ما هي العوامل المؤثرة على قدرة تحمل التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟
تتأثر قدرة تحمل التربة بالعديد من العوامل على سبيل المثال قوة التربة وعرض الأساس وعمقها ووزن التربة والرسوم الإضافية والتباعد بين الأساسات. حيث ترتبط هذه العوامل بالأحمال التي تمارس على التربة وتؤثر بشكل كبير على قدرة التحمل.
هناك عدد من العوامل غير المرتبطة بالحمل والتي تؤثر على قدرة التحمل ويجب أخذها في الاعتبار أثناء تصميم الأساس وحساب قدرة تحمل التربة. على سبيل المثال، الزلازل والحركة الديناميكية وعمل الصقيع والفراغ تحت السطحي والتربة الممتدة والقابلة للانهيار والتراكم المحتمل وتآكل التربة وتسربها وتقوية التربة.
قدرة التحمل هي قدرة التربة على تحمل الضغط الواقع على التربة بأمان من أي هيكل مصمم هندسيًا دون التعرض لفشل القص المصاحب للمستوطنات الكبيرة المصاحبة.
1. قوة التربة أسفل الأساسات الخرسانية:
تزداد قدرة تحمل التربة غير المتماسكة والتربة المختلطة بشكل غير متناسب مع زيادة زاوية الاحتكاك الفعالة. ومع ذلك، تختلف قدرة تحمل التربة المتماسكة خطيًا مع تماسك التربة بشرط أن تكون زاوية الاحتكاك الفعالة صفرًا.
2. عرض الأساس الخرساني:
عرض الأساسات الخرسانية من أهم العوامل المؤثرة على قدرة تحمل التربة. حيث أن قدرة التحمل للأساسات الخرسانية الموضوعة على سطح التربة، تتناسب مع عرض الأساس. كما أن قوة قص التربة تعتمد بشكل كبير على الاحتكاك الداخلي. وقدرة تحمل التربة المتماسكة ذات قوة القص الثابتة والعمق اللامتناهي مستقلة عن عرض الأساس.
3. عمق الأساس الخرساني:
مع زيادة قدرة التحمل يزداد عمق الأساسات الخرسانية. وهذا واضح بشكل خاص في التربة المتفككة والضعيفة. على العكس من ذلك، إذا تم نقل الأساس إلى طبقة تربة ضعيفة، فإنّ قدرة التحمل تنخفض.
عادةً ما تضمن الأساسات الموضوعة في أعماق حيث يساوي الوزن الإنشائي وزن التربة المزاحة قدرة تحمل كافية بصرف النظر عن الحالة التي يكون فيها الهيكل المدعوم بتربة غير متماسكة والتربة القابلة للطي عرضة للترطيب.
4. وزن التربة أسفل الأساسات الخرسانية والرسوم الإضافية:
لا يمكن تجاهل مساهمة التربة تحت السطحية والشحن الإضافي، والتي تتأثر بالمنسوب المائي، في قدرة التحمل. كما يجب ألا يكون منسوب المياه فوق قاعدة الأساس لتجنب مشاكل البناء والتسرب والرفع. وإذا كان منسوب المياه تحت عمق سطح الفشل، فلن يكون له أي تأثير على قدرة التحمل.
5. التباعد بين الأساسات:
يوصى بمراعاة الحد الأدنى من التباعد بين القواعد، والذي يبلغ 1.5 مرة عرض الأساس، أثناء تصميم الأساس لتجنب انخفاض قدرة التحمل.
6. الزلزال والحركة الديناميكية:
يمكن أن تؤدي الحركات المتكررة إلى زيادة ضغط المسام في تربة الأساس وبالتالي تقل قدرة التحمل. حيث أن مصادر الحركات الدورية هي الزلازل والآلات الاهتزازية ومصادر أخرى مثل حركة مرور المركبات والتفجير وقيادة قواعد البايلات الفولاذية.
يمكن أن تتسرب تربة الأساس عندما تساوي ضغوط المسام أو تتجاوز الإجهاد المحاصر للتربة. حيث يقلل التسييل من الضغط الفعال إلى الصفر ويسبب التسوية التفاضلية الإجمالية للهياكل وفقدان القدرة على التحمل.
7. عمل الصقيع أسفل الأساسات:
يمكن أن يتسبب الصقيع في التربة إلى فقدان قوة التربة المجمدة عند الذوبان إلى تغيير قدرة التحمل بمرور الوقت. حيث أن المواد منخفضة التماسك في التربة التي تحتوي على نسبة عالية من الجسيمات بحجم الطمي معرضة في الغالب لعمل الصقيع.
8. الفراغات تحت السطحية في التربة:
تقل قدرة تحمل التربة بسبب الفراغات تحت السطحية الموجودة داخل عمق حرج تحت الأساس. كما أن العمق الحرج هو ذلك العمق الذي تحته يكون تأثير الضغط في التربة من الأساس ضئيلاً.
9. التربة الشاسعة والقابلة للانهيار:
يمكن أن يكون للتربة القابلة للطي والممتدة قوة كبيرة وقدرة تحمل عندما تكون جافة إلى حد ما. ومع ذلك، فإنّ حجم هذه التربة يتغير بسبب التغيرات في محتوى الماء. خبيث أن هذا يؤدي إلى حركات الأساس الكلية والتفاضلية. كما قد تتسبب دورات الترطيب والتجفيف الموسمية في حركات التربة التي تؤدي غالبًا إلى تدهور مفرط طويل الأمد في الهياكل مع أضرار تراكمية كبيرة.
10. الارتفاع المحتمل للتربة أسفل الأساسات الخرسانية:
يمكن تحديد الارتفاع المحتمل من نتائج اختبار مقياس التماسك الذي يمكن إجراؤه وفقًا لطرق الاختبار القياسية لانتفاخ أو انهيار التربة المتماسكة أحادية البعد. حيث تؤخذ نتائج هذا الاختبار في الاعتبار عند تحديد إعداد تربة الأساس لتقليل الحركات التفاضلية المدمرة ولتوفير أساس للقدرة الكافية على الصمود أو عزل التربة المتوقعة.
11. تقوية التربة أسفل الأساسات الخرسانية:
يمكن زيادة قدرة تحمل التربة الرخوة أو الضعيفة بشكل كبير عن طريق تثبيت أشكال مختلفة من التعزيز في التربة مثل الروابط المعدنية أو الشرائط أو الشبكات أو أقمشة التكسية الأرضية أو المواد الحبيبية.
