فونداسیون گسترده (رادیه)

فونداسیون گسترده یا رادیه، نوعی پی یکپارچه است که در زیر کل ساختمان اجرا می‌شود و تمام عناصر باربر سازه را به طور مستقیم پشتیبانی می‌کند. این نوع فونداسیون برای ساختمان‌هایی با بار زیاد یا خاک‌هایی با مقاومت فشاری کم استفاده می‌شود تا بار را به طور یکنواخت به خاک منتقل کند و از نشست نامتقارن جلوگیری کند. نشست مجاز برای پی گسترده معمولاً بین 8 تا 30 سانتی‌متر در نظر گرفته می‌شود، اما این مقدار بسته به نوع خاک و شرایط زمین‌شناسی متغیر است.

انواع فونداسیون گسترده

فونداسیون‌های گسترده بر اساس تغییرات در صفحات فلت، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند :

   * صفحات صاف (Flat Slabs   ): ساده‌ترین نوع، مناسب برای بارهای کم و خاک‌های با مقاومت متوسط.

   * فونداسیون تخت ضخیم شده در زیر ستون: برای تحمل بارهای محوری بیشتر.

   * فونداسیون صفحه تخت ضخیم شده در بالای فرت (Frat) ستون: اجرای آسان‌تر با برآمدگی در بالای صفحه تخت.

   * پایه‌های رافت (Raft) سلولی: دارای دال بالایی برای افزایش سختی و استحکام، مناسب برای بارهای زیاد و خاک‌های ضعیف.

   * فونداسیون تیر و دال رافت: استفاده از تیرها برای کاهش ضخامت کلی فونداسیون.

   * پایه‌های رافت شمعی: برای ساختمان‌های بلند و خاک‌های بسیار ضعیف، با انتقال بار از طریق شمع‌ها به فونداسیون.

دلایل استفاده از فونداسیون گسترده

استفاده از پی گسترده در شرایط زیر توجیه‌پذیر است :

خاک‌های سست با ظرفیت باربری کم

ستون‌های نزدیک به هم

بارهای زیاد

احتمال نشست نامتقارن

تراز کف پایین‌تر از تراز آب زیرزمینی

خاک‌های ناهمگن

تورم خاک

جلوگیری از آسیب در اثر ریزش چاه یا قنات

بارهای جانبی نامتقارن

انواع خاک و تأثیر آن بر طراحی

ویژگی‌های خاک تأثیر بسزایی در طراحی فونداسیون دارند. انواع خاک بر اساس اندازه ذرات عبارتند از:

خاک‌های درشت‌دانه (شن و قلوه‌سنگ): ظرفیت باربری بالا.

خاک‌های ریزدانه (سیلت و رس): ظرفیت باربری کمتر و رفتار پیچیده‌تر.

خاک‌های آلی: ظرفیت باربری بسیار کم و نیاز به اقدامات ویژه.

خواص مکانیکی خاک (مقاومت برشی، مدول الاستیسیته، ضریب نفوذپذیری و غیره) از طریق آزمایش‌های برجا (SPT، CPT) و آزمایشگاهی تعیین می‌شوند.

طراحی فونداسیون گسترده

طراحی فونداسیون گسترده به دو روش انجام می‌شود :

روش‌های مرسوم: محاسبات دستی و استفاده از نمودارها.

روش‌های تجزیه و تحلیل المان محدود (FEM): استفاده از نرم‌افزارهای کامپیوتری.

مواد و مراحل اجرایی

مواد مورد نیاز شامل قالب، بتن، آرماتور و اسپیسرها است. مراحل اجرایی شامل آماده‌سازی سایت، قالب‌بندی، آرماتوربندی، بتن‌ریزی، عمل‌آوری و پر کردن است. فونداسیون گسترده به صورت دال دو طرفه بتن آرمه اجرا می‌شود و آرماتوربندی به شکل یک شبکه سراسری در بالا و پایین به همراه میلگردهای تقویتی انجام می‌گیرد.

مزایا و معایب فونداسیون گسترده

مزایا:

مناسب برای خاک‌های ضعیف

توزیع گسترده‌تر تنش

یکپارچگی پی‌ها

کاهش نشست

معایب:

مصرف بیشتر آرماتور و بتن

اجرای سخت‌تر چاه‌های ارت و فاضلاب

آرماتوربندی سخت‌تر

کنترل کیفیت، ملاحظات زیست محیطی و هزینه ها

کنترل کیفیت در تمام مراحل اجرا ضروری است. ملاحظات زیست محیطی شامل کاهش مصرف انرژی و مدیریت پسماند است. هزینه‌ها به حجم بتن، مقدار آرماتور، قالب‌بندی، نیروی کار و شرایط زمین بستگی دارد.

فونداسیون گسترده با سایر انواع فونداسیون‌ها (منفرد، نواری و شمعی) تفاوت دارد و انتخاب نوع مناسب بستگی به شرایط پروژه دارد.

منبع: فونداسیون گسترده