فونداسیون (Foundation) یا پی ساختمان، به عنوان پایین ترین و حیاتی ترین بخش سازه، وظیفه انتقال و توزیع یکنواخت بارهای وارده از ساختمان به زمین را بر عهده دارد. بتن، ماده ای بسیار محکم و مقاوم در برابر تنش های فشاری می باشد، اما در برابر تنش کششی و برشی، بسیار ضعیف عمل می کند. به همین دلیل و با هدف جبران ضعف مقاومت کششی بتن، از شبکه ای مهندسی شده از انواع میلگرد آجدار در فونداسیون استفاده می شود.
میلگرد گذاری در فونداسیون (آرماتوربندی پی)، اصلی ترین مرحله در اجرای اسکلت ساختمان می باشد. اگر این فرآیند به درستی و طبق اصول مهندسی انجام نشود، احتمال نشست نامتقارن سازه، ایجاد ترک های عمیق و در نهایت فرو ریختن ساختمان را به حداکثر می رساند. در این مقاله از آهن باکس، قصد داریم صفر تا صد مراحل، ضوابط آیین نامه ای و اشتباهات رایج در میلگرد گذاری شالوده ساختمان را بررسی کنیم تا با دیدی کاملاً تخصصی این مرحله را مدیریت کنید.
پیش نیازهای اجرای آرماتوربندی فونداسیون
قبل از شروع به برش و خمکاری میلگردها در کارگاه، لازم است بستر کار به طور کامل آماده سازی شود. در ابتدا گودبرداری بر اساس نقشه های اجرایی، ترازهای مشخص شده و آزمایش مکانیک خاک انجام می شود. پس از رسیدن به تراز مورد نظر، باید سطح خاک کاملاً کوبیده (کمپکت) شود تا هیچ گونه خاک دستی و سستی باقی نماند. پس از این مرحله، اجرای بتن مگر کاملاً ضروری می باشد.
بتن مگر (بتن نظافتی) چیست؟
بتن مگر، یک لایه بتن با عیار سیمان پایین (معمولاً ۱۰۰ تا ۱۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب) و ضخامت ۵ الی ۱۵ سانتی متر می باشد که روی خاک کوبیده شده ریخته می شود. استفاده از بتن مگر دو دلیل عمده دارد: اول آنکه از تماس مستقیم شبکه آرماتوربندی با خاک و جذب شیره (آب) بتن اصلی توسط زمین جلوگیری می کند؛ دوم آنکه سطحی کاملاً صاف و تراز برای اجرای دقیق خط کشی ها و میلگرد گذاری فراهم می آورد.
مراحل گام به گام میلگرد گذاری در فونداسیون
پس از گیرش اولیه بتن مگر، نقشه برداران ابعاد فونداسیون و محل قرارگیری ستون ها را با استفاده از دوربین های نقشه برداری روی بتن مگر پیاده سازی می کنند. پس از این مرحله، عملیات اصلی آرماتوربندی آغاز می گردد که شامل مراحل زیر می باشد:
۱- اجرای کاور بتن (فاصله نگهدار) میلگردها به هیچ عنوان نباید مستقیماً روی بتن مگر قرار بگیرند. برای جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی میلگردها در طول زمان، باید لایه ای از بتن به عنوان پوشش (Cover) دور آن ها را احاطه کند. به همین دلیل، از قطعاتی پلاستیکی، بتنی یا فلزی به نام اسپیسر (Spacer) در فواصل منظم روی بتن مگر استفاده می شود تا شبکه تحتانی آرماتورها روی آن ها قرار گیرد.
۲- اجرای شبکه تحتانی (آرماتورهای طولی و عرضی) در این مرحله، ابتدا میلگردهای طولی با فواصل دقیق (که در نقشه مهندسی مشخص شده است) روی اسپیسرها چیده می شوند. سپس میلگردهای عرضی به صورت عمود بر روی آن ها قرار می گیرند تا یک شبکه شطرنجی ایجاد شود. محل تقاطع این میلگردها باید با استفاده از سیم آرماتوربندی و انبر، محکم به یکدیگر گره زده شود. معمولاً از گره ساده یا گره ضربدری برای این بخش استفاده می شود.
۳- خرک گذاری (Chair Placement) از آنجا که فونداسیون های بتنی (به خصوص فونداسیون رادیه یا گسترده و نواری) معمولاً دارای دو شبکه آرماتوربندی در پایین و بالا هستند، برای حفظ فاصله دقیق بین این دو شبکه از میلگردهایی با شکل خاص به نام خرک استفاده می شود. خرک ها روی شبکه تحتانی قرار گرفته و با سیم مفتول بسته می شوند تا بتوانند وزن شبکه فوقانی و همچنین وزن نیروهای اجرایی در زمان بتن ریزی را تحمل کنند. ابعاد و فاصله خرک ها باید به گونه ای باشد که در زمان بتن ریزی دچار خمیدگی و افت نشوند.
۴- اجرای شبکه فوقانی پس از تثبیت خرک ها، میلگردهای طولی و عرضی ردیف بالا روی آن ها قرار می گیرند. این شبکه نیز دقیقاً مانند شبکه تحتانی اجرا شده و تمامی گره ها با سیم آرماتوربندی محکم می گردند. دقت در هم راستا بودن میلگردهای فوقانی و تحتانی و رعایت فواصل چشمه ها در این مرحله بسیار حائز اهمیت می باشد.
۵- جایگذاری آرماتورهای ریشه (انتظار) ستون ها یکی از حساس ترین مراحل میلگرد گذاری در فونداسیون، اجرای ریشه ستون ها می باشد. این آرماتورها که با نام میلگردهای انتظار نیز شناخته می شوند، باید دقیقاً در محل مشخص شده در نقشه، درون شبکه فونداسیون جایگذاری شوند. انتهای این میلگردها معمولاً با زاویه ۹۰ درجه خم می شود (به شکل L یا چنگک) و به شبکه تحتانی گره می خورد تا در زمان بتن ریزی جا به جا نشوند و اتصال گیردار استانداردی بین پی و ستون ایجاد کنند.
تفاوت آرماتوربندی در فونداسیون نواری و رادیه (گسترده)
نوع فونداسیون تاثیر مستقیمی بر حجم و نحوه میلگرد گذاری دارد. در فونداسیون نواری که بیشتر برای ساختمان های مسکونی متداول استفاده می شود، میلگردها به صورت نوارهایی در زیر دیوارها و ستون ها با عرض مشخص بافته می شوند. اما در فونداسیون رادیه (گسترده) که برای برج ها و زمین های با مقاومت باربری پایین کاربرد دارد، شبکه میلگرد گذاری به صورت یکپارچه کل سطح اشغال ساختمان را پوشش می دهد که نیازمند تناژ بسیار بالاتری از میلگرد و استفاده از خرک های قطورتر می باشد.
ضوابط و استانداردهای آیین نامه ای (آبا)
اجرای آرماتوربندی فونداسیون باید کاملاً منطبق بر آیین نامه بتن ایران (آبا) و مقررات ملی ساختمان باشد. تخطی از این اصول باعث عدم تایید ناظر پروژه خواهد شد:
تمیزی سطح آرماتور: میلگردهای مورد استفاده نباید آغشته به روغن، رنگ، گل و لای و یا زنگ زدگی پوسته ای (پوسیدگی) باشند. وجود این آلاینده ها مانع از اتصال محکم و درگیری پیوستگی بین بتن و فولاد می گردد.
طول همپوشانی (وصله یا اورلپ): از آنجا که طول استاندارد میلگردها در کارخانه ۱۲ متر می باشد، در فونداسیون های بزرگ تر نیاز به وصله کردن میلگردها داریم. طول این همپوشانی (Overlap) باید دقیقاً طبق نقشه و آیین نامه محاسبه شود و محل وصله ها نباید در مقاطع با تنش حداکثر قرار گیرد.
خمکاری سرد: هرگونه خمکاری میلگرد باید به روش سرد و با استفاده از دستگاه های مکانیکی (خم کن) انجام شود. حرارت دادن میلگرد (خمکاری گرم) برای شکل دهی، به شدت به ساختار مولکولی و مقاومت کششی فولاد آسیب رسانده و کاملاً ممنوع می باشد.
رعایت فواصل مجاز: فاصله آزاد بین میلگردهای موازی نباید از مقادیر مجاز کمتر باشد تا دانه بندی های درشت بتن (شن) به راحتی از میان شبکه عبور کرده و فضای خالی (کرمو شدگی بتن) در هسته فونداسیون ایجاد نگردد.
اشتباهات رایج و مهلک در میلگرد گذاری پی
با وجود نظارت ها، گاهی خطاهای اجرایی خسارت باری در کارگاه ها رخ می دهد. عدم استفاده از اسپیسر مناسب و قرار دادن میلگردها روی آجر یا تکه های چوب، باعث جذب رطوبت و پوسیدگی سریع میلگرد درون بتن می شود. همچنین، استفاده از میلگردهای ذوبی بی کیفیت و فاقد آج استاندارد، درگیری بتن و فولاد را مختل می کند. یکی دیگر از خطاهای رایج، کاهش قطر میلگرد خرک برای صرفه جویی در هزینه ها است که منجر به له شدن شبکه فوقانی در حین بتن ریزی می گردد.
جمع بندی
میلگرد گذاری در فونداسیون، پایه و اساس استحکام و طول عمر هر سازه ای می باشد. اجرای دقیق بتن مگر، رعایت پوشش بتنی (کاور)، چیدمان اصولی شبکه تحتانی و فوقانی، مهار کردن صحیح ریشه ستون ها و پرهیز از اشتباهات رایج اجرایی، از جمله مواردی است که نیازمند تخصص پیمانکار و نظارت دقیق مهندسین مجرب می باشد. انتخاب میلگرد با کیفیت و گرید مناسب (معمولاً A3 برای شبکه اصلی) نقش تعیین کننده ای در مقاومت نهایی فونداسیون خواهد داشت. توصیه می کنیم خرید مقاطع فولادی پروژه خود را تنها با دریافت برگه آنالیز و کنترل کیفی (Certificate) از مراجع معتبر انجام دهید.