قدرة تحمل التربة أسفل الأساسات الخرسانية

ما هي قدرة تحمل التربة أسفل الأساسات الخرسانية؟

ربما تكون القيمة الأكثر استخدامًا في تقرير التربة هي قدرة تحمل التربة. والسبب الواضح هو أن الأمثلة الأساسية الواردة في معظم الكتب المدرسية تستخدم دائمًا القدرة على التحمل لحساب أبعاد الخطة للقواعد والأساسات الخرسانية. حيث أنه بسبب البساطة وسهولة الاستخدام، لا تزال هذه الطريقة هي المعلمة الأساسية للتربة لتصميم الأساس. ومع ذلك، تفترض هذه البساطة أن الأساسات الخرسانية سوف تتصرف كجسم صلب.

يعمل هذا الافتراض الخاص بشكل جيد في الممارسة العملية مع قواعد العمود الصغيرة والمفردة. ولكن بالنسبة للأساسات الخرسانية الكبيرة ومتعددة الأعمدة، يفضل معظم المهندسين التحليل المرن. وقد يكون الحساب اليدوي للتحليل المرن صعبًا، وفي جميع الحالات تقريبًا، يتم استخدام برامج هندسية مثل (STAAD و SAFE و GT STRUDL) وما إلى ذلك. ومع ذلك، غالبًا ما تطلب برامج الكمبيوتر هذه مُدخلًا يسمى معامل تفاعل الطبقة السفلية.

كثير من المهندسين ليسوا على دراية بهذا المصطلح وغالبًا ما يحاولون مقارنته بقدرة التحمل. ونظرًا لأن المزيد والمزيد من المهندسين سيستخدمون البرامج لتصميم الأُسس، فمن الضروري للمهندسين أن يكون لديهم فهم أساسي لمعامل التربة هذا.

معامل تفاعل الطبقة السفلية أسفل الأساسات الخرسانية:

معامل تفاعل الطبقة السفلية أو معامل تفاعل الطبقة التحتية هو ضغط التفاعل الذي تتحمله عينة التربة تحت صفيحة صلبة بقُطر قياسي لكل وحدة تسوية يتم قياسها عند ضغط أو تسوية محددة. إنّها معلمة صلابة تُستخدم بشكل شائع لتحديد شروط الدعم للأساسات وأساسات الحصيرة. حيث تشرح هذه المعلمة استجابة مرنة خطية. ومن ثم، أثناء التصميم، فإنّ الضغط الناتج عن معامل تفاعل الطبقة السفلية يقتصر على ضغط تحمل التربة المسموح به.

معامل تفاعل الدرجة الفرعية (k) هو المعلمة الأساسية المستخدمة في تصميم دراسات تفاعل الأرصفة وأساسات الجسور وتركيب التربة. وتوضح هذه المقالة المفهوم الأساسي وتحديد معامل تفاعل الدرجة الفرعية. حيث يُعرَّف معامل تفاعل الطبقة السفلية بأنه الضغط لكل وحدة تشوه للطبقة التحتية عند ضغط معين أو تشوه. ويتم التعبير عنه على النحو التالي: (k = p / s).

هنا، “k” هو معامل أو معامل تفاعل الطبقة السفلية، و “p” هو الضغط، و “s” هو تشوه تسوية التربة. حيث يُقاس معامل تفاعل الطبقة السفلية ويعبر عنه بكثافة الحمل لكل وحدة إزاحة. في نظام الوحدات البريطانية، ويتم التعبير عنها بـ (كيلو نيوتن لكل مترمربع لكل متر).

تحديد معامل رد فعل الطبقة السفلية:

يتم تحديد معامل تفاعل الطبقة السفلية عن طريق اختبار تحميل اللوحة الميدانية. في هذا الاختبار، يتم تطبيق الضغط الانضغاطي على طبقة التربة من خلال ألواح صلبة، ويتم قياس الانحرافات لقيم مختلفة من الإجهاد. حيث يتكون إعداد الاختبار من إطار تحميل يحتوي على رافعة هيدروليكية وحزمة تفاعل وحلقة اختبار. ويتم قياس استقرار اللوحة باستخدام مقياس الطلب.

يتم توصيل مقياس الاتصال بإطار مسند منفصل، حيث يكون الحجم القياسي للوحة يبلغ قطرها 750 مم. ويتم وضع اللوحة بشكل صحيح في موقع الاختبار. كما يجب تسوية موقع الاختبار وإعداده قبل وضع اللوحة. توضع ألواح التقوية على اللوحة السفلية بترتيب تناقص القطر. ومن ثم، يبدأ إجراء الاختبار بتطبيق حمولة جلوس تبلغ 7 كيلو نيوتن لكل متر مربع. ويتم تحرير هذا الحمل بعد بضع ثوان، ثم يتم تطبيق الحمل للتسبب في تسوية تساوي 0.25 مم.

من المحتمل أن تنعم التربة بعد البناء بسبب الاهتزازات الخارجية وتغلغل المياه والأحمال الأخرى المفروضة. حيث يتم النظر في هذا التأثير من خلال توفير تصحيحات معينة لقيمة “k”. هنا، يتم تصحيح معامل تفاعل الطبقة السفلية للتشبع الكامل.

لهذا، تخضع عينتان من الموقع لاختبار الدمج في حالة غارقة وغير منقوعة. ويتم إجراء اختبار التوحيد وتحديد الضغط المقابل لـ 0.125 سم لكلتا العينتين. ثم يتم إعطاء معامل التمزق المصحح. حيث أنه في الممارسة العملية، يتم استخدامه من قبل المهندسين الجيوتقنيين والإنشائيين لتحليل الهيكل. كما يوفر التحليل نظرة ثاقبة لتسوية الهيكل والضغوط الناتجة عن التسوية داخل الهيكل.

أسئلة شائعة حول قدرة تحمل التربة أسفل الأساسات الخرسانية:

1- ما هو معامل رد فعل التربة؟

يُعرَّف معامل تفاعل الطبقة السفلية بأنه الضغط لكل وحدة تشوه للطبقة التحتية عند ضغط معين أو تشوه. حيث يتم التعبير عنه بـ (k = p / s). وهنا، “k” = معامل أو معامل تفاعل التربة، “p” = الضغط المطبق و “s” = تشوه تسوية التربة. كما أنه يتم التعبير عن معامل تفاعل الطبقة السفلية في كثافة الحمل لكل وحدة إزاحة.

2- كيفية تحديد معامل رد فعل التربة؟

يستخدم اختبار حمل اللوحة الميدانية لتحديد معامل تفاعل الطبقة التحتية. وفي هذا الاختبار، يتم تطبيق الضغط الانضغاطي على طبقة التربة من خلال ألواح صلبة، ويتم قياس الانحرافات لقيم مختلفة من الإجهاد.