ایستاسازه
En Ar

خانه - کتابخانه - GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 6 SHALLOW FOUNDATIONS

این توصیه نامه ششمین سری از توصیه نامه های مهندسی ژئوتکنیک ارائه شده توسط FHWA می باشد. این توصیه نامه بر روی طراحی، تدارکات و ساخت پی های سطحی برای سازه های بزرگراه ها ارائه شده است. مخاطبان این توصیه نامه مهندسین ژئوتکنیک، پی و سازه ای هستند که با طراحی و ساخت پروژه های راه سازی در ارتباط هستند.

این توصیه نامه برای راهنمایی و ارائه ی یک شیوه ی مناسب برای تحلیل و طراحی پی های سطحی جهت کمک به مهندسین نوشته شده است. در این توصیه نامه در فصل های 1 و 2 اطلاعات پیش زمینه ای با توجه به استفاده از پی های مسطح در راه سازی ارائه شده است. در فصل های 3 و 4 روش های مورد استفاده برای انتخاب نوع پی، مانند کمینه کردن مطالعات زیر زمینی و آزمایش های آزمایشگاهی بررسی شده است. در فصل 5 تئوری مکانیک خاک و اصول روش های طراحی پی سطحی عنوان شده است. در فصل 6 طراحی پی پل ها که بر روی پی های تکی قرار می گیرند ارائه شده است. فصل های 7 و 8 کاربرد پیهای تکی ویژه برای سازه ها و ساختمان های کوچک در راه سازی را بررسی می کنند. فصل های 9 و 10 نیز به بررسی روش های پایش پی های سطحی می پردازد.

در پیوست A ویژگی مصالح پیشنهادی برای خاکریز مناسب برای پی سطحی عنوان شده است. پیوست B دارای مثال های حل شده ی در رابطه با پی های سطحی پل ها و روش طراحی بار بهره برداری ارائه شده است. پیوست C نیز دارای یک راهنمای عملی برای استفاده از روش طراحی ضرائب بار مقاومت (LRFD) برای پی سطحی بیان شده است.

این توصیه نامه برای استفاده به عنوان یک مرجع دفتری ارائه شده است که پیشنهادات FHWA  را برای طراحی و ساخت پی‌های سطحی برای سازه های راهسازی بیان می کند.

اهداف

این توصیه نامه ی ژئوتکنیکی حاصل بیش از 4 دهه تحقیق، پیشرفت و تجربه ی عملی در ارتباط با استفاده از پی های سطحی می باشد.

تاریخچه

پی های سطحی انتقال بار را از سازه به زمین زیر آن به ساده ترین شکل انجام می دهد. این پی ها عموما با مقدار کمی از خاکبرداری همراه هستند، نیاز به تجهیزات خاک نداشته و ارزان قیمت هستند. در اکثر موارد پی های سطحی، مقرون به صرفه ترین نوع پی برای ساختمان ها هستند. پل ها، به صورت عمومی بر روی پی های عمیق بنا می شوند. دلیل استفاده از پی های عمیق ادامه یافتن استفاده ی آن ها از گذشته به عنوان پی های مورد نیاز در پروژه های راهسازی و پل ها بودند. از آنجایی که عموما لایه بندی و شرایط زمین به صورت پیچیده بود، انتخاب پی های عمیق انتخاب منطقی ای برای پی پل ها بود. بعد از سرعت گرفتن راه سازی و پیشرفت چشمگیر آن بسیاری از مهندسین که در پروژه های پل سازی کار می کردند وارد پروژه های راه شدند و به همین دلیل از پی های عمیق نیز در راهسازی استفاده شد.

در بسیاری از موارد استفاده از شمع ها روشی مطمئن برای پایدارسازی سازه ها و بهسازی بستر است. به دلایل متنوعی مانند آبشستگی، بارهای ضربه ای و محیط های محدود، از پی های عمیق که سطح اشغال کمتری دارند استفاده می شود. با این حال بسیاری از پروژه ها مانند پی پل ها در شرایطی قرار دارند که به دور از آبشستگی بوده و شرایط زمین نیز وضعیت خوبی است. در این شرایط لازم است مهندسین ژئوتکنیک و مهندسین سازه به دلیل کم هزینه بودن پی سطحی استفاده از آن را نیز در نظر داشته باشند.

ترکیب شرایطی مانند خاک خوب، زمین مسطح و دسترسی به منبع خوب خاکریز با خاک مناسب موقعیت مناسبی برای استفاده از پی سطحی می باشد.

سه عامل موثر در استفاده از پی های سطحی
سه عامل موثر در استفاده از پی های سطحی

3 عامل موثر در استفاده از پی های سطحی

پی های‌سطحی به دلایل زیر باعث کاهش هزینه می شوند:

  • کوتاه کردن زمان ساخت
  • حذف کوبش یا حفاری شمع در خاک مناسب
  • کاهش استفاده از مصالحی مانند بتن و فولاد
علل کاهش هزینه پی های سطحی
علل کاهش هزینه پی های سطحی

مطالعات مختلفی برای استفاده از پی سطحی انجام شده است که نشان می دهد کاهش هزینه ی ناشی از پی های سطحی دست کم گرفته شده است. نتایج مهم زیر از این تحقیقات به دست آمده است:

  • با توجه به تفاوت قابل توجه در هزینه های پی‌های سطحی و پی عمیق، در هر جا که ممکن است باید استفاده از پی سطحی ارجحیت داشته باشد.
  • استفاده از پی های سطحی به عنوان پی برای پل ها در بیش از 100 پروژه ی پل سازی انجام شده است.
  • اطلاعات کاملی وجود دارد تا بتوان به وسیله ی آن نگرانی های موجود بابت نشست پی های سطحی را از بین برد.

پی‌های سطحی بارهای سازه ای را بر روی یک سطح وسیع به خاک در نزدیکی سطح زمین انتقال می دهند. این پی ها در موارد متعددی استفاده می شود. تعریف پی سطحی بین نویسندگان مختلف متفاوت است. پی های سطحی را می توان به سه دسته ی پی تکی، پی نواری و پی گسترده تقسیم کرد. پی های سطحی تکی برای انتقال بارهای متمرکز که توسط ستون های تکی اعمال می شود مورد استفاده قرار می گیرد. نیروها، مقاومت و ابعاد پلان می تواند بر روی اندازه ی پی های تکی اثرگذار باشد. برای ستون های پل، پی های سطحی تکی عموما دارای ابعاد بزرگتر از 3 متر در 3 متر هستند. این ابعاد هنگامی که بار خروج از مرکزیت داشته باشد افزایش می یابد. ابعاد پی، تابعی از توزیع بار، مقاومت و تراکم پذیری خاک زیر پی می باشد.

پی نواری بیشترین استفاده را در بین پی های سطحی دارد. پی نواری دارای حداقل نسبت طول به عرض برابر 5 می باشد. از پی های نواری هنگامی استفاده می شود که یک سری ستون در کنار هم قرار گرفته باشند و فاصله ی بین ستون ها به شکلی کم باشد که بتوان همه آن ها را بر روی یک پی نواری قرار داد.

تکیه گاه های پل لازم است تا برای شرایط زیر بررسی شوند:

  • تحمل فشار خاک وارد بر تکیه گاه
  • تحمل روسازه و توزیع نیرو بر روی مصالح زیر پی تکی
  • بسته به نوع سازه بتواند با جمع شدگی و تغییرات دمایی انطباق یابد

پی گسترده از یک دال بتنی سنگین تشکیل شده است که در زیر تمام سازه یا قسمت اعظمی از سازه قرار می گیرد. هنگامی که پی های تکی مساحتی بیش از 50% سطح پلان را اشغال کنند استفاده از پی های گسترده توجیه اقتصادی پیدا می کند. از مزایای استفاده از پی های گسترده کاهش نشست می باشد. از آنجایی که پی گسترده بر روی قسمت اعظمی از پلان قرار می گیرد در صورتی که قسمتی از خاک ضعیف باشد، قسمت های دیگر پی می توانند ضعف محل مذکور را جبران کنند. سازه هایی که بر روی خاک سست ساخته می شود را می توان بر روی پی های گسترده بنا کرد. بار وارد بر پی گسترده در یک مساحت وسیع توزیع می شود و به همین دلیل مقدار تنش وارد بر خاک به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. پی های گسترده با آرماتورها و ضخامت کافی طراحی می شود تا بارهای وارده از ستون ها و دیوارها را به خوبی تحمل کند. پی های گسترده دارای محدودیت هایی برای استفاده در پل ها هستند.

پی های ترکیبی نوعی از پی های تکی می باشند که به صورت مربعی یا مستطیلی ساخته می شود و 2 عدد یا بیشتر ستون بر روی آنها قرار می گیرد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سایر مقاله ها

انواع روش های تخریب سنگ و بتن (A Variety of Methods of Rock and Concrete Demolition)

در برخی از پروژه های پایدارسازی دیواره های گود شرکت [...]


بیشتر بخوانید

پدیده فروچاله چیست؟ (?What is The Phenomenon of Sinkhole)

پدیده فروچاله چیست؟ (?What is Sinkhole) فروچاله ها حفره هایی [...]


بیشتر بخوانید

خطرات عملیات تخریب ساختمان (Risks of Building Demolition Operation)

به دنبال گسترش ناحیه شهرنشینی و همچنین نوسازی ساختمان ها [...]


بیشتر بخوانید

شمع پلاستیک (Plastic pile)

شمع پلاستیک (Plastic pile) پیامدهای حضور منابع آب به ویژه [...]


بیشتر بخوانید