پِی، شالوده یا فونداسیون (به فرانسوی: Fondation) یک بخش از سازه است که وظیفهٔ انتقال نیرو از ستون‌ها به زمین و خاک اطراف را بر عهده دارد. بر اساس نوع سازه و میزان نیروی وارده، بافت لایه‌ها و نوع خاک زمین و شرایط آب‌وهواییِ منطقه، می‌توان نوع (تیپ) و ابعاد فونداسیون را انتخاب و مشخص کرد. عمق، طول و عرض فونداسیون یک سوله به وزن آن، تعداد طبقات و نوع خاک محل بستگی دارد.
لازم به ذکر است که گاهی میان واژهٔ پی و فونداسیون تفاوت قائل شده و پی را خاک زیر فونداسیون دانسته‌اند. به عبارت دیگر فونداسیون همان قطعات یا عضو بتن‌آرمه‌ای است که وظیفهٔ انتقال بارهای وارده از طرف ستون و دیوارهای برشی یا بادبند، به خاک زیرش که همان پی است را دارد. پس پی و فونداسیون می‌توانند تعریفی متفاوت داشته‌باشند.
انواع پی در معماری مدرن
پی‌ها بر اساس عمق و نوع عملکرد طبقه‌بندی می‌شوند. در حالت کلی چنانچه لایه مقاوم در عمق کمی از سطح زمین قرار گرفته باشد، پی در نزدیکی سطح زمین بنا می‌شود. در غیر این صورت برای رسیدن به لایه مقاوم، عمق پی افزایش می‌یابد.[۱]
به‌طور کلی پی‌ها را می‌توان به چهار دسته تقسیم کرد:
فونداسیونهای کم عمق معروف به پی‌های سطحی(shallow foundation)
پی‌هایی که نسبت عمق به عرض آن‌ها مساوی یا کمتر از یک باشد را پی سطحی می‌نامند. دسته‌بندی‌های متفاوتی از پی‌های سطحی در مراجع مختلف یافت می‌گردد. باولز انواع کلی پی‌های سطحی را به صورت زیر تقسیم‌بندی می‌کند:
- پی‌های منفرد:پی‌هایی که بار یک ستون منفرد یایک دیوار را حمل می‌کنند.
- پی‌های مرکب:پی‌هایی که بار دو یا چهار ستون را حمل می‌کنند.
- پی گسترده:نوعی شالوده است که بار چندین ستون با فواصل نامنظم یا چندین ردیف ستون موازی را حمل می‌کند. و در زیر بخشی از ساختمان یا کل آن قرار می‌گیرد. پی‌های گسترده برای ساختمان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. که بر روی زمین‌های قابل تراکمی همچون خاک رس بسیار نرم، رسوبات آبرفتی و مواد خاکریز قابل تراکم بنا می‌شوند.
پی‌های سطحی به صورت جزئی تر نیز تقسیم‌بندی شده‌اند (مبحث ۷ مقررات ملی ساختمان):
الف) شالوده‌های منفرد(spread foundation): به شالوده‌ای که تنها بار یک ستون را منتقل می‌کند، شالوده منفرد می‌گویند. این پی‌ها معمولاً از یک دال مربعی یا دایره‌ای تشکیل می‌شوند. در بیشتر موارد، پی‌های منفرد توسط تیرهایی به نام کلاف به یکدیگر متصل می‌شوند. کلاف‌ها نقشی در جلوگیری از نشست شالوده‌های منفرد ندارند. (قادر به تحمل برش و خمش نمی‌باشند) و تنها صلبیت جانبی سازه را افزایش می‌دهند. شالوده منفرد می‌تواند شامل انواع بتنی غیر مسلح یا بتن مسلح معمولی، با سطوح شیبدار و پله‌ای باشد.
- شرایط اقلیمی و آب و هوایی منطقه
- موقعیت جغرافیایی
- اطلاع از وضعیت اقتصادی و فرهنگی مردم آن منطقه
- نوع خاک و مقاومت آن
- میزان بار وارده از ساختمان به زمین
ب) شالوده‌های دو ستونی
اگر دو ستون به هم نزدیک باشند (به نحوی که فاصله فونداسیون منفرد آن‌ها کمتر از نصف فاصله دو ستون می‌شود)، اقتصادی و مناسب است که از شالوده دو ستونی استفاده شود. کاربرد اصلی این نوع شالوده در مواردی است که نمی‌توانند یک ستون را به‌طور مرکزی بر روی شالوده منفرد قرار داد، مانند شالوده ستون کناری (در نوار مرکزی ساختمان در زمین‌های محدود). شالوده دو ستونی می‌تواند به‌طور مستطیلی یا ذوزنقه‌ای طرح شود. این شالوده‌ها به نحوی طراحی می‌شوند که مرکز هندسی آن‌ها بر نقطه اثر برآیند بارهای وارد منطبق شود.
راه دیگر مقابله با خروج از مرکزیت ستون کناری اتصال آن توسط یک تیر قوی به شالوده داخلی مجاور است. چنین شالوده‌ای را شالوده باسکولی یا شالوده تسمه‌ای می‌گویند. شالوده باسکولی از نشست‌های نامساوی ستون‌ها نیز جلوگیری می‌کند.
ج) شالوده نواری(strip footing):برای شالوده ستون‌های یک ردیف یا دیوار باربر، از شالوده نواری استفاده می‌شود که نسبت طول به عرض آن بسیار زیاد است. معمولاً شالوده‌هایی که در آن‌ها نسبت طول به عرض آن‌ها بیشتر از چهار یا پنج باشد به عنوان شالوده نواری در نظر گرفته می‌شود.
د) شالوده گسترده(raft foundation):
اگر زمین زیر شالوده آنقدر سست باشد یا بار وارد از طرف سازه آنقدر زیاد باشد که سطح پوشیده شده توسط پی‌های منفرد بیش از نصف سطح زیر بنا شود، در این صورت اقتصادی است که از پی گسترده استفاده شود. شالوده گسترده شامل یک دال یکپارچه است که کلیه بارهای سازه را از ستون‌های و دیوارها به خاک منتقل می‌کند. این نوع شالوده موجب توزیع نسبتاً یکنواخت تنش و جلوگیری از تمرکز آن در زیر بارهای سنگین و موضعی می‌شود. لذا در کاهش نشست نامساوی بسیار مؤثر است.
ه) شالوده شبکه‌ای(grid foundation):به لحاظ اقتصادی (کاهش هزینه قالب بندی) گاهی مقرون به صرفه است که شالوده‌های یک ردیف در هم ادغام و شالوده به صورت نواری اجرا شود. چنانچه این نوارها در هر دو امتداد عمود برهم قرار گیرند، شالوده شبکه‌ای به وجود می‌آید. عملکرد این شالوده‌ها مرکب بوده و متفاوت از عملکرد شالوده منفردی است که توسط کلاف به یکدیگر متصل می‌شوند.
و) پی‌های پوسته‌ای(shell foundation):این نوع پی‌ها بار را به واسطه شکل خود به زمین منتقل می‌کنند و حجم آن‌ها تأثیری در انتقال بار ندارد. این نوع پی‌ها به عنوان پی برج‌های خیلی بلند نظیر برج‌های رادیو تلویزیون یا برج‌های خنک‌کننده به کار می‌روند و طراحی آن‌ها مشکل است.
پی‌های نیمه عمیق (پی‌های چاهی)(pier foundation)
در این پی‌ها نسبت عمق به عرض در محدوده (۴–۵)تا(۱۰)قرار دارد.
این پی‌ها حد فاصل پی‌های سطحی و عمیق هستندو به آن‌ها پی‌های چاهی نیز گفته می‌شوند. عملکرد آن‌ها تا حدودی شبیه پی‌های عمیق است زیرا بار را به یک لایه مقاوم که در عمق متوسطی از زمین قرار دارد منتقل می‌کنند. برای اجرای این پی‌ها، چاهی در زمین حفر کرده و سپس درون آن را با مصالح مناسب پر می‌کنند. معمولاً از اصطکاک جدار چاه و پی نیمه عمیق صرف نظر می‌شود لذا نحوه محاسبه این پی‌ها شبیه محاسبه شالوده‌های سطحی است. البته اگر اصطکاک جانبی جدار چاه و پی نیمه عمیق را در نظر بگیریم محاسبه آن مشابه شمع‌ها خواهد شد.
- پی‌های عمیق(deep foundation)
این پی‌ها عمدتاً شامل شمع بوده و در آن‌ها نسبت عمق به عرض پی بیشتر از ۱۰بوده‌است.
- پی‌های ویژه(special foundation)
هرگونه پی که جزء دسته‌های فوق نباشد مانند پی‌های صندوقچه‌ای، مهارها، ستون‌های شنی و سنگی و… در این دسته قرار می‌گیرند.
منبع سایت ویکی پدیا