۳۰۰ 
۱۰۰⚊ 
شمع ساختمان
فونداسیون پایینی ترین قسمت ساختمان است که کل بنا بر روی آن قرار می گیرد. در واقع فونداسیون با زمین یا خاک تماس مستقیم دارد و نیروهای وارد شده از طرف سازه را به زمین منتقل می کند.
از نظر نوع می توان فونداسیون ها را به دو دسته ی سطحی یا عمیق تقسیم بندی کرد.
در فونداسیون سطحی که احتمالا آن را در بیشتر ساخت و سازه ها دیده ایم یک لایه سطحی از خاک برداشته شده و وزن سازه به یک لایه ی کم عمق منتقل می گردد.
اما در مواردی ممکن است به دلیل سست بودن خاک مانند آنچه در زمین های ماسه ای مشاهده می شود زمین قابلیت تحمل بارهای وارد شده را نداشته باشد همچنین ممکن عملیات خاکبردای امکان پذیر نبوده یا هزینه های بالایی داشته باشد. در این موارد یکی از راه هایی که پیشنهاد می شود استفاده از فونداسیون عمیق است که یکی از رایج ترین انواع آن شمع است.
تصویر شماره ۱ - شمع ساختمان
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
شمع چیست؟
یک شمع، المانی نسبتا طویل و ستون مانند است که در عمق خاک به صورت عمودی قرار می گیرد و وظیفه ی انتقال بار سازه به اعماق پایین خاک را بر عهده دارد.
بیشتر مطالعه کنید: انواع ستون فلزی در ساختمان
انواع شمع ها
شمع ها را بسته به اینکه از چه متریالی برای ساخته شدن آن ها استفاده شده باشد می توان به گروه های مختلفی تقسیم بندی کرد. رایج ترین موادی که برای ساخت شمع به کار برده می شوند عبارتند از چوب، فولاد و بتن.
شمع چوبی
چوب از جمله موادی ست که به طور سنتی برای ساخت شمع استفاده می شده است. برای این کار عموما چوب کاج یا بلوط که از سختی کافی برخوردار هستند به کار برده می شوند. شمع های چوبی به شکل یک مخروط ناقص هستند. از مزیت آن ها می توان به ارزان و سبک بودن و همچنین در دسترس بودن اشاره کرد. اما این نوع از شمع تحمل بار بالایی نداشته و در معرض آسیب های محیطی قرار دارند.
تصویر شماره ۲ - شمع چوبی
شمع فولادی
برای ساخت شمع های فولادی دو گزینه وجود دارد. یا از تیرآهن های بال پهن (تیرآهن هاش ) استفاده می شود و یا از لوله های فولادی.
تیرآهن هاش نوعی مقطع فولادی است که سطح مقطع آن به شکل حرف H انگلیسی ست. این تیرآهن دارای طول بال و جان تقریبا برابر است و از استحکام و ظرفیت باربری بالایی برخوردار است.
برای آشنایی بیشتر با انواع تیرآهن هاش و همچنین استانداردهای ساخت آن پیشنهاد میکنیم مقاله ی "تیرآهن هاش چیست" را مطالعه فرمایید.
لوله های فولادی که به عنوان شمع استفاده می شوند می توانند ته باز یا ته بسته باشند. در برخی موارد پس از آنکه لوله در زمین کار گذاشته شد داخل آن نیز با بتن پر می شود.
ازمزیت های شمع های فولادی می توان به امکان متصل کردن آن به هم اشاره کرد. به این ترتیب می توان شمع هایی با طول بالا را به وجود آورد. البته در اتصال تیرآهن ها به یکدیگر باید دقت داشت تا مطابق با استانداردهای تدوین شده این کار انجام شود و وصله ظرفیت کامل بال و جان را منتقل نماید.
از دیگر مزایایی شمع های فولادی می توان می گفت که در حین فرو رفتن در زمین چنانچه با مانعی مانند سنگ های کوچک برخورد کنند می توانند آن ها را خرد کرده و به راه خود ادامه دهند.
یکی از مواردی که در خصوص شمع های فولادی مطرح است امکان خوردگی و یا پوسیدگی آن هاست. باید به این مورد توجه داشت که چنانچه میزان دست خوردگی خاک کم باشد مقدار اکسیژن موجود در خاک از عمق دو متر به پایین تر چندان زیاد نیست و مشکلی از جهت خوردگی برای شمع فولادی به وجود نمی آورد. در سازه های دریایی نیز در محل های جذر و مد پتانسیل بالایی برای خوردگی شمع ها وجود دارد که در این موارد می توان از حفاظت کاتدی برای محافظت از شمع ها استفاده نمود.
تصویر شماره ۳ - شمع فولادی
شمع بتنی
شمع های بتنی به اشکال مختلف مانند مربع، دایره، چند ظلعی و ...به دو صورت پیش ساخته یا بتن ریزی در محل آماده می شوند.
بیشتر مطالعه کنید: بتن ساختمن چیست و انواع آن کدام است؟
شمع بتنی پیش ساخته
همانطور که از نام این شمع ها مشخص است این شمع ها در محل کارگاه ساخته شده و سپس به پروژه منتقل می شوند. برای نصب این شمع ها آن ها را با کمک چکش به درون زمین می کوبند. برای جلوگیری از آسیب دیدن شمع ها معمولا یک کلاهک فلزی بر روی آن ها قرار می دهند. همچنین لازم است تا نیروهای وارد شده از طرف چکش نیز در زمان طراحی در نظر گرفته شود. این نیرو باعث می شود تا مقادیر بیشتری از آرماتور مصرف شود که همین نیز هزینه ساخت تیر را بالاتر خواهد بود.
تصویر شماره ۴ - شمع بتنی پیش ساخته
شمع بتنی درجاریز
برای ساخت این شمع ها ابتدا زمین را قطع و تا عمق مورد نظر حفاری می کنند. سپس شبکه ای از آرماتورهای آماده شده درون حفره فرده برده می شود. در انتها درون حرفه با بتن پر می شود.
تصویر شماره ۵ - شمع بتنی درجا ریز
شمع کوب
همانطور که گفته شد برای کار گذاشتن شمع ها باید آن ها را به وسیله ضربات محکم به درون زمین فرو کرد. برای این کار از یک ماشین مکانیکی به نام شمع کوب استفاده می شود که وزنه بسیار سنگینی دارد و به صورت عمودی به شمع ها ضربه می زند. ماشین شمع کوب به این صورت عمل می کند که به وسیله نیروی هیدرولیک یا دیزل وزنه را تا بالاترین نقطه بالا برده و سپس آن را رها می کند. با رها شدن وزنه نیروی بسیار زیادی به شمع وارد می شود و به درون زمین فرو می رود.
وزن چکش شمع و قدرت آن به گونه ای در نظر گرفت می شود که با هر ضربه شمع حداقل 3 میلیمتر در زمین فرو برود. برای این منظور وزن چکش شمع کوب از 1360 کیلوگرم کمتر نخواهد بود.
تصویر شماره ۶ - ماشین شمع کوب