
فونداسیون چیست
فونداسیون ، بنیاد یا اساس ساختمان که در زبان انگلیسی به عنوان Foundation of Building نوشته میشود، یک سازه بسیار حیاتی در فرآیند ساخت و ساز است که مسئولیت انتقال وزن ساختمان به زمین را بر عهده دارد. پایه ساختمان به بنیادی اشاره میکند که قسمت مهمی از سازه را به خاک یا زمین مرتبط با آن سازه متصل میکند و از سقوط آن جلوگیری میکند.
اساس ساختمان، سازه را ثابت میکند و از سقوط آن جلوگیری میکند. اساسها دارای انواع متفاوتی هستند که باید بر اساس شرایط ساخت و ساز مانند مساحت زمین، میزان حفر و ظرفیت خاک آن را انتخاب کنید.
اساس ساختمان به عنوان یک پایه برای ساخت ساختمان بسیار ضروری است و دارای وظایفی مانند حفظ ثبات ساختمان، توزیع بارهای ساختمان به صورت منظم و متناسب، مقاومت در برابر نیروهای خارجی مانند زلزله، باد و جریان آب و همچنین افزایش عمر مفید است. همچنین میتوان به معایب استفاده از اساس ساختمان مانند هزینه ساخت بالا، زمانبر بودن ساخت با استفاده از اساس و نیاز به فضای بزرگ و کافی برای قراردادن آن اشاره کرد. باید توجه داشته باشید که یکی دیگر از معایب اساس ساختمان، آسیبهای احتمالی به محیط زیست است.
بنیاد(فونداسیون)ساختمان چیست؟
یکی از پایههای اصلی ساختمان را باید فونداسیون آن دانست. فونداسیون ساختمان وظیفه اصلی انتقال بار و وزن مصالح را برعهده دارد و باید این بار را به زمین منتقل کند. زمانی که میخواهید نوع بنیاد مورد نظرتان را انتخاب کنید باید برخی ویژگیهای محیطی را در نظر داشته باشید که قرار است در این مقاله به آن بپردازیم.
کاربرد فونداسیون مانند یک متغیر عمل میکند و از پروژهای به پروژه دیگر متفاوتتر و غیر قابل پیشیبینی خواهد بود. مهمترین عواملی که میتواند در انتخاب بنیاد ساختمان اثرگذار باشند را باید عمق خاک، مصالح مورد استفاده، میزان بار و وزن ناخالص مصالح، تعداد طبقات و تا حدودی هم شرایط آبوهوایی منطقه دانست.
در واقع بنیاد ساختمان علاوهبر بارهای زنده، بار مرده سازه را هم به دوش میکشد و همین موضوع باعث مهمتر بودن این بخش میشود. اگر اجرای بنیاد ساختمان به شکل اصولی ساخته نشود یا در حین ساخت، استانداردهای لازم رعایت نشود، قطعاً احتمال ریزش سازه همیشه وجود خواهد داشت.
با توسعه تکنولوژی و علم مهندسی، ساختمانها از گذشته مقاومتر شدهاند و نسبت به دهههای قبل، خرابی کمتری برای ساختمانها ایجاد میشود. یکی از عوامل اصلی این توسعه، استفاده از مصالح قوی مانند بتن و میلگردهای فولادی و همچنین پیشرفت قابل توجه در علم مهندسی سازه است.
انواع بارها
انواع بارهایی که فونداسیون ساختمان تحمل و به زمین منتقل میکند شامل موارد زیر است:
بارهای ثابت:
وزن مجموع تمامی قسمتهای دائمی ساختمان از جمله چارچوب سازه، کف، سقف و دیوارها، تجهیزات برقی و مکانیکی اصلی دائمی و خود بنیاد ساختمان
بارهای متحرک:
بارهای غیرثابت ساختمان که از وزن ساکنین، مبلمان و تجهیزات قابل حرکت ناشی میشود
بارهای بارش و برف: اصولاً روی سقف ساختمانها به جهت پایین کار میکنند
بارهای باد:
معمولاً به صورت کناری به سمت پایین یا بالا روی ساختمان تاثیر میگذارند
بارهای زلزله:
نیروهای پویای افقی و عمودی که از حرکت زمین نسبت به ساختمان در زمان زلزله ناشی میشوند
بارهای ناشی از خاک:
مانند بارهای فشار کناری خاک که شامل فشارهای افقی زمین و آب زیرزمینی در مقابل دیوارهای زیرزمین است
نیروهای جانبی:
در بعضی از ساختمانها، نیروهای جانبی که از اجزای سازهای با دهانه طولانی مانند کمانها، چارچوبهای جامد، گنبدها، سقفهای خمیده یا سازههای کشیده ناشی میشوند.

اهمیت و ضرورت اجرای درست فونداسیون چیست؟
همانطور که اشاره شد، فونداسیون به عنوان پایه اصلی ساختمان، یکی از مهمترین عوامل در ایجاد ثبات، امنیت و کارایی در ساختمان است. این عنصر حیاتی در انواع متفاوتی از ساختمانها استفاده میشود و میتواند با توجه به نیازهای خاص هر نوع سازه، به گونهای طراحی شود که ثبات و امنیت ساختمان را حفظ و تقویت کند.
از جمله کاربردهای فونداسیون ، استفاده در ساخت و ساز ساختمانهای بلند است که در این نوع از ساختمانهای برجسته، بنیاد باید به گونهای طراحی شود که نیروی گرانشی ساختمان را به طور موثر تحمل کند و ثبات ساختمان را حفظ کند.
فونداسیون برای ساخت ساختمانهایی با شرایط جیوفیزیکی خاص مانند مناطق زلزلهزده، شیبدار و … نقش حیاتی ایفا میکند و باید به گونهای طراحی شود که با توجه به شرایط جیوفیزیکی خاص، ثبات ساختمان را تضمین کند. با توجه به اینکه هر نوع ساختمان نیازهای ویژه خود را دارد، طراحی و اجرای بنیاد نیز باید با توجه به این نیازها و شرایط ویژه صورت گیرد.
فواید فونداسیون
مهمترین فواید فونداسیون و همچنین دلیل اجرای درست و اصولی آن بهعنوان پایهای برای ساختمان به اختصار در زیر آورده شده است:
ثبات ساختمان:
فونداسیون برای حفظ ثبات ساختمان بسیار مهم است. یک بنیاد قوی و ثابت میتواند به ساختمان امنیت و ثبات بیشتری بخشد و از تخریب و خرابی ساختمان به دلیل ضعف و ناپایداری بنیاد جلوگیری کند.
پخش بارهای ساختمان:
فونداسیون به عنوان پایهای برای ساختمان، بارهای ساختمان را به صورت متناسب و منظم در کل ساختمان پخش میکند. این باعث میشود که نیروهای ساختمانی به صورت متناسب و متعادلتر پخش شوند و از تمرکز بار در نقاط خاص و ناهمگن جلوگیری کند.
روبرو شدن با نیروهای خارجی:
فونداسیون میتواند به عنوان مقاومت در برابر نیروهای خارجی مانند زلزله، باد، جریان آب و غیره عمل کند. بنیاد قوی و ثابت میتواند به ساختمان کمک کند تا در برابر این نیروهای خارجی مقاومت کند.
تمدید عمر کاربردی ساختمان:
فونداسیون میتواند به عنوان یکی از عوامل مهم در تمدید عمر کاربردی ساختمان عمل کند. بنیاد قوی و ثابت به ساختمان کمک میکند تا تحمل درازمدت را داشته باشد و در نتیجه عمر کاربردی ساختمان را تمدید میکند.
معضلات ومشکلات فونداسیون چیست؟
با وجود اینکه فونداسیون به عنوان پایهای برای ساخت و ساز فواید زیادی دارد، اما همچنین دارای نقاط ضعف و مشکلاتی نیز است که در زیر آورده شده است:
هزینه: فونداسیون یکی از بخشهای گرانقیمت در ساخت و ساز است و بهای زیادی برای طراحی و اجرای آن صرف میشود. همچنین در صورت وجود اشتباه در طراحی یا اجرای بنیاد ممکن است هزینهها افزایش یابد و نیاز به تعمیرات و نگهداری بیشتری داشته باشد.
مدت زمان: طراحی و اجرای فونداسیون مدت زمان زیادی را نیاز دارد و ممکن است باعث شود دوره ساخت و ساز طولانیتر شود. همچنین در صورت وجود معضلات در بنیاد، مدت زمان بیشتری برای تعمیرات و نگهداری صرف خواهد شد.
نیاز به فضای زیاد:
فونداسیون به فضای زیادی برای اجرا نیاز دارد و در صورت وجود محدودیت در فضا ممکن است با چالش روبرو شود.
ثبات خاک:
این فونداسیون باید روی خاکی قرار گیرد که ثبات کافی داشته باشد. در صورت وجود زمین ناپایدار، بنیاد به تکنولوژیهای خاصی مانند بنیادهای عمیق نیاز دارد که هزینههای بیشتری را در پی خواهد داشت.
معضلات حمل و نقل:
فونداسیون باید در مکان ساخت و ساز ایجاد شود و در صورت وجود مشکلات در حمل و نقل ممکن است فرآیند ساخت و ساز با چالش روبرو شود.
انواع فونداسیون ساختمان
گونههای بنیاد ساختمان گونههای بنیاد بهطور کلی به دو گروه تقسیم میشوند. بنیادهای سطحی و بنیادهای عمیق که در ادامه هر دو را بهطور جامع مورد بررسی قرار خواهیم داد.
انواع فونداسیون سطحی
خطی:
فونداسیونای خطی معمولاً در اکثر ساختمانهای مدرن مشاهده میشوند. اجرای این نوع بنیاد باعث میشود تا بار اصلی که به ساختمان وارد میشود به طور مستقیم و منظم به زمین منتقل شود. در این مدل، ستونها با خطوط از قبل تعیین شده به یکدیگر متصل میشوند تا بنیاد ساختمان پایهگذاری شود.
رادیه:
فونداسیون رادیه زمانی به کار میرود که بار وارد شده به زمین سازه بسیار بالا باشد و توانایی تحمل خاک کم بیاید. این نوع فونداسیون را در مکانهایی استفاده میکنند که باید فشار زیادی را تحمل کنند؛ مثل برجها و ساختمانهای چندین طبقه.
انفرادی یا مستقل:
یکی از دیگر فونداسیون های ساختمان، مدل انفرادی یا مستقل است. این مدل معمولاً در کارگاهها و انبارهای بزرگ به کار میرود. ستونهای تعیین شده از قبل، آرماتوربندی میشوند و با استفاده از مصالح سفت مانند بتن ریخته میشوند. بنیاد انفرادی جزء سادهترین و رایجترین مدل مورد استفاده بین طراحان و معماران محسوب میشود. این مدل یک گزینه کاملاً اقتصادی و صرفهجویانه است که از امنیت بالایی نیز برخوردار است.
وسیع:
فونداسیون وسیع برای زمینهای گسترده و بزرگ مانند زمین مراکز و پاساژهای تجاری به کار میرود. در حقیقت، زمانی که تحمل خاک کم باشد و بار ساختمان باید در بخشهای متفاوت زمین پخش شود، از این نوع استفاده میکنند. در این نوع، از دال و تیرهای بتنی استفاده فراوانی میشود تا مقاومت سازه از قبل بیشتر شود
مرکب:
در پایههای مرکب، باید فاصله بین پایهها کم باشد تا سطوح آنها کاملاً همپوشان شوند. اگر پایههای مرکب را کنار هم بگذاریم یا برای یک ساختمان دوبار از این روش استفاده کنیم، پایهای به شکل ذوزنقه خواهیم داشت. با توجه به خصوصیات ذوزنقه، در سمت قاعده کوچکتر باید وزن بیشتری قرار داد تا فشار کمتری به پایه وارد شود.

انواع فونداسیون عمیق
شمعی:
فونداسیون های شمعی اولین انتخاب برای فونداسیون های ساختمانی هستند که برای پروژههای عمیق و گود استفاده میشوند. این روش نیز مسئولیت دارد تا بار اضافی و سنگین را از ساختمان به زمین انتقال دهد. اگر وزن ساختمان بسیار سنگین است، باید شمعها را بهصورت ردیفی و کنار هم قرار داد اما اگر ساختمان وزن زیادی ندارد، چند شمع با فاصله از هم میتواند نیاز شما را برآورده کند. شمعها مسئولیت دارند بارهای اضافی را از روی ساختمان به زمین تخلیه کنند. اگر از شمعها به صورت گسترده استفاده کنید، وزن ستونها بر روی یک صفحه مرجع قرار میگیرد و همان صفحه که شمعها به آن متصل هستند، تعادل را ایجاد میکند.
حفاری:
فونداسیون های حفاری یکی از انواع فونداسیون های ساختمانی است که این روزها کاربرد زیادی دارد. در این نوع، وزن ساختمان از طریق یک میله به زمین منتقل میشود. ساختار کلی این پایهها با استفاده از یک مته ضخیم ایجاد میشود. در مقایسه با مدل قبلی، این روش میتواند بار بیشتری را به زمین منتقل کند. فونداسیون های حفاری زمانی استفاده میشوند که عمق زمین بین ۱۵ تا ۱۰۰ متر باشد.
پایهای:
در این نوع، یک ستون عمودی باید به عنوان پایه اصلی کار کند. معمولاً این نوع پایهها برای بارهای با حجم بزرگ استفاده میشوند. عمق نصب این نوع پایهها کوتاهتر از عمق پایههای نوع شمعی است. اکثر ساختمانهایی که از فونداسیون های پایهای استفاده میکنند، معمولاً در مراحل سطحی قرار دارند و پیشرفت چشمگیری نداشتهاند. برای ایجاد یک فونداسیون پایهای، باید یک سوراخ به شکل استوانه طراحی کنید و پایهها را در داخل سوراخ قرار دهید.
روشهای اجرای پایهها که در بالا ذکر شد، تکنیکهای ساخت آنها هستند؛ اما انواع پایهها از نظر جنس مصالح نیز به سه دسته تقسیم میشوند که در زیر آمده است.
فونداسیون سنگی:
پایههای متنوعی برای فونداسیون ساختمان استفاده میشوند که برجستهترین و متداولترین آنها باید پایه سنگی نام برده شود. عموماً از سنگهای طبیعی برای ساخت پایه ساختمان استفاده میشود.
سنگهایی که برای فونداسیون استفاده میشوند باید بدون خوردگی باشند و یک سطح کاملاً صاف و پاکیزه داشته باشند. حضور ذرات و مواد اضافی باعث خرابی پایه ساختمان خواهد شد.
عموماً فونداسیون سنگی به دلیل داشتن سطح بزرگتری نسبت به سایر مصالح، گزینه مناسبتری برای پیریزی ساختمان محسوب میشوند. البته میزان بار وارده نیز بسیار مهم است. اگر بار بیشتر از حد معمول باشد باید از ملات ماسه و سیمان هم استفاده کنید؛ اما اگر حجم بار کم بود ملات گل هم کفایت میکند.
فونداسیون بتنی:
یکی از پرطرفدارترین و استحکام بالاترین پایههای ساختمانی کنونی که سابقه طولانی هم دارد، استفاده از فونداسیون بتنی است. پایههای بتنی میتوانند فونداسیون ساختمان را بهخوبی پوشانده و قدرت و استحکام بالایی را برای سازه فراهم کنند.
تعداد زیادی از متخصصان باور دارند که بهترین نوع پیریزی برای فونداسیون ساختمان، پیریزی با استفاده از بتن است؛ به همین دلیل در ساختمانسازی و ساخت برجهای مدرن از بتن استفاده فراوانی میشود.
اگر قصد دارید پی بتنی را برای فونداسیون ساختمان استفاده کنید، ابتدا باید کف زمین را با بتن یا سیمان به قطر ۱۰ سانتیمتر پوشانده و بهنوعی کفسازی انجام دهید. سپس باید بتن را در قالبهای مشخص شده ریخت تا بهخوبی جا بیفتد و سپس بر روی سطحی که از قبل آماده شده است، قرار دهید.
فونداسیون فلزی:
آخرین نوع پیریزی که قصد داریم آن را مورد بررسی قرار دهیم، پیریزی با فلز است. این روش که بهتازگی رایج شده است، سرعت کار بالا و دقت مناسبی دارد و میتواند اطمینان لازم را در سازهها فراهم کند. پی فلزی برای ساختمانهای بزرگ و مجتمعهای تجاری مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از دلایل استفاده از پی فلزی برای مساحتهای بزرگ، قیمت مناسب و معقول آن است که همراه با افزایش سرعت اجرا، امنیت و ایمنی کافی را نیز فراهم میکند
چه چیزهایی در اجرای فونداسیون مهم است و گامهای آن چیست؟ زمانی که از ساخت یک سازه مستحکم و پایدار صحبت میشود، نیاز به یک پایه قوی حس میشود. فونداسیون، پایه هر ساختمانی است و حمایت لازم را برای کل سازه فراهم میکند. فونداسیون به معنای ایجاد پایه یا بنیاد است. در مهندسی عمران، فونداسیون به مجموعهای از سازههای شالودهای اشاره دارد که برای انتقال وزن ساختمان به زیربنای خاکی که ساختمان بر روی آن قرار میگیرد، استفاده میشود.
همانطور که اشاره شد، فونداسیونها به دو دسته اصلی تقسیم میشوند: فونداسیونهای سطحی و فونداسیونهای عمیق. در این بخش میخواهیم به نکات و گامهای مهم برای اجرای فونداسیون محکم بپردازیم که پایداری و دوام ساختمان را تضمین میکند
چه عواملی برای طراحی و اجرای فوندانسیون ساختمان باید در نظر گرفته شود؟
در طراحی فونداسیون باید به عوامل زیر توجه کرد:
وزن ساختمان:
وزن ساختمان بر روی پایهها تأثیر قابل توجهی دارد و باید در طراحی و اجرای پایهها به آن اهمیت داده شود.
ویژگی خاک:
ویژگی خاک بهعنوان محیطی که فونداسیونها روی آن قرار میگیرند، بسیار حائز اهمیت است. باید به خصوصیات خاک از جمله نوع، چگالی، قابلیت نفوذ آبوهوا و میزان مقاومت آن در برابر فشار دقت کرد.
مکان ساختمان:
مکان ساختمان نیز در طراحی و اجرای فونداسیونهای ساختمان بسیار حائز اهمیت است. به عنوان مثال، در مناطق زلزلهخیز، پایهها باید به گونهای طراحی شوند که بتوانند در برابر شدت زلزلهها مقاومت کنند.
شرایط آبوهوایی:
شرایط آبوهوایی نیز در طراحی و اجرای فونداسیونها اهمیت دارد. به عنوان مثال، در مناطق با زمستانهای سرد، باید به قابلیت گرمایش پایهها و مصالح آن توجه شود تا از خسارتهای ناشی از یخزدگی پیشگیری شود.
هزینه: باید هزینه ایجاد فونداسیونها را نیز در نظر گرفت. باید روشهایی را جستجو کنیم که همزمان با کاهش هزینه، کیفیت و ایمنی سازه را حفظ کند.
مراحل فونداسیون ساختمان
مراحل فونداسیون ساختمان عبارت است از:
آمادهسازی
آمادهسازی محل ساخت قبل از آغاز هر پروژه ساختمانی، محل ساخت باید به طور مناسب آماده شود. این کار شامل تمیز کردن منطقه، ترازبندی زمین و حذف هر نوع زباله یا مانع و انسداد است. مراحل قبل از اجرای فونداسیون شاید بررسی دقیق محل اجرای فونداسیون ساختمان باشد تا اطمینان حاصل شود که ساختمان بر روی زمین استوار ساخته میشود.
حفاری:
حفاری در مراحل اولیه پایهریزی ساختمان یکی از مراحل اساسی در ساخت زیربنای ساختمان است. پایهریزی، بهعنوان بخشی از ساختمان است که وزن ساختمان را به زمین منتقل میکند و برای ایجاد استحکام و پایداری ساختمان اهمیت دارد، باید در عمق مناسب حفاری شود. حفاری در مراحل پایهریزی ساختمان به منظور آمادهسازی سطح زیرین ساختمان استفاده میشود. عملیات حفاری شامل حفاری چاههای عمیق برای نصب پایههای فلزی یا بتنی و یا تراشها برای ایجاد سطح صاف برای قرارگیری پایهریزی است. علاوهبر این، حفاری در مراحل پایهریزی ساختمان برای شناسایی و حذف لایههای ناپایدار زمین مثل خاکهای لغزنده و نرم نیز استفاده میشود. این کار به منظور جلوگیری از حرکت ساختمان در آینده و رفع خطر لغزش و سفت شدن زمین است. در کل، حفاری در مراحل پایهریزی ساختمان یکی از مراحل اساسی و حیاتی در ساخت ساختمان است که برای استحکام و پایداری ساختمان نقش مهمی ایفا میکند.پایهها: پایهها، بنیاد اصلی فونداسیون هستند و از دیوارهای فونداسیون حمایت میکنند. پایهها معمولاً از بتن ساخته میشوند و باید به گونهای طراحی شوند که وزن ساختمان و هرگونه بار اضافی که ممکن است روی فونداسیون وارد شود، تحمل کنند.
ضد آب:
استفاده از عایق رطوبتی برای جلوگیری از آسیب آب به فونداسیون و ساختمان ضروری است. این مرحله شامل بکارگیری یک غشای ضد آب بر روی دیوارهای پایه و پی برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل ساختمان است.
زه کشی:
زه کشی یکی از مراحل حیاتی در اجرای فونداسیون ساختمان است. هدف اصلی در زه کشی جلوگیری از انباشت آب و رطوبت در سطح زیرین ساختمان و جلوگیری از تأثیرات آن بر روی پایداری و عمر مفید ساختمان است. بدون زه کشی مناسب، آب و رطوبت میتواند به صورت زیرزمینی به ساختمان نفوذ کند و باعث ضعف و خرابی فونداسیون و ساختمان شود.
در مراحل زه کشی ، به توجه به شرایط محیطی و زمینی موجود در مکان ساختمان و همچنین نیازهای ساختمانی مانند نیاز به محیط خشک و پایداری ساختمان نیاز است. همچنین رعایت استانداردهای ساختوساز و ایمنی در انجام این کارها بسیار مهم است. در کل، دریناژ از مراحل حیاتی و مهم در آمادهسازی فونداسیون ساختمان است و برای جلوگیری از خطرات آب و رطوبت در سطح زیرین ساختمان بسیار اهمیت دارد.