در تمامی مباحث مرتبط با صنعت ساختمان سازی از پی یا فونداسیون به عنوان یکی از مهمترین اعضا سازه‌ای نام برده شده است. در واقع پی، بارهای قائم که شامل وزن خود بنا، وزن ستون‌ها، دیوارها، سقف‌ها، ساکنان ساختمان و بارهای افقی، شامل فشارهای باد و زلزله را دریافت میکند، آنها را به نسبت مشخص پخش کرده و به زمین انتقال می‌دهد. در این مقاله به بررسی پی پلکانی، موارد اجرای آن و روش اجرای پی پلکانی می‌پردازیم.
هنگامی که پیریزی در زمین شیبدار انجام می‌شود، یکی از بهترین و اقتصادی‌ترین راه حل‌های موجود برای پیریزی، اجرای "پی پلکانی" است. به این دلیل گفتیم اقتصادی زیرا پی پلکانی میزان حفاری و همینطور ساخت دیوارهای زیر زمینی را به حداقل می‌رساند. از این پی همچنین میتوان برای انتقال از پیهای عمیق به پیهای کم عمق و در گوشه‌‌ها و تقاطع‌‌ها استفاده کرد.
علاوه بر مواردی که اشاره کردیم، پی پلکانی از تغییر ناگهانی و بیش از حد سطح که می‌‌تواند باعث ضعف و در نتیجه حرکت ساختمان در طی سال‌های بعد شود، جلوگیری میکند. ساختار پی پلکانی به گونهای است که در آن عملیات حفاری را مانند پلکان‌هایی انجام می‌دهند که طولشان کم و ضخامت یکسانی دارند؛ سپس ساختمان را روی بستر بتنی استوار میکنند. قبل از ساخت این پی، عملیات زهکشی باید به دقت انجام شود تا خطر بی ثباتی ناشی از تجمع فشار آب از بین برود.
در واقع فونداسیون یا پی پلکانی به گونهای اجرا می‌شود که در دو یا چند تراز مختلف باشد. از جمله مواردی که سبب می‌شود در زمین مورد نظر از این نوع پی استفاده شود عبارتند از:
وجود بخش زیرزمین در بخشی از پلان ساختمانی (نه همه آن)
ساختمان‌هایی که امروزه ساخته می‌شوند، دیگر مثل گذشته فقط در بخشی از پلان زیرزمین ندارند و زیرزمین به صورت کامل مانند یک طبقه مجزا در زیر ساختمان وجود دارد. حال اگر به هر دلیلی بخواهیم زیرزمین را فقط در بخشی از پلان داشته باشیم باید از پی پلکانی استفاده شود.
وجود شیب در زمین
شیب بعضی از زمین‌ها به گونهای است که نمی‌توان در آنها فونداسیون یا پی هم سطح اجرا کرد بنابراین پی پلکانی یا غیر هم سطح گزینه مناسب‌تری است. البته در شرایطی که زمین مورد نظر شیب دارد بهتر است طی راهکارهایی که در زیر توضیح داده می‌شود زمین را به صورت هم سطح در آورد و سپس پی هم سطح کار کرد.
اما چون انجام این کار بسیار پر هزینه است معمولاً از آن صرف نظر می‌شود. برای هم سطح کردن زمین شیبدار میتوان از عملیات خاکبرداری استفاده کرد. در این صورت باید عملیات خاکبرداری تا زمانی ادامه پیدا کند که زمین مورد نظر به یک تراز واحد و هم سطح برسد.
هزینه این عملیات خاک برداری بستگی به طول فونداسیون و پی دارد. از روش دیگری هم میتوان برای هم سطح کردن زمین شیبدار استفاده کرد و آن خاکبرداری از یک بخش و خاکریزی در قسمت دیگر است تا به یک تراز مناسب برسند. ولی بهترین روش برای زمین‌های شیبدار، اجرای پی پلکانی است.
از پی آجری در فرآیند ساخت ساختمان‌های کوچک با بار وارده کم استفاده می‌شود. پی آجری ریشه‌ای 15 تا 20 سانتی متری از طرفین دیوار روی آن دارد. عرض پی آجری حدود 30 الی 40 سانتیمتر بیشتر از عرض دیوار است و پی را به صورت پلکانی میسازند تا در مصرف آجر صرفه‌جویی شود. شکل پلکانی در این نوع از پی‌ها این وظیفه را دارد که بار را با زاویه 60 درجه به سمت زمین منتقل میکند.
پی بتنی از دیگر پی‌هایی است که آن را به صورت پلکانی میسازند. پیهای بتنی به خاطر استحکام و مقاومت بسیار بالایی که بتن دارد از بهترین پی‌ها در صنعت ساخت و ساز به حساب می‌آیند. برای صرفه‌جویی در مصرف بتن، پیهای بتنی را به صورت هرم ناقص و یا به صورت پلکانی میسازند.
به طور کلی مراحل اجرای همه انواع پی به صورت زیر بیان می‌شود:
قبل از انجام عملیات اجرای پی باید بررسی دقیق روی موقعیت جغرافیای، شرایط آب و هوایی (اقلیمی) منطقه، نوع خاک و مقاومت آن میزان باری که در آینده از طرف ساختمان به زمین وارد خواهد شد، میزان باری که از عواملی مانند باد و زلزله ممکن است بر ساختمان وارد شود، مقدار هزینه مورد نظر و ... انجام گیرد.
سپس باید گیاهان و درختان موجود روی زمین مورد نظر یا حتی ریشه‌های گیاهان را از روی زمین پاک نمود چون زمینی که قرار است در آن پیریزی انجام شود باید تمیز باشد. قبل از مرحله پی‌سازی هم باید کف پی مسطح و صاف و به دوراز هر گونه آلودگی و مواد زائد باشد.
در این مرحله اقدام به کندن پی و خاکبرداری میکنند. همان طور که گفته شد، پی پلکانی یا غیر همسطح به گونهای است که دارای دو تراز مختلف است. در چنین مواردی میتوان هر کدام از آن ترازها را به صورت یک پی یا فونداسیون جداگانه در نظر گرفته و اجرا کرد و یا آنها را باهم در نظر داشت و به وسیله دیوار حائل یا دیوار بتنی، استحکام کافی برقرار کرد.
نکاتی که در مرحله ساخت و اجرای پی پلکانی باید به آنها توجه داشت عبارتند از:
باید در نظر داشت که دیوار حائل باید ضخامتی حدود 25 یا 30 سانتیمتر داشته باشد تا سربار خاک و زلزله را بتواند کنترل کند. باید توجه داشت که ضخامت قسمتی که دو فونداسیون را متصل میکند باید به اندازه ضخامت خود فونداسیون باشد.
در اجرای این نوع از پی پلکانی، چون به صورت غیر هم سطح کار می‌شود باید دقت شود که اتصال بین پی‌ها یا فونداسیون‌ها در دو تراز باهم به خوبی متصل شوند تا هنگام بروز حوادثی مانند زلزله، ساختمان استحکام لازم را داشته باشد.
به عنوان مثال میتوان این دو تراز را توسط پدستال یا دیوار حائل به هم متصل کرد. این دیوار باید به گونهای کار شود که نیروی وارده از سازه در تراز بالاتر را نیز تحمل کند. همینطور باید وزن ساختمان را به عنوان وزن و بار سربار محاسبه کرد.
جمع بندی
وجود پی برای جلوگیری از نشست بیش از حد یا نامتقارن ساختمان و جلوگیری از ریزش و واژگونی ساختمان در اثر تحمل نکردن بارهای وارده بر آن یک امر کاملاً مهم و ضروری است. پی، انواع بسیار مختلفی دارد که "پی پلکانی" یکی از این انواع است و برای ساختمان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که دو تراز غیر همسطح دارند. نوع مناسب پی برای هر ساختمان، متناسب با وزن ساختمان، تمامی نیروهای وارده بر آن، مقاومت فشاری زمین، نوع خاک و غیره انتخاب می‌شود. طرح‌ریزی و اجرای پی، کاری تخصصی است که نیاز به مهارت بالایی دارد و اگر به دست افراد نابلد سپرده شود، تبعات جبران ناپذیری خواهد داشت.