تحلیل پی

پی عبارت است از سازه و بخشی ازخاک مجاورآن که غالبا پایین تر از سطح زمین قرار می‌گیرد ونیروهای ناشی از سازه را به خاک یا بستر سنگی انتقال میدهد. مبحث 7 مقررات ملی ساختمان نیز تعریف مشابهی از پی ارائه کرده است. مجموعه بخش‌هایی از سازه و خاک در تماس با آن که انتقال بار بین سازه و زمین از طریق آن صورت می‌گیرد پی نامیده می‌شود در واقع وظیفه پی انتقال بارهای بخش‌های فوقانی به خاک زیر پی می‌باشد به نحوی که تنش‌های بیش از حد ونیز نشست‌های اضافی ایجاد نگردد کلیه پی‌ها به منظور انتقال بارهای سازه فوقانی به زمین طراحی می‌شوند بار اکثر سازه‌ها توسط اجزاء ستون مانندی حمل میشوند که شدت تنش درآنها حدود Mpa10 )) ستون بتنی و(MPa140 ) ستون فلزی می‌باشد چنین تنشهایی می‌بایست به خاک تکیه گاهی حمل گردد که ظرفیت باربری آن به ندرت بیش از KPa500)) واغلب در حدود KPa 250-200) ) می‌باشد باتوجه به این ارقام می‌توان دریافت که این عضو واسط یعنی پی مصالحی را به یکدیگر مرتبط می‌سازد که مقاومت مهندسی مفید آنها تا چند صدبرابر متفات است واین به نوبه خود اهمیت طرح صحیح و ایمنی پی را نشان میدهد.

تنش

به مقاومت داخلی ایجاد شده در جسم در اثر نیروهای خارجی تنش می‌گویند وبر حسب نوع نیرو ممکن است( فشاری ،خمشی، برشی،کششی و…) باشد استحکام نهایی مواد ومصالح ساختمانی برحسب واحدهای تنش بیان می‌شود که واحدآن در سیستم بین المللی آحاد, نیوتن بر متر مربع است که (pa)نامیده می‌شود.

انواع پی

پی‌ها براساس عمق ونوع عملکرد تقسیم بندی می‌شوند در حالت کلی چنانچه لایه مقاوم
درعمق کمی‌از سطح زمین قرار گرفته باشد پی در نزدیکی سطح زمین بنا میگردد درغیر این صورت برای
رسیدن به لایه مقاوم عمق پی افرایش می‌یابد.   به طور کلی پی‌ها به چهار دسته تقسیم می‌شوند  :
1- پی‌های کم عمق معروف به پی‌های سطحی(Shallow foundations)  به پی‌هایی می‌گویند که نسبت
عمق به عرض آنها مساوی یا کمتر از1 واحد است در عین حال دربعضی مراجع پی‌های بانسبت عمق تا 4الی 5هم به عنوان پی کم عمق طبقه بندی میشوند.
2- پی‌های نیمه عمیق پی چاهیPier foundations ) ) دراین  پی‌ها نسبت عمق به عرض درمحدوده 10< D/B < (4- 5 ) قرار دارد.
3- پی‌های عمیق (Deep foundations) این پی‌ها عمدتاً شامل پی‌های شمعی بوده ودر آنها 10D/B <میباشد در  مبحث 7 مقررات ملی ساختمان , معیار دیگری برای پی عمیق عنوان شده است و آن عبارت است از اینکه هرگاه نسبت عرض به ارتفاع پی کمتراز1باشد وعمق آن از3 متر تجاوز نماید به آن پی عمیق می‌گویند. در موارد فوق D عمق پی و B عرض آن می‌باشد.
4 – پی‌های ویژه شامل هرگونه پی که جزء دسته بندی‌های فوق نباشداز قبیل، صندوقه ای، مهارها
ستونهای شنی وسنگی و…
انواع پی‌های سطحی :  دسته بندی انواع پی‌های سطحی به صورت زیر می‌باشد::
پی‌های منفرد  :   پی‌هایی که بار یک ستون تکی یا یک دیوار را حمل می‌نمایند.
پی‌های مرکب  :   پی‌هایی که بار دو تا چهار ستون را حمل می‌نمایند
پی گسترده  :  نوعی شالوده است که درچندین ستون با فاصله‌های منظم و نامنظم, موازی یاغیرموازی
را حمل می‌نماید و ممکن است زیر بخشی یا کل ساختمان قرارگیرد
الف : شالوده منفرد (spread foundations) شالوده ای که حامل بار تنها یک ستون باشد شالوده منفرد
می‌گویند. این پی‌ها معمولاً متشکل از یک دال مربعی یا دایره ای بوده و خود می‌تواند شامل انواع بتنی
غیر مسلح،بتن مسلح معمولی ، باسطوح شیبدار و پله ای باشد.
ب  :  شالوده دو ستونی اگردوستون به هم نزدیک باشند(به صورتی که شالوده منفرد آنهاکمتر از نصف
فاصله دوستون گردد) اقتصادی ومناسب است که از شالوده دوستونی استفاده شود. کاربرد اصلی این نوع
 شالده‌ها در مواقعی است که نمی‌توان یک ستون را به طور مرکزی برروی شالوده تک ستونی قرار داد( همانند شالوده ستونهای کناری (نوار مرزی ساختمان در زمینهای( محدود یا کوچک ) شالوده دو ستونی می‌تواند به صورت مستطیل یا ذوزنقه ای طرح شود.این شالوده‌ها به نحوی طراحی می‌شوند که مرکز هندسی آنها بر نقطه اثربرآیند بارهای وارده منطبق گردد. راه دیگر مقابله با خروج از مرکزیت ستون کناری اتصال آن توسط یک تیر قوی به شالوده داخلی مجاور می‌باشد که چنین شالوده ای را شالوده باسکولی یا تسمه ای می‌گویند.        

 ج- شالوده نواری( Strip footing) بااتصال شالوده‌های یک ردیف ویا برای شالوده زیر یک دیوار

باربر، شالوده نواری ایجاد می‌گردد که نسبت طول به عرض آن زیاد است معمولاً شالوده‌هائی که در آنها 4-5 L< باشد به عنوان شالوده نواری در نظر میگیرند.

 د- شالوده شبکه ای (Gridfoundation) به لحاظ اقتصادی گاهی مقرون به صرفه است که از شالوده‌های یک ردیف در هم ادغام و شالوده به صورت نواری اجرا گردد چنانچه این نوارها درهر دو امتداد عمود برهم قرار گیرند شالوده شبکه ای بوجود می‌آید عملکرد این شالوده‌ها مرکب بوده و متفاوت از عملکرد شالوده های منفرد است که توسط کلاف به یکدیگر متصل می‌شوند.

 ه- شالوده‌های گسترده (Mat/.orRaft foundations) اگرزمین زیر شالوده آنقدر سست باشد ویا بار وارده از طرف سازه آنقدر زیاد باشد که سطح پوشیده شده از طرف پی‌های منفرد بیش از نصف سطح زیر بنا گردد،دراینصورت اقتصادی است که ازپی گسترده استفاده شود شالوده گسترده شامل یک دال(Sla)یکپارچه است که کلیه بارهای سازه ناشی از ستونها و دیوارها را حمل مینماید این نوع شالوده موجب توزیع نسبتا یکنواخت تنش و جلوگیری از تمرکز آن درزیر بارهای سنگین و مو ضعی می‌گردد لذا  در کاهش نشست نا مساوی بسیار موثر است  .

و-پی‌های پوسته ای (Shell foundations) این نوع پی‌های بار را بواسطه شکل ونه به سبب جرم و حجم خود به زمین منتقل می‌نمایند ، لذا طراحی آنها مشکل است و معمولاً بعنوان پی برجهای بلند نظیر برجهای تلویزیون یا خنک کننده‌ها بکار می‌رود .

ن -پی‌های نیمه عمیق(Pier foundations)  این پی‌ها حد فاصل پی‌های سطحی و عمیق می‌باشند که به آنها پی چاهی نیز اطلاق می‌گردد عملکرد آنها تقریبا مشابه پی‌های عمیق است زیرا بار را به یک لایه مقاوم که  در عمق متوسطی از زمین قرار دارد منتقل می‌نماید برای اجرای این پی‌ها چاهی  در زمین حفر و سپس درون آن با مصالح مناسب پر می‌گردد. پی‌های عمیق (Deep foundations) اصطلاح پی عمیق وشمع مترادف یکدیگر می‌باشند زیرا بکارگیری عمده پی عمیق به صورت شمع می‌باشد شمع‌ها اجزاء ستون مانندی عمدتاً از بتون، فولاد و چوب هستند که برای انتقال بار به لایه هـــای عمیق زمین مورد اســتفاده قــرارمی‌گیرند . شمع‌ها معمولاً به عنوان یک عنصر ساز ای واسط موسوم به سر شمع یا کلاهک (Cap) بار ساز فوقانی را به زمین منتقل می‌نمایند طبق مقررات ملی ساختمان سر شمع به عنوان پی سطحی نامگذاری می‌گردد به لحاظ نوع انتقال بار شمع‌های اتکائی (نوک باربر)و شمع‌های اصطکاکی (شناور) تقسیم می‌گردند ضوابط کلی پی‌ها : ابعاد و اجزاءپی می‌بایستی بنحوی طرح شوند که هم تنش تماس با خاک  در حد ایمن باشد و هم نشستها را به یک مقدار قابل قبول محدود نماید اما مشکلات نشست اضافی عمومی‌بوده وتا حدووی مخفی باقی مانده اند زیرا تنها موارد بسیار دیدنی انتشار یافته اند . تعداد اندکی ساختمانهای مدرن  در اثر نشستهای اضافی فرو می‌ریزند . اما وقوع فروریختگی‌ها جزئی یا گسیختگی موضعی دریک عضو سازه ای چندان غیرمعمول نیست، بیشترآسیبهائی که روی می‌دهند شامل ترکهای نا خوشایند دردیوار و کف، کف‌های ناهموار (خیزها و شیب‌ها ( درهاوپنجره‌های چفت شده و غیره می‌باشند. (4) تغییرپذیری خاک همراه بابارهای پیش بینی نشده یا حرکت‌های بعدی خاک (نظیرزلزله‌ها) می‌توانند به مشکلاتی از نشست منجر شوند که مهندس، کنترل اندکی برآنهادارد. بعبارت دیگر آخرین روشهای موجود طراحی ممکن است احتمال مشکلات نشست (ضریب خطر) رابه مقدار زیادی کاهش دهند، اماعموماً یک پروژه خالی از خطر بدست نمی‌دهند. بااین همه بطور منطقی برخی مشکلات نتیجه مستقیم طراحی ضعیف یا بی دقتیهای ساده یا عدم توانائی مهندسی می‌باشند . یک عامل عمده که کارطراحی پی را مشکل می‌سازد آن است که پارامترهای خاک مورد استفاده در طراحی قبل از شروع پروژه بدست می‌آیند . بعداً هنگام اجرائی برخاکی بنا می‌شود که خواص آن به مقدار زیادی نسبت به حالت اولیه اصلاح شده است که این اصلاح یابواسطه روند اجرا یا احداث پی ایجاد می‌گردد این بدان معنی است که خاک ممکن است حفاری ویا جایگزین گشته و متراکم گردد. حفاری درجهت برداشتن بار از روی خاک زیرین بوده وسبب انبساط آن رافراهم می‌نماید کوبش شمع معمولاً خاک رامتراکم تر می‌نماید . هریک از این وقایع یا مستقیماً خواص خاک راتغییر داده (جایگزین خاک) یاپارامترهای مقاومتی برآورد شده اولیه را  اصلاح می‌نمایند.

به طورخلاصه یک طرح مناسب به طی مراحل زیر نیازمند است.
1-تعیین هدف ازبنای ساختمان،بارگذاری احتمالی بهره دهی  درطول عمرمفید، نوع قاب ساز، نیمرخ خاک،روش‌های ساختمانی هزینه‌های ساختمان است. 2- تعیین نیازهای کارفرما. 3- انجام طراحیبااطمینان به اینکه طرح آسیب زیادی به محیط زیست وارد نمی‌سازد ویک حاشیه ایمنی بدست می‌دهد که احتمال خطر برای کلیه طرف‌های ذیربط یعنی جامعه، کارفرما و مهندسی درحد مجاز خواهدبود. ملاحظات دیگر در طراحی پی‌ها : 1- عمق پی‌ها می‌بایست به قدر کافی زیاد باشد تااز بیرون زدگی جانبی مصالح از زیر پی برای شالوده‌ها وپی‌های گسترده جلوگیری شود. بطور مشابه  در گود برداری پی می‌بایست این نکته مد نظر باشد که مشکل بیرون زدگی مصالح پی می‌تواند برای شالوده‌های ساختمان موجود  در نواحی مجاور گود اتفاق بیفتد و ضرورت دارد که تدابیر مقتضی  در نظر گرفته شود. تعداد ترکهای ناشی از نشست که به هنگام گود برداری برای ساز‌های مجاور مالکین ساختمانهای موجود یافت می‌شوند بسیار قابل توجه می‌باشد. 2- عمق شالوده‌ها می‌بایست زیربخشی از خاک باشد که دارای تغییرات حجمی‌فصلی ناشی از یخ زدگی ، ذوب شدن یخ ورشد گیاهان می‌باشد.اکثر آیین نامه‌های ساختمانی محلی مقررات مربوط به حداقل عمق پی را  در بردارد. 3- درپی ممکن است لازم شود شرایط خاک منبسط شوند درنظر گرفته شود درچنین شرایطی بنای ساختمان  در جهت حبس بخار آب موجود درخاک است که به طرف بالا حرکت می‌نماید. این بخار آب به تدریج فشرده شده و خاک واقع  در بخش درونی زیر دال کف وپی ساختمان را حتی  در شرایطی که تغییر محیطی به طور عادی روی می‌دهد اشباء می‌نماید. 4- علاوه بر ملاحظات مربوط به مقاومت فشاری،سیستم پی می‌بایست دربرابر واژگونی ، لغزش وهر نوع بالا زدگی (شناوری) ایمن باشد. 5-سیستم پی باید  در برابر خوردگی یاتخریب ناشی از تماس با مواد مضر موجود  در خاک محافظت گردد. 6- سیستم پی باید بتواند تغییرات بعدی را  در ناحیه یا هندسه ساختمان را تحمل کند ودر صورت لزوم به ایجاد تغییرات  در ساز فوقانی و بارگزاری به سادگی قابل اصلاح باشد. 7- پی می‌بایست توسط نیروی انسانی موجود  در محل قابل ساخت باشد. 8- اجرا وتوسعه محل می‌بایست مطابق با استاندارهای محیط زیستی محل باشد از جمله اینکه می‌بایست تعیین شود که آیا ساختمان از طریق تماس بازمین  در معرض آلودگی است یا خیر.  در محلی که سفره آبهای زیر زمینی وجود دارد روش معمول این است که آنرا بطور دائمی‌یا  در طول انجام کارهای ساختمانی تازیر ناحیه ساختمانی پایین آورند اگر بعداًآب زیرزمینی به ترازی بالاتر از کف شالوده صعود نماید شالوده تحت تاثیر نیروی بالابر یا شناوری قرار می‌گیرد که می‌بایست به حساب آورده
شود. چنانچه لازم باشد آب زیرزمینی بطور موقت یا دائمی‌پایین آورده شود یک مشکل وجود دارد و آن موقع نشست  در نواحی اطراف محوطه ساختمان است به همین دلیل  در اکثر موارد اطراف محوطه ساختمانهای سپرهای آب ریزی نصب میکنند و آب تنها از داخل این محوطه به بیرون پمپ می‌شود.

مراحل پی سازی : 1. آزمایش زمین از لحاظ مقاومت 2. پی کنی 3. پی سازی پی وسیله ای است کهبار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنین بارهای اضافی را به زمین منتقل می کند .
آزمایش زمین : طبقه بندی زمین چند نوع است : زمین‌هایی که با خاک ریزی دستی پر شده است : این نوع زمین‌ها که عمق بیشتری دارند و با خاکهای دستی محل گودال‌ها را پر کرده اند اگر سالهای متمادی هم بگذرد باز نمی توان جای زمین طبیعی را بگیرد و این نوع زمین برای ساختمان مناسب نیست و باید پی کنی  در آنها به طریقی انجام گیرد که پی‌ها به زمین طبیعی یا زمین سفت برسد . زمینهای ماسه ای : زمینهای ماسه ای بیشتر  در کنار دریا وجود دارد . اگر زمین از ماسه خشک تشکیل شده باشد ، تا یک طبقه ساختمان را تحمل می‌کند و 1.5 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می توان فشار وارد آورد . ولی درصورتی که ماسه آبدار باشد قابل ساختمان نیست ، چون ماسه آبدار حالت لغزندگی دارد و قادر نیست که بار وارد را تحمل کند بنابراین ماسه از زیر پی می لغزد و جای خالی خود را به پی می دهد و پایه را خراب می کند . زمینهای دجی : زمین دجی زمینی است که از شنهای درشت و ریز و خاک به هم فشرده تشکیل شده است و به رنگهای مختلف دیده می‌شود :دج زرد ، دج سیاه ، دج سرخ ، این نوع زمین‌ها برای ساختمان مرغوب و مناسب است . زمینهای رسی : اگر رس خشک و بی آب و فشرده باشد ، برای ساختمان زمین خوبی محسوب می شود ، و تحمل فشار لازم را دارد . ولی اگر رس آبدار و مرطوب باشد قابل استفاده نیست و تحمل فشار ندارد ،(7) خصوصاً اگر ساختمان  در زمین شیب دار روی رس آبدار ساخته شود فوری نشست می کند و جاهای مختلف آن ترک بر می دارد و خراب می شود . و اگر ساختمان  در زمین آبدار با سطح افقی ساخته شود به علت وجود آب فشار را به همه نقاط اطراف خود منتقل می کند و دیوارهای کم ضخامت آن ترک بر می دارد . زمینهای سنگی : زمینهای سنگی بیشتر دردامنه کوهها وجود دارد و از تخته سنگها ی بزرگ تشکیل شده و برای ساختمان بسیار مناسب است . زمینهای مخلوط : این نوع زمینها از سنگ درشت و شن و خاک رس تشکیل شده اگر این مواد کاملا به هم فشرده باشند برای ساختمان بسیار مناسب است و اگر به هم فشرده نباشد و باید از ایجادساختمان به روی این نوع زمینها احتراز کرد .
زمینهای بی فایده : زمینهای بی فایده مانند باتلاق‌ها و زمینهای جنگل که از خاک و برگ درختان تشکیل شده است .  در این نوع زمین‌ها باید زمین آنقدر کنده شود تا به زمین سفت و طبیعی برسد .
آزمایش زمین : گاهی پس از پی کنی به طبقه ای از زمین محکم و سفت می رسند و پی سازی را شروع می کنند ولی پس از چندی ساختمان ترک بر می دارد . علت آن این است که زمین سفتی که به آن رسیده اند از طبقهُ نازکی بوده است و متوجه آن نشده اند ولی برای اطمینان درجاهای مختلف زمین می زنند تا از طبقات مختلف زمین آگاهی پیدا کنند و بعد شفته ریزی را شروع می کنند این عمل را درساختمان گمانه زنی) سنداژ) می گویند . امتحان مقاومت زمین : یک صفحه بتنی 20*20*20 یا 20*50*50 از بتن آرمه گرفته و روی آن به وسیلهُ گذاشتن تیرآهنها فشار وارد می آورند . وزن آهنها مشخص و سطح صفحه بتن هم مشخص است فقط یک خط کش به صفحه بتنی وصل می کنند و به وسیله میلیمترهای روی آن میزان فرورفتگی زمین را از سطح آزاد مشخص و اندازه گیری می کنند ولی اگر بخواهند ساختمانهای بسیار بزرگ بسازند باید زمین را بهتر آزمایش کنند . برای ای منظور با دستگاه فشار سنج زمین را اندازه گیری می کنند و آزمایش فوق برای ساختمانهای معمولی  درکارگاه است . پس از عملیات فوق پی کنی را آغاز میکنند و پس از پی کنی شفته ریزی شروع می شود . (8) توجه شود این عمل همان آزمایش بارگذاری صفحه است که  در درس مهندسی پی جزء آزمایش‌های محلی و مهم محسوب میشود البته از آنجا که انجام عملیات مکانیک خاک برای ساختمانهای معمولی صرفه اقتصادی ندارد ، انجام این آزمایش  در سازمانهای و اداره‌های دولتی و یا ساختمانهای بلند انجام می شود افقی کردن پی‌ها (تراز کردن) : برای تراز کردن کف پی ساختمانها از تراز‌های آبی استفاده می کنند  در دیوارهای طویل چون کار شمشه و تراز کردن وقت بیشتری لازم دارد ، برای صرفه جویی  در وقت از سه  می توان استفاده کرد بدین معنی که T اول را با T دوم تراز می کنند و T سوم را  در مسافت مسیر به طوری که سه T  در یک ردیف قرار بگیرد قرار می دهند از روی T اول و دوم که با هم برابر هستند T سوم را میزان و برابر می کنند و پس از آنکه T سوم برابر شد T اول را بر می دارند و به فاصله بیشتری بعد از T سوم قرار می دهند ، دوباره T دوم و سوم را با T چهارم که همان T اول می باشد برابر می کنند و دنباله این ترازها را تا خاتمه محل کار ادامه می دهند . البته این طریق تراز کردن بیشتر در جاده سازی و زمین‌های پهناور به کار می رود . شفته ریزی : کف پی‌ها باید کاملا افقی و زاویهُ کف پی نسبت به دیوار پی باید 90 درجه باشد . اول کف پی را باید آب پاشید ، تا مرطوب شود و واسطهای بین زمین و شفته وجود نداشته باشد ، و سپس شفته را داخل آن ریخت . شفته عبارت است از خاک و شن و آهک که به نسبت 200 تا 250 کیلوگرم گرد آهک را درمتر مکعب خاک مخلوط می کنند و گاهی هم درمحلهایی که احتیاج باشد پاره سنگ به آن می افزایند . شفته را درپی می ریزند و پس از اینکه ارتفاع شفته به 30 سانتیمتر رسید آن را دریک سطح افقی هموار می کنند و یک روز آن را به حالت خود می گذارند تا دو شود یعنی آب آن یا در زمین فرو رود و یا تبخیر گردد . پس از اینکه شفته دو نم شد آن را با وزنهُ سنگینی می کوبند که به آن تخماق میگویند و پس از اینکه خوب کوبیده شد دوباره شفته را به ارتفاع 30 سانتیمتر شروع می کنند و عمل اول را انجام می دهند . تکرار این عمل تا پر شدن پی ادامه دارد . در ساختمان‌ها که معمولاً در گود یا پی کنی عمل تراز کردن انجام میگیرد محل کار در پی که پیچ و خم زیادی دارد و تراز کردن با شمشه و تراز مشکل می باشد از تراز شلنگی استفاده می کنند . بدین ترتیب یک شلنگ چندین متری را پر از آب می کنند به طوری که هیچ گونه حباب هوایی درآن نباشد و آن را درپی محل‌هایی که باید تراز گردد به گردش در می آورند و درنقاط معین شده را با هم تراز می کنند . آب چون درلوله‌هایی که به هم ارتباط دارند در یک سطح می ماند بنابراین چون شلنگ پر از آب می باشد درهر کجا که شلنگ را به حرکت در آورند آب دو لوله استوانه ای دریک سطح می باشد بنابراین دو نقطه مزبور با هم تراز می باشند بشرط آنکه مواظبت کنیم که شلنگ دروسط بهم گره خوردگی ( یا پیچش ) پیدا نکرده باشد تا باعث قطع ارتباط سیال شود که دیگر نمی توان درتراز بودن آنها مطمئن بود . تراز کردن گاهی بوسیله دوربین نقشه بر داری (نیو) انجام می گیرد یعنی محلی را درساختمان تعیین نموده دوربین را درمحل تعیین شده نصب می کنند و با میر ( تخته‌های اندازه گیری ارتفاع درنقشه برداری ( یا ژالون ( چوب‌های نیزه ای یا آهنی که هر 50 سانتیمتر آنرا به رنگهای سفید و قرمز رنگ کرده اند که ازپشت دوربین بخوبی دیده بشود ) اندازه گرفته و تراز یابی می کنند . تراز کردن بادوربین بهترین نوع تراز یابی می باشد . درزمین‌هایی مانند زمین‌های شهر کرمان از آنجایی که از زمانهای قبل قنواتی وجود داشته و بتدریج آب آنها خشک شده درزیر زمین وجود داشته و بعد از مدتی بدون رعایت مسائل زیر سازی درون آنها خاک ریخته اند و برای شهر سازی و خیابان کشی که سطح خیابان‌ها را بالا می آورده اند و به ظاهر درسطح زمین و حتی در عمق‌های 3 تا 4 متری اثری از آنها نیست اگرسازای روی این زمین بنا شود پس از مدتی و بسته به عمق قنات و شرایط جوی مثلاً بعد از آمدن یک باران سازه نشست می کند و دربسیاری از مواقع حتی تا 100 درصد خسارت می بیند و دیگر قابل استفاده نیست اگر درچنین ساختمانهایی از شفته آهک استفاده شود باعث تثبیت خاک می شود و بروز نشست در ساختمان جلوگیری می کند . پی سازی بعد از اینکه عمل پی کنی به پایان رسید را باید با مصالح مناسب بسازند تا به سطح زمین رسیده و قابل قبول برای هر گونه بنا باشد مصالحی که درپی بکار میرود باید قابلیت تحمل فشار مصالح بعدی را داشته باشد و ضمناً چسبندگی مصالح نسبت به یکدیگر به اندازه ای باشد که بتوانند درمقابل بارهای بعدی تحمل کند و فشار را یکنواخت به تمام پی‌ها انتقال دهد چون هرچه ساختمان بزرگتر باشد فشارهای وارده زیادتر بوده و

مصالحی که در پی بکار می رود باید متناسب با مصالح بعدی باشد . پی سازی را با چند نوع مصالح انجام می دهند مصالحی که درپی بکار می رود عبارتند از شفته آهکی ، پی سازی با سنگ ، پی سازی با بتن ، پی سازی با بتن مسلح . پی سازی با سنگ : پس از اینکه عمل پی کنی به پایان رسید پی سازی با سنگ باید از دیوارهایی که روی آن بنا میگردد وسیع تر بوده و از هر طرف دیوار حداقل 15 سانتیمتر گسترش داشته باشد یعنی از دو طرف دیوار 30 سانتیمتر پهن تر می باشد که دیواری را رد وسط آن بنا می کنند ، پی سازی با سنگ با دو نوع ملات انجام می شود چنانچه بارو فشار بعدی زیاد نباشد ملات سنگها را از ملات گل و آهک چنانچه فشار و بار زیاد باشد ملات سنگ را از ملات ماسه و سیمان استفاده می کنند اول کف پی را ملات ریزی نموده و سنگها را پهلوی یکدیگر قرار میدهند و لابِلای سنگ را با ملات ماسه و سیمان پر میکنند (غوطه ای) به طوری که هیچ منفذ و سوراخی در داخل پی وجود نداشته باشد و عمل پهن کردن ملات و سنگ چینی تا خاتمه دیوار سازی ادامه پیدا می کند . (10) پی سازی با بتن : پس از اینکه کار پی کنی به پایان رسید کف پی را به اندازه تقریبی 10 سانتیمتر بتن کم سیمان بنام بتن مِگر می ریزند که سطح خاک و بتن اصلی را از هم جدا کند روی بتن مگر قالب بندی داخل پی را با تخته انجام میدهند همانطور که در بالا گفته شد عمل قالب بندی وسیع تر از سطح زیر دیوار نقشه انجام میگیرد تمام قالب‌ها که آماده شد بتن ساخته شده را داخل قالب نموده و خوب می کوبند و یا با ویبراتور به آن لرزش وارد آورده تا خلل و فرج آن پر شود و چنانچه بتن مسلح باشد ، داخل قالب را با میله‌های گرد آرماتور بندی و بعد از آهن بندی داخل قالب را با بتن پر میکنند . بتن ریزی در پی و آرماتور داخل آن به نسبت وسعت پی برای ساختمان‌های بزرگ قابلیت تحمل فشار هر گونه را میتواند داشته باشد و بصورت کلافی بهم پیوسته فشار ساختمان را به تمام نقاط زمین منتقل می کند و از شکست و ترک‌های احتمالی جلو گیری بعمل می آورد . پی سازی و پی کنی با هم : در بعضی مواقع ممکن است زمین سست بوده و پی کنی بطور یکدفعه نتواند انجام پذیرد و اگر بخواهیم داخل تمام پی‌ها را قالب بندی کنیم مقرون به صرفه نباشد در این موقع قسمتی از پی را کنده و با تخته و چوب قالب بندی نموده شفته ریزی می کنیم پس از اینکه شفته کمی خود را گرفت یعنی آب آن تبخیر و یا در زمین فرو رفت و دونم شد پی کنی قسمت بعدی را شروع نموده و با همان تخته‌ها ، قالب بندی می کنیم بطوریکه شفته اول خشک نشده باشد و بتواند با شفته اول خشک نشده باشد و بتواند با شفته بعد خودگیری خود را انجام داده و بچسبد این نوع پی سازی معمولاً در زمین‌های نرم و باتلاقی ، خاک دستی و ماسه آبدار عمل میگردد پی کنی در زمین‌های سست : در زمین‌های سست و خاک دستی اگر بخواهیم ساختمانی بنا کنیم باید اول محل پی‌ها را به زمین سفت رسانیده و پس از اطمینان کامل ساختمان را بنا نماییم زیرا ساختمان که روی این زمین‌ها مطابق معمول و یا درزمین سست بنا گردد . پس از چندی یا درهمان موقع ساخته شدن باعث ترک‌ها وخرابی ساختمان میگردد . بنابراین شفته ریزی از روی زمین سفت باید انجام گیرد و برای اینکار بشرح زیر عمل می نمائیم : پی کنی درزمین‌های خاک دستی درو سست : پس از پیاده کردن اصل نقشه روی زمین محل پی‌های اصلی و یا درتقاطع پی‌ها که فشار پایه‌ها روی آن می باشد چاه‌هائی حفر میشود ، عمق این چاهها به قدری می باشد تا به زمین سفت و سخت برسد بعداً محل چاه‌ها را با شفته آهکی پر کرده و پس از پر کردن چاه‌ها و
خودگیری شفته ، پی‌ها را به طریقه معمول روی شفته چاه‌ها شفته ریزی میکنند ، شفته‌ها به صورت کلافی می باشند که زیر آنها را تعدادی از ستون‌های شفته ای نگهداری میکند و از فرو ریختن آن جلوگیری می نمایند البته باید سعی کرد که فاصله ستون‌های شفته ای نباید بیش از سه متر طول باشد . (11) خاصیت چاه‌ها بدین طریق می باشد که شفته پس از خودگیری مانند ستونهایی است که زیر زمین بنا شده است و شفته روی آن مانند کلافی پایه را به یکدیگر متصل می کنند برای مقاومت بیشتر درساختمان پس از اینکه آجر کاری پایه‌ها را شروع نمودیم ما بین پایه‌ها را مطابق شکل با قوسهایی به یکدیگر متصل میکنند تا پایه‌ها عمل فشار به اطراف خود را خنثی نموده و فشار خود را درمحل اصلی خود یعنی درمحلی که شفته ریزی آن به زمین بکر رسیده متصل میکند . گاهی اتفاق می افتد که در ساختمان در محل بنای یکی از پایه‌ها چاه‌های قدیمی وجود دارد و بقیه زمین سخت بوده و مقاومت به حد کافی برای ساختن ساختمان روی آنرا دارد برای اینکه براحتی بتوان پایه را درمحل خود ساخت و محل آن را تغییر نداد چاه را پس از لای روبی (پاک کردن ) با شفته آهک پر مینماییم موقعیکه شفته خودگیری خود را انجام داد روی آنرا یک قوس آجری ساخته و در محل انتهای کمان پایه را بنا میکنیم که فشار دیوار با اطراف چاه منتقل گردد . دربعضی مواقع چاه کنی دراین گونه زمین‌ها خطرناک می باشد . زیرا زمین ریزش دارد و به کارگر صدمه وارد میاورد و در موقع کار ممکن است او را خفه کند برای جلوگیری از ریزش زمین باید از پلاکهای بتنی یا سفالی که دراصطلاح به آنها گَوَل درشهر ستانها گوم و غیره  مینامند استفاده شود گَوَل‌های بتنی یک تکه و دو تکه ای و گول‌های سفالی یک تکه میباشد . گول‌های بتنی را بوسیله قالب می سازند و گول‌های سفالی بوسیله دست و گل رس ساخته شده و در کوره‌های آجری آن را می پزند تا بشکل سفالی در آید از این گول‌ها در قنات‌ها نیز استفاده میشود . طریقه عمل : مقداری از زمین که بصورت چاه کنده شده گول را بشکل استوانه ای ساخته میباشد داخل محل کنده شده نصب و عمل کندن را ادامه میدهند در این موقع دو حالت وجود دارد یا اینکه گول اولی که زیر آن در اثر کندن خالی شده براحتی پایین رفته گول دوم را نصب میکنیم یا اینکه گول اول در محل خود با فشار خاک که به اطراف آن آمده تنگ می افتد و نمی تواند محل خود را تغییر و یا پایین تر برود در این موقع از گول‌های دو تکه ای استفاده مینماییم نیمی را درمحل خود نصب و جای آنرا محکم نموده و نصفه دوم را پس از کندن محل آن نصب می نماییم و عمل پی کنی را بدین طریق ادامه میدهیم . پی کنی در زمین‌های سست مانند خندق‌هائی که خاک دستی در آنها ریخته شده است و مرور زمان هم اثری برای محکم شدن آن ندارد و یا زمین‌های باتلاقی و غیره ضروری می باشد . زمین‌هائی که قسمت خاک ریزی شدهدرآنها به ارتفاع کم می باشد و یا باتلاقی بودن آن به عمق زیادی نرسد میتوان در این قبیل زمین‌ها پی کنی عمقی انجام داد و برای جلوگیری از ریزش خاک آنرا با تخته و چوب قالب بندی نموده تا به زمین سخت برسد . البته قالب بندی دراینگونه زمین‌ها خالی از اشکال نمی باشد باید با منتهای دقت انجام گیرد پس از انجام کار قالب بندی شفته ریزی شروع میشود و چون تخته‌های قالب در طول قرار دارد میتوان پس از شفته ریزی تخته دوم را شروع کرد به همین منوال تمام پی‌ها را میتوان شفته ریزی کرد بدون اینکه تکه ای و یا تخته ای از قالب زیر شفته بماند . سوم :روشهای اجرای شالوده‌های عمیق طراحی شمع‌ها هم جنبه‌های هنری دارد و هم جنبه‌های علمی. هنر طراحی درانتخاب مناسب ترین نوع شمع و روش نصب آن با توجه به شرایطبارگذاری و ساختگاهی است. جنبه‌های علمی‌طراحی شمع به پیش بینی و تخمین درست عملکرد شمع مستقر در خاک درحین نصب و بارگذاری دوران بهره برداری کمک می‌کند. این عملکرد بطور مؤثر بستگی به روش نصب شمع بستگی داشته و به تنهایی نمی‌تواند توسط خصوصیات فیزیکی شمع و مشخصات خاک دست نخورده پیش بینی شود. دانستن انواع شمع‌ها و روش‌های ساخت و نصب شالوده‌های شمعی مستلزم فهم علمی‌رفتار آنهاست.
راهکارهای عملی طراحی شمع‌ها :
1-اطلاعات لازم و مکفی از شرایط ژئوتکنیکی محل

2- شناخت دقیق نیروها و لنگرهای وارده از روسازه از نظر نوع، مقدار و جهت و اولویت بندی آنها

3- شناخت عوامل محیطی از نظر آثار کوتاه مدت و درازمدت بر مصالح شمع

4- شناخت وضعیت پیرامون پروژه برای تصمیم گیری درمورد شیوه اجرای شمع
5- انتخاب نوع شمع

6- بررسی امکان پذیری ساخت وتولید شمع برای پروژه و محدودیت‌های ابعادی
7- برگزیدن روش نصب شامل کوبشی، چکش زدن، در جا ریختن و …

8- تعیین عمق مدفون شمع با توجه
به شرایط خاک، بارهای موجود و امکانات اجرایی

9- آرایش شمع‌های گروهی و تعیین نحوه عملکرد گروه و توجه به نکات مؤثر درطراحی از جمله تداخل شمع، ضریب کارایی، …

10- تعیین توان کاربری شمع(تکی یا گروهی) با استفاده از تحلیل‌های معتبر استاتیکی

11- تعیین توان باربری شمع با استفاده از آزمایشات درجا یا آزمایشات دینامیکی و تدقیق توان باربری

12- دخالت دادن عوامل مؤثر پیرامونی برتوان باربری بدست آمده

13- کنترل و ارزیابی نشست سیستم شالوده (13)

14- طراحی سازه ای شمع و کلاهک سه شمع
15- انجام آزمایشات عملی بار گذاری استاتیکی یا دینامیکی درصورت لزوم و صلاحدید) به منظور اطمینان
از صحت اجرا و عدم آسیب دیدگی شمع‌ها درحین اجرا

16- تعیین ضریب اطمینان

3-2- انواع پی‌های عمیق از نظر اجرایی چنانکه گفته شد بر اساس استاندارد BS 8004 بریتانیا
شمع‌ها به سه دسته طبقه می‌شوند:
الف- «شمع‌های با تغییر مکان بزرگ» که هنگام نصب و رانش درون زمین، تغییر مکان زیادی در خاک
ایجاد می‌کنند. این شمع‌ها معمولاً دارای مقاطع توپر و یا تو خالی ته بسته می‌باشند که با شیوه کوبشی یا جک زدن به درون خاک رانده می‌شوند. شمع‌های کوبیدنی با تغییر مکان‌های بزرگ شامل موارد زیر هستند:
– چوبی با مقاطع دایره ای یا مربعی، یکسره یا با اتصالات وصل شده – بتنی پیش ساخته شده با مقاطع تو پر یا توخالی – پیش تنیده با مقاطع تو پر یا توخالی – لوله فولادی ته بسته – جعبه ای فولادی ته بسته -لوله ای باریک شونده – لوله ای فولادی ته بسته و رانده شده با جک – استوانه ای بتنی توپر، پیش ساخته و قطور رانده شده با جک ب- شمع‌های«کوبیدنی- ریختنی با تغییر مکان‌های بزرگ» نیز موارد زیر را شامل می‌شوند: – لوله‌های فولادی کوبیده شده و بعد از بتن ریزی یا بتدریج بیرون کشیده می‌شوند. – پوسته‌های بتنی پیش ساخته که با بتن پر می‌شوند. – پوسته‌های فولادی جدار نازک که داخل خاک کوبیده شده سپس با بتن پر می‌شوند. (14) پ-  «شمع‌های با جابجایی کم» اینگونه شمع‌ها نیز بصورت کوبشی یا با جک درون زمین نصب می‌شوند و لیکن دارای سطح مقطع نسبتاً کوچکی هستند. مثالهایی از این نوع عبارتند از مقاطع فولادی H یا I شکل، لوله‌ها یا جعبه‌های فولادی ته باز که در حین نصب، خاک وارد قسمت‌های حفره ای مقطع می‌شود. اگر در حین کوبش این شمع‌ها درون زمین، توده خاک در حوالی نوک شمع تشکیل و قفل شود بطوریکه مانع نفوذ ستون خاک به درون حفرات مقطع شود شمع از نوع با جابجایی زیاد محسوب می‌شود. «شمع‌های با جابجایی کم» شامل انواع زیر هستند: – بتنی پیش ساخته با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه – بتنی پیش تنیده با مقاطع لوله ای ته باز کوبشی با ضربه – مقاطع فولادی H شکل – مقاطع فلزی لوله ای ته باز کوبشی که در صورت ضرورت خاک وارد شده درون لوله تخلیه می‌شوندت- «شمع‌های بدون جابجایی» یا «شمع‌های جایگزینی» برای نصب این نوع شمع‌ها نخست حفره محل شمع با روش‌های حفاری مناسب حفاری شده و درون آن بتن ریزی می‌شود. بتن ممکن است درون غلاف ریخته شود و یا بدون غلاف بتن ریزی انجام شود. غلاف ممکن ست با پیشرفت بتن ریزی بیرون کشیده شود. در بعضی موارد ممکن است شمع‌های آماده چوبی، بتنی یا فولادی درون حفره قرار داده شود. «شمع‌های بدون جابجایی» یا «شمع‌های جایگزینی» شامل انواع زیر می‌شوند: – حفر چاهک توسط روشهای متد دورانی، چنگک، بالابر هوایی و پر کردن آن بتن(در جاریز) – حفر چاهک با روشهای فوق و قرار دادن لوله و پر کردن آن با بتن در صورت لزوم – حفر چاهک و قرار دادن قطعات پیش ساخته بتنی درون آن – تزریق ملات سیمان یا بتن درون چاهک – مقاطع فولادی قرار داده شده درون چاهک – حفر چاهک و قرار دادن لوله فولادی بطور همزمان  . (15) 2 -3- سیستم‌های مورد استفاده در نصب شمع 2-3-1-در شیوه استفاده از سقوط چکش برای نصب،شمع در حین فرو رفتن درون زمین در اثر ضربات چکش، به کمک دستگاه در حالت قائم نگه داشته می‌شود. اپراتور می‌تواند به کمک سیستم هیدرولیکی یا کابلی ابزار هدایت کننده را در راستای مورد نظر حرکت دهد. در این شیوه نصب، انتخاب مناسب چکش شمع کوب در عملیات نقش تعیین کننده ای دارد. تعداد ضربات چکش‌های معمولی که از ارتفاع رها شده و به سر شمع ضربه می‌زنند، تقریباً 3 تا 12 ضربه در دقیقه است. امروز غالباًاین چکش‌ها برای نصب سپرها و نیز برای نصب شمع در خاک‌های رسی خیلی نرم استفاده می‌شوند. چکش‌های هیدرولیکی نوعی دیگر هستند که همراه سایر ملحقات کوبش بصورت گروهی عمل می‌کنند. این چکش‌ها ازچکش‌های پرتابی کمی‌سنگین ترند ولی ارتفاع پرتاب بسیارکمتری دارند وانرژی کمتری به سر شمع وارد می‌کنند. چکش‌های پنوماتیک بعداً استفاده شده و امروزه چکش‌های هیدرولیکی به وفورمورد استفاده قرارمی‌گیرند. چکش‌های عمل کننده با سیستم بخار، فشارهوا(پنوماتیک) و یا چکشهای هیدرولیکی بصورت یک طرفه عمل کنند (single acting) یا دو طرفه عمل کننده(double acting) وجود دارند. چکش‌های عمل کننده با سیستم بخار و پنوماتیک در شرایط ساختگاهی نرم آهسته تر کار می‌کنند و با افزایش مقاومت زمین سرعتشان بیشترمی‌شود. چکش‌های هیدرولیکی برعکس عمل می‌کنند. چکش‌های دیزلی بیشترین راندمان را در شرایط ساختگاهی سخت دارند و در خاک‌های نرم به سختی کارمی‌کنند. معمولاًدر اوایل شمع کوبی این شرایط پیش می‌آید. اگر ساختگاه مناسب باشد ضربات این چکش‌ها زیاد است. این چکش‌ها باعث آلودگی هوا می‌شوند. چکش‌های ارتعاشی به کمک جرم‌های دوار با خروج از مرکزیت کار می‌کنند و ضربات قائم بر سر شمع وارد می‌کنند. فرکانس این چکش‌ها تا 150 هرتز هم می‌رسد و می‌توان فرکانس کارکرد آن را با فرکانس طبیعی شمع‌ها همسان کرد. این چکش‌ها برای نصب شمع درخاک‌های ماسه ای بسیارمناسب بوده وارتعاشات و سر و صدای کمتری نسبت به چکش‌های معمولی ایجاد می‌کنند. در خاک‌های رسی و یا محتوی قطعات سنگ مؤثر نیست.2-3-2- شمع‌های نصب  شونده  درون حفره خود  (Drilled shaft=DS)  تفاوت  اساسی  بین  شمع‌ها و شافت‌های نصب شونده درون حفره ایجاد شده آنست که شمع‌ها عناصر پیش ساخته ای هستند که درون زمین کوبیده می‌شوند در حالیکه این شافت‌ها با شیوه نصب در محل اجرا می‌شوند مراحل اجرای این شافت‌ها عبارتند از: حفاری محل نصب وایجاد حفره درون زمین تاعمق مورد نظر برای قرارگیری شافت – پرکردن انتهای حفره با بتن – قرار دادن قفسه میلگرد درون حفره – بتن ریزی حفره (16) مهندسین و پیمانکاران ممکن است برای این نوع شالوده‌های عمیق اصطلاحات دیگری استفاده کنند از جمله: – پایه(Pier) – پایه با حفره از قبل ایجاد شده (Bored Pile) – شمع در جا ریخته شده (Cast-in-Place Pile) – صندوقه(Caisson) – صندوقه با حفره از قبل حفاری شده (Drilled Caisson) – شالوده در جاریز درون حفره از قبل حفاری شده(Cast-in-drilled-hole foundation)سایر نکات لازم در خصوص شالوده‌های DS عبارتند از: – استفادهاز غلاف گذاری یا گل حفاری برای جلوگیری از ریزش ماسه‌های تمیز زیرتر از آب زیر زمینی که باعثگسترش حفرات در جهات جانبی می‌شود. – استفاده از غلاف گذاری یا گل حفاری برای رس‌های نرم، سیلت‌ها یا خاک‌های آلی به منظور جلوگیری از حرکت اینگونه خاکهابه درون چاهک در هنگام حفاری – استفاده از کف پهن تر از تند شالوده برای افزایش باربری فشاری نوک به ویژه در خاک‌های مقاوم یا سنگ وافزایش توان باربری شالوده در کشش، لیکن باید به خطرات احتمالی برای عوامل اجرایی توجه داشت.
– اسلامپ بتن برای جلوگیری مناسب درون حفره 100 تا 200 میلیمتر بسته به قطر شافت و استفاده از گل حفاری – امکان استفاده از سیمان متورم شونده به منظور افزایش اصطکاک جداری شالوده در تماس با خاک 3-2-کیسون‌ها (Caissons) این شالوده‌ها از جعبه تو خالی تشکیل شده که به تراز دلخواه در عمقرسانده و با بتن پر می‌کنند. این نوع پی‌ها در پایه‌های پل زیر تر از آب رودخانه‌ها و دریاها قرار می‌گیرند. این شالوده‌ها می‌توانند با شناور شدن به محل نصب انتقال داده شده و نصب شوند. کیسون‌های درب باز از سمت فوقانی خود باز هستند و در انتها نوک تیز هستند تا به سهولت به درون خاک نفوذ پیدا کنند.
گاهی اوقات قبل از ورود شالوده به محل لایروبی صورت می‌گیرد که این شیوه اقتصادی تر از حفاریدرون کیسون است. با اتکای شالوده بر روی بستر، خاک درون آن حفاری و آب نیز پمپ می‌شود. این عملیات تا نفوذ کیسون به عمق مطلوب ادامه می‌یابد. 4-3-2- شالوده‌های پوسته ای کوبشی و پر شده با بتن با ترکیب خصوصیات و عملکرد شمع‌های کوبشی و شافت‌های حفاری شده (DS) می‌توان شالودههای پوسته را معرفی کرد که نخست پوسته با چکش به عمق مورد نظر رانده می‌شود و قفسه میلگرد درون آن گذاشته شده و متعاقباً با بتن پر می‌شود. مزایای این روش: – ایجاد سطح صاف برای بتن شالوده توسط لوله – جابجایی ایجاد شده توسط سطح کنگره ای پوسته باعث افزایش اصطکاک جداری شالوده می‌شود. – ابزار نصب به سهولت باز و بسته می‌شوند و دارای قابلیت نقل و انتقال خوبی است. لیکن باید توجه داشت که: – هزینه‌ها مانند شمع کوبی زیاد است – قطعات شالوده قابل اتصال نیستند لذا محدودیت طول با ارتفاع شمع کوب متناسب است. 2-4-آسیب پذیری شمع‌ها در حین نصب همه شمع‌ها هنگام نصب در معرض خطر هستند به ویژه در زمینهای خیلی سخت یا زمینهایی که سنگلاخی باشند. یک روش برای کاهش خطرات و افزایش بازده پی سازی، استفاده از پیش حفاری، استفاده از جت آب و سوراخکاری یا ابزار سخت است. در روش پیش حفاری، حفره ای قائم با قطر کوچکتر از قطر شمع درون خاک ایجاد می‌گردد. با این شیوه اتصال شمع-خاک تأمین می‌شود و بالا زدگی خاک در سطح زمین و جابجایی خاک در جهات افقی کاهش می‌یابد. در روش جت آبی فشار آب از طریق روزنه انتهای لوله که در حوالی ته شمع قرار گرفته است باعث سست شدن خاک می‌گردد و باعث نفوذ بیشتر شمع می‌گردد. این شیوه در خاکهای ماسه ای و شنی مناسب و در خاکهای رسی غیر مؤثر است. غالباً از این شیوه برای رد کردن شمع از درون لایه ماسه ای و رساندن به لایه مقاوم و باربر زیرین استفاده می‌شود. در شیوه ای دیگر با رانش ابزارهای آهنی و حفاری خاک، شمع به درون حفره ایجاد شده رانده می‌شود. این شیوه زیاد معمول نیست و فقط در لایه‌های نازک سنگ‌های مستحکم استفاده می‌شود. ( مطالعات موردی مشکلات ایجاد شده در بعضی ساختگاه‌های مسئله ساز در حین اجرا در بعضی ساختگاه‌ها اجرای شمع با مشکلاتی مواجه بوده است. در اینگونه موارد ممکن است اخذ نمونه‌های خاک و داده‌های ژئوتکنیکی نیز دچار همان مشکلات می‌شود. لذا مهندس طراح و پیمانکار در این شرایط باید نهایت دقت را در برخورد صحیح با مسئله داشته باشد. تجارب موجود نشان می‌دهد در بعضی ساختگاه‌ها اجرای شمع با مشکلاتی مواجه شده است.بعضی از این ساختگاه‌ها عبارتند از: خاک‌های کربنی، ماسه‌های میکادار، سنگ‌های ضعیف،تخته سنگ‌های مجزا و منفرد، سنگ‌های ریخته شده در کف دریا، سنگ‌های درشت، حضور خاک‌های ضعیف در عمق. به عنوان یک استراتژی و راهکار کلی می‌توان موارد زیر را مد نظر داشت: – وجود تجهیزات متنوع برای استفاده در موارد پیش بینی نشده – استفاده از چکش یک سایز بزرگتر از آنچه در طراحی بدست آمده است. – وجود جت آب و پمپ قوی – توجه بیشتر به طراحی رأس و انتهای شمع برای کاهش صدمات احتمالی – استفاده از چوب نرم و ضخیم که برای جلوگیری از آسیب شمع‌های پیش تنیده بتنی در حین کوبش به کار می‌رود(حداقل یک قطعه جدید برای کوبش هر شمع) و آخرین سخن اینکه: – کوبش شمع همچنان هم مهندسی است و هم هنر. – دانش امروزی توان ما را در نصب شمع‌های بسیار مقاوم تقریباً در هر ساختگاهی بارور ساخته است. – فقط باید بخوبی شراط زمین شناسی و ژئوتکنیکی را درک کنیم. – از مطالعات موردی و تجربیات ارزنده دیگران استفاده کنیم تا درزمینه فنی و اقتصادی کسب توفیق نمائیم. (19) بخش چهارم :محافظت از پی : منشاء ، پیشرفت و توسعه آن در سال‌های اخیر ، محافظت از پی به شکل فزاینده ای ، تبدیل به یک تکنیک طراحی کاربردی در سازه ساختمان‌ها و پل‌ها در مناطقی که در معرض زلزله قرار دارند ، گشته است. انواع گوناگونی از سازه‌ها با استفاده از این شیوه ساخته شده اند و بسیاری دیگر نیز در فاز طراحی قرار داشته و یا در حال ساخت هستند.اغلب ساختمان‌های تکمیل شده و آنهایی که در حال ساخت هستند ، به شکلی از اسباب حفاظتی لاستیکی در سیستم‌های خود بهره می برند. تفکر نهفته در پی مفهوم محافظت از پی ، بسیار ساده است.دو دسته سیستم حفاظتی وجود دارند.سیستمی که در سال‌های اخیر به شکل گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است دارای این مشخصه است که در آن از اسباب الاستومری استفاده شده است ، الاستومری که از لاستیک طبیعی و یا نئوپرن ساخته شده است. در این شیوه ، ساختمان و یا سازه از مولفه‌های افقی زمین لرزه با استفاده از یک لایه واسط ، که دارای سختی افقی پایینی است و در بین سازه و پی قرار دارد ، جدا می گردد.این لایه برای سازه یک بسامد بنیادی ایجاد می کند که از بسامد پی پایین تر است و همچنین به مراتب از بسامد حاکم بر حرکت زمین نیز کمتر است. نخستین لرزه‌های ایستای اعمال شده به سازه جداسازی شده ، تنها باعث دگردیسی سیستم جداسازی می گردند و سازه ای که بر روی پی بنا گردیده است ، از هر حیث محکم و استوار خواهد ماند.لرزه‌های دارای قدرت بیشتر که باعث دگردیسی سازه می گردند ، بر زاویه‌های موجود در وضعیت قبل و در نتیجه بر حرکت زمین ، عمود هستند.این لرزه‌های قوی تر بر حرکت کلی ساختمان تاثیر گذار نیستند ، چرا که اگر انرژی بالایی در این بسامد‌های بالا در حرکت زمین وجود دارد ، این انرژی به سازه منتقل نمی گردد. سیستم محافظت از پی ، انرژی موجود در زمین لرزه را جذب نمی کند ؛ بلکه آن را با استفاده از مکانیک حرکتی سیستم ، منحرف می نماید.این نوع محافظت از پی ، تنها زمانی که سیستم خطی است موثر واقع می گردد ؛ با این وجود ، کاهش میزان لرزه به کاهش تشدیدهای احتمالی بوجود آمده در بسامد حفاظتی کمک خواهد کرد. شکل دوم سیستم‌های حفاظتی ، دارای این مشخصه هستند که در آن از سیستم لغزش بهره برده شده است.این امر با استفاده از محدود کردن انتقال لرزه‌هایی که در امتداد سیستم حفاظتی قرار دارند ، محقق می گردد.تعداد بسیاری سیستم لغزشی تا کنون پیشنهاد گردیده اند و برخی از آنها نیز مورد استفاده قرار گرفته اند.در چین ، حداقل سه بنا وجود دارند که در آنها از سیستم لغزشی ای استفاده می گردد که در آن ، از یک شن ویژه در داخل سیستم استفاده می گردد.یک سیستم حفاظتی که مبتنی بر یک صفحه از جنس سرب-برنز است که بر روی فولاد ضد زنگ در مجاورت یک لایه الاستومتریک می لغزد ، برای ساخت یک نیروگاه هسته ای در آفریقای جنوبی مورد استفاده قرار گرفته است. سیستم آونگ اصطکاک ، یک سیستم لغزشی است که در آن از مواد واسط ویژه ای استفاده گشته است که بر روی فولاد ضد زنگ می لغزند و برای ساخت پروژه‌های متعددی در آمریکا ، هم پروژه‌های جدید و هم پروژه‌های بازسازی ، مورد استفاده قرار گرفته اند. (20) تحقیقات در EERC تحقیقات بر روی توسعه اسباب مبتنی بر لاستیک طبیعی برای سیستم‌های حفاظتی مورد استفاده در ساختمان‌ها برای مقابله با زمین لرزه ، در سال 1976 در مرکز تحقیقات مهندسی زلزله ( EERC ) ، که اکنون به PEER یعنی مرکز تحقیقات مهندسی پاسیفیک مشهور است ، در دانشگاه کالیفورنیا در برکلی آغاز گردید. ….. این مطلب ادامه دارد

پاسخ دهید

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

انسانی؟!؟! * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.