زمین­ هایی­ که قابلیت تحمل بارهای وارده از طرف سازه را ندارند( مانند زمین ­های ماسه­ ای) و همچنین خاکبرداری سطحی در آن‌ها مقرون به­ صرفه نباشد، انتقال بار ساختمان به زمین توسط فونداسیون عمیق انجام می­ شود. رایج‌ترین نوع فونداسیون عمیق، شمع‌ها هستند. یك شمع، سازه‌ای نسبتاً بلند، لاغر و ستون مانندی است كه با قرار گرفتن در داخل خاک (به‌صورت قائم و گاهاً مایل) به ­عنوان پی سازه­ ها، وظیفه انتقال بار طبقات فوقانی را به لایه‌های مناسب‌تر خاک در اعماق پایین‌تر دارد. شمع درواقع همان ستون است كه در داخل خاك مستقرشده است. شمع بارهای وارده به سازه را در عمق خاك عبور داده و آن را به خاك مقاوم‌تر (در عمق بیشتر) منتقل می‌كند. البته که طراحی شمع کار تخصصی است.

انواع شمع‌ها از لحاظ جنس مصالح

شمع‌های فولادی

این شمع‌ها دارای مقاطعی لوله‌شکل یا H شکل هستند. از مقاطع I شکل نیز می­ توان استفاده کرد ولی مقاطع H شکل به دلیل یکسان بودن تقریبی طول بال و جان، ترجیح داده می­ شوند. شمع‌های لوله‌ای در اکثر مواقع بعد از کوبیده شدن با بتن پر می‌شوند. این شمع­ ها در دو حالت ته باز و ته بسته مورد استفاده قرار می­ گیرند. انتهاي شمع ­هاي لوله ­اي ته بسته بايد توسط يك صفحه صاف يا يك كفشك مخروطي و يا توسط روش ­هاي ديگرکه­ مورد تائید دستگاه نظارت باشد، بسته شود. این شمع‌ها به دلیل رطوبت خاک، در برابر خوردگی ضعیف می­ باشند. برای جلوگیری از خوردگی، در روی شمع‌ها می‌توان از یک‌لایه پوششی (قیر، رزین یا اپوكسی) استفاده كرد. این پوشش كه در كارخانه روی شمع‌ها زده می‌شود، در هنگام حمل‌ونقل و كوبیدن شمع، به‌سختی آسیب‌پذیر است. گاهی مواقع برای جلوگیری از خوردگی شمع فولادی، از پوشش بتنی استفاده می‌شود. لایه محافظتی (در برابر عوامل خورنده) روی شمع‌های فولادی اجرا نمی‌شود؛ چراکه حین عمل راندن شمع به داخل خاک، سطح آن دچار خراشیدگی می‌شود و عملاً دیگر کارایی محافظتی نخواهد داشت. از این‌ رو در محیط‌های خورنده می‌بایست از شمع‌های بتنی استفاده شود.

چنانچه شمع به مدت طولاني ، به علت تاخیرات اجرايي در مجاورت ساحل باقي بماند، با توجه به قابليت بالاي شرايط محيطي، بايد تدابير لازم با هماهنگي دستگاه نظارت اندیشیده شود و نیز چنانچه از عمق دقيق نفوذ شمع­ ها در خاک اطمينان وجود ندارد، بايد قبل از عايق­ كاري و حفاظت شمع ­ها در برابر خوردگی، نسبت به تعيين عمق قابل‌نفوذ توسط شمع­ هاي آزمايشي اقدام گردد. درصورتی‌که به علت شرايط اضطراری اين امكان وجود نداشته باشد، لازم است نسبت به افزايش طول قسمت حفاظت‌شده اقدام و يا تدابیر دیگری انديشيده شود.

شمع‌های بتنی

شمع‌های بتنی در عمل به دو صورت اجرا می­شوند:

شمع بتنی کوبشی (پیش‌ساخته)

همان‌طور که از اسم آن پیداست این‌گونه شمع­­ ها از قبل ساخته می­ شوند و سپس به محل مورداستفاده انتقال داده می ­شوند. این شمع ­ها را در کارخانه تحت نظارت می­ سازند. مقاطع این شمع ­ها معمولاً لوله ­ای ، مربع و چندضلعی است. از آن­جایی ­که این شمع­ ها در محل و به‌صورت کوبشی در دل زمین قرار می ­گیرند، برای آسیب ندیدن سر آن‌ها، یک کلاهک فلزی قرار می­ دهند.

شمع بتنی درجاریز

همان‌طور که از اسم این­گونه شمع ­ها پیداست، باید در محل سایت (کارگاه) اجرا گردد. برای این کار در ابتدا چاهی به قطر مناسب و طول مناسب زده می ­شود سپس شبکه آرماتور ساخته‌شده در چاه حفاری‌شده قرارداده می ­شود و درنهایت عملیات بتن‌ریزی آغاز می ­شود. توضیحات کامل و معرفی این‌گونه شمع ­ها در ادامه آورده شده است.

شمع‌های چوبی

شمع های چوبی از تنه درختی با چوب سخت نظیر كاج و بلوط ساخته می‌شوند. دو سر آن‌ها را برای جلو‌گیری از خوردگی در موقع كوبیدن، با كلاهك فلزیِ مسلح می‌سازند. شمع‌های چوبی ازجمله مقطع دایره‌ای، را معمولاً بدون كندن پوست بكار می‌برند تا نیروی اصطكاك حاصله بین سطح جانبی شمع و زمین به حداكثر مقدار ممكن افزایش‌ یافته و شمع قابلیت تحمل فشار زیادی داشته باشد. در قدیم شمع‌های چوبی ‌به‌عنوان تکیه‌گاه برای سازه‌هایی که روی خاک سست قرار داشتند مورداستفاده قرار می‌گرفت. امروزه نیز شمع‌های چوبی برای ساخت اسکله‌ها استفاده می‌شوند.

شمع‌های مرکب (فولادی-بتنی یا چوبی – بتنی)

این‌گونه شمع‌های از دو قسمت تشکیل‌شده‌اند: در قسمت پایینی از فولاد یا چوب استفاده می­ شود و در قسمت بالایی از بتن بهره می ­برد. این شمع‌ها در مواقعی که طول شمع لازم از برای تأمین ظرفیت باربری از ظرفیت شمع بتنی کمتر باشد، مورداستفاده قرار می­ گیرند. وصل محل تلاقی آن‌ها به دلیل متفاوت بودن مصالح مشکل است؛ ازاین‌رو این‌گونه شمع‌ها کاربرد وسیعی ندارند.

منبع:

سبزسازه