بخشی از مقاله
طبق تعریف، شالوده به قسمتی از سازه می گویند که وظیفه توزیع نیرو بر روی خاک را داراست و به مجموعه شالوده و خاک زیر آن که تحت تأثیر آن قرار می گیرد پی و یا فونداسیون می گویند. در علوم مهندسی، خاک مخلوط غیر یکپارچهای از دانههای کانیها و مواد آلی فاسد شده میباشد که فضای خالی بین آنها توسط آب و هوا - گازها - اشغال شده است. خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرحهای مهمی در مهندسی عمران بکار گرفته میشود و همچنین شالوده اکثر سازهها بر روی آن متکی است.
بنابراین مهندسان عمران باید بخوبی خواص خاک از قبیل مبدا پیدایش، دانه بندی، قابلیت زهکشی آب، نشست، مقاومت برشی، ظرفیت باربری و غیره را مطالعه نمایند. جهت تعیین مقدار مقاومت یک شالوده پارامتری به نام ظرفیت باربری تعریف شد. طبق این پارامتر ظرفیت باربری یک شالوده تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که در ادامه به بررسی تأثیر هر کدام از این پارامترها پرداخته شده است. طبق تعریف، شالوده به قسمتی از سازه می گویند که وظیفه توزیع نیرو بر روی خاک را داراست و به مجموعه شالوده و خاک زیر آن که تحت تأثیر آن قرار می گیرد پی و یا فونداسیون می گویند.
1. مقدمه
طبق تعریف، شالوده به قسمتی از سازه می گویند که وظیفه توزیع نیرو بر روی خاک را داراست و به مجموعه شالوده و خاک زیر آن که تحت تأثیر آن قرار می گیرد پی و یا فونداسیون می گویند. به لحاظ کلی شالوده ها به دو دسته شالوده های سطحی و شالوده های عمیق تقسیم بندی می شوند. بطوریکه اگر نسبت عمق به عرض شالوده ایحدوداً کمتر از 4 باشد شالوده سطحی و چنانچه بزرگتر از 4 باشد شالوده عمیق محسوب می شود. در علوم مهندسی، خاک مخلوط غیر یکپارچهای از دانههای کانیها و مواد آلی فاسد شده میباشد که فضای خالی بین آنها توسط آب و هوا - گازها - اشغال شده است.
خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرحهای مهمی در مهندسی عمران بکار گرفته میشود و همچنین شالوده اکثر سازهها بر روی آن متکی است. بنابراین مهندسان عمران باید بخوبی خواص خاک از قبیل مبدا پیدایش، دانه بندی، قابلیت زهکشی آب، نشست، مقاومت برشی، ظرفیت باربری و غیره را مطالعه نمایند . تاریخچه عملیات خاکی را میتوان به دورههای دور تاریخ بشری نسبت داد و آن را با قدمت پیدایش شهرنشینی یکی دانست. حفر قناتها ، کانالهای آبرسانی ، ایجاد پلها و سدهای محکم و سایر بناهایی که آثار آنها در کشورهای دنیا از دهها قرن قبل تا کنون به یادگار مانده است، همه از مواردی است که به نحوی با عملیات خاکی ارتباط دارد.
2. ظرفیت باربری استاتیکی
در حدود نیم قرن پیش، کارل ترزاقی رابطه پایه ظرفیت باربری را که همان فرمول سه گانه N است ارائه نمود. وی همچنین برای اشکال مختلف فونداسیون و صور مختلف گسیختگی خاک زیر فونداسیون اصلاحاتی را بیان نمود. بعدها مایرهوف، هانسن و وسیک ضرائب اصلاح دیگری را برای شکل پی، زاویه اعمال بار، شیب پی و ... پیشنهاد نمودند. در مهندسی ژئوتکنیک بطور معمول رابطه زیر در سال 1992 ارائه شده است: TXOW VFLFGF&1F + VTLTGTT1T + V L G 0.5%1 که در آن qult ظرفیت باربری نهایی، s,i,dضرائب بدون بعد شکل، شیب و عمق استقرار پی می باشند. رابطه بالا دارای نارسایی هایی می باشد از جمله اینکه برای یک پی گسترده با ابعاد بزرگ که بر لایه ای مقاوم با اصطکاک زیاد واقع است، مقادیر ظرفیت باربری به شدت بزرگ می شود که به ندرت در طراحی های ژئوتکنیکی پذیرفته می شود.
3. ظرفیت باربری دینامیکی
بارهای دینامیکی وارد بر پی ممکن است توسط زلزله، انفجار بمب ها، ارتعاشات ناشی از ماشین آلات و اثر امواج دریا ایجاد شوند. زلزله و امواج دریا بطور عمده نیروهای افقی در سازه ایجاد می کنند، در حالیکه بارهای ایجادشده توسط انفجار معمولاً عمودی هستند. تجزیه و تحلیل شالوده ها را تحت تأثیر این نوع بارها می توان بر مبنای بار استاتیکی معادل انجام داد. لیکن برای بررسی دقیق تر تحلیل دینامیکی ضروری است. اگر یک سازه تحت ارتعاشهای ناشی از زلزله قرار گیرد، بارهای اضافی وارد بر پی این سازه در هنگام زلزله عبارت است از یک لنگر و یک رانش افقی. همچنین زلزله سبب ایجاد نیروی اینرسی در توده خاک زیر پی و نیز تغییر در مشخصات خاک خواهد شد که این عوامل نیز بر ظرفیت باربری پی تأثیرگذار خواهد بود.
3,1 روشهای اعمال شیب زمین بر ظرفیت باربری
هر کدام از روابط ظرفیت باربری برحسب ضرائبی که دارند در موقعیت خاصی استفاده می شوند. روش هانسن و وسیک اصلی ترین روشی هستند که تأثیر شیب زمین مجاور پی را بر ظرفیت باربری آن لحاظ می کنند.
