فهرس |
مقدمة
الأساسات les fondations هي الجزء السفلي للبناية الهندسية و دورها هو رفع حمولات البناء و ضمان تثبيتها علي الأرض ، تكون الأساسات عادة داخلة في الأرض علي عمق مناسب للبناء و يتم اختيار الأساس وفقا لنوع البناية و اسلوب التصميم و قدرة تحمل التربة لدالك يجب ان يتوفر في تربة البناء أربعة شروط:
المتانة
حتي لا يحدث الانحطاط بتأثير حمولات المنشأة المنقولة اليها بالأساسات .
التوازن
حتي لا يحدث فيها انزلاقات نتيجة انزياح الكتل الترابية فيها أو انهيارها عندما لا يكون مستقرا.
الثبوتية
حتي لا يكون هناك انحراف أوفجوات داخلية بتأتير حث الماء فيها.
الاستمرارية
حتي لا يحدث فيها تغيراتو تشوهات كبيرة في حجمها.
يتطلب ضمان هده الشروط معالجة خاصة للتربةو تثبيتها و عزلها عن الرطبة كما يتطلب احيانا اختيار نوع خاص للأساسات ولهدا فان هده العملية ضرورية، لا غنى عنها قبل تحديد نوع الأساس و تصميمات البناء و المنشأتالضخمأماالبنايات العادية فأساساتها تصمم مسبقاو كل هدا يشترط معرفة مواصفات التربة و البحث عن العمق الذي يوفر ذالك ،و كل هدا يجعل الأساسات مرتبطة بميكانيك التربة الذي يدرس خواص التربة.
دراسة تربة الانشاء
تدرس التربة للكشف عن طبيعتها و ترسب طبقاتها و سمكها و ليتم وفق الدراسة لتحديد التربة التي توفر الشروط الأربعة السابقة للتذكير (المثانة، التوازن، الثبات ، اللاستقرار) و لمعرفة طبيعة التربة ليس هناك طريقة واحدة ولاكن أكثر الطرق الملائمة هي في موقع المنشأت تأخد منها عينات تجرى عليها تحاليل في المخبر و من ثم تصنف و تحفظ و توضع النتائج في تقرير دراسة التربة ، ينفد السبر بطريقة مختلفة منها : السبر بالمثقاب اليدوي،السبر بالحفارة المائية، السبر بالدق و السبر بالحفر الدوراني بالنسبة للتربة القاسية و عندا توفر معطيات التربة ثم التحقق من الخواص بالكشف عن التربة بواسطة مثقاب و معازل مخروطية .
عادة يكون طول السبر يساوي 3 اضعاف أكبر بعد في الأساس (النعل) و بما لا يقل عن 3امتار عن الأساسات العادية ،أما الأوتادفيجب النزول بعمق اللازم، يوضع السبر عادة ب15 متر بين كل سبر واخر، و ب30 متر بين السدود الترابية و الأنفاق و يختلف هدا بتجانس وعدم تجانس التربة ، ففي عدم تجانس التربة التي تكون اما ناعمة أو خشنةو أهم الخصائص : مقاومة التربة للضغط؛ تماسك التربة ؛زاوية الاحتكاك ،و تم حساب مقاومة التربة بتقسيم الحمولة على السطح. اما في المنشات الكبيرة نحدد خصائص اخرى مثل معامل النفادية و الضغط الحبي و مميزات الاجهاد التشوه و تاثيراته في استقرارالتربة و توازنها و ثبوتها.
انواع الأساسات
يمكن تصنيف الأساسات حسب العمق:
تصنيف حسب الشكل:
- اساس منفرد (منعزل) و هي في معظم الأحيان تكون اساسات سطحية مصنوعة من الحجر اوالخرسانة و هي اساس يحمل عمود واحد فقط.
- الأساس المشترك يحمل عمودين أوأكثر.
- الأساس المستمر يحمل جدار.
- الأساسات المنفردة تصب الخرسانة المسلحة في الموقع نفسه و يكون مسبق الصنع و يتم ترسيبها فيما بعد، وفي معظم الأحيان تصب خرسانة النظافة بسمك 4-5 سنتبمتر قبل وضع الأساس و يقدر الأسمنت في الخرسانة حوالي 150 كيلوغرام في المتر المعكب الواحد، أما الخرسانة العادية تقدر ب 250 كيلوغرام في المتر المعكب الواحد علي الأقل للأساسات المنفردة بخرسانة غير مسلحة.
-
- 350 كيلوغرام في المتر المعكب الواحد بالنسبة ة المسلحة.
-
- 300 كيلوغرام في المتر المعكب الواحد للأساسات المنفردة بالخرسانة المدفونة تحت الماء.
- الحصيرة هي من الأساسات السطحية تحمل في غالب الأحيان الأعمدة و الجدران، تكون بالخرسانة المسلحة و اللجوء الي استعمالها يعتبر حلا اقتصاديا بالدرجة الاولى من النزول إلى اعماق كبيرة و هدا عندما تكون مقاومة التربة ضعيفة و فيها يتم توزيع الحمولات توزيعا منتظما و هدا لتحديد الأنحطاطات الموضعية المؤدية إلى تشقق الجدران و تصب خرسانة النظفة فيها ب 5 سنتيمتر على الأقل من الخرسانة العادية 150 كيلوغرام في المتر المعكب الواحد.
صورة:حصيرة من الخرسانة المسلحة
- الأوتاد عبارة عن اساسات عميقة يتم الوصول اليها بارتفاع التربة الصالحة للتأسيس عليها ، و يكون اما من الخشب او المعدن او الخرسانة. تصنع الأوتاد الخشبية و تق بواسطة الات خاصة بعد وضع اطرافها بمخروط معدني يمنع التأكل عند الدق.
صورة:نعل معدني لوتد خشبي و تكون الأوتادالمعدنية فولاذية علي شكل اساس شكلهيمكن دقها و وضع حفر الأبار وتصب الخرسانة من حولها. صورة:مراحل تنفيد الوتد المصبوب في المكان كما ان الأوتاد الخرسانية تحفر بالات خاصة ، حيث يوضع احينا قمصان معدنية حول الأوتاد عندما تكون التربة رطبة أي مشبعة بالماء ، ايضا انزال هيكل التسليح المعدني و تصب خرسانة الوتر و يسحب القميص للحماية .
تزود كل من الأوتاد الخرسانية و المسبقة الصنع بقلانس مسلحة فوق الرؤس التي تتعرض للدق و هدا بالات خاصة تحمل الأجهدات الخاصة و الناجمة عن ثقلهاو حملها و حمولات المنشاة و اقامة البناء.
ترتكز الرؤوس الحادة السفلية علي التربة الصالحة لتأسيس البناية و تحمل في غالب الأحيان عدة اوتاد متقاربة في حزمة علي شكل قبعة و ترتكز قاعدة المنشاة علي مجموعة حزم، تكون الأوتاد شاقولية و قليلا ما تكون مائلة. صورة:مبنى يرتكز على مجموعات حزم من الأوتاد
- الركائز هي من الأساسات العميقة تتكون من كثل الخرسانة تقوم بنقل ثقل المنشات إلى التربة .
الأساسات الخاصة
هي اساسات تقام في المنشاة الضخمة مثل : ناطحات السحاب ، المداخن العالية و ليس لهذه الأساسات نوع خاص تحتاج في خالب الأحيان إلى تدعيم من قبل التربة، تثبتها يكون بالميلاط الاسمنتي أو الحصى كما تحتاج إلى دراسة معمقة للتربة و هدا جيولوجيا و هدرولوجيا.
هدا النوع من الأساسات يكزن في غالب الأحيان خليط من الأوتاد، الحصائر ، الركائز ، للأساسات.
تقنية تنفيد الأساسات
تتضمن اعمال تحضيرية تتمثل في حفر الأبار و تدعيمها عندا اللزوم تتمثل في غالب الأحيان في ضخ الماءو عزل الأساس ونكتفي في بعض الأحيان بازالة التربة للوصول إلى العمق المناسب ، وليكن عندما يكون منسوب التاسيس ظاهرا تحفر ابار مكشوفة دون أي تدعيم أو ابار مدعمة بالتصفح.
وليكن عندما تكون الأبار عميقة والتربة هشة و ايضا منسوب التأسيس تحت منسوب المياه فيمكن تدعيم جوانب الحفر بصفائح معدنية تثتب في الطبقات الكتيمة . ان الأساسات العميقة الاوتاد و الركائز تصب وتدق في كل من التربة الجافة و التربة المبللة التي من غير الممكن اجراء حفر من حولها و كدالك التربة العادية. اما عندما تكون التربة حصوية هنا يتم اللجوء الي مثاقب الية او مثاقب دورانية و في بعض الأحيان تستعمل المتفجرات و الات خاصة لحفر الاوتاد و الركائز.
اشكال التاسيس
هناك علاقة بين منسوب التاسيس و الطبقة الصالحة التي هي الطبقة التي تحقق الشروط الاربعة وهي المتانة ، الاستقرار، الثبات ، التوازن، وهذه العلاقة تحدد شكل التاسيس التي تنقسم الي ثلاثةاقسام:
صورة:حفرة تاسيس لاساس منفرد فوق منسوب المياه
التأسيس المباشر على تربة صالحة
منسوب التأسيس اعلى من منسوب المياه الجوفية . صورة:تخفيض منسوب المياه الجوفية لحفرة تأسيس بالضخ من بئر راشحة
التأسيس الغير المباشر علي التربة الصالحة
في هده الحالة الأساسات تكون عميقة جدا و غالبا ما تكون في المنشأة البحرية مثل:كاسرات الأمواج ، الأرصفة الشاطئية و تكون الركيزة فوق تربة سطحية.
التأسيس على تربة غير صالحة
هناك اشكال خاصة في الاوتاد و الركائز و التي تكون احيانا مسننة الجوانب و هي ذات اشكال كبيرة تقاوم الحمولات.
حماية الأساسات
ان المياه الجوفية هي من أكبر مشاكل الأساسات و هذا عندما تحتوي على مواد كميائية تؤثر علي فولاذ الخرسانة مع جريانها بانجراف التربة من تحت الأساس ، و لذا نستعمل خرسانة خاصة لمقاومة التاثيرات.
الحل يمكن حماية الأساس بصفائح معدنية او ترصيف الصخور حول كثلة التاسيس و تقام شبكة تصريف المياه في حالة الأساسات العميقة و كذا توضع مواد عازلة امنع التسرب .
المنشات ذات الأساسات العميقة ، المنشات على المنحدرات التي يمكن مع مرور الوقت بتعرية الأساس بسبب جريان الماء و حدوث فجوات يقام جدار جدار الاستناد من الخرسانة المسلحة.
المناطق الشديدة البرودة يؤدي فيها إلى تجمد الماء في التربة الرطبة التي تميعها عند ارتفاع في درجة الحرارة إلى حدوث تغيرات كبيرة في استقرار التربة و يمكن حماية الأساس بواسطة وضع الميلاط الأسمنتي في معظم الأحيان .
تدعيم الأساسات
الأساسات تكون في حاجة إلى تدعيم عند القيام باعمال حفر عميقة و في غالب الأحيان يتم تبديل الأساسات بناء قائم أو تقويتها و هذه العملية في غاية التعقيد تحتاج إلى دقة و خبرة كبيرة و غالية التمن.
تحمل المنشات علي الأساسات مؤقتة جانبية و يتم تنفيد الأساسات و ربطها بهياكل المنشات لكن القليل ما يتم اللجوء الي هذا الحل.
