خواهیم پرداخت:
پی شمعی
پی شمعی بهمنظور انتقال بارهای بسیار سنگین سازه به لایههای سنگی سخت در اعماق زمین استفاده میشود. یکی دیگر از کاربردهای این فونداسیونها، جلوگیری از بلندشدگی سازه به دلیل نیروهای جانبی مانند زلزله و باد در مناطق زلزلهخیز و بادخیز است.
کیسون
عملکرد این نوع فونداسیون بسیار شبیه به فونداسیون شمعی است، تنها تفاوت در این است که کیسونها ظرفیت باربری بسیار بالایی دارند. از کیسونها وقتی استفاده میشود که لایه سخت خاک در عمق ۱۰ تا ۱۰۰ متری زیر سطح زمین باشد.
مراحل اجرای فونداسیون
حال که با انواع فونداسیون و عملکرد آن آشنا شدیم، وقت آن است که به سراغ مراحل اجرای فونداسیون برویم.
مراحل اجرای فونداسیون در اسکلت بتنی
1. تسطیح زمین
اولین کار پس از مشخصشدن موقعیت پروژه، صافکردن زمین با لودر، بولدوزر و یا گریدر است. هدف از انجام این کار آمادهسازی زمین برای نقشهبرداری است.
2. نقشهبرداری
پس از اینکه زمین صاف شد، باید با نقشهبرداری و میخکوبی، مرزهای فونداسیون و گوشههای آن مشخص شود.
3. حفاری/ خاکبرداری/ گودبرداری
در این مرحله باید برای تعیین عمق خاکبرداری به نقشههای سازه مراجعه کنید. اولین نکتهای که باید بهعنوان پیمانکار فونداسیون بدانید، این است که همه مراحل اجرای فونداسیون باید طبق نقشههای سازه انجام شوند. در نقشههای سازه به طور دقیق، عمق فونداسیون مشخص شده است. فرض کنید عمق فونداسیون 60 سانتیمتر است. اگر 10 سانت هم برای اجرای بتن مگر در نظر بگیریم، مجموعاً 70 سانتیمتر باید خاکبرداری انجام شود.
نکته 1:
مهمترین نکته در این مرحله این است که باید حفاری تا رسیدن به خاک بکر و دستنخورده ادامه یابد؛ بنابراین خاکبرداری طبق نقشههای سازه فقط در صورتی باید انجام شود ک زمین/ خاک دستنخورده باشد.
نکته 2:
یکی دیگر از نکاتی که باید در این مرحله به آن توجه کنید، عرض فونداسیون است. برای اینکه قالببند بتواند به راحتی کار خود را انجام دهد، ترجیحاً باید در هر طرف 30 سانتیمتر به عرض فونداسیون اضافه کنید. فرض کنید یک زمین مربعی 20*20 متر داریم. ابعادی که باید در آن حفاری شود، 20.3*20.3 متر خواهد بود.
نکته 3:
اگر حفاری به گونهای باشد که کل زمین یکدست شود، باید پس از مشخص شدن طرح فونداسیون روی زمین، گلدانیها را با خاک پر و متراکم کرد. راه دیگر این است که پس از تسطیح و مشخص شدن مرزهای پروژه، طرح فونداسیون را روی زمین مشخص کنید و بعد فقط قسمتهایی که باید میلگرد گذاری و بتنریزی شود را حفاری کنید.
نکته 4:
در پروژههایی که عمق گودبرداری زیاد است (مثل ساختمانهایی که چند طبقه زیرزمین دارند)، باید از سازههای نگهبان برای مهاربندی گود استفاده کرد. سازههای نگهبان ممکن است موقتی یا دائمی باشند و معمولاً با چند هدف اجرا میشوند: افزایش ایمنی در محوطه گودبرداری، حفاظت از کارگران داخل گود، حفاظت از تجهیزات، افزایش مقاومت خاک و محافظت از سازههای مجاور گود.
4. اجرای بتن مگر
پس از حفاری باید روی قسمتهایی که میلگرد گذاری و بتنریزی انجام میشود، بتن مگر اجرا شود. بتن مگر نوعی بتن کمعیار است (معمولاً عیار 150) که در مقایسه با بتنهای معمولی، سیمان کمتری دارد. هدف از اجرای بتن مگر، آمادهسازی سطح زمین برای بتنریزی و جلوگیری از بتنریزی مستقیم روی زمین است. همانطور که قبلاً هم اشاره کردیم، معمولاً ضخامت بتن مگر 10 سانتیمتر در نظر گرفته میشود.
5. آرماتوربندی
مهمترین بخش اجرای فونداسیون، آرماتوربندی است که بیشترین هزینه را هم به خود اختصاص میدهد. آرماتوربندی فونداسیون با قراردادن میلگردهای عرضی ردیف پایین و خاموتها شروع میشود. سپس آرماتورهای طولی روی آرماتورهای عرضی قرار داده میشوند و با سیم آرماتور بسته میشوند.
حال نوبت آرماتورهای ردیف بالاست. بدین منظور ابتدا باید خاموتها را در جای خود تنظیم کنید و بعد آرماتورهای طولی ردیف بالا را روی آنها قرار دهید. سپس نوبت به آرماتورهای عرضی میرسد که روی آرماتورهای طولی قرار میگیرند.
نکته 1:
فاصله و تعداد آرماتورهای طولی، عرضی و خاموتها طبق نقشه سازه مشخص میشود.
نکته 2:
در صورتی که در طرح فونداسیون تعداد خاموتها به اندازه کافی باشد، شبکه آرماتورهای فوقانی بدون هیچ مشکلی در جای خود قرار میگیرند. در غیر این صورت باید در هر 1 متر از یک خرک استفاده شود تا میلگردهای پایینی قادر به تحمل میلگردهای ردیف بالا باشند. خرکها، میلگردهایی با اندازه 20 هستند.
نکته 3:
یکی از مهمترین نکاتی که باید در آرماتور گذاری فونداسیون به آن توجه کنید، کار گذاشتن ریشه ستونها در فونداسیون برای مشخص کردن موقعیت ستونها است. آن قسمتهایی از خاموتهای ستون هم که در فونداسیون قرار میگیرند، حتماً باید اجرا شوند. اگرچه بسیاری از اوقات آرماتوربندها به دلیل سختی کارگذاری این آرماتورها، این کار را انجام نمیدهند.
6. قالببندی فونداسیون
آخرین مرحله قبل از بتنریزی، قالببندی دورتادور آرماتورها است. توجه کنید که در بعضی پروژهها به دلیل محدودیت فضا یا وجود یک ساختمان در ملک مجاور، امکان اضافهکردن 30 سانتیمتر به ابعاد زمین و قالب گذاری نیست. در این موارد باید بهجای قالببندی، پلاستیک کشی کنید تا خاک شیره بتن را به خود جذب نکند. قالببندی فونداسیون باید بهدقت و محکم انجام شود. در غیر این صورت احتمال اینکه هنگام بتنریزی قالبها باز و آرماتورها جابجا شوند، وجود دارد.
نکته 1:
برای اینکه بعد از بتنریزی و گیرش بتن بتوانید قالبها را جدا کنید، باید قبل از قالببندی، قالبها را با روغن، گازوئیل یا هر ماده لغزنده دیگری که امکان استفاده از آن وجود دارد، چرب کنید.
7. بتنریزی فونداسیون
بعد از آرماتوربندی، بتنریزی پراهمیتترین مرحله در اجرای فونداسیون است. بهترین راه تهیه بتن، خرید آن از کارخانههای بتن معتبر است. دلیل این است که نسبت مواد تشکیلدهنده در کارخانهها بهدقت تعیین میشود. برای اینکه بتنریزی فونداسیون بهخوبی انجام شود، لازم است به نکات زیر توجه کنید:
نکته 1:
برای روز بتنریزی با یک آزمایشگاه بتن هماهنگ کنید که برای نمونهگیری بر سر پروژه حضور داشته باشد. نمونهها باید دقیقاً از همان بتنی که داخل فونداسیون ریخته میشود، گرفته شوند.
نکته 2:
کل عمق فونداسیون را به یکباره بتنریزی نکنید. اگر این کار را انجام دهید، احتمال باز شدن قالبها و جابهجایی آرماتورها وجود خواهد داشت؛ بنابراین ارتفاع 50 تا 60 سانتیمتری فونداسیون را طی دو مرحله بتنریزی کنید.
نکته 3:
بعد از هر مرحله باید بتن را ویبره کنید تا هوای داخل آن خارج شود.
نکته 4:
بعد از بتنریزی، سطح بتن را تسطیح کنید تا یک سطح صاف و مسطح ایجاد شود.
8. باز کردن قالبها
بهترین زمان باز کردن قالبها، روز بعد است. بااینحال بهطورکلی زمان باز کردن قالبها در دمای 24 درجه و بیشتر حداقل 9 ساعت بعد از بتنریزی و در دمای صفر درجه حداقل 30 ساعت بعد از بتنریزی است.
9. عملآوری یا کیورینگ بتن
عملآوری یکی از مهمترین مراحل بتنریزی فونداسیون و هر قسمت دیگری است که بتنریزی میشود. دلیل این است که عملآوری نقش مهمی در رسیدن بتن به مقاومت موردنظر (مقاومت فشاری) که همان مقاومت لحاظ شده در طراحی سازه است، دارد.
در عملآوری سعی بر این است که رطوبت و دمای بتن تا حد ممکن حفظ شود تا بتن به مقاومت اولیه که معادل 70 درصد مقاومت نهایی هست، برسد. این کار باید در ابتدای بتنریزی و در سنین اولیه بتن صورت بگیرد تا رطوبت آن حفظ شود و بتن سخت شده نهایی، بالاترین کیفیت و مقاومت را از خود نشان دهد.
طبق ضوابط موسسه بتن آمریکا (ACI)، حداقل زمان لازم برای عملآوری بتن و رسیدن به مقاومت 70%، هفت روز است. البته این بازه زمانی ممکن است بسته به شرایط مختلف (مثلاً وقتی از مواد افزودنی بتن استفاده شده) تغییر کند. در نتیجه مدتزمان عملآوری ممکن است 7 روز، 14 روز و یا 28 روز باشد.
پیمانکار اجرای فونداسیون برای عملآوری سه راه پیش رو دارد که انتخاب آن به شرایط آبوهوایی و حجم بتنریزی بستگی دارد: عملآوری با آب، عملآوری با عایق و عملآوری با بخار آب.
مراحل اجرای فونداسیون در اسکلت فولادی
اگر تاکنون در حوزه پیمانکاری اجرای فونداسیون بتنی فعالیت کردهاید و اطلاعات خاصی درباره اجرای فونداسیون یک سازه فولادی ندارید، لازم است بدانید که مراحل اجرای فونداسیون سازه فولادی تا حد زیادی با مراحل اجرای فونداسیون سازه بتنی همپوشانی دارد. به همین علت در ادامه فقط به تفاوتها اشاره میکنیم.
1. در سازههایی که اسکلت آنها فولادی است، باید بعد از آرماتوربندی فونداسیون، صفحهستونها یا بیسپلیتها را اجرا کنید. بدیهی است که در سازههای فولادی، ریشههای ستون و دیوارهای برشی وجود ندارد و بهجای آنها همین صفحه ستونها نصب میشوند.
2. بولتها را در فونداسیون محکم و صفحه ستونها را ثابت کنید.
3. ازآنجاکه بعد از بتنریزی باید بولتها را یکبار باز و بسته کنید، توجه کنید که هنگام بتنریزی روی بولتها بتن نریزد. برای جلوگیری از پاشش بتن به بولتها میتوانید آنها را با پلاستیکهای محکم بپوشانید یا از درپوشهای مخصوص استفاده کنید.
4. چند روز بعد از بتنریزی باید برای ترازکردن صفحه ستونها، بولتها را باز کنید. سپس باید طبق نقشهها و به کمک نقشهبرداری، بیسپلیتها را به تراز مدنظر انتقال دهید.
5. احیاناً اگر فضای خالی تا تراز مدنظر وجود داشت، آن را با گروت پر کنید.
خدمات اجرای فونداسیون با شرکت فولاد بتن
اگر به دنبال اجرای دقیق و حرفهای سازههای فولادی و بتنی خود هستید، ما در شرکت فولاد بتن به شما این نوید را میدهیم که پروژههایتان را با بالاترین استانداردهای کیفی و ایمنی به انجام برسانیم. تیم ما در زمینههای مختلفی از جمله اجرای انواع فونداسیونها، ساخت و نصب اسکلتهای فلزی و بتنی و همچنین طراحی انواع فونداسیونها و سازههای فلزی و بتنی آماده خدمترسانی به شما است. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره هر یک از این حوزهها با کارشناسان ما تماس بگیرید.
