انتفاخ الصقيع أسفل الأساس الخرساني

ما هو انتفاخ الصقيع أسفل الأساس الخرساني؟

الصقيع هو انتفاخ تصاعدي للتربة بسبب تكوين الجليد أثناء ظروف التجميد. حيث يحدث هذا عادة عندما تخترق درجة حرارة التجمد التربة وتحول الرطوبة الحالية إلى جليد ممّا يؤدي إلى حركة تصاعدية في التربة. كما يزداد حجم الكتلة الجليدية بسبب الإمداد المستمر بالرطوبة أسفل الأساس من خلال العمل الشعري. وقد يحد وزن التربة من تأثير الجليد ويولد عدسات جليدية.

مع ذلك، يمكن للعدسات الجليدية تحريك طبقة التربة لأعلى. كما تلحق الصقيع أضرارًا جسيمة بالطرق والقنوات والأساسات وبالتالي البنية الفوقية. ومن أجل منع الآثار الضارة لتراكم الصقيع، من الضروري فهم كيفية عمله وتحديد العناصر الأساسية التي تؤدي إلى حدوثه. بينما بعد ذلك، يمكن اتخاذ التدابير المناسبة لمنع ذلك.

كيف يعمل انتفاخ الصقيع أسفل الأساس الخرساني؟

عندما تتغلغل درجة حرارة التجمد في التربة، فإنّها تحول رطوبة التربة إلى جليد. وعندما تصلب الرطوبة في منطقة التجمد، فإنّ الماء من أجزاء أخرى من التربة سوف يتحرك نحو منطقة التجمد من خلال عمل شعري. حيث هذا يؤدي إلى زيادة حجم الكتلة الجليدية.

إنّ وزن التربة والأشياء الأخرى المذكورة أعلاه من شأنها تقييد نمو حجم الجليد وبالتالي، يتم تشكيل عدسات الجليد. حيث أنه عندما تتغلغل درجة حرارة التجمد في التربة، فإنّها تترك عدسات الجليد وراءها. كما تستمر هذه العدسات الجليدية في النمو باتجاه المنطقة التي تفقد درجة حرارتها باتجاه سطح التربة.

العدسات الجليدية قادرة على دفع طبقة التربة لأعلى. بحيث يتسبب في حدوث تشققات في التربة ويتسبب في إتلاف الأساسات ومن ثم البنية الفوقية. كما يُذكر أنه عندما تتحول الرطوبة إلى جليد، يزداد حجمها بنسبة 9%.

تعتبر التربة الدقيقة المعرضة للصقيع والحبوب والرطوبة التي تزود العدسات الجليدية بالمياه بشكل مستمر ودرجة حرارة التجمد هي العناصر الأساسية لعمل تنقية الصقيع. وعندما تنخفض درجة الحرارة، يذوب الجليد وينخفض ​​الهيكل إلى موقعه تحت ثقله. حيث عند تكرار عملية التجميد والذوبان، فإنّها ستتدهور بشدة وربما تنهار.

تأثيرات انتفاخ الصقيع أسفل الأساس الخرساني:

• تدمير القنوات في موسم التجمد.

• انخفاض في القدرة الاستيعابية للأحمال من الطبقة السفلية.

• التموجات وأضرار جسيمة بالرصيف.

• الأساسات والألواح التالفة.

العوامل المسيطرة على انتفاخ الصقيع أسفل الأساس الخرساني:

لكي يحدث الصقيع يجب استيفاء ثلاثة شروط أساسية وهي:

• يجب أن تكون التربة حساسة للصقيع.

• يجب أن تكون المياه متوفرة بكميات كافية.

• يجب أن تتسبب ظروف التبريد في تجميد التربة والمياه.

إذا كان من الممكن القضاء على إحدى هذه الحالات، فلن يحدث الصقيع. حيث ترتبط قابلية الصقيع بتوزيع حجم جزيئات التربة. بشكل عام، التربة الخشنة الحبيبات مثل الرمال والحصى لا تتراكم، في حين أن الطين والطمي والرمال الدقيقة جدًا ستدعم نمو العدسات الجليدية حتى عند وجودها بنسب صغيرة في التربة الخشنة.

إذا كان بالإمكان إزالة التربة المعرضة للتأثر بالصقيع وَالموجودة في المكان الذي ستؤثر فيه على الأساسات واستبدالها بمواد خشنة، فلن يحدث الصقيع. كما يجب أن يكون الماء متاحًا في التربة غير المجمدة للانتقال إلى مستوى التجميد حيث يحدث نمو العدسات الجليدية.

وبالتالي فإنّ ارتفاع منسوب المياه الجوفية فيما يتعلق بموقع العدسات الجليدية سوف يفضل تأثير الصقيع. حيث أنه عندما يتم وصف الصرف المناسب، يمكن منع المياه من الوصول إلى منطقة التجمد في التربة المعرضة للصقيع. كما يتم تحديد عمق التجمد إلى حد كبير من خلال معدل فقدان الحرارة من سطح التربة.

إلى جانب الخصائص الحرارية للتربة، يعتمد فقدان الحرارة هذا على متغيرات مناخية مثل الإشعاع الشمسي والغطاء الثلجي والرياح ودرجة حرارة الهواء، وهي الأكثر أهمية. وإذا كان من الممكن منع فقدان الحرارة أو الحد منه، فقد لا تتعرض التربة المعرضة للصقيع لدرجات حرارة متجمدة.

الوقاية من انتفاخ الصقيع أسفل الأساس الخرساني:

بشكل عام، يمكن منع تساقط الصقيع عن طريق التخلص من أحد عناصره الأساسية التي تشمل تربة الحبيبات الدقيقة، ودرجة حرارة الصقيع، والمياه. وهناك العديد من الإجراءات التي يمكن أخذها في الاعتبار لتجنب ارتفاع الصقيع:

• توفير أنظمة منع ارتفاع الصقيع مثل نظام التسخين بالماء.

• القيام بتمديد الأساس مثل الأرصفة الموجودة أسفل خط الصقيع.

• توفير مواد الردم مثل الحصى حول الأساس لتشجيع تصريف المياه.

• استخدم الجلبة لتجنب تمسك الجليد بالخرسانة.

• القيام ببناء قاعدة تقاوم الحركة الصعودية.

• لبناء الطرق، استبدل التربة الحساسة للحبوب الصقيع الناعم بالتربة الحبيبية الخشنة.

• استخدم قاطع الشعيرات الدموية وذلك لمنع حركة الماء نحو مقدمة التجميد وبالتالي تقليل تأثير الصقيع.

• ثبّيت التربة.