آشنایی با پی های عمیق

مطابق مبحث هفتم مقرارت ملی ساختمان در تعریف پی عمیق گفته شده که هرگاه عرض فونداسیون کمتر از یک ششم ارتفاع آن بوده و عمق آن نیز از سه متر بیشتر باشد فونداسیون عمیق تلقی میشود.
در این پی ها علاوه بر واکنش کف زمین از واکنشهای جداری پی نیز کمک گرفته میشود و فونداسیون در بخش زیرین یا مدفون خود نیز شامل دو بخش میگردد که به این ترتیب این نوع پی ها عمدتا از سه بخش تشکیل میشوند.

فونداسیونهای عمیق به سه دسته زیر تقسیم میشوند.
۱- فونداسیون با پایه های لاغر.
۲- فونداسیون با پایه های قطور.
۳- فونداسیون با المان ستونی.
 
۱-فونداسیون با پایه های لاغر (شمع)
شمع یا پایل عضوی لاغر و در واقع ستونی است که بارها را به لایه های زیرین عمیق و محکمتر زمین منتقل میکند.
شمعها از نظر جنس و عملکرد و نحوه اجرا دسته بندی میشوند.

دسته بندی از نظر جنس:
۱- شمع فولادی.
۲- شمع بتنی.
۳- شمع چوبی.
۴- شمع ترکیبی.

دسته بندی از نظر عملکرد:
۱- شمع نوک باربر.
۲- شمع اصطکاکی.
۳- شمع مایل.
۴- شمع نوک و جداره باربر.

دسته بندی از نظر اجرا:
۱- درجا.
۲- کوبشی.

- شمع های فولادی
این شمع ها از جنس فولاد بوده و به دو شکل مقطع دایره سر باز یا سر بسته و مقطع اچ یا آی هستند که در صورت نیاز به طول بیشتر از شاخه امکان جوش یا پرچ قطعات میسر است.ضعف این نوع شمع خوردگی آن در خاک و خصوصا زمینهای خورنده بوده که البته با افزایش ضخامت گوشت شمع و استفاده از ضد زنگ ها سعی در جبران موضوع میشود اما نقطه ضعف قابل توجهی است.

- شمع های بتنی
این شمعها بصورت درجا یا پیش ساخته امکان اجرا دارند و در وضعیت در جا میتوانند سطح مقطع دایره، مربع یا چند ضلعی داشته باشند.

- شمع های چوبی
این شمعها با سطح مقطع دایره و مربع بصورت پیش ساخته در سایزهای مختلف میباشند که از چوب درخت کاج و بلوط فرآورده شده اند تا در برابر  خوردگی خاک یا حشرات مقاوم گردند.اگر چه در کشورهای اروپایی این روش بسیار طرفدار دارد ولی در ایران زیاد شناخته شده نیست.

- شمع های ترکیبی
این شمعها کاربرد اندکی داشته و در زمانی استفاده میشود که طول شمع مورد نیاز از طول شمع هریک از موارد فوق بلحاظ باربری بلندتر طراحی شود از شمع ترکیبی استفاده میکنند و یا در زمانهایی که سر شمع فلزی در بستر اب زیر زمینی مستقر میشود از شمع ترکیبی چوی و فلز استفاده میگردد.

- شمع نوک باربر
این شمعها در زمینهایی استفاده میشود که مقاومت خاک زیرین فونداسیون مناسب بوده و جهت عبور از لایه خاکهای کم مقاومت بالایی از شمع مذکور استفاده میشود.این شمع همانطور که از نامش پیداست با واکنش خاک به نوک شمع عمل میکند.

- شمع اصطکاکی
در زمینهایی که مقاومت خاک کم بوده و لایه خاک مناسب نیز بسیار عمیق باشد از این شمع استفاده میشود که علاوه بر واکنش خاک ناشی از فشار نوک شمع با اصطکاک جانبی دیواره شمع و خاک نیز در انتقال نیرو و ایجاد مقاومت لازم اقدام میشود.

- شمع مایل
این شمع کوبشی بوده و بصورت مایل در خاک میشود تا مقاومت لازم در برابر بارهای جانبی ایجاد کند را گویند.

- شمع نوک و جداره باربر
شمعی که بار را از طریق نوک و دیواره منتقل کند را گویند.

- شمع کوبشی
این گروه شمعها پیش ساخته و با طول عمدتا ۱۸ متر بوده که توسط ضربه یا ویبره(لرزش) وارد زمین میشوند و بیشترین کاربرد را در دریا دارند.

- شمع درجا
این شمعها در محل مورد نظر پس از حفاری اجرا میشوندکه بیشترین کاربرد را این شمعها در خشکی دارند.
البته در مبحث سازه نگهبان نیز به کاربرد شمع جهت ایجاد تراکم لازم در خاک برای محافظت از گود نیز اشاره شده که مراجعه دوستان به آن مطلب نیز خالی از لطف نیست.

۲- فونداسیون با پایه قطور
این پایه ها که بشکل های استوانه یا مکعب یا مکعب مستطیل هستند بگونه ای طراحی میشوند که اولا مانند شمع درجا بتنی یا فولادی عمل کرده و همچنین امکان بازدید یا استقرار دستگاه یا ابزار در آن میسر باشد.بطور مثال عمده فونداسیون سکوهای نفتی بزرگ از این نوع است.
به پایه هایی که بشکل مکعب یا مکعب مستطیل هستند کیسون نیز میگویند.
 
۳- فونداسیون با المان ستونی
در این روش با حد اقل تغییر در خاک نرم و استفاده از المانهای عمودی کوتاه و شبکه بندی نسبت به افزایش مقاومت اقدام نمود.این روش که امروزه بسیار کاربرد دارد در ریل گذاریها و جاده سازیها و ساخت مخازن کاربرد دارد.