معدات البناء للأغراض المختلفة

ما هي معدات البناء المستخدمة للاغراض المختلفة؟

غالبًا ما يؤثر اختيار النوع والحجم المناسبين لمعدات البناء على المقدار المطلوب من الوقت والجهد وبالتالي على إنتاجية موقع العمل للمشروع. لذلك، من المهم لمديري الموقع ومخططي البناء أن يكونوا على دراية بخصائص الأنواع الرئيسية من المعدات الأكثر استخدامًا في البناء.

معدات البناء للحفر والتحميل:

تُصنف عائلة واحدة من آلات البناء المستخدمة في الحفر على نطاق واسع على أنها الرافعة الجرافة من خلال مجموعة متنوعة من الآلات. حيث تتكون الرافعة الجرافة من ثلاثة مكونات رئيسية:

• حامل أو حامل يوفر إمكانية التنقل والاستقرار للآلة.

• سطح دوار أو قرص دوار يحتوي على وحدات الطاقة والتحكم.

• ملحق أمامي يخدم الوظائف الخاصة في العملية.

يُشار إلى نوع التثبيت لجميع الأجهزة باسم تثبيت الزاحف، وهو مناسب بشكل خاص للزحف فوق الأسطح الوعرة نسبيًا في موقع العمل. حيث تتضمن الأنواع الأخرى من التثبيتات تركيب الشاحنة وتركيب العجلات التي توفر قدرًا أكبر من التنقل بين مواقع العمل، ولكنها تتطلب أسطحًا أفضل لتشغيلها. كما يشتمل السطح الدوار على كابينة لإيواء الشخص الذي يقوم بتشغيل التركيب أو السطح الدوار.

قد تشتمل أنواع المرفقات الأمامية على رافعة بها خطاف وصدفة وخط جر وجرافة ومجرفة. حيث يتكون الجرار من تركيب الزاحف وكابينة غير دوارة. وعندما يتم توصيل شفرة متحركة بالأرض بالواجهة الأمامية للجرار، يُطلق على التجميع اسم جرافة. حيث أنه عند توصيل دلو بطرفه الأمامي، يُعرف التجميع باسم اللودر أو محمل الجرافة.

هناك أنواع مختلفة من اللوادر المصممة للتعامل مع المواد بكفاءة عالية بمختلف الأوزان ومحتويات الرطوبة. الكاشطات عبارة عن وحدات متعددة من مجموعات الجرارات والشفرات مع مجموعات مختلفة لتسهيل تحميل وسحب الأعمال الترابية.

تشمل الأنواع الرئيسية من الكاشطات كاشطات ذات محرك واحد ثنائي المحور أو ثلاثة محاور وكاشطات ذات محرك ثنائي الدفع بجميع العجلات وكاشطات رفع وكاشطات الدفع والسحب. حيث أنه كل نوع له خصائص مختلفة لمقاومة التدحرج واستقرار القدرة على المناورة والسرعة في التشغيل.

معدات البناء للدمك والتدريج:

تتمثل وظيفة معدات الضغط في إنتاج كثافة أعلى في التربة ميكانيكيًا. والقوى الأساسية المستخدمة في الدمك هي الوزن الساكن والعجن والصدمات والاهتزاز. حيث تعتمد درجة الضغط التي يمكن تحقيقها على خصائص التربة ومحتواها الرطوبي وسمك طبقة التربة للضغط وطريقة الدمك.

بعض الأنواع الرئيسية لمعدات الضغط تتضمن بكرات ذات خصائص تشغيل مختلفة. حيث تتمثل وظيفة معدات التدريج في جلب أعمال الحفر إلى الشكل والارتفاع المطلوبين. وتشمل الأنواع الرئيسية لمعدات الدرجات آلات التسوية ذات المحركات وآلات تقطيع الصفائح. كما أن الأول عبارة عن آلة متعددة الأغراض للدرجات وتشطيب الأسطح، بينما يتم استخدام الأخير للبناء الثقيل بسبب سرعة تشغيله العالية.

معدات البناء للحفر والتفجير:

التنقيب عن الصخور مهمة جريئة تتطلب معدات وأساليب خاصة. حيث تعتمد درجة الصعوبة على الخصائص الفيزيائية لنوع الصخور المراد التنقيب عنها، مثل حجم الحبيبات ومستويات الضعف والعوامل الجوية والهشاشة والصلابة. كما تتضمن مهمة حفر الصخور تخفيف وتحميل وسحب وضغط. عملية التفكيك متخصصة في التنقيب عن الصخور ويتم إجراؤها عن طريق الحفر أو التفجير أو التمزيق.

الأنواع الرئيسية لمعدات الحفر هي آلات القرع الإيقاعية، آلات القرع الدورانية، آلات القرع الإيقاعية الدورانية. حيث يخترق مثقاب الإيقاع الصخور ويقطعها بالصدمة أثناء دورانها دون قطع الشوط العلوي. كما تشمل الأنواع الشائعة من تدريبات الإيقاع آلة ثقب الصخور التي يتم حملها يدويًا وغيرها التي يتم تثبيتها على إطار ثابت أو على عربة أو زحف للتنقل.

يقطع المثقاب الدوار عن طريق الالتفاف قليلاً على سطح الصخر. كما يجمع مثقاب الإيقاع الدوراني بين حركتي القطع لتوفير اختراق أسرع في الصخور. حيث يتطلب التفجير استخدام المتفجرات، وأكثرها شيوعًا هو الديناميت. وبشكل عام، يتم توصيل أغطية التفجير الكهربائية في دائرة بأسلاك معزولة.

قد تكون مصادر الطاقة عبارة عن خطوط طاقة أو آلات تفجير مصممة لإطلاق دوائر كهربائية. كما تتوفر أيضًا أنظمة تفجير غير كهربائية تجمع بين التوقيت الدقيق والمرونة للتفجير الكهربائي وسلامة التفجير غير الكهربائي. حيث تتميز الكسارات المُثبَّتة بجرارات بقدرتها على اختراق وإزالة معظم أنواع الصخور.

يتم توصيل الشفرة أو الكسارة بساق قابل للتعديل يتحكم في الزاوية عند طرف الشفرة أثناء رفعها أو خفضها. ويمكن تثبيت التحكم الآلي في الكسارة للتحكم في عمق التكسير وزاوية الطرف. حيث أنه في حفر الأنفاق الصخرية، تتوفر الآن آلات الأنفاق الخاصة المزودة برؤوس قاطعة متعددة وقادرة على حفر النفق بقطر كامل. ولقد حل استخدامها بشكل متزايد محل الطرق التقليدية للحفر والتفجير.

معدات البناء للرفع والسحب:

تستخدم الرافعات بشكل شائع لرفع معدات المواد في البناء الصناعي أو البناء. حيث يتكون برج الرافعة من سارية رأسية وذراع مائل ينبت من أسفل الصاري. ويتم تثبيت الصاري في موضعه بواسطة شدادات أو أرجل صلبة متصلة بقاعدة بينما يربط رفع القمة أعلى الصاري وأعلى ذراع التطويل المائل. كما يتم استخدام خطاف في خط الطريق يتدلى من أعلى ذراع التطويل المائل لرفع الأحمال.

يمكن نقل ديريكات الرجل بسهولة من طابق إلى آخر في مبنى قيد الإنشاء، بينما يمكن تركيب ديريكات الساق الصلبة على مسارات للحركة داخل منطقة العمل. وتستخدم الرافعات البرجية لرفع الأحمال إلى ارتفاعات كبيرة ولتسهيل إقامة هياكل المباني الفولاذية. حيث أن الرافعات البرجية من نوع (Horizon boom) هي الأكثر شيوعًا في تشييد المباني الشاهقة. وتستخدم الرافعات البرجية المائلة من نوع ذراع الرافعة أيضًا لتركيب الهياكل الفولاذية.

معدات البناء للخلط والرصف:

تشمل الأنواع الأساسية لمعدات الرصف آلات توزيع الخرسانة والمواد البيتومينية لأسطح الرصف. حيث يمكن أيضًا استخدام خلاطات الخرسانة لخلط الأسمنت البورتلاندي والرمل والحصى والمياه على دفعات لأنواع أخرى من الإنشاءات غير الرصف. وتشير خلاطة الشاحنة إلى خلاطة خرسانة مركبة على شاحنة يمكنها نقل الخرسانة المختلطة الجاهزة من مصنع خلط مركزي إلى مواقع البناء.

خلاطة الرصف عبارة عن خلاطة خرسانية ذاتية الدفع مزودة بذراع ودلو لوضع الخرسانة في أي نقطة مرغوبة داخل الطريق. حيث يمكن استخدامه كخلاط ثابت أو لتزويد أرضيات ذات شكل منزلق يمكنها نشر وتوحيد وإنهاء بلاطة خرسانية دون استخدام أشكال. والموزع البيتوميني عبارة عن مصنع مركّب على شاحنة لتوليد المواد البيتومينية السائلة وتطبيقها على أسطح الطرق من خلال قضيب رش متصل بنهاية الشاحنة.

تشمل المواد البيتومينية كلاً من الأسفلت والقطران التي لها خصائص متشابهة فيما عدا القطران غير القابل للذوبان في المنتجات البترولية. بينما يتم استخدام الإسفلت بشكل متكرر لسطح الطرق، يتم استخدام القطران عندما يكون من المحتمل أن يتعرض الرصيف بشدة لانسكابات البترول.

معدات البناء الميكانيكية الآلية:

كان لإدخال معدات ميكانيكية جديدة في البناء تأثير عميق على تكلفة وإنتاجية البناء بالإضافة إلى الأساليب المستخدمة في البناء نفسه. ومثال مثير للابتكار في هذا الصدد هو إدخال المعالجات الدقيقة للكمبيوتر على الأدوات والمعدات. كما أنه نتيجة لذلك، يمكن مراقبة أداء ونشاط المعدات وتعديلها باستمرار من أجل التحسين.

في كثير من الحالات، تكون معدات البناء الميكانيكية الآلية جزء على الأقل من عملية البناء ممكنة ومرغوبة. على سبيل المثال، يمكن برمجة مفاتيح الربط التي تراقب استطالة البراغي وعزم الدوران المطبق تلقائيًا لتحقيق أفضل إحكام للمسامير. وفي مشاريع الدرجات، يمكن أن تنتج الكاشطات التي يتم التحكم فيها بالليزر عمليات القطع المرغوبة بشكل أسرع وأكثر دقة من الطرق اليدوية بالكامل.

في منتصف الثمانينات، نجحت بعض الشركات اليابانية في الحصول على عقود بناء لحفر الأنفاق في الولايات المتحدة باستخدام معدات وطرق جديدة. على سبيل المثال، فازت شركة (Ohbayashi) اليابانية بعقد الصرف الصحي في سان فرانسيسكو بسبب تقنية الأنفاق المتقدمة. وعندما يتم حفر نفق عبر تربة ناعمة، كما هو الحال في سان فرانسيسكو، يجب الحفاظ عليه عند ضغط جوي قليل لمنعه من الانهيار.

يجب أن يقضي العمال عدة ساعات في غرفة الضغط قبل دخول النفق وعدة ساعات أخرى في تخفيف الضغط بعد ذلك. حيث يمكنهم البقاء في الداخل لمدة ثلاث أو أربع ساعات فقط، ودائمًا ما يكونون في خطر كبير من الكهوف والاختناق. واستخدم أوباياشي الطريقة اليابانية الجديدة “توازن ضغط الأرض”، والتي تقضي على هذه المشاكل.

تتقدم الشفرات الدوارة ببطء، ممّا يؤدي إلى قطع النفق. تظل الأرض السائبة متخلفة مؤقتًا لموازنة ضغط الأرض المضغوطة من جميع الجوانب. وفي الوقت نفسه، يتم إدخال مقاطع الخرسانة الجاهزة وربطها بأختام مقاومة للماء لربط النفق. حيث يتم نقل الأرض السائبة.

مكنت طريقة حفر الأنفاق الجديدة هذه أوباياشي من تقديم عطاءات بقيمة 5 ملايين دولار أقل من تقدير المهندس لمياه الصرف الصحي في سان فرانسيسكو. حيث أكملت الشركة النفق قبل ثلاثة أشهر من الموعد المحدد. وفي الواقع، أدّى الابتكار الذي ينطوي على تقنية وطريقة جديدة إلى توفير كبير في التكلفة والوقت.