یکی از مهمترین مراحل در ساخت سوله، طراحی فونداسیون آن است. یک خطای کوچک در طراحی فونداسیون سوله، محاسبات بار، تراکم خاک و نحوه اجرای پی می‌تواد منجر به نشست سوله، ترک خوردگی و حتی تخریب سازه شود.

فونداسیون، دهانه بزرگی دارد و باید بارهای جانبی شدید و وزن سازه را به خوبی تحمل کند تا نشست و خرابی اتفاق نیوفتد. در این مطلب قصد داریم نکات کلیدی طراحی فونداسیون سوله برای جلوگیری از نشست و خرابی را مورد بررسی قرار دهیم تا با رعایت آنها، سوله‌های پایدار و بدون مشکل بسازید.

فونداسیون سوله چیست؟

سوله به سازه‌های فلزی با سقف‌های شیب دار گفته می‌شود که کف آنها را فونداسیون می‌نامند. فونداسیون نقش بسیار مهمی در استحکام و طول عمر سوله دارد؛ زیرا این بخش باید تمامی بارهای مرده، زنده، بار نیروی باد، بارهای قائم و جانبی سوله را تحمل کند و آنها را به صورت یکنواخت به زمین انتقال دهد.

با توجه به نقش مهم فونداسیون، طراحی آن باید بسیار دقیق و بر اساس نتایج ژئوتکنیک انجام شود. در طراحی فونداسیون سوله باید به عمق پی، ضخامت بتن، آرماتورگذاری، ابعاد صفحه ستون‌ها، نحوه اتصال آنها و نوع بولت پلیت توجه ویژه‌ای داشت.

نقشه فونداسیون سوله چیست؟

برای اجرای طراحی فونداسیون سوله به یک نقشه‌ی دقیق نیاز است؛ نقشه‌ای که جزئیات مربوط به ابعاد پی، نوع پی سازی، چگونگی آرماتورگذاری در فونداسیون سوله، نوع بتن، محل دقیق صفحه ستون‌ها، مشخصات انکر بولت‌ها و محل جایگذاری بولت پولت‌ها را به طول کامل شفاف سازی کرده باشد.

در نقشه فونداسیون علاوه بر نکات سازه‌ای مانند عمق گودبرداری و فاصله دقیق محورهای ستون‌ها، باید به عوامل محیطی مانند امکان رطوبت بالا، خوردگی آرماتورها، میزان فشار جانبی خاک و ارتعاشات احتمالی نیز اهمیت داد تا یک سازه پایدار و مستحکم داشت.

اگر طراحی فونداسیون سوله به عهده شخص دقیق و حرفه‌ای باشد، احتمالا درباره اینکه نوع انکر بولت چیست و چگونه برای اتصال صفحه ستون‌ها به فونداسیون باید از آن استفاده کرد را نیز در نقشه تعیین می‌کند.

آشنایی با انواع فونداسیون سوله

پیش از آنکه به نکات کلیدی طراحی فونداسیون سوله برای جلوگیری از نشست و خرابی بپردازیم، لازم است که اطلاعاتی درباره انواع فونداسیون سوله داشته باشید؛ زیرا انتخاب نوع فونداسیون در ساخت سوله ارتباط مستقیم با شرایط ژئوتکنیکی، میزان بارهای وارده، نوع سازه و کاربری آن دارد.

تکلیف فونداسیون در سازه‌های معمولی مشخص است؛ اغلب فونداسیون در این سازه‌ها از نوع گسترده یا نوار است. اما ساختار سوله به شکلی است که باید نوع فونداسیون را در هر پروژه مطابق با شرایط موجود مشخص کرد. در ادامه به معرفی رایج‌ترین انواع فونداسیون سوله خواهیم پرداخت.

فونداسیون منفرد سوله

اقتصادی‌ترین فونداسیون سوله، نوع منفرد آن است که اغلب در کارگاه‌ها و سوله‌های بزرگ به کار می‌رود. در این روش، بیس پلیت‌ها هنگام بتن‌ریزی تعبیه می‌شوند و برای آماده ‌سازی آنها نیز معمولا از ابزارهای تخصصی برش فلز استفاده می‌شود؛ به همین لازم است پیش از اجرای فونداسیون به یک مرکز فروش اره نواری یا ابزارهای مشابه مراجعه کرد.

در این روش، فونداسیون منفرد مانند نقاط نگهدارنده جداگانه در محل پلیت‌های تعبیه شده برای قرارگیری ستون‌ها، اجرا می‌شوند.

فونداسیون نواری سوله

فونداسیون نواری به صورت طولی مانند یک نوار بتنی در زیر خط ستون‌ها اجرا می‌شود تا بارهای سازه را به طور یکنواخت به زمین منتقل کند. در کارگاه‌های ساخت سوله، برای برش پروفیل‌ها و صفحات فلزی متصل به ستون‌ها گاهی از اره آتشی استفاده می‌شود تا عملیات برش سریع‌تر و دقیق‌تر انجام شود.

زمانی که محل ستون‌های سوله در امتداد یکدیگر باشند، بهتر است فونداسیون را به شکل نواری اجرا کرد. فونداسیون نواری به صورت طولی مانند یک نوار بتونی در زیر خط ستون‌ها اجرا می‌شود تا بارهای سازه را به طور یکنواخت به زمین منتقل کند.

در کارگاه‌های ساخت سوله، برای برش پروفیل‌ها و صفحات فلزی که به ستون‌ها متصل هستند گاهی از اره آتشی استفاده می‌شود تا عملیات برش سریع‌تر و دقیق‌تر انجام شود. اینگونه می‌توان پروژه را با کیفیت و سرعت بیشتری پیش برد.

فونداسیون نواری سوله شبیه یک کمربند عریض و بتنی است که در امتداد دیواره‌های جانبی و محل ستون‌هایی که در یک ردیف قرار دارند کشیده می‌شود. از آنجایی که شالوده نواری سوله به صورت پیوسته است، می‌تواند وزن و نیروهای وارده به سازه را در سطح بیشتری از خاک پخش کند و از نشست‌های موضعی جلوگیری نماید.

قطعات فولادی که قرار است به پی گسترده متصل شوند باید با دقت بالا برش و آماده سازی شوند تا به عملکرد بهتر فونداسیون کمک کنند. در بسیاری از کارگاه‌های صنعتی برای برش زاویه‌دار و اصولی تیرها و پلیت‌ها از اره نواری بازویی زاویه‌بر استفاده می‌شود؛ زیرا این ابزار دقت بیشتری در تنظیم زاویه برش دارد.

فونداسیون گسترده سوله

فونداسیون گسترده سوله  را با نام پی رادیه نیز می‌شناسند که می‌توان آن را به یک صفحه بتنی پهن و ضخیم تشبیه کرد. این صفحه بتنی زمانی که بارهای وارده زیاد باشد یا ظرفیت باربری خاک پایین ارزیابی شود، در زیر کل سازه یا چند ستون اصلی اجرا می‌شود.

در سوله‌های سنگین که فاصله‌ی ستون‌ها کم است باید از فونداسیون رادیه برای انتقال صحیح نیرو استفاده کرد؛ زیرا این نوع پی باعث می‌شود تمرکز نیرو از حالت نقطه‌ای به شکل گسترده و یکنواخت در بیاید. برای برش قطعات ضخیم فولادی مورد استفاده در این نوع فونداسیون، می‌توان از دستگاه اره سرد استفاده کرد تا بدون ایجاد حرارت برشی باکیفیت ایجاد شود.

در سوله‌های سنگین که فاصله‌ی ستون‌ها کم است باید از فونداسیون رادیه برای انتقال صحیح نیرو استفاده کرد؛ زیرا این نوع پی باعث می‌شود تمرکز نیرو از حالت نقطه‌ای به شکل گسترده و یکنواخت در بیاید.

شالوده گسترده سوله به عنوان یک صفحه بزرگ و یکپارچه بتنی در زیر سازه، احتمال نشست غیر یکنواخت، ترک خوردگی ستون‌ها، یا کج شدن قاب‌ها را به حداقل می‌رساند.

هزینه فونداسیون گسترده سوله نسبت به مدل نواری و منفرد بیشتر است، اما اگر ایمنی و عملکرد سازه در شرایط بحرانی اهمیت بالایی داشته باشد باید این هزینه را گردن گرفت و درست‌ترین روش را استفاده کرد.

فونداسیون شمعی سوله

در پروژه‌هایی که قرار است روی خاکی سست، ریزدانه یا مرطوب سوله ساخته شود، باید فونداسیون شمعی برای استحکام سازی اجرا شود. به ستون‌های بلند، باریک و بسیار مقاوم شمع گفته می‌شود که برای انتقال نیرو از سازه به لایه‌های عمیق‌تر و محکم‌تر خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زمانی که خاک سطحی نتواند وزن سازه را تحمل کند، این بار را از طریق شمع به لایه‌های زیرین خاک که مقاوم‌تر هستند انتقال می‌دهند. این شمع‌ها در سه دسته شمع بتنی پیش ساخته، شمع بتنی درجا و شمع فولادی قرار می‌گیرد که باید بر اساس میزان بار وارده بهترین نوع را انتخاب کرد.

فونداسیون ترکیبی سوله

فونداسیون ترکیبی سوله زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که محل ستون‌ها، فاصله‌ی آنها، میزان استحکام خاک و… در بخش‌های مختلف سازه متفاوت باشد. برای مثال اگر در یک پروژه، بخشی از خاک سست و بخشی محکم باشد، از ترکیب فونداسیون منفرد و شمعی استفاده می‌شود.

نکات کلیدی طراحی فونداسیون سوله برای جلوگیری از نشست و خرابی

طراحی فونداسیون سوله باید به صورت کاملا مطمئن و استاندارد انجام شود، زیرا استحکام سازه کاملا به کیفیت پی آن بستگی دارد. سوله‌ها دارای ویژگی‌های خاصی مانند دهانه بزرگ، بارهای جانبی شدید و تمرکز بالای نیرو در محل ستون‌ها هستند که باعث می‌شوند این سازه‌ها در برابر نشست و ترک خوردگی حساس باشند.

نشست و خرابی سوله می‌توان هزینه‌های سنگینی به همراه داشته باشد، پس بهتر است از همان ابتدا به تمام نکات مهم برای جلوگیری از این اتفاق توجه داشته باشید. در ادامه مهمترین نکات برای جلوگیری نشست و خرابی فونداسیون سوله را بررسی خواهیم کرد.

انتخاب نوع فونداسیون متناسب با ظرفیت باربری خاک

طراحی فونداسیون سوله باید بر اساس ظرفیت باربری خاک، میزان نشست پذیری آن، سطح رطوبت خاک و نوع بارهای وارده به سازه انجام شود. در خاک‌های مقاوم می‌توان از فونداسیون منفرد یا نواری استفاده کرد، در حالی که زمین ‌های سست و مرطوب به پی‌های گسترده و شمعی نیاز دارند.

طراحی صحیح صفحه ستون و بولت پلیت‌ها

صفحه ستون و بولت پلیت هنگام بتن ریزی در محل‌های مناسبی جایگذاری می ‌شوند. این دو جزء، مهمترین بخش از سوله سازی هستند که نقطه انتقال بارهای سازه به فونداسیون را مشخص می‌کنند. هنگام طراحی آنها باید به یکنواختی توزیع تنش، ضخامت مناسب هر صفحه، طول مهاری بولت پلیپ‌ها و فاصله آنها توجه داشت.

آرماتورگذاری اصولی و مطابق آیین نامه

آرماتورگذاری فونداسیون باید بر اساس آیین نامه‌های جدید مانند ACI یا مقررات ملی ایران انجام شود. برای آرماتورگذاری حرفه‌ای و اصولی باید از میلگردهای با قطر مناسب استفاده شود، فاصله استاندارد میان آرماتورها رعایت شود، آرماتورهای خمشی و برشی به صورت صحیح جانمایی شوند و یک پوشش بتنی روی آنها قرار گیرد تا مقاومت سازه در برابر ترک خوردگی بیشتر شود.

برای آرماتوربندی می‌توانید روی ابزارهای برند جولیا حساب باز کنید؛ زیرا این ابزارها در برش تمیز و سریع میلگردها کمک زیادی می‌کنند.

تعیین عمق مناسب فونداسیون بر اساس شرایط محیطی

فوندانسیون‌ها فقط یک تیکه‌گاه روی خاک برای سازه نیستند، بلکه باید تا عمق مشخصی به درون زمین نفوذ کنند. عمق فونداسیون بر اساس ظرفیت باربری خاک، میزان احتمال یخ زدگی، سطح رطوبت  و پایداری جانبی سازه‌ها به دقت تعیین شود.

اجرای فونداسیون کم عمق می‌تواند سازه را در برابر نیروهای جانبی باد و واژگونی آسیب پذیر کند؛ بنابراین عمق پی باید به گونه‌‌ای انتخاب شود که بتواند وزن سازه را کاملا یکنواخت به زمین منتقل کند تا بتواند در برابر شستگی و تغییرات اقلیمی پایداری لازم را داشته باشد.

استفاده از بتن با مقاومت استاندارد و عمل‌آوری صحیح

بتن، اساس پی ریزی و ساخت فونداسیون را بر عهده دارد؛ به همین سبب استفاده از بتن مقاوم، رعایت نسبت آب به سیمان، حفظ تراکم اصولی و لرزش صحیح از ملزومات ساخت سوله هستند. پس از بتن ریزی، عمل آوری آن مطرح می‌شود که باید به صورت مناسب و مدام انجام شود. عمل آوری صحیح برای جلوگیری از ترک‌های ناشی از جمع شدگی یا خشک شدن سریع ضروری است.

توجه به اتصالات در فونداسیون سوله

اتصال اجزای مختلف به شالوده سوله باید با بهترین ابزارها و مناسب‌ترین روش انجام شود تا تضمینی بر استحکام سازه باشند. در این پروژه‌ها نوع جوشکاری بسیار اهمیت دارد؛ برای مثال هنگام اتصال قطعات فلزی سنگین، باید از تکنیک‌هایی مشابه جوش چدن با دستگاه جوش در بخش فلزی‌کاری سازه‌ها استفاده شود.

جلوگیری از تمرکز تنش در محل اتصال ستون

زمانی که بارهای زیادی در سطحی محدود منتقل شوند، تمرکز تنش رخ می‌دهد. این اتفاق ممکن است در محل اتصال ستون‌ها به صفحه ستون دیده شود که در بحث مهندسی، خوشایند نیست. برای جلوگیری از تمرکز تنش روی این بخش‌ها باید ابعاد صفحه ستون، نحوه جوش‌ها و نوع پیچ‌ها به درستی انتخاب شوند.

رعایت کاور بتن و جزئیات اجرایی برای جلوگیری از خوردگی

آرماتور از مجموعه‌ی چند میلگرد با اتصالات خاص ایجاد می‌شود که باید روی آنها را با بتن کاور کرد. این کاور از آرماتور در برابر رطوبت، مواد خورنده و کربناته شدن میلگردها محافظت می‌کند. ضخامت استاندارد کاور بتنی آرماتور معمولا حدود 5 الی 7 سانتی‌متر است که بر اساس حساسی پروژه تغییر می‌کند.

کیفیت واقعی ابزار را در ایده‌آل برش تجربه کنید

در طراحی فونداسیون سوله، رعایت نکات کلیدی از جمله انتخاب نوع فونداسیون مناسب، نحوه آرماتورگذاری اصولی، چگونگی کنترل نشست، استفاده از بتن باکیفیت برای کاور آرماتور و نحوه جلوگیری از تمرکز تنش در صفحه ستون‌ها برای پایداری و طول عمر سازه ضروری است.

مهندسان حرفه‌ای با توجه به شرایط خاک و بارگذاری سوله، درباره استفاده از فونداسیون نواری، گسترده، شمعی یا ترکیبی تصمیم می‌گیرند تا از بروز نشست نامتقارن و خرابی‌های احتمالی جلوگیری کنند. برای تهیه ابزارآلات تخصصی جهت اجرای آسان و دقیق این فونداسیون‌ها می‌توانید از مسیر ایده‌آل برش گذر کنید.