انواع سیستم فنداسیون

سیستم های پی و انواع خاک: راهنمای نهایی

توسط مایکل هلمز منتشر شده در 25 مه 2021

سیستم های فونداسیون و انواع خاک هنگام انتخاب راه حل فونداسیون مناسب برای سایت شما دست به دست هم می دهند. در اینجا همه چیزهایی است که باید بدانید

مترجم : گروه معماری مشاور

درک سیستم های فونداسیون و انواع خاک برای هر کسی که به دنبال ساخت یا گسترش خانه خود است، کلیدی است. هزینه ساخت فونداسیون یکی از بزرگترین متغیرها است، بنابراین هر کسی که می خواهد بودجه و برنامه خود را کنترل کند باید مناسب ترین سیستم فونداسیون را در اسرع وقت ایجاد کند.

شناسایی مقرون به صرفه ترین راه حل تا حد زیادی به شرایط زمین در محل، از جمله نوع خاک، سنگدانه یا سنگ و اجزای اصلی آن بستگی دارد.

بهترین راه برای دستیابی به این هدف قبل از شروع کار در محل، آموزش یک مطالعه ژئوتکنیکی است که شامل حفر یا حفاری حفره های آزمایشی در اطراف محل یک ساختمان جدید پیشنهادی است، عمدتاً برای تعیین ظرفیت باربری خاک در اعماق مختلف.

نمونه‌ها جمع‌آوری می‌شوند و از نظر انعطاف‌پذیری (انقباض‌پذیری)، سطح pH، سولفات‌ها، تماس با رطوبت (ایستاب فصلی آب) و سایر عواملی که به بهترین محلول فونداسیون مناسب برای محل تعیین می‌شوند، آزمایش می‌شوند.

غفلت از بررسی شرایط زمین در سایت شما یکی از اولین و پرهزینه ترین اشتباهاتی است که یک خودساز می تواند مرتکب شود.

اکنون مشترک شوید

برای مشاوره، اطلاعات و الهام بیشتر که مستقیماً درب منزل شما تحویل داده می شود، در مجله Homebuilding & Renovating مشترک شوید.

نمونه کارهای طراحی گروه معماری مشاور

انواع خاک

چه نوع خاکی را می توانم در زمین خود پیدا کنم؟

یک مطالعه ژئوتکنیکی نوع زمین سایت شما را نشان می دهد و به احتمال زیاد یکی از یا ترکیبی از موارد زیر خواهد بود:

سنگ

سنگ آهک، گرانیت، ماسه سنگ، شیل و گچ جامد سخت همه سنگ هایی هستند که ظرفیت باربری بالایی دارند. سنگ ممکن است برای ساختن به سادگی نیاز به کنده شدن و صاف کردن آن داشته باشد.

گچ

به شرطی که گچ خیلی نرم نباشد، عرض فونداسیون 450 میلی متر برای ساختمان های کم ارتفاع به طور کلی قابل قبول است. عمق فونداسیون باید کمتر از یخبندان باشد، حداقل 700 میلی متر.

اگر گچ نرم باشد باید حفاری شود تا زمانی که گچ سفت شود. خاک های گچی ممکن است مستعد فرسایش باشند، بنابراین مراقب وجود احتمالی گودال ها یا غارها باشید.

شن و ماسه

زیر خاک های خشک و فشرده یا شن و ماسه معمولاً برای پی های نواری کافی هستند. به طور کلی عمق 700 میلی متر قابل قبول است، تا زمانی که زمین دارای ظرفیت باربری کافی باشد.

اگر سطح آب بالا باشد (مثلاً اگر شن زیر آب باشد)، ظرفیت باربری به نصف کاهش می یابد، بنابراین مهم است که پایه ها را تا حد امکان بالا نگه دارید. یک پایه نواری کم عمق، تقویت شده و پهن ممکن است مناسب باشد.

ماسه زمانی که مرطوب، متراکم و یکنواخت است به خوبی کنار هم قرار می گیرد، اما ترانشه ها ممکن است فرو بریزند و بنابراین از شمع بندی ورق اغلب برای حفظ زمین در ترانشه ها تا زمان ریختن بتن استفاده می شود.

خاک رس

سه نوع خاک رس در بریتانیا وجود دارد که بر اساس شکل پذیری آنها طبقه بندی می شوند، یعنی میزان تغییر حجم آنها به دلیل محتوای آب آنها چقدر است.

• رس هایی با بالاترین شکل پذیری (و بنابراین بالاترین خطر) عموماً در جنوب شرقی انگلستان یافت می شوند که از میدلند شرقی تا هامبر در شمال و تا باث در غرب امتداد دارند.
• رس های با پلاستیسیته متوسط ​​در بقیه مناطق جنوب شرقی، در سراسر میدلندز و بالاتر از خور هامبر به سمت شمال شرقی یافت می شوند. آنها همچنین در برخی از مناطق منزوی در شمال غربی انگلستان در نزدیکی ساحل ظاهر می شوند
• بقیه انگلستان و ولز به طور کلی دارای رس های پلاستیکی کم هستند، اما حتی این رس ها هنوز هم خطراتی دارند.

اولین لایه 900 تا 1200 میلی متری خاک رس به دلیل انبساط و انقباض ناشی از تغییرات فصلی در رطوبت، در معرض جابجایی است، بنابراین به طور کلی لازم است پی ها تا عمقی که مقدار رطوبت موجود ثابت بماند، حفاری شود.

فونداسیون های نواری، ترانشه پرکننده یا پد باید در حداقل عمق 750 میلی متر در خاک رس های با پلاستیسیته کم، عمق 900 میلی متر در خاک های متوسط ​​ریخته گری شوند و استاندارد بریتانیا 8004 حداقل عمق 1 متر را برای فونداسیون هایی که در مناطق با بیشترین خطر قرار دارند توصیه می کند. اگر درختانی در این نزدیکی وجود داشته باشد یا وجود داشته باشد، ممکن است عمق تا 3 متر ضروری باشد. عمق لازم به نوع درخت بستگی دارد، زیرا گونه ها نیاز آبی متفاوتی دارند و گونه های پهن برگ بلند مانند صنوبر بیشترین تأثیر را دارند.

در جاهایی که درختان وجود دارد یا وجود داشته است (حذف درختان خطر گسترش خاک رس را از بین نمی برد) مهندسان ممکن است تقویت پایه ها را با فولاد تعبیه شده توصیه کنند. پی ها در خاک های رسی نیز می توانند تا حدی از آسیب های ناشی از انبساط (هو) با پوشش ترانشه ها با مواد قابل تراکم مانند تخته رسی محافظت شوند.

خاک رس سفت روی خاک رس نرم

در مواردی که خاک رس با حفاری نرم‌تر می‌شود، گاهی اوقات یک پی نواری سنتی قابل قبول است، اما مهم است که بیش از حد حفاری نکنید، زیرا ممکن است فشار روی خاک رس نرم‌تر زیر آن افزایش یابد. یک راه حل متداول حفر پایه های نواری عریض با آرماتورهای فولادی تعبیه شده است، با این حال ممکن است در برخی موارد یک پایه مهندسی مانند یک قایق تقویت شده یا پایه شمع شده لازم باشد.

ذغال سنگ نارس

ذغال سنگ نارس و شن و ماسه غوطه ور سست زیر خاک بسیار ضعیفی هستند. اگر برداشتن پیت بتواند زمین باربر مناسبی با عمق حداقل 1.5 متر را نشان دهد، ممکن است پی های نواری مناسب باشند. در غیر این صورت یک پایه قایق تقویت شده احتمالاً مقرون به صرفه ترین راه حل خواهد بود.

زمین پر شده

در جایی که زمین قبلاً حفاری و پر شده است، به طور کلی لازم است تا سطحی زیر ناحیه پر شده حفاری شود. بنابراین مهم است که عمق "زمین ساخته شده" را دریابیم. مانند تمام سایت‌های توسعه‌یافته قبلی، بررسی آلودگی احتمالی قبل از ایجاد مزاحمت برای هر گونه ماده حیاتی است.

سایت های شیب دار

سایت های شیب دار نیاز به پی های پلکانی دارند. دستورالعمل ها در مقررات ساختمان ارائه شده است.

آیا به بررسی خاک نیاز دارم؟
بررسی خاک می تواند بسیار مفید باشد اما پیش نیاز نیست. اکثر سایت ها بدون بررسی رسمی خاک شروع می شوند و در عوض به دانش طراح یا تخصص محلی بازرس ساختمان تکیه می کنند.

این فرآیند شامل حفر چاله‌ها در نقاط مختلف سایت و برون‌یابی یافته‌ها در هر حفره برای در نظر گرفتن شرایط زیرزمینی در سراسر سایت است.

انواع سیستم های پی ریزی (فنداسیون)

طراحی یک مهندس بر اساس محاسبات بارهای ساختمان و ظرفیت باربری زمین، راه حل پی مورد استفاده را نشان می دهد. غنایم اضافی برای همه فونداسیون ها معمولاً به محل دفن زباله منتقل می شود.

راه حل استاندارد فونداسیون در اکثر نقاط بریتانیا فونداسیون نواری است که به عنوان پایه نواری نیز شناخته می شود.

خاک سطحی خراشیده می شود (و معمولاً برای استفاده مجدد ذخیره می شود) و ترانشه ها تا عمق حداقل 450 میلی متر حفر می شود که برای قرار دادن پایه ها در زیر یخبندان کافی است. سپس ترانشه ها با بتن تا حداقل 150 میلی متر زیر سطح زمین پر می شوند.

سپس دیوارها تا زیر سطح زمین تمام شده در سنگ تراشی (آجرهای بتنی یا آجرهای مهندسی) ساخته می شوند و برگ های بیرونی به مصالح نمای خارجی انتخاب شده برای دیوارها یا ازاره، معمولاً آجر یا سنگ، درست زیر سطح زمین تغییر می کنند.

سند تایید شده A مقررات ساختمان (انگلستان و ولز) حداقل عرض را برای پایه های نواری بر اساس نوع زمین و دیوار باربر تعریف می کند.

   دیدن پروژه های گروه معماری مشاور   

به این ترتیب، چندین "نوع" از فونداسیون نواری وجود دارد:

نوار عمیق

در جایی که برای رسیدن به خاکی با ظرفیت باربری مناسب، پی های نواری باید در سطح پایین تری قرار گیرند، می توان ترانشه وسیع تری حفر کرد تا در داخل آن کار کند، و پایه های نواری را حفر کرده و به عرض مورد نیاز ریخته و از این سطح پایین تر شروع می شود. سپس دیوارهای بنایی را می توان تا زیر سطح زمین قبل از اینکه ترانشه ها را به صورت لایه لایه به سطح زمین نهایی با استفاده از زیر خاک تمیز یا مواد دیگر همانطور که مشخص شده است، بسازید.

نوار عریض

در جاهایی که خاک نرم است یا ظرفیت باربری پایینی دارد، می توان از پایه های نواری پهن برای پخش بار در یک منطقه بزرگتر استفاده کرد که با فولاد تقویت شده است تا بارگذاری در هر متر مربع کاهش یابد.

نوار افست

در مواردی که امکان ساخت پایه های نواری معمولی وجود ندارد، زیرا ساختمان جدید در برابر سازه موجود سخت است، یا دسترسی به زمین مجاور در دسترس نیست، ممکن است بتوان از پی نواری افست به جای پی شمع گران تر استفاده کرد. یک پایه قایق تقویت شده معمولاً 750 میلی متر عرض و 450 میلی متر عمق با لایه ای از مش A193 که در کف بتن با حداقل 50 میلی متر پوشش روی فولاد قرار می گیرد. این راه حل به طور کلی برای سازه های یک طبقه مناسب است.

ترانشه پر کردن

یک جایگزین پرکاربرد برای پایه های نواری، فونداسیون ترانشه است که در آن ترانشه ها با بتن (معمولاً بتن آماده برای سرعت) تا عمق درست زیر سطح زمین پر می شوند. این اجازه می دهد تا اولین لایه از مواد روکش خارجی (معمولاً آجر یا سنگ) تا سطح مقاوم در برابر رطوبت قرار گیرد. این یک راه حل سریع در مقایسه با سنگ تراشی است، اما به طور کلی به دلیل مقدار بتن مورد نیاز برای پر کردن تمام عرض ترانشه، گران تر است. آرماتورهای فولادی ممکن است در مناطق نزدیک به درختان اضافه شود.

سیستم های فنداسیون مهندسی

در جایی که عمق مورد نیاز فونداسیون ها بیش از 2.5 متر است، استفاده از پایه های نواری یا ترانشه سازی معمولی غیرعملی می شود، مگر اینکه یک طبقه زیرزمین برنامه ریزی شده باشد. در این موارد بررسی گزینه‌های جایگزین مانند قایق بتنی یا پایه‌های شمعی مقرون به صرفه‌تر است.

پایه های رافت

فونداسیون رافت یک دال بتنی مسلح است که بر روی یک زیرپایه فشرده فشرده ریخته می شود که بار ساختمان را در سطح وسیع تری از زمین پخش می کند تا بر شرایط زمین با ظرفیت باربری کمتر غلبه کند.

پایه های رافت معمولاً توسط مهندس سازه طراحی می شود و شرایط زمینی که در بررسی ژئوتکنیکی یا حداقل بازرسی سوراخ های آزمایشی توسط مهندس ارزیابی می شود، در نظر گرفته می شود.

طرح قایق معمولاً دارای یک "تیر لبه" در اطراف محیط خود و در زیر هر ناحیه ای است که بارهای نقطه ای بزرگ را حمل می کند. این شامل یک قفس تقویت‌کننده فولادی است که باید به دقت در محل مونتاژ شود. گاهی اوقات به تیرهای سفت کننده داخلی نیز نیاز است. این تیرها بارهای ساختمان را از طریق بقیه دال و سپس به طور یکنواخت روی زمین منتقل می کنند.

(بیشتر: پایه های سایت های دشوار)

خدمات گروه معماری مشاور

پایه های پد

این راه حل برای تحمل بارهای نقطه ای ساختمان هایی که با استفاده از اسکلت فولادی یا تیر چوبی و قاب تیر ساخته می شوند، استفاده می شود. لنت های بتنی که معمولاً در محل ریخته می شوند، در زیر موقعیت هر ستون قاب قرار می گیرند و پایه ها در سطح همکف به هم متصل می شوند تا بار به طور یکنواخت پخش شود. فواصل، اندازه و عمق پدها با توجه به بار طراحی ساختمان و شرایط زمین طراحی می شود.

فونداسیون های پد می توانند به خوبی برای مکان هایی مناسب باشند که گودبرداری باید به حداقل برسد و همچنین می تواند راه حلی مقرون به صرفه برای غلبه بر محل شیب دار با تعلیق طبقه همکف بر روی یک تیر و قاب تیر باشد.

پایه های انباشته شده

در جایی که شرایط زمین ضعیف، متغیر یا غیرقابل پیش بینی است، پی های انباشته معمولا راه حل هستند. اساساً سه نوع شمع وجود دارد: آنهایی که در محل در سوراخ‌هایی که حفره‌دار یا پیچ‌دار هستند ریخته می‌شوند. آنهایی که از پیش ساخته شده و توسط یک دکل شمع بندی به داخل زمین رانده می شوند. و آنهایی که در محل درون یک قالب لوله ای فولادی یا "پوسته" رانده شده در زمین ریخته می شوند. شمع ها بار ساختمان را با انتقال آن بر روی لایه های پایینی خاک یا سنگ، یا از طریق اصطکاک با زمین اطراف آنها، یا با ترکیبی از تکیه گاه و اصطکاک زمین، تحمل می کنند.

سپس یک دال کف بتنی معلق تقویت شده یا یک تیر حلقه ای بتن آرمه روی بالای شمع ها ریخته می شود و همه آنها را به هم متصل می کند تا بار ساختمان به طور مساوی پخش می شود. برای سازه ستون و تیر، شمع ها یا گروه های شمع با یک پد بتنی درپوش می شوند.

درباره گروه معماری مشاور

پایه های شمع پیچ

مقامات برنامه‌ریزی محلی اغلب اجازه می‌دهند که سازه‌هایی در اطراف درختان در یک منطقه حفاظتی ریشه ساخته شوند، به شرطی که سازه‌ها توسط شمع‌های پیچی پشتیبانی شوند.

اینها یک راه حل پایه نسبتاً جدید هستند که از شفت های فولادی باریک و توخالی با تعداد کمی مارپیچ فولادی (یا رزوه پیچ) به آنها جوش داده شده است. شمع ها تا زمانی که به اصطکاک کافی برای تحمل بار مورد نیاز دست یابند به زمین پیچ می شوند.

این می‌تواند یک روش مقرون‌به‌صرفه برای ساختن روی زمین‌های شیب‌دار نیز باشد، زیرا شمع‌های فولادی را می‌توان در بالای زمین رها کرد و با سیم‌ها یا میله‌های کششی به هم متصل کرد و با یک تیر حلقه‌ای فولادی یا توری برای ساخت روی آن قرار داد.

طراحی ویژه + ... مشاوره رایگان

عواملی که باید در نظر گرفته شوند

چه چیزی ممکن است بر انتخاب سیستم بنیادی من تأثیر بگذارد؟

در جایی که پایه‌ها تحت تأثیر ریشه‌های درخت قرار می‌گیرند (یا حذف قبلی آنها)، ممکن است از شما خواسته شود که از یک ترانشه نسبتاً عمیق پر از بتن اما با مواد قابل تراکم در یک یا هر دو طرف ترانشه‌های خارجی استفاده کنید تا هر گونه افزایش یا انبساط در سنگر را خنثی کنید. 

لوله های آب باید در عمق حداقل 750 میلی متری اما حداکثر 1.35 متری زیر زمین وارد ساختمان شوند. اگر این بدان معنی است که آنها از یک پایه بتنی عبور می کنند، باید قبل از ریختن آنها را گذاشته یا بهتر است یک مجرا برای آنها نصب شود تا بعداً از آن عبور داده شود.

اگر لوله های فاضلاب خروجی از ساختمان باید عمیق تر از قسمت بالای بتن فونداسیون باشند، باید کانال کشی شوند. آنها نمی توانند در داخل بتن به دام بیفتند و باید بتوانند آزادانه حرکت کنند.

برق و گاز معمولاً نیازی به کانال کشی یا نصب در این نقطه ندارند زیرا معمولاً روی سطح نصب می شوند. در نهایت، بازرسان ساختمان و گارانتی باید پایه های حفاری شده را قبل از ریختن بتن تایید کنند.

(بیشتر: نحوه آوردن برق به سایت)

مشاوره رایگان با گروه معماری مشاور  ؛  کلیک کنید...

قبل از اینکه زمین خود را بخرید

اگر هنوز زمینم را نخریده باشم چه؟

اگر هنوز زمین خود را خریداری نکرده اید، به این چک لیست قطعه ساختمانی نگاهی بیندازید تا مطمئن شوید که در مورد عوامل مختلف (از جمله نوع خاک) به بهترین شکل ممکن قبل از اقدام به خرید، دقت لازم را انجام می دهید.

شما می توانید با مقامات محلی یا بازرس ساختمان خود بررسی کنید یا تحقیقات خاک را انجام دهید. بررسی خاک ممکن است حداقل 500 پوند هزینه داشته باشد، اما قبل از شروع هر مشکل اساسی را مشخص می کند، که می تواند 1000 پوند برای شما صرفه جویی کند.

همیشه ایده خوبی است که حداقل 10٪ از بودجه خود را برای یک صندوق اضطراری اختصاص دهید اگر با مشکلات پیش بینی نشده ای در مورد نوع خاک خود مواجه شدید.

Michael Holmes - مایکل هلمز

مایکل مدیر محتوای خانه‌سازی و نوسازی، نایب رئیس بدنه صنعت خودسازی، انجمن ملی سفارشی و ساخت خود (NaCSBA (در برگه جدید باز می‌شود)، مجری چندین برنامه تلویزیونی دارایی و نویسنده کتاب بازسازی برای سود (Ebury) است. . او همچنین یک دفتر معماری و طراحی داخلی را اداره می کند و خدمات طراحی و مدیریت پروژه را ارائه می دهد. او یکی از کارشناسان برجسته املاک کشور است و بیش از 30 پروژه ساختمانی از جمله دو ساخت و ساز خود و نوسازی یک خانه مزرعه ای فهرست شده درجه II را انجام داده است.

مایکل بیش از 150 نمایش ملکی را برای BBC، ITV1، Channel 5، UK TV Style و Discovery RealTime ارائه کرده است، از جمله I Own Britain's Best Home. حرکت نکن بهبود. تجارت بالا؛ پیشنهاد خوب، خرید خوب؛ ساخت، خرید یا بازیابی؟ چگونه یک خانه بسازیم؛ و فروش سخت.

مایکل همچنین یک متخصص معمولی در نمایشگاه خانه سازی و نوسازی است. او برای روزنامه های برجسته بریتانیایی از جمله دیلی تلگراف، ساندی تایمز، دیلی اکسپرس و ایندیپندنت نوشته است و در برنامه های خبری مانند صبحانه بی بی سی ظاهر شده است.

طراحی خود را به ما بسپارید  ؛