طرق تحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية

ماذا يعني تحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟

تحسين التربة (المعالجة): هو التغيير المتحكم فيه للحالة أو الطبيعة أو السلوك الجماعي للمواد الأرضية من أجل تحقيق استجابة مرضية مقصودة للإجراءات البيئية والهندسية الحالية أو المتوقعة. حيث تتوفر مجموعة واسعة من العلاجات، ويمكن اختيار التقنيات ودمجها للتعامل مع الجوانب المختلفة للأرض الفقيرة، وهناك ثقة متزايدة في كل من ما يمكن تحقيقه من خلال العلاج الجيد التنفيذ وفي تكامله المناسب في المخطط العام للبناء. كما أن كل هذه النقاط هي دليل على مدى قيمة هذا الخيار.

يخضع اختيار طريقة تحسين التربة لعدة عوامل مثل نوع التربة وتوافر المعدات والتكلفة وفترة الإنشاء والمهارات والخبرات السابقة. حيث أن نوع التربة هو أحد العوامل الحاسمة التي يمكن أن تؤثر على اختيار طريقة تحسين التربة على الأخرى. يغير نوع التربة كلاً من فعالية وتكلفة تقنية تحسين التربة. كما أن بعض طرق تحسين التربة هي استبدال التربة والحشو والتحميل المسبق وتقوية الموقع والأرضيات الاصطناعية.

ما هي طرق تحسين التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟

1- استبدال التربة أسفل الأساسات الخرسانية:

طريقة استبدال التربة أسفل الأساساتالخرسانية قابلة للتطبيق على التربة الرخوة. وهناك طريقتان أساسيتان لاستبدال التربة: إزالة واستبدال التربة وإزاحة التربة أسفل الأساسات الخرسانية. حيث أن الأول مناسب لأي تربة رخوة أو ضعيفة بشرط أن تكون طبقة التربة الرخوة قريبة من السطح أو يمكن خفض المياه الجوفية اقتصاديًا أو أن تكون طبقة التربة فوق المياه الجوفية وأن لا يزيد سُمك التربة الضعيفة عن 9 م.

يتضمن إزالة التربة الرخوة واستبدالها بحشو إنشائي (الحقن الإسمنتي) أثناء عمليات التدريج. كما يشمل إزاحة التربة التحميل الزائد للتربة الرخوة جدًا حتى يتم قصها ويتم إزاحتها بواسطة تعبئة أكثر صلابة.

2- إزالة الماء أسفل الأساسات الخرسانية:

طريقة إزالة الماء مناسبة للمواقع ذات طبقة التربة الأساسية القابلة للانضغاط. حيث أن هناك أربع تقنيات يتم من خلالها إزالة الماء من التربة لتحسين قوتها:

1. تقنية حفر الخنادق.
   
2. تقنية التحميل المسبق.
   
3. التحميل المسبق مع الصرف الرأسي.
   
4. التناضح الكهربائي.
   

تقنية حفر الخنادق لإزالة الماء أسفل الأساسات الخرسانية:

حفر الخنادق في موقع البناء يسهل تصريف المياه، حيث إنّها مناسبة للتربة الناعمة والحبوب الدقيقة والحشو الهيدروليكي. حيث يصلح لعمق 3 م. وتكون سرعة العملية تعتمد على تباعد الخنادق والتربة. كما أن إزالة المياه من طبقة التربة فوق الأرض الناعمة من شأنه أن يقلّل من الاستقرار في موقع البناء.

تقنية التحميل المسبق لإزالة الماء أسفل الأساسات الخرسانية:

ويشمل استخدام الأحمال لتدعيم طبقة التربة قبل البدء في أعمال البناء. كما يعتبر التحميل المسبق مناسبًا للتربة ذات الحبيبات الدقيقة المدمجة عادةً والتربة العضوية والحشوات. إنّها فعّالة من حيث التكلفة ولكنها تحتاج إلى وقت طويل لتحقيق التوحيد المناسب.

التحميل المسبق باستخدام تقنية الصرف الرأسي لإزالة الماء أسفل الأساسات الخرسانية:

ويشمل استخدام الأحمال جنبًا إلى جنب مع الصرف الرأسي لتدعيم طبقة التربة قبل بدء أعمال البناء. بحيث يعتبر التحميل المسبق باستخدام الصرف الرأسي مناسبًا للتربة ذات الحبيبات الدقيقة والتربة العضوية والحشوات. كما أنه مفيد لعُمق لا يزيد عن 30 م.

التناضح الكهربائي لإزالة الماء أسفل الأساسات الخرسانية:

إنّها مناسبة لِلطين المعزز بشكل طبيعي والطين الطمي. بحيث يمكن استخدامه في منطقة ضيقة، وهو الخيار الأفضل للمناطق الصغيرة. كما يعتبر التناضح الكهربائي سريعًا ولكنه مكلف في نفس الوقت. حيث إنّها غير مناسبة لطبقات التربة الموصلة.

3- طرق تقوية الموقع أسفل الأساسات الخرسانية:

هناك عدد من طرق تقوية الموقع أسفل الأساسات الخرسانية التي يمكن للمهندسين من خلالها اختيار تقنية مناسبة بناءً على توفر المعدات والتكلفة والخبرات المحلية وما إلى ذلك. حيث يتم وصف أنواع مختلفة من طرق تعزيز الموقع أدناه:

تقوية الضغط الديناميكي أسفل الأساسات الخرسانية:

يعتبر الضغط الديناميكي للتربة أسفل الأساسات الخرسانية تقنية فعالة من حيث التكلفة لتحسين التربة كما يُستخدم التأثير الديناميكي لتأثيرات الطاقة العالية لتكثيف التربة الضعيفة. ويتم إنشاء التأثير الديناميكي عن طريق إسقاط وزن ثابت (15-40 طنًا) من ارتفاع محدد (10-30 م). إنّه الخيار الأفضل للتربة غير المتماسكة، وربما يكون مناسبًا للتربة ذات الحبيبات الدقيقة.

الضغط الديناميكي غير مناسب للتربة غير المتماسكة أسفل منسوب المياه الجوفية لأنه قد يتلف الهياكل المجاورة. حيث يوصى باستخدام هذه الطريقة لعُمق أقصى 18 مترًا.

تقوية الضغط بالاهتزاز أسفل الأساسات الخرسانية:

إنّه مناسب للتربة غير المتماسكة التي تقل نسبة حبيباتها عن 20%، ومفيدة لعُمق 30 مترًا.

تقوية استبدال الاهتزاز أسفل الأساسات الخرسانية:

الأساسات الخرسانية مناسبة للتربة الناعمة المتماسكة وهي باهظة الثمن. بحيث تتضمن تقنية الاستبدال الاهتزازي استخدام النفث والاهتزاز لاختراق التربة وإزالتها، ثم وضع حشوة خرسانية حبيبية مضغوطة في حفرة لإنشاء أعمدة محاطة بتربة غير مضطربة.

تقوية الإزاحة الاهتزازية أسفل الأساسات الخرسانية:

تعتبر تقنية الإزاحة الاهتزازية مناسبة للتربة المتماسكة الأكثر صلابة وتتضمن استخدام النفث والاهتزاز لاختراق التربة وإزاحتها، ثم وضع حشوة خرسانية حبيبية مضغوطة في حفرة لإنشاء أعمدة.

4- الحشو الخرساني أسفل الأساسات الخرسانية:

الحشو هو حقن الجِص في الأرض لملء الفراغات والمفاصل والكسور الموجودة تحت الأرض وبالتالي تحسين قوة التربة.

حقن الجص أسفل الأساسات الخرسانية:

إنّه قابل للتطبيق على مجموعة واسعة من التربة الخشنة والحبيبات الدقيقة. الجِص المتوسع ضروري لحشو تربة الحبوب الدقيقة. كما يقلل حقن الملاط من نفاذية طبقات التربة.

الخلط العميق لحقن الجص أسفل الأساسات الخرسانية:

يتضمن استخدام النفث أو البريمة لخلط التربة مع الجِص. إنّه خيار مفيد لمجموعة واسعة من التربة الخشنة والحبيبية لعمق يصل إلى 52 مترًا تقريبًا. بحيث يعتبر الخلط العميق اختيارًا خاطئًا لطين شديد التماسك وبعض أنواع التربة الحصوية.

5- تحسين التربة بالطريقة الحرارية أسفل الأساسات الخرسانية:

التسخين والتجميد هما تقنيتان لتحسين خصائص التربة. الأول مناسب للتربة المتماسكة، بينما الأخير ينطبق على أنواع التربة تحت منسوب المياه الجوفية والتربة المتماسكة فوق منسوب المياه الجوفية. كما تولد عملية التسخين قوة لا رجعة فيها، لكن الحاجة إلى طاقة عالية تحد من عمليتها. بحيث يقلل التجميد من النفاذية ويزيد من قدرة تحمل التربة. كما أن هذه الطريقة مناسبة لحفر الأنفاق والحفر لتقليل أو إيقاف تدفق المياه الجوفية.

6- تحسين التربة بطريقة الطبقات الأرضية الاصطناعية:

يمكن استخدام المواد الأرضية الاصطناعية للتحكم في التعرية والتصفية والمصارف وحاجز المياه وتقوية التربة. كما أن هذه الطريقة مرشحة وفعّالة لجميع أنواع التربة وتقوية التربة الرخوة.