شمع مربعی نوعی فونداسیون عمیق است که معمولاً برای حمایت از سازههای پل و پروژههای بزرگ استفاده میشود که اغلب از فولاد یا بتن با سطح مقطع مربع یا دایرهای ساخته میشود که معمولاً با استفاده از چکشهای هیدرولیک یا دیزلی ساخته میشود و با استفاده از روشهای خاص به داخل خاک هدایت میشود. تجهیزاتی مانند چکش های هیدرولیک آنها برای استفاده در شرایط خاک رس نرم تا شرایط ماسه متراکم ایده آل هستند.
پایه های بتنی پیش تنیده مدت هاست که محبوبیت داشته و با توسعه آن اثربخشی بیشتری نیز حاصل شده است. این روش ساخت از پیش تنیدگی برای القای تنش های مهندسی در اعضای بتنی قبل از ریخته گری استفاده می کند. سپس این تنش ها توسط نیروهای بار مانند کشش خنثی می شوند. این باعث ایجاد شمع های قوی تر با دوام بیشتر می شود که در برابر نیروهای خمشی یا بالابری مقاوم هستند.
شمع های پیش تنیده را می توان به دو صورت ساخت: پیش تنیدگی و پس تنیدگی. پیش تنیدگی شامل لنگر انداختن سیمهای فولادی به انتهای یک فرم فلزی به طول 120 متر، استفاده از جکهای هیدرولیک برای فشار دادن آنها به سطوح مورد نظر، و سپس قرار دادن قالبهای جانبی در اطراف هر سیم و ریختن بتن در اطراف آن است. پس از سفت شدن، این گیره در تمام طول خود میگیرد و کشش را از جکهای هیدرولیک به بتن منتقل میکند و در طول خود میگیرد و باعث انتقال کشش از جکهای کششی به آن میشود!
هنگامی که بتن گیر کرد، جک ها را می توان پایین آورد و شمع ها را با استفاده از چکش هیدرولیک یا دیزل به داخل زمین رانده کرد. این روش بهویژه زمانی که شرایط خاک اجازه استفاده از پایههای گسترده یا شمعهای ریختهشده در محل را نمیدهد، به خوبی کار میکند، و همچنین در کاربردهایی که نیاز به پایههای پایدار و در عین حال فشرده مانند دیوارهای حائل و سایر کاربردهایی که نیاز به پایههای پایدار دارند، مفید است.
یکی دیگر از مزایای این نوع شمع، توانایی آن در ساخت دهانه های بزرگتر از شمع های سنتی است که فضای بیشتری برای کف و پارکینگ یا فضای ذخیره سازی رایگان فراهم می کند. افزایش دهانه همچنین به کاهش هزینه های نگهداری کمک می کند زیرا در نتیجه اتصالات کمتری وجود دارد - که منبع اصلی خرابی در ساختمان های بتنی است. علاوه بر این، این شمع ها برای تحمل بارهای لرزه ای طراحی شده اند که آنها را در مناطق زلزله ضروری می کند. کلاهک های شمع می توانند بارهای سنگین تری را نسبت به سایر انواع شمع تحمل کنند و به گونه ای ساخته شوند که در برابر فشار یا بالا آمدن جانبی مقاومت کنند و آنها را به راه حل ایده آل برای پل های دریایی یا آب تبدیل می کند. یکی از اشکالات بالقوه استفاده از این شمع ها، نیاز به تقویت فولاد اضافی آنها است، اما این معاوضه باید هنگام ساخت سازه های ایمن و قابل اعتماد با هزینه های اقتصادی انجام شود. مازاد فولاد را می توان با استفاده از بتن کمتر متعادل کرد که باعث کاهش وزن آن و در نتیجه کاهش هزینه های مربوط به جابجایی و حمل و نقل آنها می شود. علاوه بر این، ساده سازی فرآیندهای تولید به صرفه جویی در زمان و هزینه پروژه ها کمک می کند. به ویژه هنگامی که شمع ها باید به سرعت ساخته شوند یا قبل از اعمال تغییرات آب و هوایی مهم است.