در این قسمت سری مقالات، به بررسی پی کنی و پی سازی خواهیم پرداخت.

شما عزیزان میتوانید تمامی قسمت های منتشر شده از این سری مقالات را در لینک های زیر مشاهده نمایید.

سری مقالات اجزا و اجرا ساختمان ها: وسائل ایمنی

سری مقالات اجزا و اجرا ساختمان ها: انواع اسکلت های ساختمانی

سری مقالات اجزا و اجرا ساختمان ها: تجهیز گارگاه

سری مقالات اجزا و اجرا ساختمان ها: تخریب ساختمان و مراحل آن

سری مقالات اجزا و اجرا ساختمان ها: گود برداری و سازه نگهبان

پی کنی و هدف از آن

پس از پیاده کردن نقشه بر روی زمین باید نسبت به انجام عملیات پی کنی یا گودبرداری اقدام نمود پی کنی در ساختمان به دو منظور انجام می شود:

الف) دسترسی به زمین سخت و مقاوم: زیرا بار ساختمان به پی و نهایتاً به زمین منتقل می‌شود و در نتیجه زمین زیر پی باید مطمئن و مقاوم بوده و نشست نکند.

ب) برای محافظت پی ساختمان و جلوگیری از اثرات جوی مانند یخ زدگی و نیروهای جانبی.

پیکر این در زمین هایی که از نظر جنس و مقاومت زمین و نیز

وجود آب های سطحی و عمقی با هم تفاوت دارند، فرق می کند.

ابعاد پی به شرایط اقلیمی بستگی دارد.

یعنی در مناطقی که در زمستان آب و هوای خیلی سرد دارند

یا بارندگی زیاد می‌شود و خطر یخ زدگی برای پی وجود دارد

عمق پی را بیشتر از مناطق معتدل و گرمسیری در نظر می گیرند.

به هر حال در هر شرایط آب و هوایی عمق پی کنی نباید کمتر از ۵۰ سانتیمتر باشد.

پی کنی در انواع زمین ها

با توجه به اینکه نوع زمین خاک در همه جا یکسان نمی باشد،

بنابراین عمق پی کنی در مناطق مختلف، ممکن است متفاوت باشد.

پی کنی در زمینهای دج:

عمق پی کنی در اینگونه زمین ها معمولاً بین ۸۰ تا ۱۰۰ سانتیمتر و در بعضی موارد ۱۲۰ سانتی متر است.

پی کنی در زمین های دج نسبتا آسان بوده و خطر ریزش

به خصوص در مورد عمق های معمولی بسیار کم است.

اضافه عرض پی برای قالب بندی در این نوع زمین حدود ۱۵ سانتی متر در هر طرف است.

پی کنی در زمین‌های ماسه‌ای:

چون عمل پی کنی در این گونه زمین ها همیشه با خطر ریزش روبروست

) به خصوص اگر زمین مزبور خشک باشد) چنانچه عمق پی کم بوده

و شدت ریزش در آن زیاد باشد،

اصولی ترین و در عین حال ساده ترین روش برای جلوگیری از احتمال ریزش خاک

این است که پی کنی به صورت شیبدار انجام شود

در این موارد زاویه شیب برحسب شدت ریزش حداکثر به ۴۵ درجه افزایش خواهد یافت.

چنانچه شدت ریزش زیاد و عمق پی نیز نسبتاً زیاد باشد پی کنی با شیب عملی و مقرون به صرفه نمی باشد.

در چنین مواردی لازم است گونه‌های پی با چوب بست و با قالب بندی مهار شود.

برای این کار الوارهای به ابعاد تقریبی ۴۰ در سی در ۵ سانتی متر در طرفین پی قرار داده

و به کمک چهار تراش و با بهره گیری از گوه های چوبی، الوارها مهار می شوند.

لازم به یادآوری است که پی کنی در زمین های رسی خشک نیز همانند زمین های ماسه ای است

با این تفاوت که زاویه شیب برای پی کنی حدود ۲۵ تا ۳۷ درجه خواهد بود .

این اختلاف شیب نسبت به زمین های ماسه ای به علت چسبندگی دانه های خاک رس است.

پی کنی در زمین های سنگی:

پی کنی در زمین های سنگی مشکل و انجام آن با وسایل دستی از قبیل بیل و کلنگ امکان پذیر نیست

و باید با ماشین آلات مکانیکی و مته‌های کمپرسوری انجام گیرد.

حداقل عمق پی در زمین های سنگی در مناطق سرد سیر ۷۵ سانتی متر است

ولی در مناطق گرمسیر می توان آن را تا ۵۰ سانتی متر تقلیل داد.

شاید تصور شود زمین سنگی فوق العاده مقاوم است و در این صورت ساختمان نیاز به پی نخواهد داشت.

اما باید دانست عدم وجود پی در ساختمان باعث ناپایدار شدن بنا گردیده

و با کمترین نیروی جانبی به ویژه زلزله‌های خفیف نیز شروع به لرزش خواهد کرد.

پی کنی در زمین های شیب دار:

پیش از شروع هر کار ساختمانی باید محل ساختمان را تسطیح کرد برای این منظور از سه روش استفاده می کند که عبارتند از:

الف) خاکبرداری و خاکریزی: این روش بسیار معمول و متداول است و در صورتی که مقدار خاکبرداری و خاکریزی

حدودا مساوی باشد باعث کاهش هزینه می شود.

ب) خاکبرداری: او برای تسطیح ، باید کلیه خاک های اضافی برداشته شده به محلی خارج از ساختمان برده شود

این روش هزینه حمل خاک را به دنبال خواهد داشت

ولی چون به زمین دست نخورده مقاوم برخورد می‌شود کاری اصولی و صحیح است.

ج) خاکریزی: چنانچه مجبور به خاکریزی باشیم ،

باید با خاک مرغوب که دارای تراکم و دانه بندی مناسب و مقاومت مطلوب نیز هست

این عمل را طبق اصول فنی و با رعایت مرطوب کردن و غلطک زدن خاک در لایه های مختلف انجام داد.

در این موارد باید مقدار تراکم و مقاومت خاک به تایید آزمایشگاه های مکانیک خاک برسد.

پی سازی:

پس از آنکه از وضعیت و مقاومت خاک بر سر ساختمان اطمینان لازم حاصل گردید اکنون زمان ساخت پی آغاز می شود.

پیش از آنکه به بحث انواع پی بپردازیم ابتدا به تعریف پی و کاربرد آن خواهیم پرداخت.

تعریف پی

پی عاملی است برای انتقال بار ساختمان به زمین. این عامل پی یا فوندانسیون نام دارد.

با توجه به اینکه معمولا بار وارده به زمین زیاد است ،

نمی‌توان آن را بدون واسطه و مستقیم به زمین منتقل نمود از این رو از عاملی به نام پی استفاده میشود.

پی سازی

اتخاذ تدابیر لازم و اجرای مناسب آنها به منظور تأمین پایداری هر نوع ساختمان،

برای به وجود آوردن تعادل مناسب بین بنا و زمین در تماس با آن پی سازی نام دارد.

پی باید به گونه‌ای محاسبه و اجرا شود که بتواند تمام وزن ساختمان،

اشیایی که در آن قرار خواهد گرفت و وزن افرادی که در آن رفت و آمد خواهند کرد تحمل نماید(بارهای مرده و زنده).

بر اثر بار وارده،.پی تمایل به خمیده شدن دارد که قسمتهای بالای آن فشزده قسمتهای زیر کشیده می‌شود.

آماده سازی کف پی

قبل از پی سازی باید کف پی را آماده کرد به این معنی که کف پی باید

مسطح و عاری از هرگونه مواد زائد باشد.

بنابراین بایستی نسبت به تسطیح و رگلاژ زمین اقدام نمود.

اجرای بتن مگر

برای پی های بتن مسلح، اجرای یک لایه بتن سبک (بتن مگر- بتن پاکیزگی- بتن لاغر)

به ضخامت حداقل ۵ سانتی متر و حداکثر ۱۰ سانتی متر و عیار ۱۵۰ کیلوگرم سیمان در متر مکعب بتن، الزامی است.

بتن پاکیزگی خطر آلوده شدن بتن پی را به هنگام عملیات بتن ریزی مرتفع نموده

و باعث عدم جذب آب بتن در زمین گردیده و پوشش مناسب میلگردها را تامین می نماید.

قالب بندی

پس از اجرای بتن مگر باید قالب بندی پی انجام شود.

به این منظور می توان از انواع مصالح مانند آجر شوق صفحات فلزی و فایبرگلاس استفاده نمود.

آرماتور بندی

یکی از بخش های بسیار مهم در اجرای پی ها عملیات میلگرد گذاری و آرماتوربندی است.

لذا پس از اتمام قالب بندی باید بر اساس نقشه‌های اجرایی،

میلگردها بریده شده و سپس در محل خود جاگذاری شوند.

در میلگرد گذاری پوشش میلگرد ها بسیار حائز اهمیت هستند.

پوشش میلگرد

در هنگام ساخت پی ها و میلگرد گذاری آن ها باید پوشش میلگردها را رعایت نمود

به این منظور بهتر است از فاصله دهنده استفاده نمود.

فاصله دهنده ها انواع مختلف و کارایی های گوناگونی دارند.

اندازه و ابعاد پی

ابعاد و اندازه طول عرض و ارتفاع پی ها به عوامل زیر بستگی دارد

بارهای وارده از سازه

مقاومت خاک زیر پی

سطح آب های زیرزمینی

ابعاد دقیق پی ها برای سازه های فلزی یا بتنی باید بر اساس محاسبات فنی تعیین شود اما:

طول پی: به اندازه طول دیواری است که روی آن قرار می گیرد.

عرض پی: قدری بزرگتر از عرض دیواری است که روی آن ساخته می شود .

زیرا هر چه سطح پی بزرگتر باشد فشار وارد بر آن کمتر است.

همچنین فرض بر این است که بار وارده به وسیله دیوار بر روی پی،

با زاویه ۴۵ درجه منتقل می‌شود.

به منظور صرفه جویی در مصالح می توان پی را به صورت پله ای یا شیب دار ساخت.

ارتفاع پی: در پی های سنگی بار دیوارها با زاویه حدود ۴۵ درجه بر پی وارد می‌شود

پس با معلوم بودن عرض پی می توان ارتفاع آن را محاسبه کرد.

مثلاً ارتفاع یک پی به عرض ۶۰ سانتی‌متر که قرار است روی دیواری به عرض سی سانتی متر قرار گیرد باید حداقل ۱۵ سانتیمتر باشد.

و با توجه به حدود ۵ سانتیمتر حاشیه ایمنی برای آن ارتفاع پی ۲۰ سانتیمتر خواهد بود.

البته این مقادیر تقریبی است و باید در دقیقه باید بر اساس بار وارده و مقاومت زمین محاسبه و تعیین شود.

عمق پی کنی

به منظور مصون ماندن پی از آسیب پذیری در برابر فشار و ضربه و نیز عوامل طبیعی همچون یخ زدگی،

روی پی باید مقداری پایین‌تر از کف تمام شده ساختمان و کف های مجاور باشد.

به طور کلی عمق پی کنی بستگی به شرایط و موقعیت ساختمان و نیز شرایط اقلیمی دارد

بدین معنی که در ساختمان‌های بزرگ یا موسسات صنعتی که رفت و آمد وسایل نقلیه

و ماشین آلات کارگاهی مانند جرثقیل، لیفتراک و … در آنها وجود دارد،

چون نیروی ضربه ناشی از این ماشین آلات روی پی به مراتب بیش از نیروهای وارد بر ساختمان های معمولی است

لازم است عمقپیکنی بیشتر باشد.

همچنین در مناطق باران خیز و مناطق پر برف و کوهستانی به دلیل طولانی بودن دوره یخبندان

باید عمق پی بیشتر باشد تا از خطر یخ زدگی مصون بماند.

در این مناطق پی کنی تا ۱۲۰ سانتی متر است.

در مناطق معتدل یا گرم برای ساختمانهای معمولی میتوان عمق پیکانی را تا ۵۰ سانتیمتر تقلیل داد.

به غیر از عوامل مذکور عوامل دیگری در تعیین عمق پی کنی موثر هستند که از جمله بالا و پایین بودن سطح آب‌های زیرزمینی و جنس خاک زیر پی است.

پی سازی در زمین شیب دار

در برخی موارد زمین‌ها به طور طبیعی، شیب دارند.

بنابراین قبل از شروع عملیات ساختمانی باید محل ساختمان و خصوصا محل پی ها را تصحیح کرد.

در زمین های  کم شیب فرم پیدا باید به صورت مسطح در نظر گرفت

اما در زمینه‌های با شیب زیاد معمولا پی را به صورت پله ای می سازند

در ساختمان پی های پله ای باید توجه داشت که ارتفاع پله های پی نباید بیشتر از ضخامت بتن پی باشد

و این ارتقاع ها یکنواخت ساخته شوند.

انواع پی از نظر باربری

از آنجا که یکی از بخش‌های بسیار مهم در انتقال نیرو در هر سازه ای، پی یا فوندانسیون می باشد،

باید دانست که شکل و فرم پی ها نیز مهم هستند که بستگی به عوامل زیر دارد:

نیروهای وارد برپی

جنس و مواد تشکیل دهنده پی

مقاومت خاک زیر پی

بدیهی است هر قدر نیروهای وارده بر فونداسیون بیشتر و مقاومت مجاز خاک کمتر باشد،

ابعاد پی ها بزرگتر گردیده و به شکل خاصی درخواهد .

انواع پی ها از نظر باربری و بارهای وارده و میزان مقاومت مجاز خاک بستر و مواد تشکیل دهنده آن عبارتند از:

پی تکی (نقطه ای-منفرد)

همانگونه که اشاره شد ابعاد و اندازه پی تابعی از عوامل سه گانه فوق می باشد

در حالتی که نیرو های وارده بر پی ها کم و مقاومت خاک بستر زیر پی ها زیاد (مناسب) باشد

ابعاد پی ها کوچک شده و به صورت تکی یا منفرد طراحی و محاسبه می‌شوند.

پی های تکی را باید با عناصری به نام شناژ به یکدیگر متصل نمود تا از استحکام بیشتری برخوردار شوند.

همچنین شناژها می‌توانند بخشی از نیروی برشی را نیز تحمل نمایند.

در این حالت هر یک از پی ها فقط نیروی بخش های خاصی از ساختمان را تحمل می کنند.

در صورتی که در اطراف زمین محل احداث ساختمان همسایه وجود داشته باشد،

ستون ها در محل اکس (محور) یا وسط پی قرار نگرفته و ستون با فاصله مناسب از دیواره همسایه (در صورت وجود درز انقطاع) اجرا می‌شود .

اینگونه پی ها را اصطلاحاً پی باسکولی می نامند.

پی نواری

در صورتی که خاک زیر پی نسبتا سست بوده و دارای مقاومت کافی نباشد

و از سوی دیگر نیروهای وارده بر پی ها نیز زیاد باشند،

ابعاد و اندازه پی ها بزرگتر شده، به گونه‌ای در یکدیگر تداخل نموده و تشکیل نوارهای در طول و عرض ساختمان را خواهند داد.

به این نوع از پی ها پی های نواری گفته می شود.

بدیهی است مقدار مصرف میلگرد و بتن در این پی ها از پی های منفرد بیشتر می باشد.

پی گسترده (صفحه‌ای)

در برخی موارد به دلیل بالا بودن سطح آب‌های زیرزمینی و افزایش نیروهای وارد بر پی ها

و مقاوم نبودن خاک، ابعاد و اندازه پی ها به شدت بزرگ شده

به گونه ای که از حالت پی نواری خارج شده و کل سطح زیر ساختمان را در بر می گیرند،

در این حالت بایستی از پی های گسترده یا صفحه استفاده نمود.

معمولاً بتن و میلگرد مصرفی در اینگونه پی ها و همچنین ضخامت آنها بیش از پی های نواری و نقطه خواهد بود.

پی ها در ساختمانهای اسکلت فلزی و اسکلت بتنی، از نوع بتن مسلح بوده

و در صورتی که سازه اسکلت فلزی داشته باشد ستون ها و تیرها فلزی بوده

که به وسیله صفحه ستون به فونداسیون متصل می‌شوند

و در صورتی که سازه اسکلت بتنی داشته باشد، ستونها و تیرهای بتنی بوده

و ستون ها به وسیله میلگردهای ریشه یا انتظار به فونداسیون متصل می گردند.

در این قسمت بحث در مورد پی کنی و پی سازی به پایان رسیده و

در ادامه بحث سری مقالات اجزا و اجرای ساختمان ها در قسمت بعد به بررسی انواع درزهای ساختمانی خواهیم پرداخت.