ما هي أهم معايير اختيار الأساسات الخرسانية؟
تعتمد معايير اختيار الأساس للمباني على عاملين، وهما العوامل المتعلقة بالأرض الطبيعية أسفل الأساس الخرساني والأحمال الناجمة عن الهيكل. كما يعتمد أداء الأساس على الواجهة بين التحميلات من الهيكل والأرض أو الطبقات الداعمة.
حيث تختلف طبيعة وشروط كل من هذه الاختلافات. لذلك، يصبح اختيار الأساس المناسب ضروريًا لهذه الاختلافات حسب الظروف.
1. الأحمال الناجمة عن الهيكل الخرساني:
تعتبر ظروف التحميل القادمة من الهيكل أحد العوامل التي تحكم اختيار الأساس. ويتأثر بنوع المبنى ونوع مواد البناء والعوامل البيئية وقابلية الزلازل. كما يؤثر اختيار المواد مثل الطوب والحجر والفولاذ والخرسانة على اختيار الأساس. كما يُعد حساب تسوية الأساس عاملاً آخر يرتبط بأحمال الهيكل ويؤثر على اختيار الأساس.
في حالة المباني منخفضة الارتفاع، يفضل الأساس الضحل. ومع ذلك، بالنسبة للمباني الشاهقة، يلزم وجود أساس عميق. كما يتم توفير أساس عميق لأن الأرض على عُمق أكبر تكون مضغوطة بدرجة كبيرة.
2. نوع التربة أسفل الأساس الخرساني:
هناك أنواع مختلفة من التربة مثل التربة الرملية والتربة الرخوة والتربة الطينية والتربة الممتدة. ويُطلق على تشكيل السطح على عمق 3 أمتار تربة علوية، وتبدأ التربة التحتية بعد عمق 3 أمتار. حيث أن الخصائص على وجه التحديد قدرة التحمل لكل من طبقات التربة السطحية والتربة التحتية تتحكم إلى حد كبير في اختيار الأساس.
1. التربة الطينية أسفل الأساس الخرساني:
تتمتع التربة الطينية بقدرة كبيرة على الاحتفاظ بالمياه وهذا هو السبب في توقع حدوث توسع وانكماش كبير في هذا النوع من التربة. نتيجة لذلك، يمكن أن يعاني هيكل الأساس من استقرار كبير وضغط رفع وهذا هو السبب في أن التربة الطينية غير مرغوب فيها.
توصي الرموز المعمول بها مثل المعيار البريطاني بعمق 1 متر كحد أدنى للأساس و3 متر إذا كانت هناك أشجار حولها. حيث أن أساس الطوافة هو أفضل نوع أساس يتم بناؤه على تربة طينية، ويمكن دمج الأضلاع والعوارض فيه لزيادة صلابة.
إذا كان أساس الطوافة مكلفًا أو كانت الأحمال المفروضة كبيرة أو كانت طبقة التربة القوية غير متوفرة على العمق الضحل، فيجب اختيار القاعدة المتراكمة.
في التربة الطينية، يوصى بجمع مياه الأمطار وتصريفها، مد الأساس إلى عُمق لا يحدث فيه تقلب في الرطوبة، إزالة طبقة التربة الضعيفة والضحلة مثل تربة القطن الأسود وتنفيذ البناء خلال موسم الجفاف إن أمكن وتوزيع الأحمال الهيكلية على النحو مثل موحد قدر الإمكان.
في حالة وجود طبقة تربة ضحلة صلبة تغطي طبقة تربة طينية ناعمة، فمن المستحسن استخدام أساس شريط عريض مقوى. وبهذه الطريقة، يتم تقليل تأثير الأحمال على طبقة التربة الضعيفة. كما يوصى باستخدام قواعد البايلات للمباني الشاهقة وكلما كان الارتفاع متوقعًا.
2. التربة الخثية أسفل الأساس الخرساني:
وهي تربة مسامية إلى حد كبير وسهلة الانضغاط وذات لون بني غامق أو أسود وهي موجودة عادة بالقرب من الأراضي الرطبة. حيث يخضع للتمدد والانكماش بسبب تقلب الرطوبة، وهو ضعيف للغاية من حيث القدرة على تحمل الحمولة.
لذلك، يجب إما إزالة الطبقات القوية والأساس الشريطي هو خيار جيد في هذه الحالة. وإذا كانت سماكة تربة الخث كبيرة ولم تكن إزالتها اقتصادية، فيجب اختيار أنواع أخرى من الأساسات.
على سبيل المثال، تم تمديد الأساسات الخرسانية إلى طبقة التربة الصلبة أدناه، وأخذت أساسات الوسادة والأساس العارضة لتضخيم الطبقات الصلبة للمشاريع الصغيرة أو أساس الطوافة للحالة التي لا تتوفر فيها الطبقات الصلبة بعمق معقول ولكن هناك قشرة سطحية صلبة مع (3 – 4) أمتار من قدرة تحمل مناسبة.
3. الطمي أسفل الأساس الخرساني:
التربة الطينية، التي تكون ناعمة الملمس، غير مناسبة بشكل عام لهيكل الأساس بسبب تمددها الذي يضغط على الأساس ويتلفه. كما يحتفظ الطمي بالرطوبة ولا يصرف الماء بسهولة.
يُعد انتشار الخرسانة المسلحة وقواعد الوسادة المعزولة مناسبة إذا كان الطمي أو الطين الطيني صلبًا ويمتد إلى عمق كبير. ويجب أن يكون عمق الأساس أكبر من منطقة التآكل ومنطقة التورم والانكماش.
4. الرمل والحصى أسفل الأساس الخرساني:
يسمح الرمل والحصى بتصريف المياه ولهذا لا يتسببان في حركة هيكلية. كما يوفر الضغط الرطب للتربة والرمل دعمًا جيدًا لهيكل الأساس.
يعتبر الحصى الجاف المضغوط أو الحصى والتربة السفلية من الرمل مناسبًا للنشر والأساسات الشريطية. بشكل عام، يعتبر عمق 700 مم مقبولاً، طالما أن الأرض لديها قدرة تحمل كافية.
إذا تم غمر الحصى في الماء، تنخفض قدرة التحمل بمقدار النصف. وهذا هو السبب في أنه من المهم الحفاظ على الأسس عالية قدر الإمكان. كما أنه قد يكون الأساس الشريطي الضحل والمعزز والواسع مناسبًا.
يتماسك الرمل جيدًا بشكل معقول عندما تكون رطبة ومضغوطة وموحدة، ولكن قد تنهار الخنادق، لذلك غالبًا ما يتم استخدام دعامات الألواح للاحتفاظ بالأرض في الخنادق حتى يتم صب الخرسانة.
إذا تم تمديد الرمل السائب لعمق كبير، فمن المستحسن ضغطه واستخدام قاعدة منتشرة. وبدلاً من ذلك، يمكن اختيار طوافة أو قواعد البايلات المدفوعة أو الأساس الخرساني البارز أو قواعد البايلات المصبوبة في المكان دون استخدام طاقة الضغط.
5. الصخور أسفل الأساس الخرساني:
بشكل عام، تتمتع الصخور مثل الحجر الجيري والصخر الصخري والحجر الرملي بقدرة تحمل عالية إلى حد كبير. وهذا يجعلها مناسبة لدعم أساس المباني التجارية والسكنية.
6. التربة اللومية أسفل الأساس الخرساني:
التربة اللومية هي أفضل خيار لدعم الأساس بسبب خصائصها المتوازنة بشكل موحد. كما تحافظ على الماء بمعدل متوازن وبالتالي لا يتقلص أو يتوسع إلى حد يؤدي إلى تلف الأساسات. التربة اللومية هي مزيج من الطين والطمي والرمل، داكن اللون وناعم أو جاف ومتفتت عند اللمس.
القاعدة المعزولة هي أكثر أنواع الأساس المرغوبة للتربة الطينية. كما يعتمد عمق ومساحة الأساس على قدرة التحمل وعمق منسوب المياه الجوفية وعمق الطبقة الحاملة.
7. التربة المستخدمة في السابق:
إذا كان الموقع مستخدمًا سابقًا للمباني مثل المباني السكنية أو التعدينية أو الصناعية أو غيرها، فإنّ العوائق مثل تلوث الأرض يمكن أن تعيق أعمال الحفر الفورية. حيث يجب أن تؤخذ هذه الاعتبارات في الاعتبار أثناء اختيار نوع الأساس.
إذا امتد الرمل السائب على سبيل المثال إلى عمق كبير، فيمكن اختيار أساس الطوافة لتوزيع الحمل بالتساوي، وسيكون أساس الركيزة مطلوبًا للهياكل الثقيلة مثل المباني متعددة الطوابق.
8. تربة الجبال وتربة الغابات أسفل الأساس الخرساني:
من المرجح أن تحتوي تربة الجبال وتربة الغابات على صخور على أعماق مختلفة، لذا فإنّ قواعد البايلات غير مناسبة. وبالنسبة للمباني السكنية المكونة من طابق واحد أو طابقين، فإنّ أساس الوسادة المعزولة مناسبة. كما أنه بالنسبة للمباني المكونة من طابق واحد، فإنّ الأساس المستمرة الخرسانية المسلحة مناسبة.
