پی کنی، پی سازی و انواع آن

آخرین بروزرسانی: 13 فروردین 1403
پی کنی، پی سازی و انواع آن

پی کنی، پی سازی و انواع آن

مقدمه

فونداسیون یا شالوده در پایین‌ترین قسمت ساختمان قرار دارد و باتوجه‌به اینکه بار ساختمان از طریق آن به زمین منتقل می‌شود، استحکام فونداسیون، نقش مهمی در ایستایی و استحکام کل سازه دارد. به‌منظور ساخت کلیه ساختمان‌ها، رعایت مقررات ملی و ضوابط پی در ساخت و اجرای فونداسیون الزامی است.

4باتوجه‌به اینکه شما از چه نوع فونداسیونی برای سازه خود استفاده خواهید کرد؛ عملکردهای لازم بررسی و انجام خواهد شد. این عملکردها و تدابیر، اتخاذ می‌شوند تا تعادل لازم، بین بارهای ساختمان بر روی زمین برقرار شود. به همین دلیل شما باید روش اجرایی تمام فونداسیون‌ها را به‌خوبی بشناسید. برای پیاده‌سازی هر بخش از سازه (چه در فونداسیون و چه در بخش‌های بعدی) شما باید مصالح درست را انتخاب کنید. برای مثال باید انواع میل‌گرد را بشناسید و پس از بررسی محل ساخت‌وساز، انتخاب درست را انجام دهید.

1. تعریف پی و پی کنی

پی حدفاصل بین ساختمان و زمین است و نقش انتقال نیرو و همچنین توزیع آن به زمین زیرین را به عهده دارد.

پی و پی‌کنی به کلیه عملیات خاکی که در سطح زمین انجام می‌گیرد اطلاق می‌گردد.

پی‌ها نه‌تنها نیروهای عمود بر ثقل زمین بلکه نیروهای افقی وارده بر ساختمان را نیز به زمین منتقل کرده و مانع از واژگونی ساختمان می‌شوند همچنین عامل انتقال بارهای مرده و زنده به زمین هستند.

به‌طورکلی، همه سازه‌ها چه ساختمان‌های سنتی مانند بناهای خشتی، آجری، سنگی و چوبی و چه سازه‌های فلزی بتنی در ساختار غیرسنتی دارای پی هستند که با مطالعات و محاسبات دقیق، به شکل‌های مختلف ساخته می‌شوند (این پی‌ها عموماً قابل‌دسترس هستند.) علاوه بر این، سازه‌های دیگر چون سیلوها، پل‌ها، سازه‌های دریایی، سدها وبه طور کلی تمامی بناها دارای پی هستند.

در واقع پی سبب نگهداری قامت ساختمان، سازه، اساس و شالوده ساختمان است. ازاین‌رو برای ساختن پی، باید از مصالح مرغوب وبا شیوه‌های اجرایی اصولی استفاده شود. در مجموع پی و پی‌کنی  ساختمان اساس و شالوده ساختمان است. ضمناً از مسائل قبل از پی‌سازی (شناسایی و مکانیک خاک) است که بایستی به‌دقت مطالعات ژئوتکنیکی قبل از تحلیل و طراحی پی انجام گیرد ودر صورت نیاز (تثبیت خاک) زیر پی تا عمق لازم از جهت نوع خاک مرغوب با دانه‌بندی اصولی و برابر با مقررات انجام شود تا پی و ساختمان‌سازی بر روی زمین زیر پی سبب پایداری طولانی و همیشگی ساختمان گردد.

دلیل انجام پی کنی

دلیل انجام پی کنی

2. دلیل انجام پی کنی

1) دسترسی به زمین سخت و مقاوم، زیرا بارهای ساختمان نهایتاً به زمین منتقل می‌شود در نتیجه زمین زیر پی باید مطمئن باشد و نشست نکند.
2) برای محافظت پی ساختمان و جلوگیری از اثرات جوی مانند یخ‌زدگی و نیروهای جانبی پس از پیاده‌کردن نقشه روی زمین، شروع به پی‌کنی می‌کنیم.

پی‌کنی در زمین‌هایی که از نظر جنس و مقاومت زمین و نیز وجود آب‌های سطحی و عمقی با هم تفاوت دارند، فرق می‌کند.

ابعاد پی‌کنی به ابعاد و عمق پی‌کنی به ارتفاع پی و شرایط اقلیمی بستگی دارد.یعنی در مناطقی که در زمستان آب‌وهوای خیلی سرد دارند و یا بارندگی زیاد می‌شود و خطر یخ‌زدگی برای پی وجود دارد، عمق پی را بیشتر از مناطق معتدل و گرمسیر در نظر می‌گیرند و به‌هرحال در هر نوع آب‌وهوایی عمق پی‌کنی نباید کمتر از 50 سانتیمتر باشد.

3. پی‌کنی در انواع زمین‌ها

1) پی‌کنی در زمین‌های دج:

عمق پی در اینگونه زمینها معمولا بین 80 تا 100 سانتیمتر و در بعضی موارد 120 سانتیمتر است.پی‌کنی در زمینهای دج نسبتا آسان بوده و خطر ریزش به خصوص در مورد عمقهای معمولی بسیار کم است.اضافی عرض پی برای کفراژ (قالب – بندی)، در این نوع زمین حدود 15 سانتیمتر در هر طرف است.
ک
2) پی‌کنی در زمینهای ماسه ای:
چون عمل پی‌کنی در اینگونه زمین‌ها همیشه با خطر ریزش روبروست به خصوص اگر زمین مزبور خشک باشد، چنانچه دارای عمق کم بوده و از طرفی شدت ریزش در آن زیاد نباشد.اصولی ترین و در عین حال ساده ترین روش برای جلوگیری از احتمال ریزش خاک هنگام پی‌کنی است که پی با گونه های شیب دار کنده شود.زاویه شیب بر حسب شدت ریزش تا 45 درجه متغیر خواهد بود.

لکن چنانچه شدت ریزش بسیار زیاد و عمق پی نیز نسبتا زیاد باشد، پی‌کنی با شیب نه عملی است و نه مقرون به صرفه.در چنین مواردی لازم است که گونه های پی را با چوب بست و با قالب بندی مهار کرد.برای این کار الوارهایی به ابعاد 5*30*40 سانتیمتر در طرفین پی واداشته و به کمک تیرکهای چوبی یا چهار تراش و با بهره گیری از گوه های چوبی الوارها مهار می‌شود.

پی‌کنی در زمینهای رسی خشک نیز همانند زمینهای ماسه ای است لکن زاویه شیب پی‌کنی آن در حدود 37 – 25 درجه خواهد بود که این اختلاف شیب نسبت به زمین های ماسه ای به علت چسبندگی دانه های خاک رسی است.

3) پی‌کنی در زمین‌های سنگی:
پی‌کنی در اینگونه زمینهای مشکل و انجام آن با وسایل دستی از قبیل بیل و کلنگ امکان پذیر نیست.پی‌کنی در زمینهای سنگی با ماشین آلات مکانیکی و مته های کمپرسوری انجام می‌گیرد که در نتیجه هزینه آن سنگین خواهد بود.

عمق پی در زمین‌های سنگی در مناطق سردسیری حداقل 75 سانتیمتر است لکن در مناطق گرمسیری می توان حداقل عمق را تا 50 سانتیمتر تقلیل داد.

شاید فکر کنیم زمین سنگی امکان دارد زمین سنگی فوق العاده مقاوم باشد، در این صورت ساختمان نیاز به پی نخواهد داشت.چنین فکری اساسا اشتباه است، زیرا عدم پی در ساختمان باعث ناپایدار شدن بنا گردیده و با کمترین نیروی جانبی به ویژه زلزله های خفیف شروع به حرکت خواهد کرد.لکن وجود پی باعث تنگ افتادن ساختمان در زمین شده و از حرکت بنا جلوگیری می‌کند.

پی‌کنی در زمین‌های شیبدار

پی‌کنی در زمین‌های شیبدار

4) پی‌کنی در زمین‌های شیبدار:
زمین ساختمانی مسطح به ندرت یافت می‌شود و بنابراین پیش از شروع هر کار ساختمانی باید محل ساختمان را تسطیح کرد.برای این منظور از سه روش می توان استفاده کرد و اغلب روشی به کار گرفته می‌شود که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر باشد.

الف ) خاک برداری و خاک ریزی
ب ) خاک برداری
ج ) خاک ریزی

الف ) خاک برداری و خاک ریزی:
این روش بسیار معمول و متداول است، زیرا باعث کاهش هزینه می‌شود.

ب ) خاک برداری:
برای تسطیح، کلیه ی خاکهای اضافی برداشته شده و به محلی خارج از ساختمان برده می‌شود که این روش هزینه حمل خاک را به دنبال خواهد داشت ولی چون به زمین دست نخورده می رسیم، کاری اصولی است.

ج ) خاک ریزی:
این روش توصیه نمی شود، زیرا زمین را با خاک دستی پر کرده ایم ولی چنانچه مجبور باشیم باید با خاک مرغوب که دارای تراکم و دانه بندی مناسب و مقاومت مطلوب هست عمل خاک ریزی را طبق اصول فنی، با رعایت مرطوب کردن و غلتک زدن خاک در لایه های مختلف انجام دهیم که مقدار تراکم و مقاومت خاک باید به تایید آزمایشگاههای مکانیک خاک برسد.

4. تعریف پی

مجموعه ای از بخش های سازه و خاک در تماس با آن که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می پذیرد.

  • ابعاد پی:

عرض.طول و عمق پی ها کاملآ بستگی به وزن ساختمان و قدرت خاک محل عمل ساختمان دارد.در ساختمان های بزرگ قبل از شروع کار به وسیله آزمایشات مکانیک خاک قدرت مجاز عملی زمین را تعیین نموده و از روی آن و مهندس محاسب از روی آن ابعاد پی را تعیین می‌کند.ولی در ساختمان های کوچک در اغلب مواقع قدرت مجاز عملی زمین با مشاهده خاک پی و دیدن طبقات آن و طرز قرار گرفتن دانه ها بر روی همدیگر و یا ضربه زدن به وسیله کلنگ به محل پی قابل تشخیص می باشد.

انواع پی

انواع پی

5. انواع پی

پی ها را نسبت به نوع مصالح و سیستم ساخت آن می توان به دو گروه تقسیم کرد: گروه اول شامل انواع پی از نظر نوع مصالح آن مانند پی های سنگی، آجری، شفته ای، بتنی، گروه دوم شامل انواع پی از نظر سیستم ساخت آن مثل: پی های تکی، نواری، صفحه ای، پی مشترک و پی های کلاف شده می باشد.

1)  پی سنگی

این پی از سنگ های طبیعی و در مناطقی که سنگ ارزان در دست رس باشد ساخته می‌شود سنگی که در برای این گونه پی ها انتخاب می گردد باید سالم ( نپوسیده ) بوده و از انواع سنگ های لاشه شکسته باشد سنگ های قلوهای به علت صیقلی و مدور بودن آن برای بی سازی مناسب نمی باشد زیرا حالت ناپایدار به پی می دهد.سطح پی سازی با سنگ باید از دیوار هایی که روی آن قرار دارد وسیع تر و از هر طرف دیوار حداقل 15 سانتیمتر عنوان ریشه گسترش داشته باشد.

پی سازی با سنگ با دو نوع ملات صورت می‌گیرد.چناچه بار و فشار کم باشد ملات سنگ ها را از نوع گل آهک و چنانچه بار زیاد باشد ملات ماسه سیمان انتخاب می‌شود و استفاده از ملات ماسه سیمان، ماسه و آهک و یا ملات باشد و از پی های سنگی فقط و ساختمانهای یک طبقه.پی دیوارهای محوطه استفاده می‌شود.

2) پی آجری

از پی های آجری در مواقعی استفاده می کنند که ساختمان کوچک و باروارده نیز کم باشد در ضمن از پی های سنگی نیز
به علت گرانی و کمیابی سنگ نتوان استفاده کرد این پی نیز مانند پی های سنگی بایستی دارای ریشه ای به اندازه 15 تا 20 سانتی متر از طرفین دیوار روی آن باشد برای این منظور است که عرض پی‌کنی نیز 30 تا 40 سانتی متر از عرض دیوار بیشتر باشد این مقدار اضافه عرض همچنین عمل آجر چینی در داخل پی را آسان تر می نماید چون زاویه پخش بار در پی عالی آجری در حدود 60 درجه می باشد برای صرفه جویی در مصرف آجر بهتر است آن را به شکل پلکانی در آورد.

3) پی شفته ای

ساده ترین و در عین حال ابتدایی ترین پی سازی برای ساختمان کوچک 2 یا 3 طبقه آجری است.شفته خمیری است از مخلوط خاک، آب، شن و گردآهک که در هر متر مکعب خاک آن بن 200 تا 250 کیلو گرم آهک به کار می رود.

گاهی نیز بنابر لزوم مقداری پاره سنگ به آن می افزایند. طریقه شفته ریزی بدین صورت است که شفته را در پی ریخته و پس از آنکه شفته به حدود 20 یا 30 سانتی متر رسید آن را در یک سطح افقی هموار می کنند و یک روز آن را به حالت خود می گذارند.تا آبش در اثر تبخیر یا جذب کاهش باید (اصطلاحا دونم شود) سپس آن را با وزنه ی سنگینی (تخماق) می کوبند تا کاملا متراکم گردد. مجددا به همان ارتفاع شفته ریزی انجام گرفته و تا پر شدن پی همچنان ادامه می یابد.

4) پی بتنی

بتن را می توان یکی از مقاومترین و مستحکم ترین سنگ های مصنوعی دانست.لذا پی هایی که با بتون ساخته می‌شود، بهترین پی در کارهای ساختمان به شمار می آیند.امروزه توصیه می‌شود.که پی کلیه ی ساختمانها را با بتون مسلح بسازند به خصوص در مناطق زلزله خیزی نظیر شهر های جنوب خراسان، دامنه های سلسله ی جبال البرز، قزوین حتی برای ساختمان سبک و یک طبقه نیز پی های بتونی از نوع نواری آن بسیار مناسب خواهد بود.

زاویه ی پخش بار در پی های بتنی بین 30 تا 45 درجه می باشد.لذا می توان این گونه پی ها را پلکانی یا به صورت هرم ناقص ( سومل ) ساخت و از مصرف اضافی بتن صرفه جویی نمود. پی سازی با بتن بدین طریق انجام می‌گیرد که ابتدا کف پی را به اندازه تقریبی 10 سانتی متر بتن کم سیمان با نام مکر می ریزند.

که سطح خاک و بتن اصلی را از هم جدا کرده و همچنین سطح پی را جهت بتن ریزی اصلی تراز نمایند. سپس روی بتن مگر داخل پی را با تخته قالب بندی می کنند و پس از آماده شدن قالب بتن ساخته شده را داخل قالب ریخته و خوب می کوبند ویبرا تور ( لرزاننده ) به آن ارزش می دهند.

تا بتون اصطلاحا جا بیفتد یعنی دانه های شن ماسه در بتون عمل جایگیری را کاملا انجام دهند و متراکم گردند.بارگذاری روی پی های بتنی بایستی حداقلهفت روز پس از پی ریزی انجام می‌گیرد.ضمنا باید توجه داشت، چنانچه بتون از نوع مسلح باشد، باید ابتدا میلگرد در قالب جاسازی شده، سپس بتن ریزی صورت گیرد، از این پی شفته در ساختمان های اسکلت فلزی استفاده می‌شود.

پی‌های نقطه‌ای

پی‌های نقطه‌ای

5) پی‌های نقطه‌ای

برای ساختمان‌هایی که بار آن ها به صورت متمرکز (نقطه ای) به زمین منتقل می‌شود ساخته میگردد مانند ساختمان های فلزی یا ساختمان های بتونی لایه‌های پی‌های نقطه‌ای:

  1. زمین مناسب
  2. بتن مگر
  3. میلگرد های کف پی
  4. بتن اصلی
  5. صفحه زیر ستون (در ساختمانهای اسکلت فلزی)

6) پی های نواری

این پی‌ها معمولا در ساختمان های آجری مورد استفاده قرار می گیرد. حداکثر عمق پی های نواری در حدود 50 و عرض پی قدری بزرگتر از عرض دیوار روی آن می باشد.

لایه‌های پی‌های نواری به ترتیب از پایین به بالا:

  1. شفته ریزی
  2. کرسی چینی
  3. شناژ
  4. ملات ماسه سیمان برای ایزولاسیون رطوبتی
  5. قیر گونی
  6. ملات ماسه سیمان برای پوشش روی قیر گونی
  7. دیوار چینی اصلی

7) پی های گسترده

به پی هایی اطلاق می شود که بار چند ستون یا دیوار را که در ردیف ها یا امتداد های مختلف قرار دارند به زمین منتقل می نمایند. پی گستره ممکن است به شکل دال مجموعه تیر_دال و… ساخته شود.
باید توجه کرد که در بندر عباس با توجه به گرمای هوا باید 3الی4 ساعت بعد از ریختن بتن فونداسیون آبدهی بتن آغاز شود و بتن ریزی بعد از ظهر انجام گیرد.

در صورت که بتن ریزی در صبح زود تا قبل از ساعت 10 صبح انجام گیرد دمای بتن را با خنک کردن آب مصرفی بتن.به کار بردن سیمان مناسب با حرارت زدایی کم. پایین نگه داشتن دمای سیمان با نگهداری سیمان در سیلو های عایق بندی شده.

کاهش دمای مصالح سنگی با انبار کردن آنها و یا آب پاشی یا دمیدن هوای سرد به آنها و نگهداری ابزار و ماشین آلات تهیه و حمل مخلوط بتن در سایه و یا آب پاشی به آنها پایین تر از 32 درجه آورد.
لازم به ذکر است حداقل سیمان یا مواد سیمانی در مناطق ساحلی خلیج فارس 350kg/mو حداکثر آن 425kg/m بتن می باشد.

مقدار کلرید های مصرفی در بتن مسلح باید کمتر از 500 قسمت در میلیون باشد.میزان کل کلرید قابل حل در آب بتن سخت شده 28 روزه نیز باید مطابق آیین نامه مقررات ملی ساختمان باشد.

8) پی صفحه‌ای

(رادیوژنرال)، در مواردی استفاده می شود که بارهای وارده از ساختمان بسیار بوده (بار آسمان خراش ها) و یا مقاومت زمین تا قدری کم باشد. که جهت انتقال بار به خاک تمام سطح زیر ساختمان مورد لزوم قرار گیرد. پی صفحه ای به صورت یک پارچه از بتن آرمه در سر تا سر زیر ساختمان ساخته می شود که میله ی ستون ها و دیوار بر روی آن قرار می کیرد. در بعضی مواقع که بار بسیار زیاد باشد. سطح پی را بزرگ تر از سطح ساختمان روی آن می سازد تا پخش فشار در سطح بزرگتری انجام پذیرد.

پی های صفحه ای به صورت مختلف ساخته مکی شود و مانند پی صفحه ای ساده صفحه با دیوار محیطی، صفحه ای با تیر صفحه ای با دیوار بتنی در یک جهت – صفحه ای با دیوار بتنی در دو جهت و پی های سلولی.

پی‌های مشترک

پی‌های مشترک

9) پی‌های مشترک

هر گاه برای دو و یا چند ستون یک پی ساخته شود پی را مشترک گویند. پی مشترک وقتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که:

  1. فاصله پی‌ها از یکدیگر کم بوده و یا طوری باشد که سطح پی‌ها، یکدیگر را بپوشانند.
  2. یکی از پی‌ها در کنار زمین همسایه قرار گرفته باشد.
  3. وقتی که به علت طول زیاد یک بنا مجبور باشیم ساختمان را درز انبساط ( ژوئن ) بسازیم. در این صورت برای ستون های مجاور درز انبساط پی مشترک در نظر می گیرد. چنانچه برای در پی بار های مختلف خواسته باشیم پی مشترک طرح نمائیم. پی مزبور به شکل ذوزنقه ای خواهد که تا عده ی کوچک در طرف بار کمتر و قاعده بزرگ آن در جهت باریستنر باشد.

10) پی باسکولی

برای جلوگیری از چرخش فونداسیون و تیر و در کنار دیوار همسایه از فونداسیون باسکولی یا استواپییم استفاده می شود

11) پی های کلاف شده

اتصال دو پی فنرو توسط شناژ ( بتن آرمه ) را پی کلاف شده می نامند. در مناطق زلزله خیز بهترین نوع پی نوع پی برای ساختمانهای مسکونی معمولی به حساب می آید. در حالتی که ضخامت شفاژ از ارتفاع پی کمتر باشد، به دو صورت اتصال صورت می گیرد:

  • الف: سطح بالایی شناژ و سطح بالایی پی در یک امتداد قرار می گیرد.
  • ب: سطح زیر شناژ با سطح زیر پی در یک امتداد قرار می گیرد.

12) پی های شمعی

شمع‌ها اعضایی از جنس فولاد، بتن، بتن مسلح، و چوب می باشند که در صورت مناسب نبودن ظرفیت باربری زمین برای استفاده از شالوده های سطحی، از آنها برای ساخت شالوده های عمیق ( شالوده های شمعی ) استفاده می شود. وقتی که لایه یا لایه‌های فوقانی خاک دارای قابلیت فشردگی زیاد و یا خیلی ضعیف باشند، به طوری که نتوان از شالوده سطحی برای توزیع بار ساختمان استفاده کرد، شالوده های شمعی برای انتقال بار به لایه تحتانی محکمتر و یا سنگ بستر مورد استفاده قرار می گیرند.

وقتی که بستر سنگی و یا لایه محکمتر تحتانی در عمق معقولی از سطح زمین قرار نداشته باشد، از شمع برای انتقال تدریجی بار استفاده میشود. در این حالت، بیشتر مقاومت شمع از طریق نیروی اصطکاک بین سطح تماس شمع و خاک ( مقاومت جلدی ) تامین می‌شود. اگر شمع ها تحت تاثیر نیروی افقی قرار گیرند، در حالی که هنوز قابلیت حمل بار های قایم را دارا هستند، می توانند به وسیله خمش، نیرو های افقی راحمل نمایند. این وضعیت اغلب در شالوده سازه های حایل خاک که وظیفه آنها مقاومت در مقابل فشار جانبی خاک است و یا ساختمان های بلند که تحت تاثیر نیروی باد یا زلزله قرار دارند، پیش می آید.

جمع‌بندی ونتیجه‌گیری

جهت آشنایی کامل با  “پی کنی، پی سازی و انواع آن” به پکیج “جزوات کاربردی” در بخش گنجینه فایل وب‌سایت مراجعه فرمایید.

اشتراک‌گزاری در شبکه‌های اجتماعی

دیدگاه خود را بنویسید

دوره جامع متره و برآورد پروژه

آخرین مقالات:

  • مصالح پای کار و نحوه محاسبه آن طبق فهرست‌بها

  • بررسی کامل دستورالعمل تجهیز و برچیدن کارگاه

آخرین فایل‌های گنجینه فایل:

  • ضوابط کاربردی نظام فنی و اجرایی

  • فایل‌های کاربردی دفتر فنی

آخرین فایل‌های هایپر فایل:

  • جزوه مبحث دهم (ویژه آزمون‌های نظارت و اجرا)

  • جزوه تکنولوژی بتن