શિલાધાર ઇજનેરી (Foundation Engineering)

શિલાધાર ઇજનેરી (Foundation Engineering)

ઇમારતોના શિલાધાર(પાયા)ને લગતી ઇજનેરી; જેમાં શિલાધારની ડિઝાઇન, રચના, પ્રકારો, ચકાસણી, વપરાતો માલસામાન તેમજ ખાસ લેવાની થતી કાળજી વગેરે બાબતોનો સમાવેશ થાય છે. ઇમારતોની ડિઝાઇન, રચના, બાંધકામ વગેરે બાબતો સિવિલ ઇજનેરીનો મુખ્ય ભાગ છે અને એ રીતે શિલાધાર ઇજનેરી પણ સિવિલ ઇજનેરીનો એક મહત્વનો ભાગ બની રહે છે.

કોઈ પણ ઇમારત માટે તેનો પાયો એ અગત્યનો ભાગ છે, કારણ કે ઇમારતનો સમગ્ર ભાર (load) તેમજ તેને લગતા અનેક પ્રકારના ભારો છેવટે પાયાએ લેવાના હોય છે. પાયો જેટલો મજબૂત તેટલી ઇમારતની મજબૂતાઈ વધુ, આયુષ્ય પણ વધુ.

એવી ઘણી પરિસ્થિતિ હોય છે, જેમાં પાયાની રચના કરવી એ ખૂબ મુશ્કેલ બાબત બની જાય છે. રેતાળ જમીન, બહુ ઓછો ભાર ખમી શકે તેવી જમીન, અસમાન જમીન, ખૂબ પાણી ભરાયું હોય અથવા તો સતત પાણી રહેતું હોય તેવી (નદી, દરિયાકાંઠાની) જમીન, વગેરે આ પ્રકારના દાખલા છે. આવી બધી મુશ્કેલ પરિસ્થિતિને પહોંચી વળવા અનેક પ્રકારના પાયાઓની રચના કરવામાં આવે છે. અમુક ઇમારતોમાં તેના પાયાનું કામ એ જ ખૂબ મહત્વનું હોવાથી ખૂબ ખર્ચાળ બની રહેતું હોય છે.

ઇમારતમાં પાયાની જરૂરિયાત : પાયો એટલે મકાન અથવા કોઈ પણ ઇમારતનો ભાર વહન કરનાર સૌથી નીચેનો ભાગ. આ ભાગ  શિલાધાર પર જુદા જુદા પ્રકારનાં બળો લાગતાં હોય છે. આવા ભાર અને બળોને લીધે જો ઇમારતમાં યોગ્ય પ્રકારનો પાયો ન હોય તો ઇમારત સરકી પડે, ઊથલી પડે કે આવા દબાણ અને તાણને લીધે તૂટી પડે. આમ થતું અટકાવવા માટે ઇમારતમાં યોગ્ય પ્રકારનો પાયો આવશ્યક છે.

પાયો જમીનની પૂરતી ઊંડાઈએ જમીનના મજબૂત સ્તર પર ટેકવીને તૈયાર કરવો જરૂરી છે, જેથી પાયાનું હવામાનથી રક્ષણ થાય અને ઇમારતને પવન જેવાં ક્ષૈતિજ બળો સામે ઊથલી પડતી અટકાવી શકાય.

પાયાનું મૂળભૂત કાર્ય પાયા પર આવતા બધા જ ભાર અને બળોનું પાયાના સંપર્કમાં આવતા સ્તર પર સમાન અને સલામત રીતે વિતરણ કરવાનું છે. અહીં  ‘સલામત રીતે’ શબ્દપ્રયોગનો અર્થ એ થાય છે કે જમીન પર આવતા ભારની તીવ્રતા જમીનમાં જે સ્તર પર પાયો મૂકવામાં આવ્યો હોય તે સ્તરની ભારઝીલણશક્તિ (load bearing capacity) ઓછી હોય.

પાયાના મુખ્ય હેતુઓ નીચે પ્રમાણે છે :

(1) ઇમારત પર આવતાં ભાર અને બળોને વધુ વિસ્તારમાં વહેંચણી કરવી.

(2) ઇમારતને ટેકો આપવો.

(3) ઇમારતની સ્થિરતાને ખલેલ પહોંચાડનારાં બળો સામે રક્ષણ આપવું.

(4) ઇમારતની રચના માટે સમતલ ફલક પૂરું પાડવું.

ભારવહન માટે તૈયાર કરાતા પાયાઓ છીછરા પાયા અને ઊંડા પાયા – એમ બે ભાગમાં વહેંચવામાં આવે છે. તેનો સંબંધ પાયાની પહોળાઈ અને જમીનમાં તેના સ્તરથી જે ઊંડાઈ હોય તેના સંદર્ભમાં હોય છે.

જ્યારે પાયાની ઊંડાઈનું માપ પાયાની પહોળાઈના માપ જેટલું અથવા ઓછું હોય ત્યારે પાયો છીછરો છે એમ કહી શકાય. છીછરા પાયાનું ખોદકામ ખુલ્લા ખોદકામની રીતે કરવામાં આવે છે.

છીછરા પાયાના પ્રકારમાં : ‘સ્પ્રેડ ફૂટિંગ’, ‘કંબાઇન્ડ ફૂટિંગ’, ‘રાફ્ટ અથવા મેટ ફાઉન્ડેશન’ અને ‘ગ્રિલેજ ફાઉન્ડેશન’નો સમાવેશ થાય છે.

સ્પ્રેડ ફૂટિંગ : સ્પ્રેડ ફૂટિંગ માટીની ભારઝીલણશક્તિ ઉપર આધાર રાખે છે. પાયાના નીચેના ભાગને ક્રમશ: પહોળા કરવામાં આવે છે. આથી તેનો સંપર્કવિસ્તાર વધે છે અને ઇમારત તેના સ્થાન ઉપર સલામતપણે ટકી શકે છે. સ્પ્રેડ ફૂટિંગમાં નીચે પ્રમાણેના પાયાનો સમાવેશ થાય છે :

(1) દીવાલના પાયા

(2) આર.સી.સી. ફૂટિંગ

(3) ઇન્વર્ટેડ આર્ચ ફૂટિંગ

(4) કૉલમ ફૂટિંગ

દીવાલના પાયા : આ પ્રકારના પાયા ઈંટોના થરના બનેલા હોય છે. થરની ઊંચાઈ ઈંટની જાડાઈના પ્રમાણમાં રાખવામાં આવે છે; એટલે કે થરની ઊંચાઈ 10 સેમી. અને પાયાનું વિસ્તૃતીકરણ 10 સેમી.ના ગુણાંકમાં કરવામાં આવે છે.

દીવાલની પહોળાઈ ઉપલા થર કરતાં નીચેના થરમાં બંને બાજુ સમાન ઑફસેટ રાખી તૈયાર કરવામાં આવે છે.

સૌથી નીચેના થરની પહોળાઈ દીવાલની જમીનની ઉપરની જાડાઈ કરતાં બમણી હોય તે પ્રમાણે પાયો તૈયાર કરવામાં આવે છે.

દીવાલના થરના ચણતર પહેલાં પાયાના જમીનની ઉપરની જાડાઈ કરતાં બમણી રહે તે પ્રમાણે પાયો તૈયાર કરવામાં આવે છે.

દીવાલના થરના ચણતર પહેલાં પાયાના ખાડામાં રોડાં-કૉંક્રીટમાં યોગ્ય પ્રમાણમાં સિમેન્ટ અથવા ચૂનાનો ઉપયોગ કરી પાથરવામાં આવે છે.

રોડાં-કૉંક્રીટના થરની પહોળાઈ જમીન ઉપરની દીવાલની જાડાઈ કરતાં ત્રણ ગણી રાખવામાં આવે છે.

કૉંક્રીટના પાથરેલા થરને કૂબા વડે સખત બનાવવામાં આવે છે. 24 કલાક પછી ‘ક્યોરિંગ’ શરૂ કરવામાં આવે છે.

કૉંક્રીટનો થર ચણતર માટે સમાન સપાટી તૈયાર કરે છે. પાયાનો વિસ્તાર વધારી ભાર અને બળોને મોટા વિસ્તાર ઉપર વિતરણ કરે છે તથા માટીકામની અસમાનતાઓને દૂર કરી સરખી કરે છે. માટીના પાયા અને નરમ ભાગોને ઢાંકી દઈ સમગ્ર સ્તરને અસરકારક બનાવે છે.

આર.સી.સી. ફૂટિંગ : મકાનના તળ પાયાની ભારઝીલણશક્તિ માત્ર 8 મૅટ્રિક ટન પ્રતિ ચોમી. હોય તેવી નરમ જમીન ઉપર જ્યારે મકાનની દીવાલો તૈયાર કરવાની હોય ત્યારે પાયાની પહોળાઈ લગભગ 2.5 મીટર જોઈએ. આ પરિસ્થિતિમાં જો ચણતરના વિસ્તારીય પાદ (step) મૂકીએ તો રચના કરકસરયુક્ત બને.

સાદા કૉંક્રીટનો ઉપયોગ કરતાં તેનો વધુ જાડાઈનો થર પાથરવો પડે, આથી પાયાનો ઝુકાવ વધે, પરંતુ પ્રબલિત કૉંક્રીટ પાદ વાપરવાથી કૉંક્રીટના થરની જાડાઈમાં ગણનાપાત્ર ઘટાડો થાય છે.

ચણતરકામના સ્તંભ માટે પણ પ્રબલિત કૉંક્રીટ પાદનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

જ્યારે મકાન ચોખટાયુક્ત રચના કરી તૈયાર કરેલું હોય ત્યારે આર.સી.સી. સ્તંભ માટે પ્રબલિત કૉંક્રીટના પાટ અનિવાર્ય બને છે.

ઇન્વર્ટેડ આર્ચ ફૂટિંગ (ઊંધી કમાનવાળા પાયા) : આ પ્રકારના પાયાની રચના આજકાલ ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી નથી.

જ્યારે પાયાની ઇજનેરીનો વિકાસ થયો ન હતો ત્યારે આ પ્રકારના પાયા બહુમાળી મકાનો માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતા હતા.

આ પાદ વિસ્તારીય પાદ હોવાથી જમીનની ભારઝીલણશક્તિના સંદર્ભમાં તેના પર આવતા ઇમારતના ભારનું પ્રમાણ ઘણું ઘટી જાય છે. આથી ઓછી ઊંડાઈએ કરકસરયુક્ત પાયાની રચના કરી શકાય છે. કમાનનો ચઢાવ સામાન્ય રીતે ગાળાના ½ અથવા 1/10 જેટલો રાખવામાં આવે છે.

કૉલમ ફૂટિંગ : સ્તંભની રચના કરવામાં આવે ત્યારે મકાનનો ભાર, જે તે સ્તંભ ઉપર કેન્દ્રિત થાય છે. આથી સ્તંભના પાયાને વિસ્તૃત કરવો  જરૂરી બને છે; જેથી સ્તંભ ઉપર આવતો કુલ ભાર જમીનની ભારઝીલણશક્તિ કરતાં ઓછો હોય છે. આમ સ્તંભની રચનામાં વિસ્તારીય પાદનો આકાર ગોળ, ચોરસ કે લંબચોરસ રાખી શકાય. વિસ્તૃત પાદ સાદા કૉંક્રીટ અથવા પ્રબલિત કૉંક્રીટમાંથી તૈયાર કરી શકાય છે.

કમ્બાઇન્ડ ફૂટિંગ : એક જ રેખામાં આવેલા એક કરતાં વધુ સ્તંભોને ટેકવવા માટે આ પ્રકારના પાદવાળા પાયાનો ઉપયોગ થાય છે.

તે લંબચોરસ અથવા સમલંબ આકારનો હોય છે.

જ્યારે સ્તંભ ઉપર આવતો ભાર એકસરખો હોય ત્યારે પાયા લંબચોરસ આકારના બનાવાય છે, પરંતુ જ્યારે સ્તંભ ઉપર આવતા ભાર અસમાન હોય ત્યારે તે સમલંબ આકારના બનાવવામાં આવે છે.

આ પાયાનાં મહત્તમ કર્તન અને પકડ માટે ચકાસણી કરી લેવી જરૂરી છે.

રાફ્ટ અથવા ચટાઈ ફાઉન્ડેશન : રાફ્ટ અથવા ચટાઈ પાયાનો ઉપયોગ નીચેના સંજોગોમાં કરવામાં આવે છે :

(1) જ્યારે માટીની ભારઝીલણશક્તિ ઘણી ઓછી હોય;

(2) માટી નરમ, પોચી અથવા પુરાણ કરીને તૈયાર કરેલી હોય;

(3) માટી જલગ્રસ્ત હોય, એટલે કે જમીનમાં પાણીનો સ્તર ઊંચો હોય;

(4) ઇમારતમાં કેટલેક ઠેકાણે નરમ માટીના થરો આવેલા હોય.

(5) વધુ ભારવાળી મોટી ઇમારતોની રચનામાં સામાન્ય પ્રકારના પાયાનો ઉપયોગ કરવો શક્ય ન હોય.

ઇમારતના ભારને અતિવિશાળ વિસ્તાર ઉપર વિતરિત કરી ભારને જમીનની ભારઝીલણશક્તિ કરતાં ઓછો કરવામાં આવે છે. જમુના નદીને કિનારે તૈયાર કરેલ તાજમહાલના પાયા માટે ઉપર વર્ણવેલ પરિસ્થિતિ હોવાને લીધે તેની રચના રાફ્ટ અથવા ચટાઈ-પાયો તૈયાર કરી કરવામાં આવેલ છે. જ્યારે ઇમારતના પાયા પર પાણીનું ‘uplift pressure’ આવતું હોય તો તે અસર સામે ટકી રહેવા ચટાઈ-પાયો પસંદ કરવામાં આવે છે.

આ પાયાની રચના આખા મકાનના ક્ષેત્રફળ ઉપર પથરાઈ રહે છે. આથી તેને ચટાઈ-પાયો પણ કહેવાય છે. આ પાયાની રચના ઊંધી ફર્શના જેવી હોય છે. જરૂરિયાત પ્રમાણે તેમાં બીજા ધાબાંની રચના કરવામાં આવે છે.

ગ્રિલેજ ફાઉન્ડેશન : જ્યારે સ્તંભ અથવા દીવાલ ઉપર આવતો  અતિશય ભાર ઓછી ભારઝીલણશક્તિવાળી જમીન ઉપર વિતરિત કરવાનો હોય ત્યારે ‘જાળીઘર પાયા’(ગ્રિલેજ ફાઉન્ડેશન)નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

આવા પાયાની રચનામાં જમીનમાં ઓછી ઊંડાઈએ લોખંડનાં બીમ અથવા લાકડાંના બીમની જાળી તૈયાર કરવામાં આવે છે.

જરૂરી ઊંડાઈ સુધી અને જરૂરી  ક્ષેત્રફળમાં ખોદકામ કરી કૉંક્રીટનો એક થર 200 મિમી.ની જાડાઈમાં પાથરવામાં આવે છે.

આ થર ઉપર લોખંડ અથવા લાકડાંના બીમને એકબીજાથી 30થી 75 મિમી.ના અંતરે ગોઠવવામાં આવે છે.

બીમના થર એક કરતાં વધુ થરમાં એકબીજાને કાટખૂણે રાખવામાં આવે છે.

બંને થરના બીમનું એકબીજા વચ્ચેનું અંતર સચવાઈ રહે તે માટે ‘સ્પેસર બોલ્ટ’ રાખેલા હોય છે.

તૈયાર કરેલી જાળીમાં કૉંક્રીટ મૂકવામાં આવે છે. બે બીમ વચ્ચેની ખાલી જગ્યા કૉંક્રીટથી ભરી દેવામાં આવે છે.

આ રીતમાં : (1) પાયા પરનો ભાર સમાન રીતે જમીનના સ્તર પર વહેંચાય છે.

(2) એક થરનો ભાર બીજા સ્તર પર સમાન રીતે વહેંચાય છે.

(3) બીમનો દરેક થર એકબીજાથી સ્વતંત્ર રીતે વર્તે છે.

(4) બીમ(beam)ની જાળીમાં કરેલ કૉંક્રીટ એ કોઈ પણ જાતના ભારનું વહન કરતું નથી, પરંતુ તે ફક્ત બીમને ખવાણથી બચાવે છે.

કાળી માટીમાં પાયાની રચના : કાળી માટી ખેતી માટે સારી છે, પરંતુ ઇમારતની રચના માટે તે એક સમસ્યારૂપ છે. આ માટી જ્યારે ભેજવાળી હોય ત્યારે તેનું કદ વધે છે અને તેની ભારઝીલણશક્તિમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે; પરંતુ જ્યારે તે સૂકી હોય ત્યારે તેનું કદ સંકોચાય છે અને તેની ભારઝીલણશક્તિમાં સુધારો થાય છે. આમ કદ વધવાની અને સંકોચન પામવાની ક્રિયાને લીધે કાળી માટીમાં તિરાડો પડે છે. આવી તિરાડો ક્રમશ: વર્ષોવર્ષ પહોળી અને ઊંડી બનતી જાય છે.

કાળી માટીના આવા ગુણધર્મને લીધે તેના પર બાંધેલી ઇમારત પર ઉપરની દિશામાં અને બાજુઓ ઉપર સખત દબાણ ઉત્પન્ન થાય છે. આ દબાણને લીધે ઇમારતના પાયા પર અને બીજા ભાગો પર ખરાબ અસર વરતાય છે. આમ કાળી માટી પરનું બાંધકામ – એ ગણતરીપૂર્વકનું જોખમ છે. માટે જ કાળી માટીમાં પાયા માટે ખૂબ ચોકસાઈ રાખવી જરૂરી છે.

કાળી માટીમાં પાયો તૈયાર કરવા માટે ધ્યાનમાં રાખવા જેવા મુદ્દાઓ : (1) પાયા પરનો ભાર 5 ટન/મી2ની મર્યાદાથી વધે નહિ; (2) માટી સૂકી હોય ત્યારે તેમાં પડેલી તિરાડની ઊંડાઈથી 300 મિમી. વધુ ઊંડાઈએ પાયો તૈયાર કરવો; (3) પાયાનું કૉંક્રીટ પ્રબલિત કૉંક્રીટ (R.C.C.) વાળું હોવું જરૂરી છે, જેથી ઇમારત બેસી જવાની તકોને લીધે ઉદ્ભવતી તાણ પાયો સહન કરી શકે; (4) પાયાના કૉંક્રીટ અને કાળી માટી વચ્ચે દાણાદાર રેતી અથવા ઝીણા પથ્થરનો એક થર રાખવો જરૂરી છે. જેથી કાળી માટી અને કૉંક્રીટ વચ્ચે સીધો સંબંધ ન રહે.

જ્યારે જમીનની સપાટીથી 1.0 મી.થી 1.5 મીટર ઊંડાઈ સુધી કાળી માટી હોય અને તે પછી મૂરમવાળી  સખત માટી હોય તો આવા સંજોગોમાં પાયાનું ખોદકામ સખત મૂરમ સુધી કરવામાં આવે છે. 45°ના ખૂણે ઢાળ આપેલા ખોદકામ કરેલા ખાડામાં કૉંક્રીટ ભરી અને આ કૉંક્રીટના થર ઉપર પાયાનું ચણતર કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ બાકીની જગ્યામાં રેતી ભરી દઈ જમીનની સપાટી પર આ ભરેલી રેતી પર એક અછિદ્રાળો સ્તર પાથરવામાં આવે છે, જેથી વરસાદનું પાણી સીધું પાયામાં ઊતરે નહિ.

જ્યારે કાળી માટીના થરની ઊંડાઈ વધુ હોય ત્યારે 2 મીટરની ઊંડાઈ સુધી પાયાના ખાડા ખોદવામાં આવે છે.

ખોદકામના તળને બરાબર સરખું કરી કૂબો કરી સખત બનાવવામાં આવે છે. આ તળ ઉપર 50 x 250 મિમી.ના માપના બે પટ્ટાઓ તૈયાર કરી તે બે પટ્ટા વચ્ચે દાણાદાર રેતી પાથરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ તેના પર પ્રબલિત કૉંક્રીટ(R.C.C.)નો 100થી 150 મિમી.ની જાડાઈમાં એક થર ઉપર પાયાનું ચણતરકામ શરૂ કરવામાં આવે છે. ચણતર જમીનની સપાટી સુધી પહોંચે પછી ચણતરની આજુબાજુ દાણાદાર રેતી ભરવામાં આવે છે.

પાયામાં પાણી ઊતરે છે કે નહિ તેની ચકાસણી દરમિયાન 10થી 20 મીટરના અંતરે પાયાના તળથી પ્લિન્થ સુધી એક પાઇપ મૂકવામાં આવે છે. આ પાઇપમાં રેતી ભરી ઉપરથી દાટો મારવામાં આવે છે અને વખતોવખત તેનું નિરીક્ષણ કરી જો રેતી નીચે ઊતરી હોય તો ફરીથી પાઇપ (રેતી વડે ઉપર સુધી) ભરી દાટો મારવામાં આવે છે.

આ ઉપરાંત કાળી માટીનો સ્તર ઘણો ઊંડાઈ સુધી હોય અને પાણીનો સ્તર લગભગ જમીનના સ્તર જેટલો હોય ત્યારે બાંધકામ કરતાં પહેલાં પ્રબલિત કૉંક્રીટના ખૂંટાઓ (R.C.C. piles) સખત સ્તર સુધી ઉતારવામાં આવે છે. આ ખૂંટાઓ ઉપર પ્રબલિત કૉંક્રીટનું ધાબું (slab) તૈયાર કરી ચણતર કરવામાં આવે છે. દીવાલની બધી બાજુ દાણાદાર રેતી ભરી દઈ પાયો તૈયાર કરવામાં આવે છે.

અંડરરિમ્ડ ખૂંટા : આ પ્રકારના પાયા જ્યાં માટીની ભારઝીલણશક્તિ ઘણી ઓછી હોય ત્યાં કરવામાં આવે છે. ખૂંટ તૈયાર કરવા માટે ખાસ પ્રકારના સાધન વડે કાણાં પાડવામાં આવે છે. કાણાંના છેડે કાણાંનો વ્યાસ ક્રમશ: વધે અને પછી ઘટે એ રીતનું કાણું તૈયાર કરવામાં આવે છે, જેનો આકાર ગોળા (bulb) જેવો થાય છે. આવા ગોળા તૈયાર કરવા અંડરરિમ્ડ નામના સાધનનો ઉપયોગ થાય છે.

તૈયાર થયેલાં કાણાંમાં સાદું અથવા પ્રબલિત કૉંક્રીટ ભરવામાં આવે છે. જો પ્રબલિત કૉંક્રીટ ભરવાનું હોય તો જરૂરી માપના લોખંડના સળિયાનું પાંજરું (cage) પહેલેથી તૈયાર કરવામાં આવે છે, અને ત્યારબાદ તૈયાર કરેલાં કાણાંમાં તેને હળવાશથી ઉતારવામાં આવે છે. જો સાદું કૉંક્રીટ કરવામાં આવે તો તેના ઉપરના છેડે બૉન્ડ સળિયા મૂકવામાં આવે છે, જેથી ખૂંટા ઉપર તૈયાર કરવામાં આવતી કૅપ(cap)ને ખૂંટ સાથે જોડાણ મળી રહે.

જેમની ભારઝીલણશક્તિ ઓછી હોય એવી પુરાણ કરેલી માટી – કાળી માટી વગેરે માટે આ પ્રકારનો પાયો કરકસરયુક્ત બની રહે છે. પાયા પર આવતા ભારને ધ્યાનમાં રાખીને એક ગોળા (bulb) અથવા એક કરતાં વધુ ગોળાવાળા અંડરરિમ્ડ ખૂંટનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ગોળાનો વ્યાસ પાઇપના વ્યાસ કરતાં બેથી અઢી ગણો મોટો રાખવામાં આવે છે; પરંતુ તે કોઈ પણ સંજોગોમાં  ત્રણ ગણા કરતાં વધુ હોવો જોઈએ નહિ. આ રીતે તૈયાર કરેલ ખૂંટાઓ એકબીજાથી 1.5થી 3.0 મીટરના અંતરે રાખી શકાય. આમ ખૂંટાનો વ્યાસ, ખૂંટાની લંબાઈ અને ગોળાની સંખ્યામાં વધારો કરી પાયાની શક્તિ વધારી શકાય.

પોચી માટી  (loose soil) પર પાયાની રચના : કાળી માટીમાંના પાયા જેવી જ ખાસ પરિસ્થિતિ પોચી જમીનની છે. પોચી જમીનમાં પાયા તૈયાર કરી ઇમારતની રચના કરવાની હોય તો ખાસ કાળજી લેવાની રહે છે.

પોચી માટીની ભારવહનક્ષમતા વધારવા માટેનું સંઘનન કરવું જરૂરી છે. આ માટે જુદી જુદી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકાય; જેમ કે, રોલિંગ ટૅમ્પિંગ તથા કેમિકલનો ઉપયોગ અથવા સૅન્ડ પાઇલ્સ તૈયાર કરીને આવી માટીનું દાબણ (compression) કરી શકાય.

પોચી ભરતી કરેલી માટી માટે અંડરરિમ્ડ પાઇલનો ઉપયોગ પણ કરી શકાય.

ખાસ પરિસ્થિતિ અને ઓછા ભારવહનની જરૂરિયાત હોય તો સેલો ફાઉન્ડેશન ઉપયોગમાં લઈ શકાય; પરંતુ વધુ ભારવહન અને કેટલાંક મિશ્ર  પરિબળો ઇમારત પર લાગતાં હોય ત્યારે (જેમ કે, શહેરોમાં સ્કાયસ્ક્રેપર મકાનો, નદીઓ પર બંધાતા પુલો, ઊંચા ટાવરો, પ્રક્ષેપાસ્ત્ર છોડવાનાં પ્લૅટફૉર્મ વગેરે માટે) ઊંડા પાયાની રચના જરૂરી બને છે.

જમીનની છીછરી ઊંડાઈએ જે સ્તર હોય તે સ્તરની ભારઝીલણશક્તિ પાયા દ્વારા વિતરિત થતાં ભાર કરતાં ઓછી હોય અને વિસ્તારીય પાયાના નિર્માણ માટે જગ્યાનો અભાવ હોય તેવી પરિસ્થિતિ ઊંડા પાયાના નિર્માણ માટેની જરૂરિયાત ઊભી કરે છે. પુલના સ્તંભ ઉપર આવતાં ભાર અને બળ જમીનના સામાન્ય સ્તરની ભારઝીલણશક્તિ કરતાં ઘણાં વધુ હોય છે. એટલે જમીનમાં એવી ઊંડાઈએ  એવા સ્તરે પાયાની રચના કરવાની રહે છે, જેની ભારઝીલણશક્તિ તેના પર આવતા ભાર કરતાં વધુ હોય. આ માટે જમીનની જુદી જુદી ઊંડાઈએ આવેલા જુદા જુદા સ્તરોની માહિતી મેળવી, તેની ભારઝીલણશક્તિનો અભ્યાસ કરી અનુકૂળ આવે તે સ્તર પસંદ કરી તે સ્તર પર પાયાની રચના કરવાની રહે છે.

પાયાનું ખોદાણ થવાની શક્યતા હોય તો પાયાની રચના સંભવિત ખોદાણ કરતાં વધુ ઊંડાઈએ કરવી પડે. નદીમાં મહત્તમ પૂર આવે ત્યારે તે સમયે નદીના તળનું મહત્તમ ખોદાણ પાણીના પ્રવાહને લીધે થાય છે. આથી પાયાની રચના મહત્તમ ખોદાણની ઊંડાઈથી વધુ ઊંડાઈએ કરવી જરૂરી છે. ઊંડા પાયાની રચના માટે આ એક ઉદાહરણરૂપ પરિસ્થિતિ ગણાય છે.

ક્યારેક ઇમારતને તેના પર લાગતાં સમતલ બળોની સામે ઊથલી પડતી અટકાવવા માટે પણ પાયાની ઊંડાઈ સમતલ દિશામાં લાગતા બળનું ઉદાહરણ છે. આથી આવાં બળોને લીધે લાગતા ધક્કા સામે સ્તંભ અથવા ઇમારત ઝૂકી જાય અથવા ઊથલી પડે. આમ ન થાય તે માટે પૂરતી પકડ મળી રહે તે માટે પાયાને ઊંડાઈ પર તૈયાર કરવો પડે છે.

માટીની ભારઝીલણશક્તિ પૂરતી ન હોય ત્યારે તેના ઘર્ષણાવરોધ અને કર્તન-સામર્થ્યનો ઉપયોગ કરી પાયાની રચના થઈ શકે છે.

છીછરા પાયા કરતાં ઊંડા પાયા નીચેની બાબતોમાં જુદા પડે છે : (1) ઊંડા પાયા ઘણી ઊંડાઈએ ઇમારતના વજન અને તેના પર આવતાં બળોને વિતરિત કરે છે; (2) ઊંડા પાયામાં માટીની ભારઝીલણશક્તિ ઉપરાંત ઘર્ષણ પ્રતિરોધનો પણ ઉપયોગ થાય છે; (3) છીછરા પાયા સમક્ષિતિજ વિસ્તરે છે, જ્યારે ઊંડા પાયાનો વિસ્તાર ઊભી દિશામાં થાય છે; (4) ઊંડા પાયાની રચના ખાસ સંજોગોમાં જ થાય છે અને તેને માટે અનુભવજ્ઞાન અને ખાસ પ્રકારનાં સાધનોનો ઉપયોગ આવશ્યક છે. તે બહુ ખર્ચાળ નીવડે છે.

ઊંડા પાયાના પ્રકાર : ઊંડા પાયાના પ્રકારોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે : (1) ખૂંટ-પાયા; (2) કેશન-પાયા; (3) કૂપ-પાયા; (4) રક્ષક-બંધ.

ખૂંટ–પાયા (pile foundation) : ઊંડા પાયામાં ખૂંટ-પાયાનું સ્થાન આગવું અને અગત્યનું છે. ખોદાણ કર્યા વગર જ ઇમારતનાં ભાર અને બળોને જમીનની સપાટીથી વધુ ઊંડાઈએ આવેલા સલામત સ્તર પર જો વિતરિત કરવાં હોય તો ખૂંટ(piles)નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પાયા માટે ઉપયોગમાં આવતા ખૂંટ જમીનમાં ઊભા અથવા સહેજ ત્રાંસા મૂકી ઇમારતના ભારને સલામત સ્તર પર વિતરિત કરી શકાય. આ ઉપરાંત ખૂંટનો ઉપયોગ જમીનની ભારઝીલણશક્તિ વધારવામાં પણ કરી શકાય છે.

ખૂંટ-પાયાનો ઉપયોગ દીવાલ કે સ્તંભને ટેકો આપવામાં, દીવાલ કે સ્તંભ નીચે થાય છે. ખૂંટ-પાયાઓ દીવાલની પૂરી લંબાઈમાં સમૂહમાં તૈયાર કરવામાં આવે છે.

વિસ્તારીય પાયાની સરખામણીમાં ખૂંટ-પાયાનું કામ વધુ ચોકસાઈ, માટીના સ્તરોનો ઝીણવટભર્યો અભ્યાસ, અનુભવ તથા ખાસ પ્રકારનાં સાધનોનો ઉપયોગ માગી લે છે.

ખૂંટ-પાયાની રચનાપદ્ધતિ ઘણી સાદી અને ઝડપી હોવા છતાં જ્યારે વિસ્તારીય પાયા બનાવવાનું અતિમુશ્કેલ, અશક્ય અથવા ખર્ચાળ બને ત્યારે જ ખૂંટ-પાયા પસંદ કરવામાં આવે છે.

ખૂંટ–પાયાનો ઉપયોગ : (1) મકાનો, પુલો, ઊંચા મિનારા વગેરેનો ભાર પૂરતી ઊંડાઈએ વિતરિત કરવા ભારવાહી ખૂંટ અથવા ઘર્ષણ-ખૂંટ જેવા ખૂંટનો ઉપયોગ થાય છે. (2) પોચી જમીન, પુરાણની જમીન વગેરેને ઘટ્ટ કરવા રેત-ખૂંટનો ઘનીકરણ-ખૂંટ તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. (3) બંદરોના ધક્કાની દીવાલો સાથે વહાણો ન અથડાય તે માટે રક્ષણ-દીવાલ બનાવવા માટે લાકડાના અથવા કૉંક્રીટના ખૂંટનો ઉપયોગ રક્ષણ-ખૂંટ તરીકે થાય છે. (4) ઊંડા ખોદકામની દીવાલોને ધસી પડતી અટકાવવા એટલે કે ખોદાણની માટીને ટેકવવા માટે પાતળા ખૂંટનો ઉપયોગ થાય છે. આ ઉપરાંત પાતળા ખૂંટ(sheet pile)નો ઉપયોગ કરી પાણીના પ્રવાહને લીધે થતું માટીનું ધોવાણ પણ અટકાવી શકાય છે.

ખૂંટ-પાયા લાકડા, કૉંક્રીટ કે પોલાદના બનાવાય છે. લાકડાના ખૂંટ મુખ્યત્વે ઘર્ષણ-ખૂંટ, કૉંક્રીટ-ખૂંટ તેમજ ભાર-ખૂંટ અને પોલાદ-ખૂંટ ભાર-ખૂંટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. પોલાદના ખૂંટ ‘H’ પહોળી પટ્ટી (sheet) કે પતરાના નળાકારના રૂપમાં વપરાય છે.

રેત–ખૂંટ (sand pile) : પોચી, નરમ જમીનને ઘટ્ટ કરવા માટે રેત-ખૂંટ પ્રકારના ઘનીકરણ ખૂંટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ માટે લાકડાના અથવા લોખંડની પાઇપના ખૂંટને પ્રથમ જમીનમાં ઉતારવામાં આવે છે; પછી તેને બહાર કાઢી લઈ તૈયાર થયેલા છિદ્રમાં રેતી ભરવામાં આવે છે. આમ જમીન ઘટ્ટ કરી તેની ભારવહનક્ષમતામાં વધારો કરી શકાય છે. આ પ્રકારના ખૂંટ છીછરી ઊંડાઈની માટીના ઘનીકરણ માટે વાપરી શકાય છે. એટલે કે જ્યારે જમીનનો ઉપલો સ્તર નરમ માટીનો હોય અને તેવી જમીન પર ઇમારત બનાવવાની હોય તો રેતીના ખૂંટનો ઉપયોગ કરી આવા નરમ સ્તરનું ઘનીકરણ કરી ભારવહનક્ષમતા વધારી શકાય છે.

ખૂંટના ઉપયોગ અનુસાર ખૂંટનું વર્ગીકરણ આ પ્રમાણે થશે : (અ) ભારવાહી ખૂંટ (load bearing piles); (બ) પાતળા ખૂંટ (sheet piles); (ક) રક્ષક-ખૂંટ (fender piles); (ડ) લંગર-ખૂંટ (anchor piles); (ઇ) ઘનીકરણ-ખૂંટ (consolidation piles).

ભારવાહી ખૂંટ બે પ્રકારના હોય છે  ધારક-ખૂંટ અને ઘર્ષણ-ખૂંટ.

ઘનીકરણ-ખૂંટનો ઉપયોગ જમીનમાં સ્તરનું ઘનીકરણ કરવા માટે થાય છે. જ્યારે જમીનનો સ્તર પોચો અથવા નરમ હોય ત્યારે આવા ખૂંટ જમીનમાં ઠોકવાથી ખૂંટની  માટી આસપાસની માટીમાં સમાઈ જાય છે. આથી તે માટીની ઘનતા વધે છે અને તેની ભારઝીલણશક્તિમાં વધારો થાય છે. આવા ખૂંટ તરીકે હલકા લાકડાના ખૂંટ અથવા રેતીના ખૂંટનો ઉપયોગ થાય છે.

ખૂંટ–સ્થાપન (pile driving) : ખૂંટને જમીનમાં ઉતારવા માટે ઘણ, (hammer), જળશેર (પાણીદાબ) અથવા જેટ અને શારડીનો ઉપયોગ થાય છે. ખૂંટના પ્રકાર, ખૂંટનો પદાર્થ, ખૂંટનું કદ, ખૂંટનું વજન વગેરેને ધ્યાનમાં લઈને બનાવવામાં આવે છે; જેમ કે, ‘ડ્રૉપ હૅમર’, ‘ડીઝલ હૅમર’, ‘હાઇડ્રૉલિક હૅમર’, ‘વાઇબ્રેટરી હૅમર’ તથા ‘સોનિક હૅમર’. આમ જુદા જુદા પ્રકારના ઘણમાંથી ખૂંટ અંગેની ઉપરની બાબતોને ધ્યાનમાં લઈ યોગ્ય પસંદગી કરવામાં આવે છે.

જળસેર, શારડી અથવા જેટનો ઉપયોગ નરમ, પોચી, દાણાદાર માટી વગેરે માટે કરવામાં આવે છે. આ કૅપ ઉપર ઇમારતની રચના કરવામાં આવે છે.

કેશન–પાયા (caisson foundation) : કેશન એટલે ખોખું. આવાં ખોખાં પાયાના ખોદકામમાં મદદ કરે છે અને જ્યારે યોગ્ય સ્તર સુધી ખોદકામ પૂરું થાય ત્યારે તે પાયાના ભાગ રૂપે ત્યાં જ રહી જાય છે અને ઇમારતના ભારને યોગ્ય સ્તર પર વિતરિત કરે છે. કેશન એ ઊંડા પાયાનો પ્રકાર છે.

કેશન ગોળ, ચોરસ, લંબચોરસ, લંબગોળ એમ જુદા જુદા આકારના બનાવી શકાય છે. કેશનમાં એક અથવા એક કરતાં વધુ કાણાં હોય છે, જેનો ઉપયોગ ખોદકામ માટે થાય છે. આને ડ્રૅગ હોલ કહેવાય છે.

જ્યારે કેશનનો વ્યાસ નાનો હોય ત્યારે તેને સિલિન્ડર કહેવાય છે.

કેશનની રચના અતિ ખર્ચાળ હોય છે. માટે તેને ઉપયોગમાં લેતાં પહેલાં અન્ય વિકલ્પોની ચકાસણી કરી લેવી જોઈએ.

કેશનની રચના નીચેના સંજોગોમાં કરવી જરૂરી બને છે : (1) પાયાનું ક્ષેત્રફળ વધુ હોય, (2) પાયાની ઊંડાઈ વધુ હોય, (3) જમીનની જુદી જુદી ઊંડાઈએ સમાન સ્તરો આવેલા હોય, (4) પાયા ઉપર ક્ષૈતિજ બળો પણ અસર કરતાં હોય, (5) પાયા ઉપર આવતા ભાર અને બળોને ટેકવવા એકલી ધારક શક્તિનો જ ઉપયોગ કરવાનો હોય તેવી સ્થિતિમાં, (6) ખુલ્લા ખોદકામનો ખર્ચ વધુ આવે તેમ હોય.

કેશન અથવા ખોખાં પાંચ પ્રકારનાં હોય છે : (1) બૉક્સ કેશન; (2) ઓપન કેશન; (3) ન્યૂમૅટિક કેશન; (4) શારિત કેશન; (5) કૂપ-પાયો.

બૉક્સ કેશનનું તળિયું બંધ હોય છે અને ઉપરનો ભાગ ખુલ્લો હોય છે. તેની રચના લાકડાંનાં પાટિયાં અથવા પોલાદના પતરામાંથી તૈયાર કરવામાં આવે છે. આવાં ખોખાં પાણી-ચુસ્ત હોય છે. જે સ્થાન પર ઇમારતની રચના કરવાની હોય તે સ્થાન પર આવાં ખોખાંને તરાવીને લઈ જવામાં આવે છે અને તેને નિશ્ચિત સ્થાન પર સ્થિર કરી પથ્થર અથવા માટી ભરી ડુબાડવામાં આવે છે. આથી મોટા વિસ્તારમાં પાયા માટેની જગ્યા મળી રહે. આવા કેશનનો ઉપયોગ પાયાના ખોદકામ માટે કરી શકાતો નથી; કારણ કે તેનું તળિયું બંધ હોય છે. આવા કેશન વડે તૈયાર થયેલ પાયા પર હંગામી ઇમારતો (જેમ કે પુલના ગાળાના સ્ટેજિંગ માટેનું વિશાળ ફલક) રચી શકાય છે.

ઓપન કેશન કૉંક્રીટ અથવા પોલાદના પતરામાંથી તૈયાર કરવામાં આવે છે. તેનું તળિયું ખુલ્લું હોય છે. આથી આવા કેશન ખોદકામ પૂરું થયે પાયાના ભાગ રૂપે ત્યાં જ રહી જાય છે.

ન્યૂમૅટિક કેશનની ખાસિયત એ છે કે તેને નીચે ઊંડાઈમાં મૂકવા માટે જે ખોદકામ કરવામાં આવે છે તે ખુલ્લામાં થાય છે અને પાણીમાં સિંકિંગ કરવાનું અને ખુલ્લામાં ખોદાણ કરવાનું એ પરસ્પરવિરોધી ભાસે છે; પરંતુ આ કેશનની ખાસ રચનાને લીધે તે શક્ય બને છે.

જ્યારે ખોદકામ દરમિયાન શિલા ખંડો, દટાયેલો ભંગાર અથવા અસમાન સખત સ્તર આવે ત્યારે પાણીમાં આડેધડ ખોદકામ કરી સિંકિંગ કરવું સલાહભરેલું નથી અને જો તેમ કરવામાં આવે તો કેશન નમી જવાનો કે ખસી જવાનો ડર રહે છે. એક વાર કેશન જો નમી જાય તો ફરીથી તેને લંબ દિશામાં સરખું કરવાની પ્રક્રિયા ખૂબ સમય, ખર્ચ અને ધીરજ તથા ખાસ તકનીક માગી લે છે.

ન્યૂમૅટિક કેશનના ફાયદા એ છે કે : (1) ખોદકામ ખુલ્લામાં થતું હોવાથી ખોદકામ ઉપર સારું નિયંત્રણ રાખી શકાય છે. જુદા જુદા સ્તરોને નજરે નિહાળી શકાય છે; (2) ડુબાડવા (sinking) દરમિયાન આવતા અવરોધોને અસરકારક રીતે અને ચોકસાઈપૂર્વક દૂર કરી શકાય છે; (3) તળિયાને સમાન બનાવી તેના પર દાટો મારવાની કાર્યવાહી સારી રીતે કરી શકાય છે અને તેની ગુણવત્તા પણ વધારી શકાય છે; (4) જ્યારે સિંકિંગની કુલ ઊંડાઈ દરમિયાન જુદી જુદી ઊંડાઈએ પોચા, નરમ સ્તરો આવતા હોય ત્યારે બ્લોઇંગથી બચવા માટે આ પ્રકારના કેશન ખૂબ ઉપયોગી નીવડે છે.

ન્યૂમૅટિક કેશનના ઘણા ફાયદાઓ હોવા છતાં ન્યૂમૅટિક કેશનની વપરાશમાં ઘણી મુશ્કેલીઓ છે. તેનો ઉપયોગ અદ્યતન સાધનો અને ખાસ તકનીક માગી લે છે.

આ કેશનમાં જેમ જેમ કેશનની ઊંડાઈ વધતી જાય છે તેમ તેમ તેની અંદરના પાણીને દૂર કરવા માટે હવાનું દબાણ વધારવું પડે છે. હવાના દબાણે માણસની કાર્યક્ષમતા ઘટે છે. સામાન્ય રીતે 35 કિગ્રા./સેમી².થી વધુ દબાણે માણસ પાસેથી કામ લઈ શકાય નહિ. વધુ દબાણ માણસના સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકર્તા હોય છે. આવા કેશન 35 મીટરથી વધુ ઊંડાઈમાં ઉપયોગમાં લઈ શકાતા નથી.

ન્યૂમૅટિક કેશનના મુખ્ય ભાગોમાં : (1) એર-ચેમ્બર, (2) એર-શાફ્ટ, (3) મટીરિયલ-શાફ્ટ, (4) એર-લૉક અને (5) યાંત્રિક લૉકનો સમાવેશ થાય છે.

ન્યૂમૅટિક કેશનનો ઉપયોગ : (1) પુલના થાંભલા પાયા, (2) ‘ક્વે વૉલ્સ’, (3) દરિયાઈ ઇમારતોના બાંધકામ અને (4) બહુમાળી મકાનોના પાયા માટે થાય છે.

શારિત કેશન એ કેશન તથા ખૂંટની વિશિષ્ટતા ધરાવતો વધુ ઊંચાઈનાં મકાનો માટે વપરાતો પાયો છે; આવા કેશનનો વ્યાસ 1 મી.થી 1.5 મી. હોય છે અને સખત સ્તર સુધી લઈ જવામાં આવે છે; તેના વ્યાસનું માપ કેશન કરતાં નાનું પરંતુ ખૂંટ કરતાં મોટું હોય છે અને તેનું ‘સિંકિંગ’ યંત્રની મદદ વડે થાય છે; શારિત કેશન હંમેશાં શાર કરીને જ રચવામાં આવતા નથી, પરંતુ ખોદકામ કરીને પણ બનાવી શકાય છે.

મોટા વ્યાસનો જરૂરી ઊંડાઈ સુધીનો શાર તૈયાર કર્યા પછી શારના છેડે હાથ વડે ખોદી અથવા ખાસ યંત્રનો ઉપયોગ કરી ગોળો તૈયાર કરવામાં આવે છે.

છેડે બલ્બવાળા તૈયાર કરેલા શારમાં કૉંક્રીટ ભરવામાં આવે છે. આવા કેશનનો ઉપરનો 2.0 મી.થી 3.0 મી.નો ભાગ સળિયા મૂકી પ્રબલિત કરી શકાય છે.

આ શારકામ ખૂબ ચોકસાઈપૂર્વક કરવું જરૂરી બને છે.

જે સ્તર પર કેશન સ્થિર કરવાનું હોય તે સ્તરની માટીના નમૂનાનું પરીક્ષણ કરી તેની ભારઝીલણશક્તિ માપી પછી જ નિર્ણય લેવો જરૂરી હોય છે; કારણ શારિત કેશન એ ભારવાહી કેશન તરીકે કામ કરે છે.

શારિત કેશનની ભારવહનક્ષમતા વધારવા કૉંક્રીટમાં પોલાદનો ‘H’ આડછેદનો થાંભલો પણ મૂકવામાં આવે છે.

તૈયાર થયેલ શારિત કેશન ઉપર પ્રબલિત કૉંક્રીટની કૅપ મૂકવામાં આવે છે અને તેના ઉપર સ્તંભની રચના કરવામાં આવે છે.

કૂપ–પાયો (well foundation) : કૂપ-પાયો એ કેશન ફાઉન્ડેશનનો ખાસ પ્રકાર છે. તેની રચના ચણતર કૉંક્રીટ અથવા પોલાદના પતરાનો ઉપયોગ કરી કરવામાં આવે છે. તેમાં ખોદાણ માટે એક કાણું હોય છે અને તેનો આકાર ગોળ હોય છે. ક્યારેક બે કૂવાઓ સાથે સાથે બનાવવામાં આવે છે. આમ બે કૂપને જોડવા એક પડદીની રચના કરવામાં આવે છે અને પાયાનો આકાર ડમ્બ-બેલ્સ જેવો બને છે. આવા કૂપનું સિંકિંગ કરવું વધુ મુશ્કેલ બને છે. પરંતુ તેનું નમન એક દિશામાં નિયંત્રિત બને છે. કૂપ-પાયાના ભાગોમાં (1) કટિંગ-એજ, (2) કર્બ, (3) કૂવાની દીવાલ, (4) તળિયાના દાટા, (5) રેતીની ભરણી, (6) મધ્યાંતર દાટા અને ઉપરના દાટા અને (7) કૂવા-ટોપી મુખ્ય છે.

કૂવાનો પાયા તરીકે ઉપયોગ ભારે વજન અને ઊંડા પાયા માટે સર્વસામાન્ય છે. સ્થાપનને સરળ અને ઝડપી બનાવવા માટે ક્યારેક જેટ પાઇપનો ઉપયોગ થાય છે. આવી જેટ પાઇપ કટિંગ-એજથી શરૂ થઈ કૂવાની દીવાલની ટોચ સુધી હોય છે; જેમાં દબાણયુક્ત પાણી છોડવામાં આવે છે; જે કૂવાની સપાટી અને સંપર્ક માટી વચ્ચેનું ઘર્ષણ ઓછું કરે છે અને કટિંગ-એજ પાસેની માટીને નરમ બનાવી કૂવાને નીચે ઊતરવામાં મદદ કરે છે.

કૂવાનું સ્થાપન (sinking of well foundation) : કૂવાની સ્થાપન-પદ્ધતિઓ તેનું કદ અને નદીમાં પાણીની ઊંડાઈને ધ્યાનમાં રાખી  પસંદ કરવામાં આવે છે. સ્તરનું ધોવાણ થવાની શક્યતા હોય ત્યારે ધોવાણ-મર્યાદા ઉપરાંત વધુ ઊંડાઈએ પાયાની રચના કરવી પડે છે. આ ઉપરાંત જમીનના તળથી ઓછી ઊંડાઈએ આવેલાં સ્તરોની ભારઝીલણશક્તિ ઓછી હોય ત્યારે ઊંડા પાયા રચવા પડે છે. આ માટે ખૂંટ-પાયો, કેશન-પાયો, કૂપ-પાયો અને રક્ષક-બંધો વગેરે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ખૂંટ અને કૂપ-પાયા સર્વસામાન્ય પ્રકારના પાયા છે. ખૂંટ જુદા જુદા પ્રકારના અને જુદી જુદી પરિસ્થિતિમાં વપરાય છે. કૉંક્રીટ ખૂંટ બીજા ખૂંટની સરખામણીમાં વધુ વપરાતો ખૂંટ છે; કારણ કે તેનો આકાર, લંબાઈ, ભારવહનક્ષમતા મજબૂતાઈ વગેરે યથેચ્છ રાખી શકાય છે. પરંતુ ખૂંટનાં કદ, ઊંડાઈ વગેરે હેરફેરનાં ઉપલબ્ધ સાધનો, વાહનો અને સ્થાપન માટેની સાધનસામગ્રીને ધ્યાનમાં રાખીને જ નક્કી કરવાનાં હોય છે.

કેશન-પાયા પાણીની પરિસ્થિતિમાં વધુ ઉપયોગી છે. તે સ્થળ પ્રમાણે સ્થળ પર રચી શકાય છે. તે રચનાના કાર્યમાં મદદરૂપ થાય છે. જરૂરી ઊંડાઈએ પહોંચ્યા પછી પાયાના ભાગ રૂપે ત્યાં જ રહી જાય છે.

કૂપ-પાયા પુલોના થાંભલાના પાયા માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતા પાયા છે. તે કેશન-પાયાનો પ્રકાર છે. તેનું સ્થાપન સરળ છે. વળી રચના સરળ અને ઝડપી છે. આથી તેનો ઉપયોગ પાણીની ઇમારતોમાં વિશેષ થાય છે.

કૂપ-પાયાનો ઉપયોગ પુલના થાંભલાના પાયા તરીકે, મોટા ટાવરના પાયા માટે જ્યારે પાણીમાં રચના કરવાની હોય ત્યારે તેવી ઇમારતોના પાયા માટે અચૂકપણે કરવામાં આવે છે.

પાયાની રચના દરમિયાન પાણીસ્રાવ અને માટીનું ધસી પડવું – એ બે ક્રિયાઓ પાયાના સ્થાપનમાં ઘણી મુશ્કેલીઓ ઊભી કરે છે. આથી આ પરિસ્થિતિમાં રક્ષક-બંધની રચના કરી પાણીને રચનાના સ્થળથી દૂર રાખી શકાય છે; માટીને ધસી પડતી અટકાવી શકાય છે અને પાણીના પ્રવાહની દિશા પણ બદલી શકાય છે. રક્ષક-બંધો માટી, સંપૂર્ણ જલસ્રાવ અટકાવી જલ-અભેદ્ય રચના માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. પાયાની રચના દરમિયાન લીધેલી ચોકસાઈ અને તકેદારી છતાં પણ પાયો નિષ્ફળ જવાની શક્યતા છે. આ માટે પાયાના સ્તરની માટીનું અધ:સ્થાપન જવાબદાર છે. આ માટીનું અધ:સ્થાપન જુદાં જુદાં કારણોસર ઉદ્ભવતું હોય છે. તે પણ યોગ્ય પગલાં લેવાથી અટકાવી શકાય છે.

મધુકાંત ર. ભટ્ટ

રાજેશ મ. આચાર્ય