تشریح کامل مراحل پی سازی

پی سازی چند مرحله دارد: 1. آزمایش زمین از لحاظ مقاومت 2. پی کنی 3. پی سازی. پی وسیله‌ای است که بار و فشار وارد از نقاط مختلف ساختمان و همچنین بارهای اضافی را به زمین منتقل می‌کند.

آزمایش زمین: طبقه‌بندی 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 کرده‌اند اگر سال‌های متمادی هم بگذرد باز نمی‌توان 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 ماسه‌ای: زمین‌های ماسه‌ای 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 می‌توان فشار وارد آورد. ولی در صورتی 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 می‌لغزد و جای خالی خود را به پی می‌دهد و پایه را خراب می‌کند.

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 بی‌آب و فشرده باشد، برای ساختمان زمین خوبی محسوب می‌شود و تحمل فشار لازم را دارد. ولی اگر رس آبدار و مرطوب باشد قابل‌استفاده نیست و تحمل فشار ندارد، خصوصاً اگر ساختمان در زمین شیب‌دار روی رس آبدار ساخته شود فوری نشست می‌کند و جاهای مختلف آن ترک بر می‌دارد و خراب می‌شود و اگر ساختمان در زمین آبدار با سطح افقی ساخته شود به علت وجود آب فشار را به همه نقاط اطراف خود منتقل می‌کند و دیوارهای کم ضخامت آن ترک بر می‌دارد.

زمین‌های سنگی: زمین‌های سنگی بیشتر در دامنه کوه‌ها وجود دارد و از تخته‌سنگ‌های 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 کاملاً به هم فشرده باشند برای ساختمان بسیار مناسب است و اگر به هم فشرده نباشد و باید از ایجاد ساختمان به روی این نوع زمین‌ها احتراز کرد.

زمین‌های بی‌فایده: زمین‌های بی‌فایده 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 طبقه‌ای از زمین محکم و سفت می‌رسند و پی سازی را شروع می‌کنند ولی پس از چندی ساختمان ترک بر می‌دارد. علت آن این است که زمین سفتی که به آن رسیده‌اند از طبقهُ نازکی بوده است و متوجه آن نشده‌اند ولی برای اطمینان در جاهای مختلف زمین می‌زنند تا از طبقات مختلف زمین آگاهی پیدا کنند و بعد شفته ریزی را شروع می‌کنند این عمل را در ساختمان گمانه‌زنی (سنداژ) می‌گویند.

امتحان مقاومت زمین: یک صفحه بتنی 20*20*20 یا 20*50*50 از بتن‌آرمه گرفته و روی آن به وسیلهُ گذاشتن تیرآهن‌ها فشار وارد می‌آورند. وزن آهن‌ها مشخص و سطح صفحه بتن هم مشخص است فقط یک خط کش به صفحه بتنی وصل می‌کنند و به وسیله میلیمترهای روی آن میزان فرورفتگی زمین را از سطح آزاد مشخص و اندازه‌گیری می‌کنند ولی اگر بخواهند ساختمان‌های بسیار بزرگ بسازند باید زمین را بهتر آزمایش کنند. برای ای منظور با دستگاه فشارسنج زمین را اندازه‌گیری می‌کنند و آزمایش فوق برای ساختمان‌های معمولی در کارگاه است. پس از عملیات فوق پی کنی را آغاز می‌کنند و پس از پی کنی شفته ریزی شروع می‌شود. 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 می‌شود.

 افقی کردن پی‌ها (تراز کردن): برای تراز کردن کف پی ساختمان‌ها از ترازهای آبی استفاده می‌کنند در دیوارهای طویل چون کار شمشه و تراز کردن وقت بیشتری لازم دارد، برای صرفه جویی در وقت از سه T می‌توان استفاده کرد بدین معنی که T اول را با T دوم تراز می‌کنند و T سوم را در مسافت مسیر به طوری که سه T در یک ردیف قرار بگیرد قرار می‌دهند از روی T اول و دوم که باهم برابر هستند T سوم را میزان و برابر می‌کنند و پس از آنکه T سوم برابر شد T اول را بر می‌دارند و به فاصله بیشتری بعد از T سوم قرار می‌دهند، دوباره T دوم و سوم را با T چهارم که همان T اول می‌باشد برابر می‌کنند و دنباله این ترازها را تا خاتمه محل کار ادامه می‌دهند. البته این طریق تراز کردن بیشتر در جاده‌سازی و زمین‌های پهناور به کار می رود.

شفته ریزی: کف پی‌ها باید کاملاً 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 در مترمکعب خاک مخلوط می‌کنند و گاهی هم در محل‌هایی که احتیاج باشد پاره‌سنگ به آن می‌افزایند. شفته را در پی می‌ریزند و پس از اینکه ارتفاع شفته به 30 سانتیمتر رسید آن را در یک سطح افقی هموار می‌کنند و یک روز آن را به حالت خود می‌گذارند 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 می‌کوبند که به آن تخماق میگویند و پس از اینکه خوب کوبیده شد دوباره شفته را به ارتفاع 30 سانتیمتر شروع می‌کنند و عمل اول را انجام می‌دهند.

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 می‌باشد از تراز شلنگی استفاده می‌کنند. بدین ترتیب یک شلنگ چندین متری را پر از آب می‌کنند به طوری که هیچ‌گونه حباب هوایی در آن نباشد و آن را در پی محل‌هایی که باید تراز گردد به گردش در می‌آورند و نقاط معین شده را باهم تراز می‌کنند. آب چون در لوله‌هایی که به هم ارتباط دارند در یک سطح می‌ماند بنابراین چون شلنگ پر از آب می‌باشد در هر کجا که شلنگ را به حرکت در آورند آب دو لوله استوانه‌ای در یک سطح می‌باشد بنابراین دو نقطه مزبور باهم تراز می‌باشند به شرط آنکه مواظبت کنیم که شلنگ در وسط بهم گره خوردگی یا پیچش پیدا نکرده باشد تا باعث قطع ارتباط سیال شود که دیگر نمی‌توان در تراز بودن آن‌ها مطمئن بود.

تراز کردن گاهی بوسیله دوربین نقشه‌برداری (نیو) انجام می‌گیرد یعنی محلی را در ساختمان تعیین نموده دوربین را در محل تعیین شده نصب می‌کنند و با میر (تخته‌های اندازه‌گیری ارتفاع در نقشه‌برداری) یا ژالون (چوب‌های نیزه‌ای یا آهنی که هر 50 سانتیمتر آن را به رنگ‌های سفید و قرمز رنگ کرده‌اند که از پشت دوربین بخوبی دیده بشود) اندازه گرفته و تراز یابی می‌کنند.

تراز کردن با دوربین بهترین نوع تراز یابی می‌باشد. در زمین‌هایی مانند زمین‌های شهر کرمان از آنجایی که از زمان‌های قبل قنواتی وجود داشته و بتدریج آب آن‌ها خشک شده در زیر زمین وجود داشته و بعد از مدتی بدون رعایت مسائل زیرسازی درون آن‌ها خاک ریخته‌اند و برای شهرسازی و خیابان کشی که سطح خیابان‌ها را بالا می‌آورده‌اند و به ظاهر در سطح زمین و حتی در عمق‌های 3 تا 4 متری اثری از آن‌ها نیست اگر سازه‌ای روی این زمین بنا شود پس از مدتی و بسته به عمق قنات و شرایط جوی مثلاً بعد از آمدن یک باران سازه نشست می‌کند و در بسیاری از مواقع حتی تا 100 درصد خسارت می‌بیند و دیگر قابل‌استفاده نیست اگر در چنین ساختمان‌هایی از شفته آهک استفاده شود باعث تثبیت خاک می‌شود و بروز نشست در ساختمان جلوگیری می‌کند.

پی سازی: بعد از اینکه عمل پی کنی به پایان رسید را باید با مصالح مناسب بسازند تا به سطح زمین رسیده و قابل‌قبول برای هر گونه بنا باشد مصالحی که در پی بکار می‌رود باید قابلیت تحمل فشار مصالح بعدی را داشته باشد و ضمناً چسبندگی مصالح نسبت به یکدیگر به اندازه‌ای باشد که بتوانند در مقابل 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 می‌دهند مصالحی که در پی بکار می رود عبارت‌اند 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 می‌باشد که دیواری را رد وسط آن بنا می‌کنند، پی سازی با سنگ با دو نوع ملات انجام می‌شود چنانچه بار و 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 می‌کنند 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 (غوطه‌ای) 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 می‌کند.

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 می‌ریزند که سطح خاک و بتن اصلی را از هم جدا کند روی بتن مگر قالب‌بندی داخل پی را با تخته انجام می‌دهند همانطور که در بالا گفته شد عمل قالب‌بندی وسیع تر از سطح زیر دیوار نقشه انجام می‌گیرد تمام قالب‌ها که آماده شد بتن ساخته شده را داخل قالب نموده و خوب می‌کوبند 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 آرماتوربندی و بعد از آهن بندی داخل قالب را با بتن پر می‌کنند. بتن‌ریزی 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 می‌کند و از شکست و ترک‌های احتمالی جلوگیری بعمل می‌آورد.

پی سازی و پی کنی باهم: در بعضی مواقع ممکن است زمین سست بوده و پی کنی بطور یکدفعه نتواند انجام پذیرد و اگر بخواهیم داخل تمام پی‌ها را قالب‌بندی کنیم مقرون به صرفه نباشد در این موقع قسمتی از پی را کنده و با تخته و چوب قالب‌بندی نموده شفته ریزی می‌کنیم پس از اینکه شفته کمی خود را گرفت یعنی آب آن تبخیر و یا در زمین فرورفت و دونم شد پی کنی قسمت بعدی را شروع نموده و با همان تخته‌ها، قالب‌بندی می‌کنیم 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 در زمین سست بنا گردد. پس از چندی یا در همان موقع ساخته شدن باعث ترک‌ها و خرابی ساختمان می‌گردد؛ بنابراین شفته ریزی از روی زمین سفت باید انجام گیرد و برای اینکار بشرح زیر عمل می نمائیم:

پی کنی در زمین‌های خاک دستی و سست: پس از پیاده کردن اصل نقشه روی زمین محل پی‌های اصلی و یا در تقاطع پی‌ها که فشار پایه‌ها روی آن می‌باشد چاه‌هائی حفر می‌شود، عمق این چاه‌ها به قدری می‌باشد 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 می‌باشند که زیر آن‌ها را تعدادی از ستون‌های شفته‌ای نگهداری می‌کند و از فروریختن آن جلوگیری می‌نمایند البته باید سعی کرد که فاصله ستون‌های شفته‌ای نباید بیش از سه متر طول باشد.

خاصیت چاه‌ها بدین طریق می‌باشد 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 می‌کنند برای مقاومت بیشتر در ساختمان پس از اینکه آجرکاری 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 در محل اصلی خود یعنی در محلی که شفته ریزی آن به زمین بِکر رسیده متصل می‌کند. گاهی اتفاق می‌افتد 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 آن را دارد برای اینکه براحتی بتوان پایه را در محل خود ساخت و محل آن را تغییر نداد چاه را پس از لای روبی (پاک کردن) با شفته آهک پر می‌نماییم موقعی که شفته خودگیری خود را انجام داد روی آن را یک قوس آجری ساخته و در محل انتهای کمان پایه را بنا می‌کنیم که فشار دیوار با اطراف چاه منتقل گردد. در بعضی مواقع چاه‌کنی در این‌گونه زمین‌ها خطرناک می‌باشد.

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 در اصطلاح به آن‌ها گَوَل (در شهرستان‌ها گوم و غیره ) می‌نامند استفاده شود گول‌های بتنی یک تکه و دو تکه‌ای و گول‌های سفالی یک تکه می‌باشد. گول‌های بتنی را بوسیله قالب می‌سازند و گول‌های سفالی بوسیله دست و گل رس ساخته شده و در کوره‌های آجری آن را می‌پزند تا به شکل سفالی در آید از این گول‌ها در قنات‌ها نیز استفاده می‌شود.

طریقه عمل: مقداری از زمین که بصورت چاه کنده شده گول را به شکل استوانه‌ای 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 خالی‌شده براحتی پایین رفته گول دوم را نصب می‌کنیم یا اینکه گول اول در محل خود با فشار خاک که به اطراف آن آمده تنگ می‌افتد و نمی‌تواند محل خود را تغییر و یا پایین تر برود در این موقع از گول‌های دو تکه‌ای استفاده می‌نماییم نیمی را در محل خود نصب و جای آن را محکم نموده و نصفه دوم را پس از کندن محل آن نصب می‌نماییم و عمل پی کنی را بدین طریق ادامه می‌دهیم.

پی کنی در زمین‌های سست مانند خندق هائی 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 می‌باشد. زمین‌هائی که قسمت خاک ریزی شده در آن‌ها به ارتفاع کم می‌باشد 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 آن را با تخته و چوب قالب‌بندی نموده تا به زمین سخت برسد. البته قالب‌بندی در اینگونه زمین‌ها خالی از اشکال نمی‌باشد باید با منتهای دقت انجام گیرد پس از انجام کار قالب‌بندی 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 تکه‌ای و یا تخته‌ای از قالب زیر شفته بماند.