بخشی از مقاله
توضیح نکات کابردی در ساخت یک بنا
سقف :
همانطور که در قسمتهای قبل توضیح داده شد سقف ساختمانهای بتونی یا تیرچه بلوک است یا دال بتونی ریخته شده در محل ویا دال بتونی پیش ساخته.
سقفهای تیرچه بلوک :
اجزاء تشکیل دهنده سقف تیرچه بلوک
1-تیرچه
2-بلوک
3-میله گرد ممان منفی
4-میله گرد حرارتی
5-کلاف عرضی
6-قلاب عرضی
7-بتون
1-تیرچه :
متدوال ترین نوع تیرچه درایران تیرچه های بتونی می باشد که با قالب سفالی و یا بدون قالب سفالی تهیه و عرضه می گردد.
تیرچه های معمولی با خرپا مسلح می باشند خرپا از سه قسمت تشکیل می شود.
1-میله گردهای کف خرپا می باشد که تعداد و قطر آن طبق محاسبه بدست می آید. و باید از لحاظ طول و تعداد ونوع میله گرد ( ساده یا آجدار) کاملا مطابق نقشه باشد کلیه ممانهای مثبت تیرچه وسیله همین میله گردهاتحمل می شود با توجه به اینکه اغلب مهندسین محاسب برای
صرفه جوئی طول یک یا چند میله گرد را کوتاه تر تعیین می نمایند این میله گردها باید درست در وسط طول تیرچه ( محل ممان مثبت بحرانی ) قرار گیرد. برای اینکه این میله گردها در موقع بتون ریزی جابه جا نشود بهتر است آنها را بوسیله یک یا چند میله گرد عرضی به همدیگر جوش بدهیم.
2-میله گرد فوقانی خرپا که از میله گرد 8 یا 10 و یا 12 آجدار بوده و داخل بتون سقف و میله گرد های حرارتی قرار می گیرد.
3-آنگاه میله گرد مارپیچ یا میله گرد مهاری خرپا است که میله گرد کف را به میله گرد فوقانی متصل می نماید. خرپای بعضی از تیرچه ها از ورق و یا تؤاما از ورق و میله گرد می باشد ولی متدوال ترین نوع خرپا از میله گرد ساخته می شود این خرپا را در داخل قالب فلزی و یا سفالی قرار می دهند، آنگاه بتونی با عیار 400 یا 450 کیلوگرم سیمان و مصالح سنگی ریز دانه تهیه نموده وقالب را که در حدود 10 سانتیمتر پهنا و 4 سانتیمتر ارتفاع دارد از این بتون پر کرده و بوسیله میز لرزان آنرا ویبره
می نمایند. اگر قالب فلزی باشد بعد از سخت شدن بتون آن را از قالب جدا کرده و چند روزی در حوضچه های آب قرار داده آنگاه به بازار عرضه می کنند ولی اگر قالب سفالی باشد این قالب همیشه همراه تیرچه خواهد بود. در هر حال چه قالب سفالی و چه قالب فلزی باشد تیرچه باید چند روز در حوضچه های آب قرار گیرد.
اگر از قالب سفالی استفاده می شود بهتر است قبل از بتون ریزی آنرا در حوضچه های آب قرار داده تاکاملا زنجاب شود زیرا در غیر اینصورت آب بتون مجاور خود را مکیده و آنرا پوک می نماید. در موقع بتون ریزی تیرچه بهتر است خرپا را قدری در محل خود جا به جا کنیم تا مطمئن شویم که کلیه میله گردهای تحتانی آن داخل بتون واقع شده و کاملا در بتون غرق می باشد. بعضی از تیرچه
های بتونی پیش تنیده می باشد که معمولا دارای مقطعی سپری شکل بوده و فاقد میله گرد فوقانی وهمچنین میله گرد مارپیچ می باشد. میله گردهای تحتانی این نوع تیرچه ها را قبل از بتون ریزی با روش خاص و وسائل مخصوص کشیده آنگاه بتون ریزی می نمایند و تا سخت شدن کامل بتن آنرا در حال کشش نگاه میدارند. به این نوع تیرچه ها اصطلاحا تیرچه بتونی پیش تنیده می گویند.
¬حمل و نقل انبار کردن تیرچه :
حمل و نقل و انبار کردن تیرچه ها باید با دقت انجام شود زیرا در اثر کوچکترین بی احتیاطی در موقع حمل و نقل و یا انبار کردن آنها ممکن است تیرچه شکسته و یا ترک بخورد و در موقع نصب نیر ترکها مشاهده نشده و در دراز مدت موجب خسارات جبران ناپذیری بشود. در موقع حمل و نقل بهتر
است از میله گردهای فوقانی بعنوان دستگیره استفاده شود و بهتر است که بوسیله دو نفر کارگر دو سر تیرچه گرفته شود. بطوریکه اگر طول تیرچه را به a نمایش دهیم باید تیرچه از محل گرفته شود بطوریکه قسمت آزاد بین دو کارگر مساوی باشد در موقع انبار کردن تیرچه ها باید زیر آنرا کاملا مسطح نموده و آنها را در کنار هم قرار دهیم آنگاه روی تیرچه های ردیف اول را حداکثر بفاصله یک متر به یک متر چوب چهار تراش قرار داده و تیرچه ردیف بعد را روی آن قرار دهیم باید دقت شود که کلیه چهار تراش های ردیف در یک محور واقع شود. و فاصله تخته های کنار تا لبه تیرچه بیش از 20 تا 50 سانتیمتر نباشد. بدین طریق می توان حداکثر تا 6 ردیف تیرچه را روی هم انبار نمود. بهتر
است تیرچه های هم طول با هم انبار شود زیرا در این صورت در موقع استفاده از جابجائی بیهوده آن جلوگیری می شود.
2-بلوک :
بلوکهای مورد استفاده در سقف های تیرچه بلوک معمولا بتونی یا سفالی است و هیچ گونه باری را تحمل نمی نماید و فقط بعنوان قالب مورد استفاده قرار می گیرد. بلوک های سفالی از لحاظ وزن سبک تر بوده و بار کمتری را به ساختمان وارد می نماید عرض بلوکها معمولا 40 سانتی متر بوده گاهی نیز آنها را تا 60 سانتیمتر هم می سازند وارتفاع آن تابع ضخامت سقف و بار سقف بوده و بین 20 تا 25 سانتیمتر است بلوک باید طوری طرح شود که به راحتی قابل حمل و نقل بوده و روی تیرچه قرار بگیرد.
بلوک ها دارای لبه ای هستند که بوسیله آن بر روی تیرچه قرار می گیرند. اگر از تیرچه با قالب سفالی استفاده می شود بهتر است از بلوک سفالی نیز استفاده گردد زیرا به علت هم رنگ بودن مصالح بعد از سفید کاری روی سقف ایجاد سایه نمی نماید.
3-میله گردهای ممان منفی
با فرض اینکه تکیه گاه تیرچه ها گیردار فرض می شود در محل تکیه گاه ممانی ایجاد می گردد که می باید بوسیله میله گردی تحمل شود به این لحاظ اگر دو عدد تیرچه به یک تیر خم شود میله گرد فوقانی تیرچه ها را بوسیله محاسبه تعیین می گردد و معمولا میله گردی به قطر 8 یا 10 یا 12
استفاده می گردد. در آخرین دهانه که تیرچه به یک تیر ختم می گردد نیز میله گردی را بصورت گونیا خم نموده و قسمت کوتاه گونیا را داخل آهنهای تیر یا یا میله گردهای تیر بتونی قرارداده و قسمت مستقیم را روی میله گرد فوقانی تیرچه گذاشته و چند جای آنرا با سیم آرماتوربندی می بندند به این قطعات میله گرد ممان منفی می گویند.
4-میله گرد حرارتی
بعد از اتمام سقف و گذاشتن کلیه آهنها یک سری میله گرد در جهت عمود بر میله گرد های بالای تیرچه به فاصله تقریبی 25 الی 40 سانتیمتر قرار می دهند قطر این میله گردها به وسیله محاسبه تعیین می شود و معمولا میله گردی با قطر 6 یا 8 یا 10 می باشد به این آهن ها میله گرد حرارتی می گویند این میله گردها باید به کلبه آهنهای تیرچه با سیم آرماتوربندی بسته شود.
5-کلاف عرضی
از دهانه 2/4 متر به بالا در وسط دهانه بین بلوک ها (عمود بر جهت تیرچه) فاصله در حدود حداقل ده سانتیمتر قرار می دهند و زیر این فاصله را تخته ای قرار داده و درون این فاصله حداقل 2 میله گرد به قطر 10 میلیمتر یکی بالا و یکی پایین قرار می دهند میله گرد بالا را به میله گردهای بالایی تیرچه می بندند و میله گرد پائین را هم به آهنهای مارپیچ تیرچه متصل می نمایند و این فضا بعد از
آنکه بوسیله بتون پر شد مانند تیری عمود بر تیرچه ها قرار گرفته و درمقابل ممانهای وسط تیرچه مقاومت خواهد نمود و برای دهانه های بیش از 6 متر دو عدد کلاف عرضی با فاصله های مساوی در نظر می گیریم. برای اطمینان بیشتر بهتراست کلاف عرضی را از دهانه 5/2 متر به بالا ایجاد نمائیم.
6-قلاب اتصال :
در ساختمانهایی که اسکلت آن فلزی است میله گردهای تیرچه روی نیمی از بال پل قرار می گیرند که پهنای آن در حدود 2 تا 3 سانتیمتر می باشد. در شرایط عادی این تکیه گاه کافی است ولی اگر سقف در اثر نیروی زلزله جابجا شود تیرچه از تکیه گاه خود خارج شده و سقف سقوط خواهد کرد.
برای جلوگیری از ین عیب میله گردهایی را که قطر آن بوسیله محاسبه تعیین می شود و معمولا از میله گردهایی به قطر 12 یا 14 میلیمتر استفاده می شود به شکل زیر خم می کند و بوسیله آن تیرچه و آهن پل را به همدیگر متصل می نمایند.
در شکل طول d′ باید مساوی عرض جان پلی باشد که تیرچه به آن ختم می شود زاویه های a و β باید 45 درجه باشد و طول d با توجه به طول دهانه بوسیله محاسبه تعیین می گردد و در حدود 40 الی 50 سانتیمتر است و باید به میله گردهای هفت و هشت تیرچه بسته شود. گذاشتن این قلابها برای ساختمانهایی که اسکلت آن فلزی است الزامی می باشد و بهتر است برای ساختمانهای بتونی نیز گذاشته شود.
7-بتون ریزی :
پس از چیدن تیرچه و بلوک و بستن آرماتورهای تیرها و بستن میله گردهای ممان منفی و میله گردهای حرارتی و گذاشتن قلابهای اتصال اقدام به بتون ریزی می نمائیم قبل از بتون ریزی باید یک بار دیگر کلیه آرماتورهای سقف کنترل شده و مخصوصا فاصله آنها از یکدیگر و اتصال آنها به همدیگر بازدید شود و در صورت بی عیب بودن کار اقدام به بتون ریزی می نمائیم. بهتر است برنامه ریزی طوری انجام بشود که کلیه بتون سقف در یک روز ریخته شود اگر بعللی این کار ممکن نشد باید محل قطع بتون با نظر مهندس محاسب باشد. محل قطع بتون ریزی بهتراست روی بلوک ها باشد نه روی تیرها و شاه تیرها.
در موقع بتون ریزی تیرهای اصلی و فرعی باید حتما از ویبراتور استفاده شود باید دقت شود که فاصله بین بلوک ها که تیرچه قرار دارد از بتون کاملا پر شود. کلفتی بتون روی سقف باید یکنواخت بوده و باید در ضمن بتون ریزی و قبل از آنکه بتون کاملا سخت شود روی آن بوسیله ماله کشی تخت گردد. حداقل ضخامت بتون روی بلوک 5 سانتیمتر است برای سهولت کار در حین ماله کشی این ضخامت را بوسیله یک
بعد از ایجاد تکیه گاههای موقت تیرچه هارا روی تیرهای اصلی (فلزی-بتونی دیوار آجری) قرار می دهند قبل از نصب تیرچه روی تیرهای اصلی باید دقت نمود که ترک خوردگی ویا شکستگی در تیرچه موجود نباشد. کمر تیرچه را به فاصله های حداکثر تا 5/1 متر بوسیله تیرهای چوبی نگاه می دارند تا از شکم دادن آن جلوگیری به عمل آورند بهتراست تیرهای چوبی را طوری قرار دهند تا وسط تیرچه در حدود 2 تا 3 سانتیمتر بلندتر از سطح تراز قرار گیرد.
این خیز بستگی به دهانه سقف داشته و بوسیله مهندس محاسب تعیین می گردد. تیرچه ها به فاصله تقریبی 40 سانتیمتر از همدیگر قرار می گیرند و بعد از گذاشتن هر تیرچه فاصله آنرا تا تیرچه بعدی بوسیله گذاشتن یک عدد بلوک در ابتدا و یک عدد در انتهای آن تنظیم می نمایند. از دهانه 20/4 به بالا کار گذاشتن میله گردهای کلاف عرضی اجباری است این میله گردها که به صورت تیری عمود بر تیرچه ها بوده و در وسط دهانه قرار می گیرند و مطابق آنچه که قبلا گفته شد برای دهانه های بیش از
حداقل عرض این کلاف 10 سانتیمتر و حداقل باید به 2 عدد میله گرد یکی در بالا و یکی در پائین مجهز باشد. بهتر است این میله گردها به میله گرد بالای تیرچه و میله گرد هفت و هشت تیرچه ها بسته شود.در محل اتصال تیرچه اصلی یا دیوار باید میله گردهای تیرچه لخت شده و در حدود 15 سانتیمتر روی دیوار یا داخل آرماتورهای تیر اصلی قرار گیرد که بعدا این قسمت به وسیله بتون سقف پوشیده می شود اگر پلهای اصلی فلزی می باشد نباید میله گردهای تیرچه را به آن جوش داد. اگر تیرچه روی دیوار آجری قرار می گیرد بهتر است روی دیوار شناژ بالاطبق آنچه که قبلا گفته شد اجراء گردد، و میله گرد تیرچه داخل شبکه شناژ قرار گیرد.
برای عبور کانالهای تأسیساتی (کانال کولر-کانال تهویه مطبوع-کانالهای فاضل آب و غیره) باید حتی الامکان سعی شود که عرض کانالها از یک بلوک تجاوز نکند ولی چنانچه به عرض بیشتری احتیاج پیدا کردیم باید با قطع تیرچه در آن محل و مهار کردن میله گردهای تیرچه در آرماتورهای عرضی محل عبور کانال را فراهم نمود. طبق شکل. با توجه به اینکه بار تیرچه قطع شده را تیرچه های اطراف تحمل می نمایند میله گردهای آرماتورهای عرضی باید دقیقا محاسبه شده و طبق نقشه اجرا گردد. بعد از بلوک چینی باید میله گردهای ممان منفی گذاشته شده و این میله گردها که دو تیرچه مقابل را به همدیگر متصل می نمایند باید به میله گرد فوقانی تیرچه ها بسته شود حداقل طول این میله گردها طبق محاسبه بدست می آید.
باید دقت نمود که تیرچه های دو طرف یک پل حتما مقابل همدیگر قرار گیرند تا بستن میله گرد
های ممان منفی به سهولت امکانپذیر باشد. چنانچه اجبارا تیرچه ها مقابل یکدیگر واقع نشدند باید برای هر تیرچه میله گرد ممان منفی جداگانه در نظر گرفت بطوریکه نیمی از این میله گرد روی تیرچه و نیم دیگر آن داخل بتون سقف قرار گیرد. برای آنکه برای عبور لوله های تأسیسات مخصوصا لوله های فاضلاب دچار اشکال نشویم بهتر است تیرچه ها در طبقات مختلف درست مقابل همدیگر قرار گیرند برای اینکار بهتر است حتما در تمام طبقات تیرچه چینی از یک سمت شروع شود.
در مواردی که احتیاج به طره (کنسول) میباشد بهتر است که طول کنسول بیش از دهانه سقف مجاور آن نباشد و بار آن و قطر میله گرد ممان منفی حتما بوسیله محاسبه تعیین شود زیرا کلیه بار این قسمت از سقف وسیله همین میله گردهای ممان منفی تحمل می گردد.
بعد از کار گذاشتن میله گردهای ممان منفی می باید میله گردهای حرارتی کار گذاشته شود. این میله گردها، معمولا در جهت عمود بر تیرچه به فاصله حدود 30 سانتیمتر از همدیگر کار گذاشته شودمیله گردهای حرارتی برای توزیع بار و جلوگیری از ترک خوردن بتون سقف در اثر تغییر حجم بتون ناشی از تغییر درجه حرارت مورد استفاده می باشد این میله گردها که معمولا از میله گرد نمرات 6
یا 8 یا 10 استفاده می شود باید صاف و بدون انحنای موضعی باشد. بعد از گذاشتن میله گردهای حرارتی می باید دور سقف بوسیله تخته بسته شده و اقدام به بتون ریزی نمایند حداقل قطر بتون روی بلوک 5 سانتیمتر می باشد. قبل از بتون ریزی روی بلوک ها را آب پاشی می نمایند تا سیراب شده (زنجاب گردد) و آب مجاور خود را نمکیده و موجب فساد بتون نشود. محافظت از بتون ریخته شده در فصول قبل توضیح داده شده است.
پی کنی
اصولا پی کنی به دو دلیل انجام می شود.
1-دسترسی به زمین بکر
با توجه به اینکه کلیه بار ساختمان بوسیله دیوارها یا ستون ها به زمین منتقل می شود در نتیجه ساختمان باید روی زمینی که قابل اعتماد بوده و قابلیت تحمل بار ساختمان را داشته باشد بنا گردد. برای دسترسی به چنین زمینی ناچار به ایجاد پی برای ساختمان می باشیم.
2-برای محافظت پایه ساختمان
برای محافظت پایه ساختمان و جلوگیری از تأثیر عوامل جوی در پایه ساختمان باید پی سازی نمائیم. در غیر اینصورت حتی در بهترین زمینها نیز باید حداقل پی هایی به عمق 40 تا 50 سانتی متر حفر کنیم.
تقسیم بندی زمینها از نظر مقاومت بار ساختمان
بطور کلی زمینها به چند دسته تقسیم می شوند.
الف-زمینهای خاکریزی شده (زمینهای خاک دستی) مانند بعضی از اراضی شمال تهران و خندقهای پر شده که همه بوسیله خاک دستی پر شده اند. مقاومت این زمینها بسیار کم بوده و قدرت مجاز آنها در حدود 80 گرم بر سانتیمتر مربع می باشد. این زمینها بدون پی سازی های ویژه مانند شمع کوبی و غیره بهیچ وجه برای ساختمان مناسب نیستند.
ب-زمینهای ماسه ای، مانند زمینهای سواحل دریا این زمینها برای ساختمانهای سبک مناسب هستند و در حدود 1 تا 2/1 کیلوگرم بر هر سانتیمتر مربع بار تحمل مینمایند و در بعضی از انواع زمینهای سواحل دریا که ماسه ای بوده که و بکلی فاقد خاکهای چسبنده میباشد ( خاک رس) بیش از 500 گرم بار تحمل نمی کنند. در این گونه زمینها نیز باید برای ساختمانهای سبک طبق شرایطی محلی پی سازی ویژه صورت بگیرد و برای ساختمانهای بزرگ ابعاد پی باید با توجه به مطالعات مکانیک خاک و بر طبق محاسبه ساخته شود.
ج-زمینهای شنی-اگر این زمینها دارای دانه بندی خوب باشند بطوریکه دانه های ریز فضای خالی بین دانه ها درشت تر را پر نموده و تولید جسم توپر و متراکمی کرده باشد و این دانه بندی بوسیله ماده چسبنده بهم متصل باشد (خاک رس به اندازه لازم ) برای ساختمان بسیار مناسب بوده و مقاومت مجاز آن در حدود 5/2 و حتی 5/3 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد به این گونه زمینها زمین دج گفته می شود.
د-زمینهای رسی-این زمینها بدو دسته تقسیم می شوند.
1-زمینهای رس خشک که فشاری در حدود 5/1 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را تحمل می نمایند مانند زمینهای جنوب تهران.
2-زمینهای رس تر (آبدار)-این زمینها بواسطه وجود آب فراوان داخل خاک دارای سستی های زیاد بوده و قدرت مجاز آن بر حسب در صد آب موجود در آن متفاوت است. باید توجه نمود که اعداد داده شده در فوق برای مقاومت مجاز زمین در خاکهای مختلف کاملا تقریبی بوده زیرا تعیین مقاومت مجاز خاک به عوامل دیگر از قبیل آب های تحت الارضی و درصد خاکهای چسبنده و غیره نیز بستگی دارد که از بحث این کتاب خارج است.
ابعاد پی
عرض و طول و عمق پی ها کاملا بستگی به وزن ساختمان و قدرت تحمل خاک محل ساختمان دارد. در ساختمانهای بزرگ قبل از شروع کار بوسیله آزمایشات مکانیک خاک قدرت مجاز تحملی زمین را تعیین نموده و از روی آن مهندس محاسب ابعاد پی را تعیین می نماید. ولی در ساختمانهای کوچک که آزمایشات مکانیک خاک در دسترس نیست باید از مقاومت زمین در مقابل بار ساختمان مطمئن شویم. اغلب مواقع قدرت مجاز تحملی زمین برای ساختمانهای کوچک با مشاهده خاک پی و دیدن طبقات آن و طرز قرار گرفتن دانه ها به روی همدیگر و یا با ضربه زدن
به وسیله کلنگ به محل پی قابل تشخیص میباشد. گاهی اوقات نیز برای بدست آوردن اطمینان بیشتر می توان اقدام به آزمایشات ساده محلی نمود که چند نمونه از این آزمایشات ذیلا شرح داده می شود. قبل از انجام آزمایش جهت تعیین قدرت مجاز خاک باید از وزن ساختمان و میزان باری که از طرف ساختمان به زمین وارد می شود آگاه شویم.
وزن ساختمان
منظور از تعیین وزن ساختمان وزنی است که بوسیله پی سازی در اثر بار مرده و بار زنده ساختمان به هر سانتیمتر مربع زمین وارد بشود. مثلا در ساختمانهای بنایی ابتدایی یکی از دیوارهایی که حمال بوده و از لحاظ بار وزن بیشتری را تحمل می نمایند در نظر می گیریم و وزن بار مرده و بار زنده وارد شده از این دیوار به پی را مورد مطالعه قرار می دهیم. برای اینکار ابتدا از وزن دیوار را محاسبه می نمائیم. آنگاه این وزن را با بار مرده و زنده وارده از سقف به روی دیوار جمع نموده و بر سطح پی تقسیم می کنیم تا وزن وارد بر یک سانتیمتر مربع بدست آید.
رآن وارد می شود.
حل :
ابتدا بار سنگین ترین دیوار را در نظر گرفته وزن باری که یک متر طول این دیوار به پی وارد می کند محاسبه می کنیم. فرض بر این است که عرض دیوار 45 سانتیمتر و ارتفاع ساختمان 4 طبقه 12 متر می باشد. و این دیوار طاقی با دهانه 6 متر را تحمل می نماید. بار مرده و زنده سقف را 800 کیلوگرم بر مترمربع در نظر می گیریم.
P1 = 0/45 × 1/00 × 12/00 × 1800 = 9720kg
P2 = 3/00 × 800 × 4 = 9600kg
P3 = 0/6 × 0/6 × 1/00 × 1800 = 648kg
P4 = P1 + P2 + P3
P4 = 97200 + 9600+648=19968kg
S=60×100=6000cm سطح پی
باری که از ساختمان بر هر سانتیمتر مربع زمین وارد می شود.
آزمایش تعیین قدرت تحملی زمین به طریقه بارگذاری
برای این کار ابتدا نقطه ای از پی که نماینده تمام نقاط پی باشد انتخاب کرده (یعنی نقطه ای را که کلیه نقاط دیگر پی از لحاظ دانه بندی شبیه آن باشد) بعد جسمی را با سطح معین روی آن قرار می دهیم. مثلا می توان از مکعب هایی بتونی به سطح قاعده 20×20 سانتیمتر استفاده نمود و روی آن به تدریج بارگذاری می نمائیم و در هر 24 ساعت قدری به مقدار بار اضافه می کنیم قبل از
بارگذاری خط کشی در کنار این قطعه بتنی نصب کرده تا بتوانیم فرو رفتن آن را اندازه بگیریم. آن قدر بارگذاری را ادامه می دهیم تا آنکه این قطعه بتونی شروع به فرورفتن در زمین بنماید. حال اگر مقدار بار گذاشته شده روی قطعه بتونی را بر سطح مقطع آن تقسیم کنیم مقدار باری که هر سانتیمتر زمین می تواند تحمل کند بدست خواهد آمد. قدرت مجاز زمین بسته به اهمیت ساختمان درصدی از این عدد می باشد و معمولا بین 30 تا 50 درصد عدد بدست آمده را قدرت مجاز زمین
می دانند. برای بارگذاری می توان از کیسه های سیمان که در تمام کارگاهها موجود است و وزن آن نیز معلوم می باشد (هر پاکت 50 کیلوگرم) استفاده نمود.
آزمایش تعیین قدرت مجاز تحمل زمین بطریقه وزن مخصوص
این آزمایش بر اساس تعیین وزن مخصوص زمین می باشد. زیرا فرض بر این است که هر قدر وزن مخصوص زمین بیشتر باشد یعنی هر قدر زمین متراکم تر و توپرتر باشد تحمل باربری آن بیشتر است زمینی که هر متر مکعب آن دو تن وزن داشته باشد تقریبا می تواند دو کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بار را تحمل نماید و یا به عبارت دیگر مقاومت مجاز آن دو کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد.
برای تعیین وزن مخصوص زمین به این طریق عمل می نمایند:
ابتدا در محلی که می خواهیم پی سازی را در آن شروع کنیم جایی که جنس خاک و لایه های تشکیل دهنده آن مانند اغلب نقاط دیگر باشد چاله کوچکی به عمق 20 تا 25 سانتیمتر حفر می نمائیم و تمامی خاک آن را به دقت جمع آوری کرده و آنرا حرارت داده تا کاملا آب آن خشک شود. آنگاه وزن آن را تعیین می نمائیم.
حال اگر حجم چاله حفر شده را هم داشته باشیم از تقسیم این دو عدد به یکدیگر وزن مخصوص زمین محل ساختمان بدست می آید.
برای تعیین حجم چاله می توانیم یک کیسه پلاستیک نرم داخل چاله قرار داده و به آهستگی کیسه را تا لبه چاله از آب پر کنیم. آنگاه این کیسه را با آب آن با احتیاط از چاله خارج نموده و وزن نمائیم. وزن آب داخل کیسه پلاستیک مساوی حجم چاله خواهد بود و یا می توان از ابتدا حجم آب ریخته شده در چاله بوسیله مزور (استوانه مدرج) اندازه گرفت. طریقه دیگری که دقیق تر می باشد بدین طریق است که مقداری ماسه بادی (ماسه ریزدانه) کاملا خشک تهیه نموده و حجم آنرا بوسیله مزور تعیین نمائیم آنگاه چاله کنده شده را با این ماسه پر می کنیم. نظر به اینکه ماسه مورد استفاده کاملا خشک می باشد و مانند ساچمه روی هم می غلطد لذا تمام قسمتهای چاله را پر می کند. با توجه به اینکه حجم کل ماسه را از قبل تعیین کرده ایم و حجم ماسه باقی مانده در مزور را نیز تعیین می نمائیم در نتیجه حجم ماسه داخل شده در چاله نیز معین می شود. حال با داشتن وزن خاک خارج شده از چاله و حجم چاله می توانیم وزن مخصوص زمین محل ساختمان را به دست آوریم. اگر این وزن مخصوص در حدود 2 تن بر متر مکعب باشد می توانیم در حدود 2
باشد می توانیم بیشتر از 2 کیلو بر سانتی متر مربع بار بر روی زمین قرار دهیم اگر وزن مجاز بدست آمده برای بار ساختمان کافی نباشد آنگاه می توانیم با نظر مهندس ناظر و مهندس محاسب زمین مورد نظر را به طرق مختلف اصلاح نمائیم و یا با پی سازی ویژه آن را برای تحمل بار ساختمان آماده کنیم.
انواع پی ها
پی ها از لحاظ نوع ساختمان و مقاومت زمین وزن ساختمان دارای انواع مختلف می باشد.
اول و دوم پی های نقطه ای و پی های نواری است که در بخش ساختمانهای فلزی و آجری درباره آنها توضیح داده خواهد شد.
3- پی های عمومی
به این گونه پی ها که رادیه ژنرال هم می گویند از بتن مسلح ساخته می شود و دارای محاسبات فنی مفصل و دقت اجرای فوق العاده می باشند برای ساختمانهایی که دارای وزن فوق العاده زیاد بوده و یا ساختمانهایی که در زمینهای سست ساخته می شود این گونه پی ها ایجاد می گردد. برای ساختن پی های سراسری باید صفحه ای از بتون به طول و عرض تمام زیربنای ساختمان به ضخامت محاسبه شده حداقل در حدود 80 تا 100 سانتیمتر ریخته شود میله گردهای این صفحه بتنی طبق محاسبه بدست می آید. طبعا در محلهائی که بار بیشتری وجود دارد میله گردهای بیشتری گذاشته می شود مانند زیر و اطراف ستونها. آرماتورهای ریشه برای ایجاد ستونهای بتنی و یا صفحه های فلزی زیر ستون برای ستون های فلزی روی این صفحه بتنی قرار م
ی گیرد. این صفحه بتنی مانند سینی بزرگی است که ساختمان روی آن قرار می گیرد.
4- شمع کوبی
در زمینهائی که خیلی سست بوده و به هیچ وجه قدرت تحمل بار ساختمان را نداشته باشند مانند خاکهای دستی و یا زمینهای ماسه ای و یا در محلهای که زمین بکر در عمق های زیاد قرار داشته و برداشتن کلیه خاکهای سطحی مقرون به صرفه نباشد از طریق شمع کوبی بار ساختمان را بزمین بکر منتقل می نمایند. بدین طریق که در امتداد پی های ساختمان یعنی در طول دیوارهای اصلی که باربر می باشند با فاصله های معین (در حدود 2 متر یا 5/2 متر) مانند شکل چاه حفر می نمایند. و در ساختمانهای فلزی و بتونی که باید پی نقطه ای اجرا کنیم زیر هر ستون چاه حفر می نمایند. و این حفاری را تا زمین بکر و محکم ادامه می دهند و کف چاه ها را مطابق شکل زیر خزینه نموده تا سطح اتکاء آن با زمین بیشتر باشد.
بعد این چاهها را با بتن و یا شفته پر می کنند. در موقع پر کردن این چاهها با بتون باید سعی نمود از ایجاد حفره های خالی مخصوصا در کناره های خزینه جلوگیری شود.
برای این کار می توان با پرتاب سنگهای کوچک و بزرگ بتن را به تمام گوشه های چاه هدایت نمود و از ایجاد این نوع حفره ها جلوگیری کرد. مقدار این سنگها حتی می تواند تا 30 درصد حجم بتن باشد و یا می توان ضمن بتن ریزی آنرا با چوبهای بلند کوبید.
البته این کار در صورتی ممکن است که عمق چاهها زیاد نباشد بعد از پر کردن این چاهها روی آنرا بوسیله طاقهای آجری و یا سنگی و یا تیرهای بتوین بهم مربوط نموده و بعد روی آنرا دیوارچینی می نمائیم و یا با نصب صفحه های فلزی روی آن اسکلت فلزی بنا می کنیم خاصیت این چاهها بدین طریق می باشد که شفته یا بتن پس از خودگیری مانند ستونی است که در زیر زمین بنا شده و طاق و یا تیر بتنی روی آن مانند کلافی این پایه ها را به یکدیگر متصل می نماید و قسمتی از بار ساختمان نیز بوسیله اصطکاک ایجاد شده بین این ستون بتونی و خاک اطراف حتی اگر خاک دستی هم باشد تحمل می شود. بدیهی است که در موقع بتن ریزی شیره بتون به داخل خاک اطراف نفوذ کرده و به آن چنگ می اندازد که این خود موجب اصطکاک بیشتر می گردد با وجود بر
اینکه چنین فرض می شود که کلیه بارهای وارده بر این شمع کوبی محوری می باشد ولی برای تحمل ممانهای احتمالی بهتر است در هر چاه 8 تا 10 عدد میله گرد آجدار که قطر آن بوسیله محاسبه بدست می آید و نباید از میله گرد نمره 10 کمتر باشد قرار می دهند و آنها را بوسیله میله گردهای عرضی مارپیچی شده بیکدیگر متصل می نمایند.
این نوع شمع کوبی که در محل ریخته می شود ساده ترین نوع شمع کوبی می باشد ممکن است بجای حفر چاه و بتن ریزی تیرهای بتونی یا فولادی را که در خارج تهیه شده است به محل کارگاه حمل نموده و در زمین محل پی بوسیله چکشهای مکانیکی کوبید و بعد روی آنرا مانند طریقه فوق بهم متصل نموده و ساختمان را ادامه داد. در بعضی مواقع بعلت سستی فوق العاده زمین و ریزشی بودن آن حفر چاه خالی از اشکال نیست و دارای خطرات جانی برای مقنی می باشد. برای جلوگیری از ریزش این گونه چاهها معمولا از حلقه های بتنی و یا سفالی که به آن کول یا کور می گویند استفاده می شود.
