بررسی ظرفیت فشاری شمع بتنی در جا با در نظر گرفتن اسلامپهای مختلف بتن

به طور خلاصه می توان گفت شمع ها عناصر ستونی نسبتاً لاغری هستند که به صورت قائم و یا کمی شیب دار جهت انتقال بارهای فشاری، کششی یا جانبی از سطح زمین، به لایه های سخت تر زیرین به کار برده می شوند[1]. بر اساس آیین نامه مهندسی پی کانادا شالوده عمیق، شالوده ای است که در خاک مناسب یا سنگ بستر تکیه گاهی را برای سازه توسط جداره و یا توسط نوک شمع در اعماق زمین فراهم کند[2]. هرچند این مورد یکی از مهم ترین دلایل استفاده از پی های شمعی می باشد ولی تنها دلیل آن نیست. در بسیاری موارد از نظر اقتصادی استفاده از شمع ها مقرون به صرفه تر از سایر انواع پی ها می باشد. اقتصادی بودن استفاده از پی های شمعی را می توان به دو دلیل توجیه نمود: اول اینکه با توسعه تکنولوژی، امروزه استفاده از پی های شمعی نسبت به گذشته امکان پذیرتر و کم هزینه تر شده است و دلیل دوم اینکه زمان لازم برای ساخت و اجرای پی های شمعی معمولاً کوتاه تر از انواع دیگر پی ها می باشد لذا موجب تسریع در ساخت پروژه و در نتیجه منجر به اقتصادی تر شدن طرح و کاهش هزینه ها می گردد. علاوه بر این برای سازه های دریایی نظیر سکوها یا اسکله ها معمولاً چاره ای جز استفاده از این نوع پی ها وجود ندارد[1]. با توجه به نحوه ساخت و سازها، استفاده روز افزون از شمع و یا گروه شمع در ساختمانهای بلند و سنگین بسیار متداول شده است. در مواردی که پی های گسترده از لحاظ سازه ای توانایی حمل بارهای بالایی را فراهم می کنند که در نتیجه در مواردی که باعث نشستهای کل و همچنین نشستهای تفاضلی بیشتر از حد مجاز می گردد با بکار گیری شمع ها در مقایسه با پی های سطحی می توان نشستهای کل و همچنین تفاضلی را به طور محسوسی کاهش داد. در طراحی پی ساختمانهای بلند، مخصوصاً بر روی لایه های عمیق رُس و همچنین بر روی لایه های ماسه ای که استعداد روانگرایی در آنها وجود دارد، ممکن است پی گسترده در برابر بارهای حدی وارد شده از سوی سازه به پی توان تحمل بار وارده را نداشته باشد لذا با استفاده از شمع، هم می توان ظرفیت باربری خاک را افزایش داد و هم از نشستهای غیرمتعارف در زیر پی جلوگیری و برخی از مشکلات مربوط به خاک که در روانگرایی نقش مهمی دارد را نیز مرتفع نمود. در حالت کلی استفاده از شمع و یا گروه شمع سبب بهبود سرویس دهی در پی های سطحی و پی-های گسترده می شود. ایجاد نشست کلی و تفاضلی باعث، به حداقل رساندن احتمال چرخش سازه و همچنین اقتصادی شدن فونداسیون ها می گردد. البته عوامل مختلفی از جمله لایه بندی خاک در عمق، اندرکنش بین خاک و سازه، نسبت طول به قطر و فاصله بین شمع ها و اتصال یا عدم اتصال شمع ها به پی گسترده، در بهینه سازی اثرات مثبت آن نقش اساسی دارد[1].