الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة

ما هي الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة؟

طوافات الطفو أو أساسات الصناديق المجوفة المعروفة أيضًا باسم الأساسات العائمة هي نوع من الأساسات العميقة المستخدمة في تشييد المباني على التربة الرخوة والضعيفة. حيث أنه سيتم مناقشة أنواع أسس الطفو وطرق بنائها ومزاياها في هذه المقالة.

يتم اتخاذ قرار بناء أساس عميق عندما يجب توزيع الحمولة على منطقة إمّا ذات تربة ضعيفة قابلة للانضغاط أو للوصول إلى طبقات ذات تربة أو صخور قوية أو أي اهتمامات خاصة أخرى. حيث أن أحد هذه الأنواع المستخدمة عمومًا من الأساس العميق يسمى أسس الصندوق المجوف أو أساس طوافات الطفو.

تم تصميم هذه الأنواع من الأساسات بطريقة تجعلها تتصرف مثل الهياكل الأساسية الطافية (العائمة) لصافي التحميل فوقها. ومن ثم، تقليل شدة الحمل على التربة.

الأساسات الخرسانية المعوضة:

تُعرف أساس طوافة الطفو أيضًا باسم الأساسات المعوضة أو الأطواف الخلوية العميقة. أيًا كان الاسم المعروف عنها، فإنّها تندرج تحت فئة الأساسات العائمة. حيث تُعرف هذه الأساسات بالتعويض الكامل حيث تتم إزالة التربة الموجودة أسفل الأساس أثناء بنائها، والتي يساوي وزنها وزن البنية الفوقية بأكملها. ومن ثم، فإنّ الوزن الذي يتم إزالته من التربة يتم تعويضه بوزن المبنى.

يتم اعتماد الأساسات الخرسانية المعوضة في الحالات التالية:

• قدرة تحمل التربة منخفضة للغاية.

• تسوية المبنى المقدرة أكثر من الحد الآمن.

الحاجة إلى الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة في تشييد المباني:

تلك المناطق ذات التربة الناعمة، تمت ملاحظة طبقة بعمق كبير، فمن الاقتصادي أن تذهب للأساس العائم. حيث لا يوجد أساس آخر مثل أساس الخوازيق لا يمكن أن يكون بديلاً فعالاً لهؤلاء. كما يواجه الساكنون في المناطق المنخفضة الارتفاع مشكلة الفيضانات الشديدة التي تؤدي إلى انهيار المنازل. وسيساعد بناء الأساس الطافي في زيادة ارتفاع المنزل.

هذا الترتيب هو طريقة مرنة، حيث سيبقى المبنى على الأرض في ظل الظروف العادية. وعندما يقترب الفيضان، سيرتفع المبنى إلى الارتفاع الضروري.

أنواع الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة:

يمكن أن تكون الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة من نوعين وهما:

• الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة للطابق السفلي.

• الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة الطوافة العائمة.

تختلف الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة العائمة عن الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة للطابق السفلي ويجب عدم الخلط بينهما. حيث أن أطواف القبو، بخلاف أساسات الطوافة، تنطوي فقط على حفر التربة التي يساوي وزنها جزءًا من وزن المبنى. حيث لا يتم أخذ وزن المبنى بالكامل وبالتالي يطلق عليه كأساس معوض جزئيًا.

بناء الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة:

في حالة بناء الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة، تكون مقاومة القص للتربة في الموقع منخفضة للغاية. والآن في ظل هذه الظروف، فإنّ البناء عن طريق تعويم الأساس هو الطريقة الوحيدة التي تعمل. كما أنه للحصول على مثل هذا الأساس، يتم غرق الأساسات الخرسانية الطوافة الخلوية على شكل قسم الصندوق. وهذه تشكل أساس طوافة صلبة بطبيعتها، مما يقلل من الاستقرار.

يتم تقليل الحمل من التربة وبالتالي تطفو البنية الفوقية مثل القارب. حيث يقع الطابق السفلي في المنطقة المحفورة. كما يمكن معالجة اللوح السفلي باعتباره الطابق السفلي للأساسات. وهذا متصل بالبلاطة الأرضية، التي تشكل أساسًا طوفًا.

من خلال استخدام الطوافة المجوفة أو البنية التحتية للأطواف الخلوية، يتم تقليل قيمة الحمولة الإجمالية التي يساهم بها المبنى والأساس نفسه إلى قيمة أقل بواسطة التربة التي يتم حفرها، ممّا يوضح لنا التعيين، أساس التعويض الكامل.

الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة نوع كايسون:

تعتبر هذه الطريقة اقتصادية، باستثناء الحالات أثناء الغرق. وقد يتسبب الغرق في حدوث اضطرابات للتربة المجاورة ممّا يؤدي إلى مزيد من تخفيف ترتيب التربة. حيث يمكن أن يقتصر بناء هذه الأطواف على مناطق فردية معينة أو في شكل شرائط.

في وقت لاحق ترتبط هذه للحصول على رابطة مناسبة. حيث سيساعد هذا الاستخدام المحدود في تقليل كمية الحفريات التي يتم إجراؤها في منطقة البناء.

اعتبارات التصميم للأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة:

يتضمن التصميم العام اتباع الإجراءات خطوة بخطوة:

• الخطوة الأولى هي تحديد عُمق الحفريات. حيث يتم تحديد حجمها من خلال مخطط المبنى.

• التالي هو حساب مركز الثقل المطلوب لإزالة الأثقال التي يجب أن تكون مساوية للحفاظ على الطفو الهيكلي.

• مقارنة القرار الذي تم الحصول عليه في تصميم الطابق السفلي مع احتياجات العميل وكذلك مع آرائه.

• حساب ضغط الماء للتحقق من ظاهرة التعويم.

• لإحضار تصميم يجمع بين جميع الاحتياجات والمتطلبات التي تم الحصول عليها من أربع خطوات أعلاه. وهذا من شأنه أن يعطينا الأساس الذي تم تجنبه.

• تتمثل الخطوة الأخيرة في التصميم في التحضير لتصميم تفاصيل الجدران الخارجية والأرضيات وكذلك الجدران الفاصلة. حيث أن الشاغل الرئيسي هو تصميم ضغط الأرض، ولحظات الانحناء وقوى القص. كما يجب مراعاة التصميم الخاص للطفو.

مزايا الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة:

• رفع المبنى إلى الارتفاع المطلوب، ممّا يجعلها تبقى فوق مستويات المياه المرتفعة.

• تقل فرص التسوية، بما أن الوزن الإجمالي القادم يساوي التربة المحفورة، فلا توجد تسوية. والزيادة الطفيفة في هذا الحمل لن تجلب أي تغيير جذري في تجاوز حد التسوية.

• تساعد المواد المقاومة للماء للأساسات في متانة الهيكل تحت الأرض. حيث يتم استخدام الأساس الذي يبلغ ارتفاعه 3 أو 4 طوابق لبناء ناطحة سحاب.

• العثور على هذا البناء لفعالية من الأساسات في المناطق ذات التربة الضعيفة للغاية لعمق أكبر.

عيوب الأساسات الخرسانية الصندوقية المجوفة:

• مع زيادة عمق التربة الضعيفة، تزداد كمية الحفريات أيضًا. حيث أنه في البناء، تعتبر عملية الحفر نشاطًا مكلفًا للغاية.

• احتمالات الحركة الكارثية، كما تحدث هذه عندما يتم إجراء الحفر إلى ما بعد عُمق الاستقرار الحرج.

• قد يخضع دعم الأساسات العميقة للاستقرار بسبب ضغط الأرض الذي يتعرض له، من التربة الناعمة المحيطة.

• تُهدر المساحة حيث لا يمكن استخدام أساسات الطوافة المجوفة لأي غرض آخر.

• سيؤثر ضغط الرفع على ترتيب الأساس بالكامل.

• قد يؤدي ترك الزنازين غير مشغولة إلى دخول الماء أو تسربه. وقد يكون هذا من خلال البنية التحتية أو بسبب أي شكاوى في خطوط أنابيب المياه التي تمر تحت الأرض.

• هناك احتمالية لتسرب الغازات إلى هذه الخلايا المجوفة. نظرًا لأن هذه المواقف غير مدركة، فإنّها تظل بلا تهوية. حيث أنه قد يتسبب هذا في حدوث انفجارات غير متوقعة، حتى لو كانت هناك فرص ضئيلة للاشتعال في أي مكان.