انواع فونداسیون و کاربرد آنها در ساختمان
در این صفحه با انواع فونداسیون و کاربرد آنها در ساختمان آشنا می شوید:
توصیه می‌شود قبل از انتخاب نوع فونداسیون در پروژه‌ی ساختمانی از مناسب بودن نوع آن اطلاعات کافی داشت.
انواع فونداسیون‌ها و کاربرد آنها
انواع مختلف فونداسیون‌های مورد استفاده در ساخت و ساز در زیر آورده شده‌اند:
فونداسیون سطحی
- فونداسیون منفرد یا مجزا
- فونداسیون مرکب
- فونداسیون نواری
- فونداسیون گسترده
فونداسیون عمیق
- فونداسیون شمعی
- فونداسیون‌های حفاری یا کیسون
انواع فونداسیون‌های سطحی
فونداسیون منفرد یا مجزا
فونداسیون‌های منفرد یا شالوده مجزا رایج‌ترین نوع فونداسیون‌هایی هستند که برای ساخت ساختمان‌ها بکار برده می‌شوند. این نوع شالوده برای تک ستون ساخته شده و اصطلاحأ پی منفرد نیز نامیده می‌شود.
شکل این نوع فونداسیون بصورت مربع یا مستطیل بوده و زمانی بکار برده می‌شود که بارهای سازه از طریق ستون‌ها منتقل می‌شوند. ابعاد این نوع شالوده بر اساس مقدار بار روی ستون و ظرفیت باربری خاک تعیین می‌شود.
بیشتر بخوانید: اطلاعات ساختمان های در حال ساخت
به عنوان مثال، با درنظر گرفتن ستونی با نیروی قائم 200 کیلونیوتن و ظرفیت باربری مجاز 100 کیلونیوتن بر متر مربع، ابعاد مورد نیاز فونداسیون برابر200/100=2m^2 خواهد بود، بنابراین، برای فونداسیون مربعی مقدار طول و عرض برابر 414/1 متر خواهد بود.
فونداسیون مرکب
فونداسیون مرکب زمانی ساخته می‌شود که دو یا چند ستون آنقدر به یکدیگر نزدیک باشند که فونداسیون سطحی آنها با یکدیگر هم‌پوشانی داشته باشد؛ به عبارت دیگر این نوع فونداسیون ترکیبی از فونداسیون‌های مجزا می‌باشد، اگرچه در طراحی سازه با یکدیگر متفاوتند.
شکل این نوع فونداسیون بصورت مستطیلی می‌باشد و زمانی استفاده می‌شود که بارهای سازه توسط ستون‌ها منتقل شوند.
فونداسیون‌های پهن یا نواری یا فونداسیون‌های دیواری
فونداسیون‌های پهن شالوده‌هایی هستند که پایه‌ی آنها عریض‌تر از پی‌های دیواری باربر معمولی است. پایه‌ی پهن‌تر این نوع فونداسیون‌ها وزن ناشی از سازه ساختمان را بر روی مساحت بیشتری پخش می‌کند و در نتیجه پایداری بهتری را فراهم می‌سازد.
فونداسیون‌های پهن و فونداسیون‌های دیواری برای تک ستون‌ها، دیوارها و پایه‌ی پل‌ها زمانی که لایه‌ی خاک باربر در حدود 3 متر (10 فوت) از سطح زمین قرار گرفته باشد، استفاده می‌شوند. ظرفیت باربری خاک باید برای تحمل وزن سازه بالای پایه کافی باشد.
از این فونداسیون‌ها در خاک‌هایی که امکان جاری شدن آب بر روی لایه‌ی باربر خاک وجود دارد نباید استفاده کرد زیرا ممکن است منجر به فرسایش و روانگرایی گردد.
بیشتر بخوانید: هدف و نقش فونداسیون در ساخت و ساز
فونداسیون‌های گسترده
فونداسیون‌های گسترده شالوده‌هایی هستند که بطور کامل در تمامی سطح ساختمان پخش شده تا بارهای سنگین سازه‌ای ناشی از ستون‌ها و دیوارها را تحمل نمایند.
فونداسیون‌های گسترده در زمانی که بارهای ناشی از سازه بر روی ستون‌ها و دیوارها بسیار زیاد است، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کار به منظور جلوگیری از نشست غیریکنواخت شالوده‌های منفرد انجام می‌گیرد، بنابراین این نوع فونداسیون بصورت یک شالوده‌ی منفرد (شالوده مرکب) و برای تمامی عناصر باربر سازه طراحی می‌شود.
این فونداسیون برای خاک‌های منبسط شونده که ظرفیت باربری آنها برای اجرای فونداسیون‌های پهن و دیواری کمتر است، مناسب است. اجرای فونداسیون‌های گسترده در زمانی که نیمی از مساحت سازه بصورت فونداسیون‌های منفرد و دیواری اجرا شده است، اقتصادی است.
بیشتر بخوانید: ساختمان چیست؟
از این نوع فونداسیون‌ها در مکان‌هایی که سفره آب زیرزمینی بالاتر از سطح باربر خاک قرار دارد، نباید استفاده کرد. به این دلیل که استفاده از آنها در این شرایط ممکن است منجر به فرسایش و روانگرایی خاک گردد.
انواع فونداسیون‌های عمیق
فونداسیون‌های شمعی
فونداسیون‌های شمعی نوعی از فونداسیون‌های عمیق هستند که به منظور انتقال بارهای بسیار سنگین از سازه به لایه‌های سنگ سخت قرار گرفته در عمق زیاد زمین بکار برده می‌شوند.
از فونداسیون‌های شمعی جهت انتقال بارهای سنگین سازه‌ها از طریق ستون‌ها به لایه‌ی خاک سخت که در عمق زیادی از سطح زمین قرار دارد، استفاده می‌شود. بطوریکه در این شرایط از فونداسیون‌های سطحی مانند فونداسیون‌های پهن و گسترده نمی‌توان استفاده نمود. همچنین از این فونداسیون‌ها برای جلوگیری از بلندشدگی سازه بدلیل نیروهای جانبی مانند زلزله و باد استفاده می‌شود.
فونداسیون‌های شمعی معمولأ در مکان‌هایی استفاده می‌شوند که خاک نزدیک به سطح زمین برای تحمل بارهای سنگین مناسب نیست. عمق لایه‌ی سنگ سخت از سطح زمین ممکن است بین ۵ متر تا ۵۰ متر (۱۵ فوت تا ۱۵۰ فوت) باشد.
فونداسیون‌های شمعی با استفاده از مکانیزم اصطکاک جانبی و یا اتکایی، بارهای سازه را تحمل می‌کنند. همچنین استفاده از آنها از نشست غیریکنواخت فونداسیون‌ها جلوگیری می‌کند.
فونداسیون‌های حفاری یا کیسون
فونداسیون‌های حفاری یا کیسون نوعی از فونداسیون‌های عمیق هستند که مکانیزم مشابهی با فونداسیون‌های شمعی دارند، با این تفاوت که این نوع فونداسیون‌های درجا دارای ظرفیت باربری بالایی هستند. این نوع فونداسیون‌ها از طریق مقاومت میله، مقاومت پنجه و یا ترکیبی از آنها بارهای سازه را تحمل می‌کنند. ساخت این نوع از شالوده‌ها با استفاده از مته انجام می‌گیرد.
فونداسیون‌های حفاری می‌توانند بیشتر از فونداسیون‌های شمعی بارهای ستون‌ها را منتقل کنند. از آنها در شرایطی استفاده می‌شود که عمق لایه‌ی سخت در مکانی بین ۱۰ متر تا ۱۰۰ متر (۲۵ فوت تا ۳۰۰ فوت) در زیر زمین باشد.
استفاده از فونداسیون‌های حفاری یا کیسون در مکان‌هایی که دارای رسوبات عمیق خاک رس نرم و یا خاک‌های دانه‌ای آبخیز و سست می‌باشد، مناسب نیست. همچنین در محل‌هایی که حفاری و تثبیت آن دشوار است، خاک‌ها از تخته سنگ تشکیل شده‌اند و یا آبخوان آرتزین وجود دارد، استفاده از این نوع فونداسیون مناسب نیست.