ضغط الرفع على الأساسات الخرسانية

ما هو ضغط الرفع على الأساسات الخرسانية؟

ضغط الرفع (والذي يُعرف أيضًا باسم الارتفاع الهيدروستاتيكي): هو ضغط تصاعدي يتم تطبيقه على هيكل لديه القدرة على رفعه بالنسبة لمحيطه. كما أنه حالة ضغط ماء مسام أكبر من الضغط المثقل للهيكل.

ضغط الرفع إنه ضغط رأسي صاعد ناتج عن تغلغل الماء في المواد المسامية في قبو السد. وقد ذكرنا سابقًا أنه حالة ضغط ماء مسام أكبر من الضغط المثقل للهيكل. ويخزن السد المياه في الجانب العلوي من النهر.

بسبب تخزين المياه على ارتفاع معين، يتم تطوير رأس ماء مساوٍ لارتفاع المياه المخزنة في السد. وبسبب الضغط، يخترق الماء أساس السد من خلال المسام والشقوق. حيث يتم أيضًا اختراق المفاصل بين الأساس والسد بواسطة الماء عند ضغط كبير.

تميل المياه التي تدخل إلى مواد وأساسات السد للخروج من جانب المصب. ويتم إنشاء التدرج الهيدروليكي بسبب هذا الماء المتسرب. كما يتم إنشاء هذا التدرج الهيدروليكي بين الجانبين العلوي والسفلي للسد. نتيجة لذلك، يتم تطوير ضغط عمودي تصاعدي. يُعرف هذا الضغط باسم ضغط الرفع.

ضغط الرفع هو حمل تصميمي يجب مراعاته للهياكل التي تم إنشاؤها أسفل منسوب المياه الجوفية. وعندما يكون عمق الحفر أعمق ، كلما زاد الضغط التصاعدي الذي تمارسه المياه. حيث تُعد معرفة كيفية حساب ضغط الرفع أمرًا مهمًا جدًا للمهندسين الإنشائيين حيث يتم إنشاء العديد من الهياكل في الغالب أسفل منسوب المياه الجوفية.

يمكن أن يكون ضغط الرفع مشكلة إذا كان أكبر من وزن الهيكل الذي يمارس لأسفل. حيث ينص كود الحد الأدنى لأحمال التصميم للمباني والهياكل الأخرى على أن الضغط الصاعد للمياه يجب أن يؤخذ على أنه الضغط الهيدروستاتيكي الكامل المطبق على المنطقة بأكملها. كما يقاس الحمل الهيدروستاتيكي من الجانب السفلي للبناء.

يجب تصميم الهيكل بشكل صحيح لتوفير مقاومة أكبر ضد قوى الرفع من أجل منع المخاطر بسبب ضغط المياه. لذلك، يجب أن يؤخذ ضغط الرفع في الاعتبار أثناء مرحلة التصميم حيث لا يمكن إعادة تأهيل الأساس وصيانته بسهولة في المستقبل.

يجب التحقق من إمكانية حدوث هذه القوة الصاعدة على الأساس عندما يكون منسوب المياه الجوفية أعلى من قاع مستوى الأساس. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن ضغط الرفع الهيدروليكي يعمل في الاتجاه التصاعدي. لذلك، فهو يقلل من الوزن الهابط للهيكل وبالتالي يعمل ضد استقرار الهيكل.

التتحقق من ضغط الرفع:

يجب أن يكون وزن البنية التحتية أكبر من ضغط الرفع من أجل تلبية متطلبات الأكواد المعمول بها، أيّ يجب أن يكون مجموع الحمل الهابط لكل منطقة معينة أكبر من الحمل الرأسي لكل منطقة معينة.

يجب أن يكون الحمل الهابط أكبر من 25% على الأقل مقارنة بالحمل الصاعد بسبب الحمل الهيدروستاتيكي. ويمكن استخدام التعبير التالي للتحقق من حدوث قوة الرفع أسفل الهيكل تحت الاعتبارات التالية:

• عواقب ضغط الرفع.

• يقلل من الوزن الفعال للهيكل.

• تعريض استقرار الهيكل للخطر.

استراتيجيات الوقاية من ضغط الرفع:

قد يساعد إجراء نزح المياه في التحكم في المياه بعيدًا عن موقع البناء، ولكنه لا يمكن أن يحافظ على نزح المياه طوال العمر الافتراضي للبناء لأنه ليس خطوة اقتصادية. حيث هناك عدد من الطرق التي يتم من خلالها تجنب تأثير ضغط الرفع.

1. دفع الأرض المحيطة على الأساسات الخرسانية:

عندما يتم بناء بنية تحتية داخل حفر مفتوحة أو سد مؤقت، يمكن تمديد بلاطة القاعدة أو أساس الطوافة إلى الخارج لزيادة مقاومة الرفع. كما يزيد وزن مادة الردم على الأساس المربوط من وزن الهيكل ضد ضغط الرفع. وهذه الطريقة غير مجدية حيث يتم استخدام الحجاب الحاجز أو جدار الغطاء كهيكل احتفاظ دائم.

2. زيادة الوزن الذاتي للهيكل:

يمكن زيادة الوزن الذاتي للمبنى عن طريق زيادة حجم الأعضاء الهيكلية. وفي بعض الأحيان، يتم زيادة الوزن الساكن لمنصة منخفضة الارتفاع في مجمع شاهق من خلال دمج حديقة على السطح بحشو تربة كثيف.

3. استخدام المراسي الأرضية:

يمكن استخدام المراسي سابقة الإجهاد كإجراء مؤقت لمواجهة قوى الرفع. حيث يقتصر التطبيق الدائم للمراسي الأرضية على مخاوف بشأن أدائها على المدى الطويل فيما يتعلق بالتآكل.

4. طريقة تكديس الأساسات:

طريقة التكديس هي الطريقة الأكثر فعالية لمقاومة ضغط الرفع. حيث تتوفر أنواع مختلفة من الركائز لاستخدامها في مواجهة ضغط الرفع بناءً على حالة التربة وضرورتها في الموقع.

على سبيل المثال، بَايلات التحميل النهائية، بَايلات الاحتكاك، البايلات غير المتفاعلة، بايلات الصفائح، بايلات الشد وبايلات الضغط.