اقرأ في هذا المقال
- ما هي التقنيات الشائعة لتحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟
- أحدث تقنيات تحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية
ما هي التقنيات الشائعة لتحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟
يمكن تحسين الأرض من خلال تكييف بعض تقنيات تحسين الأرض. حيث يزيد الضغط الاهتزازي من كثافة التربة باستخدام هزازات عمق قوية. ويستخدم التوحيد الفراغي لتحسين التربة اللينة باستخدام مضخة تفريغ. كما تُستخدم طريقة التحميل المسبق لإزالة المياه المسامية بمرور الوقت.
يستخدم التسخين لتكوين منتج بلوري أو زجاجي بواسطة التيار الكهربائي. ويحول تجميد الأرض المياه المسامية إلى جليد لزيادة قوتها المشتركة وجعلها منيعة. كما تعمل الأعمدة الحجرية البديلة الاهتزازية على تحسين قدرة تحمل التربة بينما تعمل طريقة الإزاحة الاهتزازية على إزاحة التربة. ويجعل التناضح الكهربائي الماء يتدفق عبر التربة الحبيبية الدقيقة.
سيتم مناقشة الأساليب الجغرافية مثل (Geosynthetics و Geogrid) وما إلى ذلك. بحيث يتطلب النمو الحضري والصناعي السريع المزيد من الأراضي لمزيد من التطوير. ومن أجل تلبية هذا الطلب، يتم الاستيلاء على استصلاح الأراضي والاستفادة من الأراضي غير الملائمة والمتضررة بيئيا.
ومن ثم، تحويل هذه الأراضي غير الصالحة للبناء حتى الآن لتكون مفيدة من خلال اعتماد تقنية أو أكثر لتحسين الأرض. كما يتم التعرف على مجال تقنيات تحسين الأرض باعتباره مجالًا مهمًا وسريع التوسع.
أحدث تقنيات تحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:
فيما يلي الأساليب الحديثة لِتقنيات تحسين الأرض المستخدمة لتثبيت التربة:
- ضغط الاهتزاز.
- توحيد الفراغ.
- التحميل المسبق للتربة.
- تثبيت التربة بالتسخين أو التزجيج.
- تجميد الأرض.
- أعمدة حجرية استبدال الاهتزاز.
1. طريقة الضغط الاهتزازي لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:
الضغط الاهتزازي، الذي يشار إليه أحيانًا باسم الاهتزاز، هو إعادة ترتيب جزيئات التربة في تكوين أكثر كثافة باستخدام اهتزاز قوي للعمق. حيث أن الضغط الاهتزازي هو عملية تحسين التربة لتكثيف الرمال الرخوة لإنشاء تربة أساس مستقرة.
المبدأ الكامن وراء الضغط الاهتزازي بسيط. ويعمل العمل المشترك للاهتزاز وتشبع الماء عن طريق النفث على إعادة ترتيب حبيبات الرمل السائبة إلى حالة أكثر إحكاما. كما يتم تنفيذ الضغط الاهتزازي باستخدام مجسات اهتزازية مصممة خصيصًا. حيث تم استخدام كلا الوضعين الأفقي والعمودي للاهتزاز في الماضي.
تتكون الهزازات التي تستخدمها الشركات من مجسات على شكل طوربيد يبلغ قُطرها من 12 إلى 16 بوصة وتهتز بترددات تتراوح عادةً بين 30 إلى 50 هرتز. ويتم إدخال المسبار أولاً في الأرض عن طريق النفث والاهتزاز. حيث أنه بعد أن يصل المسبار إلى العمق المطلوب للضغط، تتم إضافة مادة حبيبية، عادةً رمل، من سطح الأرض لملء الفراغ الناتج عن الهزاز. ويتم إنشاء منطقة شعاعية مضغوطة من مادة حبيبية
1. مزايا طريقة الضغط الاهتزازي:
- الحد من المستوطنات التأسيسية.
- تقليل مخاطر التسييل بسبب النشاط الزلزالي.
- تصريح البناء على الحشوات الحبيبية.
2. التوحيد الفراغي للتربة لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:
التوحيد الفراغي هو وسيلة فعالة لتحسين التربة اللينة المشبعة. حيث أن موقع التربة مغطى بغشاء محكم ويتم إنشاء فراغ تحته باستخدام مضخة مزدوجة ومضخة تفريغ. ويمكن لهذه التقنية أن توفر تحميلًا مسبقًا مكافئًا لحوالي 4.5 مترًا من الشحن الإضافي التقليدي. كما يعمل التوحيد بمساعدة الفراغ على تحميل التربة مسبقًا عن طريق تقليل ضغط المسام مع الحفاظ على إجهاد إجمالي ثابت.
1. تطبيقات التوحيد الفراغي للتربة:
- استبدال تقنيات التحميل المسبق القياسية التي تقضي على مخاطر الفشل.
- يُمزج مع المياه المحملة مسبقًا في منطقة تعبئة الخوف. كما تستخدم الطريقة لبناء تطورات كبيرة على تربة سميكة قابلة للانضغاط.
- تتحد مع التحميل المسبق للسد باستخدام الثبات المتزايد.
3. التحميل المسبق للتربة لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:
تم استخدام التحميل المسبق لسنوات عديدة دون تغيير في الطريقة أو التطبيق لتحسين خصائص التربة. حيث أن التحميل المسبق أو الضغط المسبق هو عملية وضع ضغط رأسي إضافي على تربة قابلة للانضغاط لإزالة المياه المسامية بمرور الوقت.
يقلل تبديد ماء المسام الحجم الكلي الذي يسبب الاستقرار. كما أنه الشحن الإضافي هو طريقة اقتصادية لتحسين الأرض. ومع ذلك، فإنّ تدعيم التربة يعتمد على الوقت، ممّا يؤخر مشاريع البناء ممّا يجعلها بديلاً غير مجدٍ.
التربة المعالجة هي الطمي العضوي والطمي المتنوع والطين والطين الناعم والمواد المجروفة. حيث أن اعتبارات التصميم التي يجب إجراؤها هي قدرة التحمل واستقرار المنحدر ودرجة التوحيد.
1. تطبيقات التحميل المسبق للتربة:
- تقليل ما بعد البناء.
- الهبوط.
- تقليل الضغط الثانوي.
- التكثيف.
- تحسين القدرة على التحمل.
4. التثبيت الحراري للتربة لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:
يكسر التسخين أو التزجيج جزيئات التربة لتكوين منتج بلوري أو زجاجي. حيث يستخدم التيار الكهربائي لتسخين التربة وتعديل الخصائص الفيزيائية للتربة. كما يؤدي تسخين التربة إلى تغيير خصائص التربة بشكل دائم.
اعتمادًا على التربة، يمكن أن تتراوح درجات الحرارة بين 300 و 1000 درجة مئوية. كما يجب مراعاة التأثير على الهياكل والمرافق المجاورة عند استخدام التدفئة.
1. تطبيقات التثبيت الحراري للتربة:
- تجميد التربة المشعة أو الملوثة.
- التكثيف والاستقرار.
5. تقنية التجميد الأرضي لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:
التجميد الأرضي هو استخدام التبريد لتحويل المياه المسامية في الموقع إلى ثلج. حيث يعمل الجليد بعد ذلك كإسمنت أو غراء، ويربط بين جزيئات التربة المجاورة أو كتل الصخور لزيادة قوتها المشتركة وجعلها منيعة. كما أن اعتبارات تجميد الأرض هي التحليل الحراري وهندسة نظام التبريد والخصائص الحرارية للتربة والصخور ومعدلات التجميد ومتطلبات الطاقة وتحليل نظام توزيع المبرد.
1. تطبيقات تقنية التجميد الأرضي:
- دعامة مؤقتة.
- دعم مؤقت للحفر.
- منع تدفق المياه الجوفية إلى منطقة التنقيب.
- استقرار المنحدر المؤقت.
- الاحتواء المؤقت للتلوث بالنفايات السامة أو الخطرة.
6. أعمدة الاستبدال لحجر الاهتزاز لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:
تعمل أعمدة الحجر على توسيع نطاق التربة التي يمكن تحسينها بتقنيات الاهتزاز لتشمل التربة المتماسكة. ويتم تقوية التربة باستخدام أعمدة حبيبية مضغوطة أو أعمدة حجرية بواسطة طريقة التغذية العلوية. حيث أن الأعمدة الحجرية المهمة لاستبدال الاهتزازات هي ظروف الأرض والكثافة النسبية ودرجة التشبع والتخلل.
1. مبادئ تقنية الاستبدال بالاهتزاز:
الأعمدة الحجرية وشكل التربة المتداخلة ونظام دعم الأساس المتكامل يتمتع بانضغاط منخفض وقدرة تحمل أحمال محسنة. وفي التربة المتماسكة، يتم تبديد ضغط الماء المسامي الزائد بسهولة بواسطة الأعمدة الحجرية ولهذا السبب، تحدث المستوطنات المختزلة بمعدل أسرع مما هو الحال عادةً مع التربة المتماسكة.
هناك أنواع مختلفة من طرق التثبيت التي يمكن تصنيفها على نطاق واسع بالطريقة التالية:
- طريقة التغذية الرطبة.
- طريقة تغذية القاع الجاف.
- طريقة تغذية القاع البحري.
2. تطبيقات استبدال الاهتزاز لتحسين الأرض:
- الحد من تسوية التأسيس.
- تحسين قدرة التحمل أو تقليل متطلبات حجم القاعدة.
- تقليل مخاطر التسييل بسبب النشاط الزلزالي.
- استقرار المنحدر.
- تصريح بناء على ركام.
- السماح ببناء قاعدة ضحلة.
