پی سطحی نوعی از پی است که بار سازه را به خاکی نزدیک سطح زمین و نه به لایه های عمیق خاک منتقل می کند. پی های سطحی عموما برای سازه های سبک به کار می روند. پی های سطحی به دسته های زیر تقسیم می‌شوند:
1- پی های منفرد (Isolated Footing)
این پی¬ها معمول¬ترین و ساده‌ترین نوع پی هستند و زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که بار سازه با ستون¬هایی که هرکدام روی یک پی قرار می¬¬گیرند اعمال می¬شود و وزن سازه کم بوده و احتمال نشست غیریکنواخت زمین وجود ندارد.
2- پی های نواری (Strip Footing)
این نوع پی معمولاً برای تحمل خطی از بار استفاده می شود که می تواند بار یک دیوار و یا ردیفی از ستون ها باشند.
3- پی مرکب (Combined Footing)
پی مرکب عموما بار دو ستون را منتقل می کند و زمانی استفاده می شود که دو ستون به هم به قدری نزدیک باشند که در صورت ساخت پی منفرد، دو پی با هم همپوشانی داشته باشند. همچنین این پی زمانی استفاده می شود که مرز زمین به پی نزدیک باشد و در نتیجه خروج از مرکزیت در پی ایجاد شود. در این حالت با ایجاد پی مرکب و توزیع تنش اثرات خروج از مرکزیت کاهش می یابد. پی مرکب می تواند مستطیلی یا ذوزنقه ای باشد.
4- پی صندوقچه ای(Strap or Cantilever footing)
پی صندوقچه ای شامل دو پی است که به وسیله ساختاری تسمه مانند به هم متصل هستند و نوع اتصال به نوعی است که به شکل یک سیستم واحد عمل می کنند. زمانی که فشار مجاز خاک و فاصله بین پی ها زیاد است، پی صندوقچه ای نسبت به پی مرکب مقرون به صرفه تر است.
5- پی گسترده (Mat or Raft Foundations)
پی گسترده دال بزرگی است که بار تعدادی زیادی ستون یا یک دیوار را در زیر کل سازه یا بخش بزرگی از آن منتقل می کند. پی گسترده زمانی مورد نیاز است که فشار مجاز خاک کم است و در صورت استفاده از پی تکی، پی ها به هم بیش از حد نزدیک خواهند بود.
محاسبه ظرفیت باربری پی های سطحی
در محاسبات ظرفیت باربری نهایی پی های سطحی عموما از روش هانسن استفاده می شود. این رابطه به طور کلی به صورت زیر است:
qult = cNc ss dcicgcbc + qNqSqdqiqgqbq + 0.5γB’ NγSγdγiγgγbγ
و در حالتی که ϕ برابر صفر باشد:
qult = 5.14 Su ( 1+Sc+d’c – i’c- b’c- g’c) +q
Nq = etanФ tan2( 45+Ф/2)
Nc = ( Nq – 1) cot Ф
Nγ = 1.5(Nq -1) tanФ
ضرایب شکل، عمق، شیب بار و شیب پی در جداولی در مراجع موجود می باشد.
محاسبه نشست الاستیک پی های سطحی
اگر سطح آب پایین باشد، نشست های عموما الاستیک هستند. بنابراین، در محاسبه نشست رابطه زیر بر اساس تئوری الاستیسیته مورد استفاده قرار می گیرد.
ΔH= q0B’ m Is If (1- µ2)/Es
= نشستΔH
= بارq0
= ابعاد مینیمم پیB’
Is = ضریب تاثیر کلی Steinbrenner
If = ضریب تاثیر عمق Fuchs
= مدول الاستیک خاکEs
= نسبت پواسونµ
= ضریب مشارکتm
= 4 برای وسط پیm
= 2 برای لبه های پیm
= 1 برای گوشه هاm