آرماتور بندی فونداسیون (منفرد – نواری – گسترده)

در این مقاله قصد داریم به مبحث آرماتور بندی فونداسیون بپردازیم ابتدا بهتر است تعریفی از پی یا شالوده داشته باشیم.

کوتاه‌ترین و ساده‌ترین تعریف پی: قسمتی از سازه است که در تماس با خاک بوده و بارهای مرده و زنده‌ سازه را به زمین منتقل می‌نماید.

انواع پی (فونداسیون):

پی‌ها به طور کلی از دو حیث طبقه‌بندی می‌شوند.

یکی از نظر شکل اجرا و دیگری از نظر مصالح تشکیل دهنده آن، که از نظر شکل اجرا با توجه به نوع سازه و مقدار بارهای وارده از طریق مهندسین محاسب تعیین گردیده و از نظر مصالح تشکیل دهنده با توجه به مصالح موجود.

در زمان‌های قدیم از سنگ و آجر و… استفاده می‌شد امروزه اکثراً از بتن آرمه در احداث فونداسیون استفاده می‌شود.

• پی‌های نواری:

این نوع پی همانطور که از نامش پیداست به شکل نواری هرجایی که عضو باربر قرار دارد اجرا گردیده و طول آن نسبت به عرض آن بیشتر است و معمولاً در ساختمان‌های آجری یا اسکلت فلزی و بتن آرمه که دارای ستون‌هایی در یک ردیف یا دیوار و ستون توأم باشند اجرا می‌شود.

قبل از اجرای هر نوع پی باید محل اجرای پی با بتن نظافت یا همان بتن مگر که عیار سیمان آن معمولاً 150 کیلوگرم در هر متر مکعب بتن می‌باشد با ارتفاع حدود 10 سانتیمتر پوشانده شود.

هدف از اجرای بتن مگر، ایجاد سطحی صاف و هموار جهت بستر آرماتور بندی فونداسیون و همچنین جلوگیری از تماس بتن اصلی پی با خاک می‌باشد.

در تصاویر زیر مراحل اجرای بتن مگر برای یک پی نواری را ملاحظه می‌نمایید.

باید دقت نمود که حداقل ارتفاع بتن مگر هیچگاه از 5 سانتیمتر کمتر نشود.

در تصویر زیر نمونه‌ای از آرماتور بندی فونداسیون برای ساختمان مسکونی مشاهده می‌شود.

در شکل زیر یک پلان فونداسیون نواری مشاهده می‌شود.

همانطور که ملاحظه می‌نمایید در یک راستا بودن ستون‌های یک ردیف و نیز فاصله داشتن ستون‌های اطراف از یکدیگر، از دلایل به کارگیری فونداسیون نواری می‌باشد.

در تصاویر زیر مراحل اجرای آرماتور بندی فونداسیون نواری برای یک سازه‌ی بتن آرمه را پس از اجرای بتن مگر می‌بینید. 

در تصویر زیر آرماتورگذاری، بتن‌ریزی و عمل ویبره بتن در یک پی نواری سازه‌ی صنعتی مشاهده می‌شود.

• پی تکی (منفرد):

برای این نوع پی همانطور که از نامش پیداست برای هر ستون با توجه میزان تحمل بار آن یک فونداسیون جداگانه در نظر گرفته می‌شود.

این نوع پی زمانی مناسب است که احتمال نشست غیر یکنواخت زمین وجود نداشته باشد و این امر مستلزم آن است که خاک زمینی که ساختمان بر روی آن بنا می‌گردد یکنواخت بوده و مقاومت آن در همه جا تقریباً یکسان باشد.

در این نوع شالوده یک شبکه (مش) از میلگرد در کف پی قرار داده شده و در کناره‌ها با رعایت پوشش بتن، انتهای میلگردها با زاویه 90 درجه یا 180 درجه خم داده می‌شود.

در شکل‌های زیر چند نمونه از پی تکی با میلگردهای کف آن به تصویر کشیده شده است.

همانطور که اشاره شد ابعاد فونداسیون از نظر طول، عرض و ارتفاع براساس میزان بار وارده و براساس محاسبات تعیین خواهد شد.

در فونداسیون‌های منفرد موقعیت قرارگیری هر ستون در میزان باربری آن تأثیر داشته و به عنوان مثال در ستون‌های گوشه چون از دو دهنه بار تحمل می‌کنند، کوچکترین ابعاد و برای ستون‌هایی که در کنار یعنی بین گوشه‌ها قرار می‌گیرند ابعادی به مراتب بزرگتر از ستون‌های گوشه در نظر می‌گیرند.

زیرا بار سه دهنه را تحمل می‌کنند و برای ستون‌هایی که در وسط قرار می‌گیرند چون بار چهار دهنه را تحمل می‌کنند بزرگترین ابعاد لحاظ خواهد گردید.

برای مقابله با نیروهای جانبی مانند زلزله، باد و یکنواختی نشست در ساختمان‌ها از شناژهای رابط بین فونداسیون‌های منفرد استفاده می‌شود.

در واقع وظیفه شناژ در فونداسیون، کلاف کردن و مهار نمودن شالوده‌های تکی (منفرد) می‌باشد.

ابعاد شناژ نیز توسط مهندس محاسب طراحی می‌گردد به طوری که حداقل توانایی تحمل باری معادل 10 درصد بار ستون‌های طرفین خود را به صورت کششی و فشاری داشته باشد.

به هر حال سطح مقطع شناژ نبایستی از 30 × 30 سانتیمتر کمتر در نظر گرفته شود.

تعداد آرماتورهای طولی شناژها حداقل 4 میلگرد به قطر 12 میلیمتر می‌باشد (دو عدد در بالا و دو عدد در پایین) که توسط خاموت‌هایی به قطر 6، 8 یا 10 میلیمتر (طبق محاسبات) به فاصله‌ی حداکثر 25 سانتیمتر نگهداری می‌شوند.

توجه شود که میلگردهای طولی شناژها می‌بایست در پی‌های منفرد میانی به صورت ممتد باشد و در پی‌های کناری آرماتورهای شناژ می‌بایست حداقل 20 برابر قطر خود از محور ستون عبور کنند تا مهار آنها تأمین شود.

شناژهای رابط را به دو صورت هم سطح با قسمت تحتانی فونداسیون و یا هم سطح با قسمت فوقانی فونداسیون، به فونداسیون‌های منفرد ارتباط می‌دهند.

در شکل اتصال دو فونداسیون منفرد را توسط شناژ رابط (هم سطح با قسمت فوقانی فونداسیون) مشاهده می‌نمایید.

در پی‌های منفرد چنانچه عملکرد پی یک‌طرفه یا دو طرفه و به شکل مربع باشد، توزیع میلگردها در سراسر عرض پی باید به صورت یکنواخت انجام شود.

در غیر این صورت توزیع میلگردها به صورت زیر خواهد بود:

الف:

میلگردهای طولی پی به طور یکنواخت در سراسر عرض پی توزیع می‌شوند.

ب:

قسمتی از میلگردهای عرضی پی در نوار میانی که عرض آن برابر با بعد کوچکتر سطح پی است و به طور متقارن نسبت به ستون پایه قرار دارد، به طور یکنواخت توزیع می‌شوند.

بقیه میلگردهای عرضی در سمت میانی به طور یکنواخت قرار داده می‌شوند.

نکاتی درخصوص آرماتور بندی کلاف‌های رابط بین فونداسیون‌ها:

• کلاف‌های رابط بین پی‌ها باید برای نیروی کششی معادل ده درصد بزرگترین نیروی محوری نهایی وارد به ستون‌های طرفین خود طراحی شوند.
• ابعاد مقطع کلاف رابط باید متناسب با ابعاد پی و حداقل 30 سانتیمتر در نظر گرفته شده به گونه‌ای که سطح فوقانی آن با فوندانسیون همتراز باشد.
• تعداد میلگردهای طولی کلاف‌ها باید حداقل چهار عدد آرماتور با قطر 14 میلیمتر باشد.

این میلگردها باید توسط میلگردهای عرضی به قطر حداقل 8 میلیمتر و با فواصل حداکثر 250 میلیمتر از یکدیگر تعبیه شوند.

• میلگردهای طولی کلاف‌ها باید در پی‌های میانی ممتد باشند و در پی‌های کناری از محاذات بر ستون مهار شوند.

در تصویر زیر پلان فونداسیون منفرد یک سازه اسکلت بتنی مشاهده می‌شود که دارای 3 تیپ فونداسیون منفرد می‌باشد.

در شکل‌های زیر جزئیات اجرایی ستون بتنی به فونداسیون (از پلان منفرد شکل قبل) مشاهده می‌شود.

در تصویر زیر نمونه‌ای از مش‌گذاری کف یک فونداسیون منفرد شناژدار را ملاحظه می‌نمایید.

در تصویر زیر یک نمونه از قالب‌بندی برای فونداسیون منفرد شناژدار را می‌بینید!

باید توجه داشت که شناژهای ارتباطی برخی مواقع به دلیل محدودیت‌هایی از جمله در یک راستا نبودن ستون‌ها به صورت موازی اجرا نگردیده و ممکن است به صورت غیر موازی (مورب) نیز اجرا گردند که در پلان زیر نمونه‌ای از اجرای یک پلان فونداسیون منفرد شناژدار با شناژهای مورب را می‌بینید.

پلان فونداسیون منفرد با شناژهای مورب

اجرای آرماتور بندی فونداسیون منفرد شناژدار در زمین‌های شیب‌دار:

اجرای پی در زمین‌های شیب‌دار و یا با شیب اجرا نمودن پی مجاز نبوده و چنانچه بنا به ضرورت بخواهیم پی را در چنین حالت‌هایی اجرا نماییم، باید موارد زیر را مدنظر قرار دهیم:

چنانچه شیب زمین کم باشد، می‌توان با انجام عملیات خاک‌برداری سطح زیر پی را مسطح نماییم.

چنانچه عملیات خاک‌برداری امکان‌پذیر نباشد می‌توان با لاشه‌چینی (سنگ لاشه و ملات ماسه و سیمان) آن قسمت از سطح زیر فونداسیون را که با دیگر قسمت‌ها اختلاف سطح دارد هم سطح نمود.

 اگر میزان شیب زمین زیاد باشد، می‌توانیم فونداسیون را به صورت پله‌ای اجرا نماییم و با استفاده از شناژهای رابط (عمودی و افقی) پی‌های منفرد را به یکدیگر متصل نماییم.

• پی صفحه‌ای (رادیه ژنرال):

در این نوع پی که تمام سطح زیربنای سازه به عنوان فونداسیون در نظر گرفته می‌شود زمانی اجرا می‌گردد که وزن سازه خیلی زیاد (برج‌ها) و یا مقاومت زمین محل اجرای سازه توان باربری لازم را نداشته باشد.

که در این حالت جهت انتقال بار سازه به خاک، تمام سطح بنا به عنوان فونداسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این پی در حقیقت یک صفحه‌ی یکپارچه از بتن آرمه بوده و همه‌ی ستون‌ها و دیوارها روی آن قرار می‌گیرند.

برای این پی نام‌هایی از قبیل پی گسترده، پی عمومی و پی یکپارچه نیز آورده شده است.

در شکل زیر نمونه‌ای از پلان پی گسترده (رادیه ژنرال) آورده شده است.

در تصویر زیر مراحل چیدن و قرار دادن آرماتورهای طولی و عرضی در یک پی گسترده بتن آرمه ملاحظه می‌شود.

طبق آئین نامه آبا قطر میلگردهای مصرفی نباید کمتر از 10 میلیمتر و فاصله‌ی محور تا محور آنها کمتر از 100 میلیمتر باشد.

در تصویر زیر مراحل آرماتورگذاری در محل‌های مختلف یک پی گسترده را می‌‌بینید.

در تصاویر زیر و بالا مراحل تکمیل اجرای میلگردهای حصیری (شطرنجی) کف فونداسیون گسترده را ملاحظه می‌نمایید.

در تصاویر زیر نحوه خرک‌گذاری و اجرای میلگردهای شطرنجی فوقانی در پی گسترده را از زوایای مختلف ملاحظه می‌نمایید.

کاری از گروه آموزشی استوارسازان