تشریح کامل مراحل پي سازي
پي سازي چند مرحله دارد :
1. آزمايش زمين از لحاظ مقاومت
2. پي كني
3. پي سازي
پي وسيله اي است كه بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنين بارهاي اضافي را به زمين منتقل مي كند .
آزمايش زمين :
طبقه بندي زمين چند نوع است :
زمين هايي كه با خاك ريزي دستي پر شده است :
اين نوع زمين ها كه عمق بيشتري دارند و با خاكهاي دستي محل گودال ها را پر كرده اند اگر سالهاي متمادي هم بگذرد باز نمي توان جاي زمين طبيعي را بگيرد و اين نوع زمين براي ساختمان مناسب نيست و بايد پي كني در آنها به طريقي انجام گيرد كه پي ها به زمين طبيعي يا زمين سفت برسد .
زمينهاي ماسه اي :
زمينهاي ماسه اي بيشتر در كنار دريا وجود دارد . اگر زمين از ماسه خشك تشكيل شده باشد ، تا يك طبقه ساختمان را تحمل مي كند و 1.5 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع مي توان فشار وارد آورد . ولي در صورتي كه ماسه آبدار باشد قابل ساختمان نيست ، چون ماسه آبدار حالت لغزندگي دارد و قادر نيست كه بار وارد را تحمل كند بنابراين ماسه از زير پي مي لغزد و جاي خالي خود را به پي مي دهد و پايه را خراب مي كند .
زمينهاي دجي :
زمين دجي زميني است كه از شنهاي درشت و ريز و خاك به هم فشرده تشكيل شده است و به رنگهاي مختلف ديده مي شود :دج زرد ، دج سياه ، دج سرخ ، اين نوع زمين ها براي ساختمان مرغوب و مناسب است .
زمينهاي رسي :
اگر رس خشك و بي آب و فشرده باشد ، براي ساختمان زمين خوبي محسوب مي شود ، و تحمل فشار لازم را دارد . ولي اگر رس آبدار و مرطوب باشد قابل استفاده نيست و تحمل فشار ندارد ، خصوصاً اگر ساختمان در زمين شيب دار روي رس آبدار ساخته شود فوري نشست مي كند و جاهاي مختلف آن ترك بر مي دارد و خراب مي شود . و اگر ساختمان در زمين آبدار با سطح افقي ساخته شود به علت وجود آب فشار را به همه نقاط اطراف خود منتقل مي كند و ديوارهاي كم ضخامت آن ترك بر مي دارد .
زمينهاي سنگي :
زمينهاي سنگي بيشتر در دامنه كوهها وجود دارد و از تخته سنگها ي بزرگ تشكيل شده و براي ساختمان بسيار مناسب است .
زمينهاي مخلوط :
اين نوع زمينها از سنگ درشت و شن و خاك رس تشكيل شده اگر اين مواد كاملا به هم فشرده باشند براي ساختمان بسيار مناسب است و اگر به هم فشرده نباشد و بايد از ايجاد ساختمان به روي اين نوع زمينها احتراز كرد .
زمينهاي بي فايده :
زمينهاي بي فايده مانند باتلاق ها و زمينهاي جنگل كه از خاك و برگ درختان تشكيل شده است . در اين نوع زمين ها بايد زمين آنقدر كنده شود تا به زمين سفت و طبيعي برسد .
آزمايش زمين :
گاهي پس از پي كني به طبقه اي از زمين محكم و سفت مي رسند و پي سازي را شروع مي كنند ولي پس از چندي ساختمان ترك بر مي دارد . علت آن اين است كه زمين سفتي كه به آن رسيده اند از طبقهُ نازكي بوده است و متوجه آن نشده اند ولي براي اطمينان در جاهاي مختلف زمين مي زنند تا از طبقات مختلف زمين آگاهي پيدا كنند و بعد شفته ريزي را شروع مي كنند اين عمل را در ساختمان گمانه زني (سنداژ) مي گويند .
امتحان مقاومت زمين :
يك صفحه بتني 20*20*20 یا 20*50*50 از بتن آرمه گرفته و روي آن به وسيلهُ گذاشتن تيرآهنها فشار وارد مي آورند . وزن آهنها مشخص و سطح صفحه بتن هم مشخص است فقط يك خط كش به صفحه بتني وصل مي كنند و به وسيله ميليمترهاي روي آن ميزان فرورفتگي زمين را از سطح آزاد مشخص و اندازه گيري مي كنند ولي اگر بخواهند ساختمانهاي بسيار بزرگ بسازند بايد زمين را بهتر آزمايش كنند . براي اي منظور با دستگاه فشار سنج زمين را اندازه گيري مي كنند و آزمايش فوق براي ساختمانهاي معمولي در كارگاه است .
پس از عمليات فوق پي كني را آغاز ميكنند و پس از پي كني شفته ريزي شروع مي شود .
توجه شود اين عمل همان آزمايش بارگذاري صفحه است كه در درس مهندسي پي جزء آزمايش هاي محلي و مهم محسوب ميشود البته از آنجا كه انجام عمليات مكانيك خاك براي ساختمانهاي معمولي صرفه اقتصادي ندارد ، انجام اين آزمايش در سازمانهاي و اداره هاي دولتي و يا ساختمانهاي بلند انجام مي شود .
افقي كردن پي ها (تراز كردن) :
براي تراز كردن كف پي ساختمانها از تراز هاي آبي استفاده مي كنند در ديوارهاي طويل چون كار شمشه و تراز كردن وقت بيشتري لازم دارد ، براي صرفه جويي در وقت از سه T مي توان استفاده كرد بدين معني كه T اول را با T دوم تراز مي كنند و T سوم را در مسافت مسير به طوري كه سه T در يك رديف قرار بگيرد قرار مي دهند از روي T اول و دوم كه با هم برابر هستند T سوم را ميزان و برابر مي كنند و پس از آنكه T سوم برابر شد T اول را بر مي دارند و به فاصله بيشتري بعد از T سوم قرار مي دهند ، دوباره T دوم و سوم را با T چهارم كه همان T اول مي باشد برابر مي كنند و دنباله اين ترازها را تا خاتمه محل كار ادامه مي دهند .
البته اين طريق تراز كردن بيشتر در جاده سازي و زمين هاي پهناور به كار مي رود .
شفته ريزي :
كف پي ها بايد كاملا افقي و زاويهُ كف پي نسبت به ديوار پي بايد 90 درجه باشد . اول كف پي را بايد آب پاشيد ، تا مرطوب شود و واسطهاي بين زمين و شفته وجود نداشته باشد ، و سپس شفته را داخل آن ريخت .
شفته عبارت است از خاك و شن و آهك كه به نسبت 200 تا 250 كيلوگرم گرد آهك را در متر مكعب خاك مخلوط مي كنند و گاهي هم در محلهايي كه احتياج باشد پاره سنگ به آن مي افزايند . شفته را در پي مي ريزند و پس از اينكه ارتفاع شفته به 30 سانتيمتر رسيد آن را در يك سطح افقي هموار مي كنند و يك روز آن را به حالت خود مي گذارند تا دو شود يعني آب آن يا در زمين فرو رود و يا تبخير گردد .
پس از اينكه شفته دو نم شد آن را با وزنهُ سنگيني مي كوبند كه به آن تخماق ميگويند و پس از اينكه خوب كوبيده شد دوباره شفته را به ارتفاع 30 سانتيمتر شروع مي كنند و عمل اول را انجام مي دهند . تكرار اين عمل تا پر شدن پي ادامه دارد .
در ساختمان ها كه معمولاً در گود يا پي كني عمل تراز كردن انجام ميگيرد محل كار در پي كه پيچ و خم زيادي دارد و تراز كردن با شمشه و تراز مشكل مي باشد از تراز شلنگي استفاده مي كنند . بدين ترتيب يك شلنگ چندين متري را پر از آب مي كنند به طوري كه هيچ گونه حباب هوايي در آن نباشد و آن را در پي محل هايي كه بايد تراز گردد به گردش در مي آورند و نقاط معين شده را با هم تراز مي كنند . آب چون در لوله هايي كه به هم ارتباط دارند در يك سطح مي ماند بنابراين چون شلنگ پر از آب مي باشد در هر كجا كه شلنگ را به حركت در آورند آب دو لوله استوانه اي در يك سطح مي باشد بنابراين دو نقطه مزبور با هم تراز مي باشند بشرط آنكه مواظبت كنيم كه شلنگ در وسط بهم گره خوردگي يا پيچش پيدا نكرده باشد تا باعث قطع ارتباط سيال شود كه ديگر نمي توان در تراز بودن آنها مطمئن بود .
تراز كردن گاهي بوسيله دوربين نقشه بر داري (نيو) انجام مي گيرد يعني محلي را در ساختمان تعيين نموده دوربين را در محل تعيين شده نصب مي كنند و با مير ( تخته هاي اندازه گيري ارتفاع در نقشه برداري ) يا ژالون ( چوب هاي نيزه اي يا آهني كه هر 50 سانتيمتر آنرا به رنگهاي سفيد و قرمز رنگ كرده اند كه از پشت دوربين بخوبي ديده بشود ) اندازه گرفته و تراز يابي مي كنند . تراز كردن با دوربين بهترين نوع تراز يابي مي باشد .
در زمين هايي مانند زمين هاي شهر كرمان از آنجايي كه از زمانهاي قبل قنواتي وجود داشته و بتدريج آب آنها خشك شده در زير زمين وجود داشته و بعد از مدتي بدون رعايت مسائل زير سازي درون آنها خاك ريخته اند و براي شهر سازي و خيابان كشي كه سطح خيابان ها را بالا مي آورده اند و به ظاهر در سطح زمين و حتي در عمق هاي 3 تا 4 متري اثري از آنها نيست اگر سازه اي روي اين زمين بنا شود پس از مدتي و بسته به عمق قنات و شرايط جوي مثلاً بعد از آمدن يك باران سازه نشست مي كند و در بسياري از مواقع حتي تا 100 درصد خسارت مي بيند و ديگر قابل استفاده نيست اگر در چنين ساختمان هايي از شفته آهك استفاده شود باعث تثبيت خاك مي شود و بروز نشست در ساختمان جلوگيري مي كند .
پي سازي :
بعد از اينكه عمل پي کني به پايان رسيد را بايد با مصالح مناسب بسازند تا به سطح زمين رسيده و قابل قبول براي هر گونه بنا باشد مصالحي كه در پي بكار ميرود بايد قابليت تحمل فشار مصالح بعدي را داشته باشد و ضمناً چسبندگي مصالح نسبت به يكديگر به اندازه اي باشد كه بتوانند در مقابل بارهاي بعدي تحمل كند و فشار را يكنواخت به تمام پي ها انتقال دهد چون هرچه ساختمان بزرگتر باشد فشارهاي وارده زيادتر بوده و مصالحي كه در پي بكار مي رود بايد متناسب با مصالح بعدي باشد .
پي سازي را با چند نوع مصالح انجام مي دهند مصالحي كه در پي بكار مي رود عبارتند از شفته آهكي ، پي سازي با سنگ ، پي سازي با بتن ، پي سازي با بتن مسلح .
پي سازي با سنگ :
پس از اينكه عمل پي كني به پايان رسيد پي سازي با سنگ بايد از ديوارهايي كه روي آن بنا ميگردد وسيع تر بوده و از هر طرف ديوار حداقل 15 سانتيمتر گسترش داشته باشد يعني از دو طرف ديوار 30 سانتيمتر پهن تر مي باشد كه ديواري را رد وسط آن بنا مي كنند ، پي سازي با سنگ با دو نوع ملات انجام مي شود چنانچه بار و فشار بعدي زياد نباشد ملات سنگها را از ملات گل و آهك چنانچه فشار و بار زياد باشد ملات سنگ را از ملات ماسه و سيمان استفاده مي كنند اول كف پي را ملات ريزي نموده و سنگها را پهلوي يكديگر قرار ميدهند و لابِلاي سنگ را با ملات ماسه و سيمان پر ميكنند (غوطه اي) به طوري كه هيچ منفذ و سوراخي در داخل پي وجود نداشته باشد و عمل پهن كردن ملات و سنگ چيني تا خاتمه ديوار سازي ادامه پيدا مي كند .
پي سازي با بتن :
پس از اينكه كار پي كني به پايان رسيد كف پي را به اندازه تقريبي 10 سانتيمتر بتن كم سيمان بنام بتن مِگر مي ريزند كه سطح خاك و بتن اصلي را از هم جدا كند روي بتن مگر قالب بندي داخل پي را با تخته انجام ميدهند همانطور كه در بالا گفته شد عمل قالب بندي وسيع تر از سطح زير ديوار نقشه انجام ميگيرد تمام قالب ها كه آماده شد بتن ساخته شده را داخل قالب نموده و خوب مي كوبند و يا با ويبراتور به آن لرزش وارد آورده تا خلل و فرج آن پر شود و چنانچه بتن مسلح باشد ، داخل قالب را با ميله هاي گرد آرماتور بندي و بعد از آهن بندي داخل قالب را با بتن پر ميكنند .
بتن ريزي در پي و آرماتور داخل آن به نسبت وسعت پي براي ساختمان هاي بزرگ قابليت تحمل فشار هر گونه را ميتواند داشته باشد و بصورت كلافي بهم پيوسته فشار ساختمان را به تمام نقاط زمين منتقل مي كند و از شكست و ترك هاي احتمالي جلو گيري بعمل مي آورد .
پي سازي و پي كني با هم :
در بعضي مواقع ممكن است زمين سست بوده و پي كني بطور يكدفعه نتواند انجام پذيرد و اگر بخواهيم داخل تمام پي ها را قالب بندي كنيم مقرون به صرفه نباشد در اين موقع قسمتي از پي را كنده و با تخته و چوب قالب بندي نموده شفته ريزي مي كنيم پس از اينكه شفته كمي خود را گرفت يعني آب آن تبخير و يا در زمين فرو رفت و دونم شد پي كني قسمت بعدي را شروع نموده و با همان تخته ها ، قالب بندي مي كنيم بطوريكه شفته اول خشك نشده باشد و بتواند با شفته اول خشك نشده باشد و بتواند با شفته بعد خودگيري خود را انجام داده و بچسبد اين نوع پي سازي معمولاً در زمين هاي نرم و باتلاقي ، خاك دستي و ماسه آبدار عمل ميگردد .
پي كني در زمين هاي سست :
در زمين هاي سست و خاك دستي اگر بخواهيم ساختماني بنا كنيم بايد اول محل پي ها را به زمين سفت رسانيده و پس از اطمينان كامل ساختمان را بنا نماييم زيرا ساختمان كه روي اين زمين ها مطابق معمول و يا در زمين سست بنا گردد . پس از چندي يا در همان موقع ساخته شدن باعث ترك ها و خرابي ساختمان ميگردد . بنابراين شفته ريزي از روي زمين سفت بايد انجام گيرد و براي اينكار بشرح زير عمل مي نمائيم :
پي كني در زمين هاي خاك دستي و سست :
پس از پياده كردن اصل نقشه روي زمين محل پي هاي اصلي و يا در تقاطع پي ها كه فشار پايه ها روي آن مي باشد چاه هائي حفر ميشود ، عمق اين چاهها به قدري مي باشد تا به زمين سفت و سخت برسد بعداً محل چاه ها را با شفته آهكي پر كرده و پس از پر كردن چاه ها و خودگيري شفته ، پي ها را به طريقه معمول روي شفته چاه ها شفته ريزي ميكنند ، شفته ها به صورت كلافي مي باشند كه زير آنها را تعدادي از ستون هاي شفته اي نگهداري ميكند و از فرو ريختن آن جلوگيري مي نمايند البته بايد سعي كرد كه فاصله ستون هاي شفته اي نبايد بيش از سه متر طول باشد .
خاصيت چاه ها بدين طريق مي باشد كه شفته پس از خودگيري مانند ستونهايي است كه زير زمين بنا شده است و شفته روي آن مانند كلافي پايه را به يكديگر متصل مي كنند براي مقاومت بيشتر در ساختمان پس از اينكه آجر كاري پايه ها را شروع نموديم ما بين پايه ها را مطابق شكل با قوسهايي به يكديگر متصل ميكنند تا پايه ها عمل فشار به اطراف خود را خنثي نموده و فشار خود را در محل اصلي خود يعني در محلي كه شفته ريزي آن به زمين بِكر رسيده متصل ميكند .
گاهي اتفاق مي افتد كه در ساختمان در محل بناي يكي از پايه ها چاه هاي قديمي وجود دارد و بقيه زمين سخت بوده و مقاومت به حد كافي براي ساختن ساختمان روي آنرا دارد براي اينكه براحتي بتوان پايه را در محل خود ساخت و محل آن را تغيير نداد چاه را پس از لاي روبي (پاك كردن ) با شفته آهك پر مينماييم موقعيكه شفته خودگيري خود را انجام داد روي آنرا يك قوس آجري ساخته و در محل انتهاي كمان پايه را بنا ميكنيم كه فشار ديوار با اطراف چاه منتقل گردد .
در بعضي مواقع چاه كني در اين گونه زمين ها خطرناك مي باشد . زيرا زمين ريزش دارد و به كارگر صدمه وارد مياورد و در موقع كار ممكن است او را خفه كند براي جلوگيري از ريزش زمين بايد از پلاكهاي بتني يا سفالي كه در اصطلاح به آنها گَوَل (در شهرستانها گوم و غيره ) مينامند استفاده شود گَوَل هاي بتني يك تكه و دو تكه اي و گول هاي سفالي يك تكه ميباشد . گول هاي بتني را بوسيله قالب مي سازند و گول هاي سفالي بوسيله دست و گل رس ساخته شده و در كوره هاي آجري آن را مي پزند تا بشكل سفالي در آيد از اين گول ها در قنات ها نيز استفاده ميشود .
طريقه عمل :
مقداري از زمين كه بصورت چاه كنده شده گول را بشكل استوانه اي ساخته ميباشد داخل محل كنده شده نصب و عمل كندن را ادامه ميدهند در اين موقع دو حالت وجود دارد يا اينكه گول اولي كه زير آن در اثر كندن خالي شده براحتي پايين رفته گول دوم را نصب ميكنيم يا اينكه گول اول در محل خود با فشار خاك كه به اطراف آن آمده تنگ مي افتد و نمي تواند محل خود را تغيير و يا پايين تر برود در اين موقع از گول هاي دو تكه اي استفاده مينماييم نيمي را در محل خود نصب و جاي آنرا محكم نموده و نصفه دوم را پس از كندن محل آن نصب مي نماييم و عمل پي كني را بدين طريق ادامه ميدهيم .
پي كني در زمين هاي سست مانند خندق هائي كه خاك دستي در آنها ريخته شده است و مرور زمان هم اثري براي محكم شدن آن ندارد و يا زمين هاي باتلاقي و غيره ضروري مي باشد .
زمين هائي كه قسمت خاك ريزي شده در آنها به ارتفاع كم مي باشد و يا باتلاقي بودن آن به عمق زيادي نرسد ميتوان در اين قبيل زمين ها پي كني عمقي انجام داد و براي جلوگيري از ريزش خاك آنرا با تخته و چوب قالب بندي نموده تا به زمين سخت برسد .
البته قالب بندي در اينگونه زمين ها خالي از اشكال نمي باشد بايد با منتهاي دقت انجام گيرد پس از انجام كار قالب بندي شفته ريزي شروع ميشود و چون تخته هاي قالب در طول قرار دارد ميتوان پس از شفته ريزي تخته دوم را شروع كرد به همين منوال تمام پي ها را ميتوان شفته ريزي كرد بدون اينكه تكه اي و يا تخته اي از قالب زير شفته بماند .