التقنيات غير الشائعة لتحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية

ما هي تقنيات تحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟

يشير تحسين الأرض وتعديل الأرض إلى التحسين أو التعديل على الخصائص الهندسية للتربة التي يتم إجراؤها في موقع لا تمتلك فيه التربة في حالتها الطبيعية خصائص كافية لتحمل حمل الهيكل. حيث يمكن تحقيق التحسين عن طريق الصرف، الضغط، التحميل المسبق، التعزيز، الحشو والطرق الكهربائية أو الكيميائية أو الحرارية.

من بين إجراءات تثبيت التربة المختلفة، يتم اختيار أنسبها اعتمادًا على نوع التربة المتاحة والوقت والتكلفة المتضمنة وما إلى ذلك. حيث أن التثبيت الحركي الكهربائي هو تطبيق التناضح الكهربائي. ويتم استخدام فولاذ التربة المقوى للاحتفاظ بالهياكل والجدران المنحدرة والسدود وما إلى ذلك.

التحميل الزلزالي مناسب للبناء في المناطق النشطة زلزاليًا. حيث تخلق الهياكل الأرضية المستقرة ميكانيكيًا كتلة تربة معززة. كما سيزيد تسمير التربة من قوة القص للتربة في الموقع ويحد من إزاحتها. ويوفر (Micro pile) الدعم الهيكلي ويستخدم لإصلاح أو استبدال الأساسات الموجودة.

ويجب عدم نسيان الحشو وهو حقن مواد قابلة للضخ لزيادة صلابتها. كما يعتبر الحقن الدفقي متقدمًا جدًا في السرعة بالإضافة إلى التقنيات عند مقارنته بالحقن العام.

ما هي التقنيات غير الشائعة لتحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟

فيما يلي الأساليب غير الشائعة لتحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية:

1. الهياكل الأرضية المستقرة ميكانيكيا لتحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية:

يستخدم الجدار الأرضي المقطعي مسبقة الصب المواجهة ميكانيكيًا تعزيزات معدنية شريطية أو أرضية تركيبية (جيوجريد أو جيوتكستايل) متصلة بخرسانة سابقة الصب أو لوحة مواجهة معدنية مسبقة الصنع لإنشاء كتلة تربة معززة.

1. مبادئ الهياكل الأرضية المستقرة ميكانيكياً:

• يتم وضع التعزيز في طبقات أفقية بين طبقات متتالية من ردم التربة الحبيبية. حيث تتكون كل طبقة ردم من رافعة واحدة أو أكثر مدمجة.

• يلزم وجود تربة ردم غير بلاستيكية خالية من التصريف لضمان الأداء المناسب لنظام الجدار.

• بالنسبة للجدران المدعمة بشرائط معدنية، يتم نقل الحمل من تربة الردم إلى الشريط المقوى عن طريق القص على طول الواجهة.

• بالنسبة للجدران ذات الشرائط المضلعة أو حصائر القضبان أو تقوية الشبكة، يتم نقل الحمل بالمثل ولكن يتم الحصول على مكون إضافي للقوة من خلال المقاومة السلبية على الأعضاء المستعرضة للتعزيز.

• عادةً ما تكون الألواح المواجهة مربعة أو مستطيلة أو سداسية أو صليبية الشكل وتصل مساحتها إلى 4.5 متر مربع.

• تستخدم الجدران الأرضية المستقرة ميكانيكيًا، عندما يكون وجه الخليط أكثر انحدارًا بشكل عام من 70 درجة.

• تستخدم منحدرات التربة المقواة، عندما تكون عجينة الوجه ضحلة.

2. تطبيقات الهياكل الأرضية المستقرة ميكانيكيًا:

• هياكل منحدرات التربة المقواة بدائل فعالة من حيث التكلفة للبناء الجديد حيث قد تجعل تكلفة ملء الجسر وحق الطريق واعتبارات أخرى منحدرًا أكثر انحدارًا أمرًا مرغوبًا فيه.

• استخدام آخر للتعزيزات في المنحدرات الهندسية هو تحسين الضغط عند حواف المنحدر لتقليل الميل لتقشير السطح.

3. التصميم للهياكل الأرضية المستقرة ميكانيكياً:

تتكون الممارسة الحالية من تحديد التعزيز الهندسي لمنع الفشل الداخلي والخارجي باستخدام الحد من توازن التحليل.

2. تقنية تسمير التربة لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:

يتكون المفهوم الأساسي لتسمير التربة من تعزيز الأرض من خلال شوائب سلبية، متقاربة بشكل وثيق، لإنشاء تربة في الموقع وتقييد نزوحها. حيث يتكون التصميم الأساسي من نقل قوى الشد المقاومة المتولدة في الشوائب إلى الأرض من خلال الاحتكاك المعبأ في الواجهات.

1. تطبيقات تقنية تسمير التربة:

• تثبيت منحدرات قطع السكك الحديدية والطرق السريعة.

• التنقيب عن الهياكل الاحتفاظ في المناطق الحضرية للمباني الشاهقة والمرافق تحت الأرض.

• بوابات الأنفاق في منحدرات طبقية شديدة الانحدار وغير مستقرة.

• بناء وتعديل دعامات الجسور ذات الحدود المعقدة التي تتضمن دعمًا للجدار تحت أسس متراكمة.

3. قواعد الأعمدة الدقيقة لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:

الأعمدة الدقيقة هي أكوام ذات قُطر صغير (حتى 300 مم)، مع القدرة على تحمل الأحمال العالية (أحمال ضغط تزيد عن 5000 كيلو نيوتن). حيث تسمح معدات وطرق الحفر، بالحفر في جميع ظروف الأرض تقريبًا، الطبيعية والاصطناعية، بأقل قدر ممكن.

الاهتزازات والاضطرابات والضوضاء، بأي زاوية دون المستوى الأفقي. كما يمكن تكييف المعدات بشكل أكبر للعمل في المواقع ذات الإرتفاع المنخفض والوصول المقيد بشدة.

1. تطبيقات الأعمدة الدقيقة لتحسين الأرض:

• للدعم الهيكلي والاستقرار.

• أساسات الهياكل الجديدة.

• إصلاح واستبدال الأساسات الموجودة.

• اعتقال ومنع الحركة.

• تثبيت السدود والمنحدرات والانهيارات الأرضية.

• تقوية التربة وحمايتها.

مثال على قواعد الأعمدة الدقيقة في تحسين الأرض:

في الهند، في بعض الظروف، تُستخدم الأنابيب الفولاذية والأكوام الخشبية المطلية كخيارات فعالة من حيث التكلفة في تحسين قدرة تحمل الأساس أو تقييد عمليات النزوح إلى مستويات مقبولة واستخدامات مماثلة في تثبيت المنحدرات، ومن الشائع تقوية الأساسات.

وصف العديد من الباحثين دراسة حالة تم فيها استعادة مبنى مكون من عشرة طوابق، كان في الأصل في حالة محفوفة بالمخاطر بسبب التسوية التفاضلية، إلى الأمان باستخدام الأعمدة الدقيقة. وتم استخدام أنابيب فولاذية مجلفنة بقطر 100 مم وطول 10 أمتار مع نهاية سفلية مغلقة بحذاء، مدفوعة بزاوية 60 درجة مع الأفقي واستخدم الاحتكاك بين الركيزة والتربة كأساس للتصميم في تطوير التدابير العلاجية.

4. الحشو العام لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:

الحشو هو حقن مواد قابلة للضخ في التربة أو تكوين الصخور لتغيير الخصائص الفيزيائية للتكوين. حيث أن اعتبارات اختيار الحشو هي متطلبات خاصة بالموقع، نوع التربة، قابلية حشو التربة والمسامية.

يمكن منع الحشو عن طريق انهيار التربة الحبيبية، الاستقرار تحت الأساسات المجاورة، تلف المرافق، الإضاءة النهارية. كما يمكن أن يوفر الحشو زيادة في قوة وصلابة التربة وتقليل حركة الأرض ودرجة التحسين المتوقعة.

1. خطوات تقنية الحشو العامة لتثبيت التربة:

• تحديد مشكلة البناء تحت الأرض.

• تحديد أهداف برنامج الحشو.

• إجراء دراسة جيوتقنية خاصة.

• تطوير برنامج الحشو الأولي.

• تطوير توقع الأداء.

• المقارنة مع الحلول الأخرى.

• صقل التصميم وإعداد المواصفات.

2. تقنيات الحشو العامة لتثبيت التربة:

يمكن تلخيص تقنيات الحقن المختلفة بالحقن التي يستخدمها مقاولو الحشو لتحسين الأرض أو تعديل الأرض على النحو التالي:

• نفاذية.

• الحشو بالضغط.

• الحشو طائرة.

5. تقنية الحقن التدفقي لتحسين الأرض أسفل الأساسات الخرسانية:

الحقن التدفقي: هو مصطلح عام يستخدمه مقاولو الحقن لوصف تقنيات البناء المختلفة المستخدمة لتعديل الأرض أو تحسين الأرض. حيث يستخدم مقاولو الحقن سوائل أو مواد رابطة عالية الضغط يتم حقنها في التربة بسرعات عالية. وتكسر هذه الروابط بنية التربة تمامًا وتخلط جزيئات التربة في الموقع لإنشاء كتلة متجانسة، والتي بدورها تتصلب.

يلعب تعديل الأرض وتحسين الأرض هذا دورًا مهمًا في مجالات استقرار الأساس، لا سيما في معالجة التربة الحاملة تحت المباني الجديدة والقائمة، في عدم النفاذية المتعمقة للتربة الحاملة للمياه، في بناء النفق ولتخفيف حركة التربة المتأثرة والمياه الجوفية.