نظام مراقبة الحفر في البناء

ما هو نظام مراقبة الحفر في البناء؟

يستخدم نظام مراقبة الحفر لتوفير السلامة أثناء الحفريات لأعمال البناء. حيث سيتم مناقشة أهداف وأنواع أنظمة المراقبة. كما تم إجراء الحفريات السابقة بناءً على مفاهيم التصميم المتحفظة وباستخدام أعماق حفر ضحلة. وقد نتج عن ذلك كوارث في البناء، على الرغم من قلة عددها. لكن السنوات الأخيرة شهدت تطورًا كبيرًا في قطاعات مختلفة من أنشطة البناء. وقد أثر ذلك على أنشطة التنقيب من خلال الاستخدام البارز للحفريات العميقة.

تتم معظم الحفريات العميقة في مناطق ذات كثافة سكانية عالية. حيث تعرضت الممتلكات لأضرار وخسائر فادحة بسبب هذه الأنشطة. كما خضع مجال الهندسة المدنية لتطور كبير في إجراءات البناء المتعلقة بتقنيات التحليل والتصميم والبناء. ولكن لم يتم تطوير حل مناسب لمواجهة السلوك الديناميكي للأعمال التي تتعامل مع الحفريات.

لذلك، فإنّ هذا يجعل من الضروري وجود نظام مراقبة لعملية الحفر يتم ترتيبه جيدًا بحيث يمكن تقليل المخاوف المتعلقة بالسلامة وفقدان الأرواح والممتلكات أثناء الحفر.

أهداف برنامج مراقبة الحفر في البناء:

يتم شرح الأهداف الرئيسية لبرنامج مراقبة الحفريات بإيجاز أدناه:

• تأمين سلامة الحفر.

• ضمان السلامة المحيطة.

• التحقق من اتباع شروط التصميم.

• متابعة السلوك طويل المدى.

• الحصول على حكم قانوني من خلال توفير المواد والمعلومات الواقعية.

1. ضمان السلامة أثناء الحفر:

الهدف الأساسي والأهم في حالة برنامج مراقبة الحفريات هو ضمان وجود عوامل أمان من بداية أعمال الحفر إلى نهايتها. ومن المؤكد أن أي كارثة أو مشكلات ستحدث نتيجة لعملية الحفر تجلب بعض الأعراض أو التحذيرات قبل حدوثها.

يجب مراقبة هذه الظروف وتقييمها من قبل أعضاء نظام المراقبة حتى يتمكن المهندسون من اتخاذ تدابير فعالة لوقف حدوث الكارثة. كما يجب ألّا يتجاهل فريق المراقبة كل علامة تدل على وجود خطر.

2. سلامة المناطق المحيطة:

تتم معظم الحفريات في مناطق مكتظة بالسكان أو مناطق مزدحمة أو منطقة تجارية. حيث هناك العديد من الإنشاءات تحت الأرض موجودة بالفعل في هذه المنطقة الكثيفة ، والتي يجب ألا تتأثر بأي حال من الأحوال بعملية الحفر المستقبلية. كما يجب ألّا تؤدي أي عملية حفر مخططة حديثًا إلى حدوث آثار ضارة على المباني المحيطة أو الأنابيبوالأساسات الموجودة تحت الأرض.

بالإضافة إلى تسبب ضغوطًا أو تشوهًا في التربة أو المرافق العامة أو المشاة. حيث يجب مراعاة جميع العوامل المذكورة أعلاه أثناء التصميم من قبل المصمم المسؤول. بينما تم تطوير نظام المراقبة بناءً على هذه المخاوف بحيث تكون سلامة الأشخاص والممتلكات ذات أهمية قصوى.

3. التأكيد على شروط التصميم:

في معظم الحالات، لن تتوافق شروط التصميم مع الظروف الفعلية للموقع. والسبب الرئيسي وراء ذلك هو أن نظريات التحليل الحالية لم تنضج إلى مستوى مرضٍ وأن الظروف الجيولوجية والاعتبار لا يمكن أن يمثل بالضبط الظروف في الموقع. حيث إنّهم يفتقرون إلى التكيف الصحيح مع التعقيدات التي تواجه بيئة البناء.

لكن إذا ذهبنا إلى التحليل الخلفي بمساعدة النتائج من المراقبة واستخدمنا هذا كأساس لتصحيح التصميم الأصلي، فهناك اقتصاد كبير وتشابه في البناء. كما توفر هذه الطريقة تصميمًا أكثر واقعية بناءً على بيئة البناء. ويتم تطوير التصميم من خلال تحليل جميع المشكلات التي ستحدث في الموقع بطريقة محددة مسبقًا.

تقلل هذه الطريقة من تكلفة البناء وتقلل من فترة الحفر وتغير في أساس التصميم. وبالنسبة لنوع مماثل من التصميمات، يمكن استخدام طرق التصميم هذه مرة أخرى. حيث أن هذا يساعد في تعزيز تقنيات الحفر.

4. سلوك طويل الأمد ومتابعته:

بمجرد الانتهاء من أعمال الحفر والبناء لِمشروع مهم، يمكن إنشاء نظام مراقبة والاحتفاظ به من أجل تسهيل المتابعة على المدى الطويل. وهذا يساعد في دراسة السلوك طويل المدى للقضية. حيث أن هذا نوع من دراسة الحالة التي يتم إجراؤها بحيث تتوافق مع الفرضية الأصلية. كما يمكن أن يساعد هذا كأساس لتكرار نفس الأسلوب لأعمال مماثلة بثقة وإثبات على الأداء طويل المدى.

5. توفير المواد والمعلومات الوقائعية للحكم القانوني:

إذا واجه العمل الذي تم تنفيذه مصيبة أو ضرر في الممتلكات، يمكن تقديم جميع البيانات الإثباتية المتعلقة بالعمل من خلال تلك المعلومات التي يوفرها نظام المراقبة. حيث يوفر هذا أيضًا سجلات البناء. كما تساعد هذه المواد في تحليل الأسباب الحقيقية وراء هذه المصائب وبالتالي تجنب أي نزاعات تتعلق بها.

إنّ هذا يساعد كذلك في أعمال الترميم والتعويض ليتم تنفيذها بسهولة. كما يمكن استخدام الأدوات العامة المستخدمة للاحتياجات والتحقيقات الجيوتقنية لرصد أعمال الحفر. وهناك أدوات خاصة تم تطويرها لمراقبة الحفريات، والتي تنطوي على الخصائص التالية:

• مراقبة الفترة الزمنية.

• قِياس التأثير على البيئة.

• إيجاد العوامل الاقتصادية.

• قياس التغيير في الإجهاد والانفعال في الهياكل والتربة.

العناصر الأساسية لنظام مراقبة أعمال الحفر في البناء:

تتم مراقبة الأداء الميداني بشكل أساسي على أساس معايير مثل الانحراف والضغط والضغط والعديد من الكميات المادية الأخرى. حيث تشمل عناصر المراقبة الأكثر استخدامًا في عملية الحفر ما يلي:

• الهيكل أو حركة التربة.

• الهياكل أو إجهاد التربة أو إجهادها.

• مستوى الماء وضغط الماء.

الأشياء التي يتم رصدها في حركة التربة والبنية تشمل:

• التشوه الجانبي للتربة.

• التشوه الجانبي للتربة.

• ميل المبنى.

• تسوية سطح الأرض.

• تسوية العمارات.

• رفع المركز المركزي.

• نتوء قاع الحفريات.

الأشياء التي يتم قياسها في الإجهاد والانفعال تشمل:

• تحميل الدعامة.

• إجهاد الهيكل الاستنادي.

• ضغط الأرض على الحائط.

يشمل قياس ضغط الماء:

• ضغط المياه داخل منطقة الحفر.

• ضغط المياه خارج منطقة الحفر.

• ضغط الماء الموجود على الجدار الاستنادي.

لا يُعد نوع نظام المراقبة عاملاً أساسيًا في برنامج مراقبة عملية الحفر طالما أن الأداة المستخدمة دقيقة وممكنة وتفي بالميزانية. كما يمكن أن تكون الأدوات المستخدمة لمراقبة عملية الحفر إما: النوع الإلكتروني، أو نوع غير إلكتروني.

النوع الإلكتروني من الأدوات حساس للغاية ويمكن قراءته بسهولة. كما يمكن تكوين هذا النوع من الأدوات في نظام مراقبة يكون إما آليًا أو شبه آلي بطبيعته. بحيث تؤثر عملية التثبيت والبيئة المحيطة بشكل كبير على دقة القياس وقيمة القراءة التي يتم الحصول عليها. ويجب فحص الأداة المستخدمة بانتظام حتى يمكن إجراء قياس ومراقبة الحفر على المدى الطويل بدقة.

لذا، فإنّ المتانة هي عامل أساسي عندما نقرر تركيب أداة إلكترونية في الموقع للقياس، فهي تتطلب اهتمامًا خاصًا. ومن أجل قياس حركة التربة أو الهيكل، يمكن استخدام الأدوات المستخدمة في المسح المستوي مثل الأشرطة. كما يمكن قياس زاوية الميل عن طريق الأدوات الإلكترونية أو المسح المستوي.

يمكن قياس قياس الإجهاد أو الإجهاد بواسطة مقاييس الإجهاد أو محول الطاقة الإلكتروني الذي يأخذ مقياس الإجهاد كوحدة قياس.

أنواع أنظمة المراقبة لأعمال الحفر في البناء:

يمكن أن تكون أنظمة المراقبة لأعمال الحفر في البناء من ثلاثة أنواع:

• أنظمة مراقبة الحفر اليدوية.

• أنظمة مراقبة الحفر الأوتوماتيكية.

• أنظمة مراقبة الحفر شبه أوتوماتيكية.

يتطلب النظام اليدوي من الإنسان قراءة القيم بغض النظر عمّا إذا كانت من النوع الإلكتروني أو الميكانيكي. حيث يحتوي النظام التلقائي على مستشعرات إلكترونية متصلة بنظام كمبيوتر. ولكل أداة مراقبة، يتم أخذ القياس الخاص بها من الكمبيوتر. كما أن هذا يساعد في الحصول على قيم القياس المستمرة. الأنظمة الأوتوماتيكية غالية الثمن لكنها فعالة.

يمكن تجنب المزعجة في القراءة البشرية بهذه الطريقة. كما يتم تطبيق هذا كثيرًا على مشاريع التنقيب وحيث تكون الحساسية تجاه البيئة عالية. حيث يستفيد النظام شبه الأوتوماتيكي من النظام الأوتوماتيكي للأجزاء المهمة ويعتمد على القراءة البشرية للأجزاء الأخرى. وهنا يتم الحصول على البيانات من خلال نظام الكمبيوتر عن طريق الاتصال اللاسلكي.

يتم جمع البيانات من مسجل البيانات بواسطة المهندسين. وهذه الطريقة تساعد في توفير التكلفة. كما توفر هذه الطريقة أيضًا قيمًا مستمرة.