یکی از مزیت‌هایی که برای ال اس اف می‌شنوید این است که چون سبک است، فونداسیون ساده‌تری می‌خواهد. این حرف درست است، ولی گاهی طوری شنیده میشود که انگار فونداسیون اهمیتی ندارد. در عمل برعکس است: سازه‌ی سبک به یک پی دقیق نیاز دارد، چون تحمل خطاهای ساختمانی که در بتن راحت جذب میشود برای آن سخت‌تر است. اگر پی کج یا ناتراز باشد، دیوارها کج می‌نشینند و کل کار تا تحویل با این خطا ادامه پیدا میکند. در این مقاله توضیح می‌دهیم فونداسیون ال اس اف چه ویژگی‌هایی دارد، چه انواعی از آن رایج است و در اجرا باید به چه نکاتی توجه کرد.
فونداسیون چه نقشی دارد؟
فونداسیون بار ساختمان را به زمین منتقل میکند و دو کار را باید هم‌زمان انجام دهد: بار را طوری پخش کند که خاک زیر آن نشست زیاد نکند، و ساختمان را در برابر نیروهای جانبی (زلزله و باد) به زمین مهار کند. در ساختمان سبک، بار قائم کمتر است، ولی نیروی بالابر باد (کنده شدن ساختمان از زمین) نسبت به ساختمان سنگین اهمیت بیشتری پیدا میکند و اتصال به پی در این مورد حیاتی است. به همین دلیل هیچ‌وقت نباید گفت «ساختمان سبک است، پی را ساده می‌گیریم».
چرا پی نواری در ال اس اف طبیعی‌تر است؟
در ساختمان‌های ال اس اف بار از دیوارها منتقل میشود، نه از چند ستون جدا. یعنی بار بهصورت خطی روی طول دیوارها پخش شده است. پی نواری هم دقیقاً زیر خط دیوارها قرار می‌گیرد و همین باعث میشود در بسیاری از پروژهها اولین انتخاب باشد. ابعاد و عمق پی را وضعیت خاک و بار ساختمان تعیین میکند، نه تعداد دیوارها. در ساختمان‌های بتنی بار روی چند ستون متمرکز است و پی باید زیر هر ستون بار نقطه‌ای را تحمل کند؛ در ال اس اف این تمرکز بار وجود ندارد و همین به سبکتر شدن پی کمک میکند.
پی گسترده کجا لازم میشود؟
اگر خاک ضعیف باشد یا بخواهید بار را روی سطح بزرگ‌تری پخش کنید، پی گسترده (رادیه) گزینه‌ی دیگر است. در بعضی پروژهها هم دال بتنی روی زمین، هم‌زمان کف ساختمان و هم پی دیوارها است. انتخاب بین این‌ها بدون مطالعه‌ی خاک درست نیست. اگر زمین شیب دارد یا خاک رسی و متورم‌شونده است، این بررسی ضروری‌تر میشود. در خاک‌هایی که با تغییر رطوبت حجمشان زیاد میشود، پی ساده ممکن است حرکت کند و ترک‌هایی در نما و کناف ایجاد کند.
مقایسه‌ی سه نوع پی رایج
| نوع پی | مناسب برای | نقطه‌ی قوت | محدودیت |
|---|---|---|---|
| نواری | خاک مناسب، دیوارهای باربر خطی | مصرف بتن کمتر و اجرای ساده | در خاک ضعیف یا متورم‌شونده کافی نیست |
| گسترده (رادیه) | خاک ضعیف‌تر، بار پخش‌شده | پخش یکنواخت بار و کف یکپارچه | مصرف بتن و آرماتور بیشتر |
| دال روی زمین با تقویت لبه | ساختمان‌های سبک روی زمین سالم | کف و پی هم‌زمان ساخته میشود | نیاز به تراکم و زهکشی دقیق |
این جدول برای آشنایی اولیه است. انتخاب نوع پی را فقط مهندس سازه بعد از دیدن نتیجه‌ی آزمایش خاک می‌تواند انجام دهد.
مطالعه‌ی خاک
حتی برای ساختمان سبک، شناخت خاک زمین لازم است. نتیجه‌ی آزمایش خاک تعیین میکند پی چه ابعادی داشته باشد و آیا نیاز به اقدام ویژه (مثل تعویض خاک یا زهکشی) هست یا نه. صرفه‌جویی در همین مرحله می‌تواند هزینه‌ی خیلی بیشتری بعداً به بار بیاورد. مطالعه‌ی خاک معمولاً شامل گمانه‌زنی، نمونه‌برداری و گزارش ژئوتکنیک است و خروجی آن ظرفیت باربری، نوع خاک و توصیه‌های اجرایی است. این گزارش را بخواهید و نسخه‌ای از آن را در پوشه‌ی پروژه نگه دارید.
شیب زمین، زهکشی و آب‌های سطحی
پایین دیوارهای ال اس اف جایی است که بیشترین خطر رطوبت وجود دارد. اگر آب باران یا ذوب برف در اطراف ساختمان جمع شود و به پی برسد، به پروفیل‌های پایین و عایق‌ها آسیب می‌زند. بنابراین شیب‌بندی اطراف ساختمان باید طوری باشد که آب از پی دور شود. در زمین‌های شیب‌دار، دیوار حائل و کانال زهکشی بخشی از طراحی است. در مناطقی که یخبندان دارند، عمق پی باید پایین‌تر از عمق نفوذ یخ باشد تا حرکت زمین ساختمان را بلند نکند. این عمق در هر منطقه فرق دارد و باید از ضوابط و مهندس گرفته شود.
تراز و دقت ابعاد
در ال اس اف دیوارها روی پی سوار میشوند و اگر سطح پی اختلاف تراز داشته باشد، این خطا به دیوارها و سقف منتقل میشود. در کار با پروفیل‌های سبک جبران کردن یک انحراف چند میلی‌متری آسان نیست و ممکن است با شیم‌گذاری یا مهار زیر پروفیل اصلاح شود، که هرگز به‌اندازه‌ی پی تراز، خوب نیست. به همین دلیل کنترل تراز و ابعاد پی پیش از شروع نصب اسکلت یکی از مهم‌ترین مراحل است. با تراز لیزری یا دستگاه نقشه‌برداری، ارتفاع نقاط مختلف پی را در چند محل بخوانید و ثبت کنید. اختلاف مجاز را از نقشه یا مهندس بپرسید.
انکر بولتها
دیوارها با انکر بولت به فونداسیون وصل میشوند و در زلزله و باد بخش مهمی از نیروها از همین اتصال‌ها عبور میکند. محل، قطر و عمق کار گذاشتن انکرها از روی نقشه تعیین میشود و باید قبل از بتنریزی دقیق مشخص شود. جا افتادن آن‌ها بعد از بتنریزی ممکن است ولی با کیفیت قبلی برابر نیست. بعضی از انکرها داخل بتن تازه قرار می‌گیرند (مکانیکی/قلاب‌دار) و بعضی بعد از سخت شدن بتن با سوراخ‌کاری و چسب شیمیایی نصب میشوند. هر دو کاربرد دارند، ولی نوع، عمق و فاصله از لبه‌ی بتن را مهندس تعیین میکند.
نکته‌ی عملی: قبل از بتنریزی، یک عکس از مکان انکرها و قالب پی بگیرید و فاصله‌ها را بسنجید. بعد از بتنریزی دیگر نمیشود دید.
رطوبت و ارتفاع از زمین
پایین دیوار، جایی است که اسکلت فولادی بیشتر در معرض رطوبت قرار می‌گیرد. معمولاً قسمتی از پی بالاتر از سطح زمین ساخته میشود و بین پی و ترک پایین دیوار یک لایه‌ی عایق رطوبتی قرار می‌گیرد. این جزئیات ساده است ولی از زنگ‌زدگی پروفیل‌های پایین جلوگیری میکند. همین‌طور شیب‌بندی اطراف ساختمان باید طوری باشد که آب از پی دور شود. اگر کف ساختمان دال بتنی است، لایه‌ی مانع رطوبت زیر دال (مثلاً پلاستیک مخصوص) از بالا آمدن رطوبت خاک جلوگیری میکند.
کیفیت بتن و زمان عمل‌آوری
پی ال اس اف هم مثل هر پی دیگر به بتن با کیفیت و عمل‌آوری درست نیاز دارد. نمونه‌گیری از بتن و آزمایش مقاومت، تراکم مناسب با ویبره، و آبیاری بتن در روزهای اول از مراحل ثابت است. نصب اسکلت باید بعد از رسیدن بتن به مقاومت لازم انجام شود، نه به‌محض سفت شدن سطح آن. عجله در این مرحله، به‌خصوص برای رسیدن به مهلت‌ها، می‌تواند به ضعف اتصال انکرها و ترک پی منجر شود. زمان لازم را از مهندس بپرسید و در برنامه‌ی زمانی لحاظ کنید.
تفاوت کف روی زمین و کف طبقه‌ی بالا
کف طبقه‌ی همکف می‌تواند دال بتنی روی زمین باشد، ولی کف طبقه‌ی دوم در ال اس اف معمولاً با تیرچه‌های فولادی ساخته میشود. این تیرچه‌ها روی دیوارهای طبقه‌ی اول قرار می‌گیرند و بار خود و ساکنان را به آن‌ها می‌رسانند. بنابراین طراحی پی باید بار دیوارهای طبقه‌ی اول را (که حالا بار طبقه‌ی دوم را هم دارد) در نظر بگیرد. اگر قصد دارید در آینده طبقه‌ای اضافه کنید، بهتر است از ابتدا به مهندس بگویید تا پی را متناسب با آن بسازد، چون تقویت پی بعداً گران است.
زمین‌های خاص: شیب‌دار، سنگی و نزدیک آب
زمین‌هایی که در لواسان، دماوند و مناطق کوهستانی و ییلاقی ساخته میشوند معمولاً ساده نیستند. در زمین شیب‌دار، پی باید پله‌ای ساخته شود یا دیوار حائل داشته باشد و زهکشی پشت دیوار حیاتی است. در زمین سنگی، خاک‌برداری سخت‌تر است و گاهی لازم است پی روی بستر سنگ مهار شود. در زمین نزدیک رودخانه یا سطح آب بالا، هم رطوبت و هم احتمال تغییر خاک مسئله‌ی جدی میشود. در همه‌ی این موارد گزارش ژئوتکنیک و نظر مهندس سازه پیش از هر تصمیمی لازم است. ساختمان سبک این مزیت را دارد که بار کمتری به این شرایط وارد میکند، ولی هیچ‌کدام را نادیده نمی‌گیرد.
چند سؤال متداول درباره‌ی پی
آیا برای ساختمان ال اس اف میشود از شناژ یا پی سبک بتنی ساده استفاده کرد؟
نوع پی را مهندس طراح بر اساس خاک و بار تعیین میکند. پی بسیار سبک فقط در شرایط خاص و با محاسبه قابل قبول است و نباید به‌عنوان قاعده برای صرفه‌جویی انتخاب شود.
چقدر باید منتظر بمانم تا بتن آماده شود؟
این زمان به نوع بتن، دمای هوا و دستور مهندس بستگی دارد. در هوای سرد معمولاً بیشتر طول می‌کشد. نصب اسکلت قبل از رسیدن بتن به مقاومت لازم توصیه نمیشود.
اگر انکر جا نیفتاد یا کج شد چه کنم؟
با مهندس مشورت کنید. گاهی میشود انکر جدید با چسب شیمیایی نصب کرد، ولی نباید خودسرانه با جوش یا خم کردن مشکل را «پنهان» کرد.
آیا زیرزمین با ال اس اف ممکن است؟
دیوارهای زیرزمین که با خاک در تماس‌اند معمولاً بتنی ساخته میشوند، چون با رطوبت و فشار خاک سروکار دارند. ساختمان ال اس اف معمولاً از روی یک پی یا دیوار بتنی شروع میشود. این موضوع را در طراحی از ابتدا با مهندس در میان بگذارید.
آیا پی با ضوابط شهرداری هم باید هماهنگ باشد؟
بله. پروانه و نظارت شهرداری و نظام مهندسی شامل پی هم میشود و بازدید ناظر پیش از بتنریزی معمولاً الزامی است.
اشتباه‌هایی که زیاد دیده میشود
- اجرای پی بدون آزمایش خاک، به این دلیل که «ساختمان سبک است»
- بتنریزی بدون کار گذاشتن انکرها و «کاشتن» بعدی آن‌ها بدون هماهنگی
- نادیده گرفتن اختلاف تراز و تکیه بر شیم برای جبران
- نبودن لایه‌ی عایق رطوبتی بین پی و ترک پایین
- شیب‌بندی نامناسب اطراف ساختمان که آب را به سمت پی می‌برد
- شروع نصب اسکلت پیش از رسیدن بتن به مقاومت لازم
- پی بدون پیش‌بینی طبقه‌ی آینده در جایی که چنین برنامه‌ای دارید
هزینه‌ی فونداسیون چه چیزهایی دارد؟
هزینه‌ی فونداسیون ال اس اف را چند عامل تعیین میکند: وضعیت خاک و نیاز به مطالعه‌ی ژئوتکنیک، نوع پی (نواری، گسترده یا دال)، عمق و ابعاد، میزان خاک‌برداری و دسترسی ماشین‌آلات، آرماتور و بتن، زهکشی و دیوار حائل در زمین‌های شیب‌دار، و عایق رطوبتی. به همین دلیل نمیشود بدون دیدن زمین و نقشه عدد داد. معمولاً پی ال اس اف از پی ساختمان بتنی همان‌اندازه ارزان‌تر است که سبکتر است، ولی بخشی از این صرفه‌جویی به ازای دقت بیشتر در تراز و انکر صرف میشود. صرفه‌جویی واقعی از طریق طراحی درست و حذف اضافه‌کاری به دست می‌آید، نه حذف مطالعه‌ی خاک یا ضعیف کردن اتصال‌ها.
این مرحله کجای کار قرار دارد؟
فونداسیون اولین مرحله‌ی اجرایی است و هر ایرادی در آن در همه‌ی مراحل بعدی تکرار میشود. ترتیب کامل کار را در مراحل اجرای سازه ال اس اف ببینید. اگر هنوز سیستم برایتان تازه است، ال اس اف چیست را بخوانید و برای مقایسه‌ی بار و پی با اسکلت‌های دیگر، مقایسه‌ی ال اس اف با بتنی و فلزی را. ضوابطی که پی بر پایه‌ی آن‌ها طراحی میشود در نشریه ۶۱۲ و ۶۱۳ برای ساختمان‌های LSF معرفی شده است.
نقش ناظر در مرحله‌ی فونداسیون
بازدید ناظر قبل از بتنریزی یکی از چند نقطه‌ی کنترل رسمی پروژه است. ناظر ابعاد قالب، آرماتورگذاری، عمق پی، محل انکرها و سالم بودن بستر را می‌بیند و اجازه‌ی بتنریزی را صادر میکند. اگر مجری بخواهد این بازدید را «بعداً» انجام دهد یا بتنریزی را بدون هماهنگی انجام دهد، یک زنگ هشدار است. پس از بتنریزی هم نمونه‌های بتن (کپسول‌ها) باید به آزمایشگاه برسند و نتیجه‌شان در پرونده‌ی پروژه بایگانی شود. بیشتر دعواها و ابهام‌های بعدی با همین مستندات حل میشود.
چک‌لیست پیش از نصب اسکلت
- گزارش آزمایش خاک و نقشه‌ی پی در دست است.
- تراز سطح پی در چند نقطه اندازه‌گیری و ثبت شده است.
- محل و تعداد انکر بولتها با نقشه تطبیق داده شده است.
- عایق رطوبتی بین پی و ترک پایین پیش‌بینی شده است.
- بتن به مقاومت لازم رسیده است (طبق نظر مهندس).
- شیب‌بندی و زهکشی اطراف ساختمان آماده یا در برنامه است.
- عکس‌های قبل از بتنریزی (قالب، آرماتور، انکر) بایگانی شده‌اند.
برای پروژه‌ی شما
در طباطبائی کیا فونداسیون متناسب با خاک و بار سازه طراحی میشود. برای مشاوره با ۰۹۱۹۲۲۴۸۴۳۶ تماس بگیرید. صفحه‌های فونداسیون نصب ال اس اف و اجرا و نصب سازه ال اس اف هم اطلاعات بیشتری دارند. نمونه‌ی اجراشده را هم در پروژه‌ی روستای سینک لواسان ببینید.
