أنشئ حسابًا أو سجّل الدخول للانضمام إلى مجتمعك المهني.
أتفق مع اجابة ألأخ ألكريم حسام وألأخت الكريمة ورقاء ولكني اخترت ألأسهاب في موضوع ألسؤال على ألرغم من أنه قد لايروق لبعض ألسادة ألأفاضل ولا ارى ضيرا في أن تكون اجاباتي وغيري فيها بعضا أو كل من ألأقتباس هنا أوهناك أنما ألعبرة في القدرة وألأمانة وألدقة في التعامل مع نقل ألمعلومة والتعامل معها في موضعها ألصحيح لابالأجتهادات وألآراء ألشخصية على حساب ألجانب ألعلمي والمواصفات وهنا لآاقصد ألأخوة وألخوات ألكرام اصحاب ألأجابات انما ألمنتقدون للبحث وألأقتباس وأنا اكون شاكرا وممتنا لأصحاب ألتخصص ممن يقتبس ويعد ويقدم لي معلومة صحيحة لأجد فيها ضالتي وتتحقق لي ألفائدة في أستذكار ألمعلومة وللجميع ممن يريد أن يقرأ ويطلع : التربة الانتفاخية
إذا تعرض حجم التربة أو الصخور الرخوة (Soft Rocks ) للانكماش أو التمدد عند حدوث تغير في مستوى الرطوبة بها ( Moisture ) فإنها تسمى انتفاخية. والتربة التي تحدث بها هذه الظاهرة تكون عادة تربة طينية (Clays ) وهي تقع ضمن الصنف ( A -6 وأن ( Liquid limit ) لها40 كحد أعلى وأل(Plasticity index ) لها11 كحد أدنى)) والصنف (( A -7 بصنفيه A -7 -5 و A -7 -6 والذي يكون فيه( Liquid limit ) كحد أدنى41 وأل(Plasticity index ) لها11 كحد أدنى )) وتكون نسبة ألمواد ألناعمة ألعابرة من منخل (غربال) رقم200 (0.075 ملم )وهي تصنف من حيث ألأنشاء على أنها ( ضعيفة الى فاشلة Fair to Poor) وذلك بموجب تصنيف المواصفة ( AASHTO - M145) اضافة ألى ان هناك بعض أنواع التربة الصفائحية( Shales) تتعرض للانكماش والتمدد أيضا.
وترجع هذه الظاهرة إلى تفتت سيليكات الألمونيوم ذات الأصول المعدنية البركانيـــــــــة (Aluminum Silicate Minerals ) لتكون تربة طينية انتفاخية من مجموعة الاسمكتايت (Steatite Group )، وأشهر أنواع التربة التي تتدرج تحت هذه المجموعة هي تربة المنت موريللونايت ( Montmorillonite )، حيث تتمدد الأنواع الصافية ( Pure ) من هذه التربة ليتضاعف حجمها خمس عشرة مرة قدر حجمها وهى جافة. ولكن هذه التربة في الطبيعة عادة تكون مختلطة بأنواع أخرى من الطين لها صفات اقل انتفاخية، ولذلك يندر أن توجد في الطبيعة تربة يتمدد حجمها ولأكثر من مرة ونصف قدر حجمها وهى جافة و في هذا خطورة طبعا على المنشأ المقام على تربة كهذه.
-1متى يصبح وجود التربة الانتفاخية مشكلة؟
إذا توافرت العوامل الثلاثة فسوف يؤدى وجود التربة الانتفاخية إلى مشاكل يتعين علينا دراستها:
أ- أن تحتوى التربة على مكونات معدنية ( Mineral components ) ذات الخواص الانتفاخية العالية .
ب- أن تتعرض هذه التربة لتغيرات كبيرة في محتوى الرطوبة .
ج- طبقة التربة المحتوية على مواد انتفاخية يجب أن تكون بسمك كاف لكي تحدث حركة تكفى لأحداث الضرر على سطح الطبقة .وعموما لو زادت نسبة التمدد الحجم لتربة الأساســـــات عن (3 % ) فإنها تودي إلى إحداث أضرار بنسبة متفاوتة للمنشات ما لم تكن أساساتها مصممة بطريقة خاصة لمواجهة ذلك( Specially designed Foundations )
-2مشكلة التربة الانتفاخية :
طبقا لبعض الإحصاءات فان الأضرار التي تلحق بالمنشات المقامة على التربة الانتفاخية تفوق الأضرار التي تلحق بالمنشات بسبب الفيضانات والأعاصير والزلازل مجتمعة. وتشمل هذه المنشات المباني وأيضا الطرق ( Roads ) والكباري ( Bridges ) وخطوط الأنابيب ( Pipelines ) وأيضا كل المنشات غير المرنة ( Rigid structures ) والتي ترتكز على أو تمر من خلال التربة الانتفاخية.
والمشاكل التي تسببها التربة الانتفاخية تتوقف لحد كبير على اختلاف الضغوط (Pressure changes ) تحت المنشأ من مكان لآخر، وهذا بسبب التوزيع غير المتساوي لمحتوى الرطوبة ( Moisture content ) في التربة الحاملة للأساسات.فنجد أن المباني الصغيرة, الكباري والطرق تؤثر بأحمال صغيرة على التربة الانتفاخية وذلك مقارنة بضغوط الانتفاخ ( Swelling Pressure ) بها وآلتي تتعدى (10000 رطل/قدم2 آو (479000 باسكال.
-3أنواع الأضرار التي تسببها التربة الانتفاخية:
الحركة المتفاوتة ( Differential movement ) تحت المنشأ الواحد من مكان إلى آخر
تغير منسوب التربة في المكان الواحد إلى أعلى والى أسفل تبعا للتغيرات الموسمية ( Seasonal changes ) لمحتوى الرطوبة ومستوى المياه الجوفية ( Water table levels )، والتربة تتعرض لهذه الحركة الرأسية الموسمية حتى أعماق تصل إلى حوالي مترين .
و في حالة إقامة منشأ على مساحة كبيرة نسبيا ( مبنى ضخم أو طريق) فان التغيرات الموسمية في محتوى الرطوبة بسبب الأمطار سوف تتوقف عن الحدوث تحت وسط المنشأ، ولكنها سوف تستمر في الحدوث حول أطراف ومحيط المنشأ، وهذا يؤدى إلى هبوط أطراف المنشأ بالنسبة لوسطه في مواسم الجفاف وهذه الظاهرة تسمى تقبب التربة ( Doming of soil ) تحت المنشأ، وعلى العكس من ذلك في مواسم الأمطار فان أطراف المنشأ ترتفع بالنسبة لوسطه، ويحدث ما يسمى تقعر التربة ( cupping of soil )، ويسمى هذا التمدد للتربة حول محيط المنشأ بالتمدد الموسمي ( seasonal heave )، ويحدث تأثير مماثل على مستوى الرطوبة بالتربة نتيجة لوجود أي تسرب من مواسير المياه أو الصرف الصحي في جانب من جوانب المنشأ، ويسمى التمدد الناتج عن ذلك في التربة بالتمدد العام(General Heave ).
4- كيفية معرفة التربة الانتفاخية:
الشك في وجود تربة انتفاخية قد يأتي بعد ملاحظة مظهر التربة وسلوكها بعد الغمر، وقد يوجد هذا الشك أيضا لمجرد وجود الموقع في المنطقة عرف عنها أن تربتها انتفاخية، وفى كل إقليم يعرف المهندسون به والمتخصصون توزيع المناطق التي تحتوى على تربة انتفاخية. وأيا كان سبب وجود الشك فمن الواجب عندئذ إجراء كشف موقعي دقيق ( site investigation ) وسواء أجرى الكشف بمعرفة مهندس جيو تقنى أو جيولوجي متخصص في التربة الهندسية، فهناك عدة ظواهر لو وجدت في تربة ما لامكن التأكد من إنها تربة انتفاخية وهذه الظواهر كالتالي:
أ- عندما تكون التربة الطينية رخوة كالبودرة ( Soft Puffy ) وتبدو كالفشار وهى جافى (popcorna_ppearance).
ب- عندما تلتصق التربة الأصابع بشدة وهى مبتلة.
ج- عندما تظهر التربة لدونه عالية وتكون ضعيفة وهى مبتلة (highly plastic & weak) ولكنها تكون صلبة كالصخر وهى جافة .(rock_hard)
قد يظهر فحص المنشات الموجودة من قبل الغروب من الموقع وجود أضرار بها أو شروخ تدل على وجود تربة انتفاخية أسفلها، وعند الحكم مبدئيا بان التربة انتفاخية فان هناك العديد من الاختبارات المعملية التي يتعين أجراؤها على عينات من التربة لإعطاء تقييم أكثر دقة لمدى انتفاخية التربة، وتعتبر ارتفاع علامة اللدونة (plasticity index ) هي المؤشر الأول للحكم على مدى انتفاخية التربة ويضاف إلى ذلك وجود نسبة يعتد بها للمكون الطيني بالعينة وهى الحبيبات التي يقل قطرها عن2 ميكرون (clayfraction).
يحكم على مدى انتفاخية التربة بدلالة كل من علامة اللدنة ( P.I) ونسبة المكون الطيني بالعينة وهذان يتم تعينهما معمليا، وقد عكست الخبرة تأثير علامة اللدونة (P.I )على مدى اللدونة الانتفاخية.
ويجب ملاحظة أن علامة اللدونة ( P.I ) هي مؤشر فقط، ولكن هناك عوامل أخرى تحدد مدى قابلية التربة للانتفاخ مثل البناء التركيبي للتربة ( SOIL STRUCTU E)، وكذلك عمق الطبقة الانتفاخية والذي يؤدى إلى الحكم على مدى الحركة على سطح الأرض .
قبل اختيار نوع الأساسات ( FOUNDATION DESIGN ) يجب الأخذ في الاعتبار أيضا التركيب الجيولوجي للموقع وكذلك تأثير المياه الجوفية (GROUND WATER )، وهناك العديد من التجارب المعملية التي تتيح حساب قيمة التمدد ( HWAVE ) التي يتعرض لها موقع معين، وهذه التجارب لا غنى عنها في حالة تشييد المنشات الكبرى الهامة.
5-معالجة وتقليل الأضرار الناتجة عن التربة الانتفاخية:
هذه التقنيات من الممكن الاستغناء عنها في حالة التمكن من تغيير الموقع المرشح للإنشاء (CONSTRUCTION SITE ) بموقع آخر ولكن عند تعذر تغيير الموقع فأنة ينتقى من هذه التقنيات ما يناسب الموقع المرشح , وهذه التقنيات هي كالتالي :
- عزل المنشأ عن التربة الانتفاخية. ( ISOLATION FROM EXPANSIVE SOIL)
- تصميم المنشأ المرن (FLEXIBILITY IN DESIGN).
- معالجة التربة لتقليل التغيرات الحجية.( TREATEMNET SOIL )
-الصرف والتحكم في مياه الأمطار
(DRAINAGE AND CONTROL OF SURFACE RUNOFF)
-احتياطات تتعلق بالمزروعات المجاورة للمنشأ
VEGETATION) MANAGEMENTOF)
-6 عزل المنشأ عن التربة الانتفاخية ( ISOLATION FROM EXPANSIVE SOIL)
هنا يتم عزل المنشأ وحجبه عن تأثير الإجهادات (STRESSESS) الناتجة عن تمدد وانكماش (SWELLING & SHRINKING) التربة المحيطة، ويتم ذلك بإحلال التربة (REPLACEMNET) إحلالاً كلياً أو جزئياً، فإذا كان سمك الطبقة الانتفاخية صغيرا (SHALLOW) فيمكن عندئذ حفرها وإزالتها واستبدالها بردم غير تمددي (NONEXPANSIVE FILL) بينما لو كانت الطبقة الانتفاخية عميقة فيتم حفرها بعمق كاف ثم يعاد ملئها بردم غير تمددي مع مراعاة السرعة في الردم لتفادى جفاف التربة العميقة.
والتربة الانتفاخية قد تسبب أيضا إجهادات أفقية( HORIZONTAL STRERSSESS )، وذلك إذا حصرت ما بين إنشاءات راسية مثل حوائط لبر ومات (BASEMENT) آو الحوائط الساندة (RETAINING_WALLS).
عند بناء حائط ساند كبير ليسند تربة انتفاخية يتم حفر وإزالة التربة خلف الحوائط ثم إحلالها بتربة غير تمددية ( NONSWELLING ) مع استعمال طبقة غير منفذة للمياه (WATERPROOF MEMBRANE) حول الردم، وذلك لتفادى تغيير المحتوى الرطوبة لتربة الردم (SOIL_MOISTURE).
عندما يكون الحفر والإحلال ممكنا فمن الممكن حل المنشأ على أعمدة أسطوانية( PIERS ) تصل إلى الطبقة غير التمددية، وذلك لعزل المنشأ عن تأثير الحركة غير المتساوية (UNEQUAL MOVEMENT) ، والأعمدة الأسطوانية نفسها تغطى بغلاف أسطواني من الفايبر (FIBER BOARD CIRCULAR) FORM ، وهذه الأعمدة أفضل من استعمال الخوازيق (PILES )، وذلك لتفادى الرفع والاهتزازات (HEAVE AND VIBRATIONS)المصاحبة لدق الخوازيق .
وسواء استعملت الأعمدة الاسطوانية أو الخوازيق فإنها يجب أن تصمم بدقة وذلك لان التصميم الخاطئ لئلا قد يودي إلى شروخ وانهيارات فى المشا.
أخيراً يجب مراعاة أن القوى الرافعة( UPWARD FORCES ) التي تبذلها التربة الانتفاخية على هذه الأعمدة والخوازيق عند حدها الأقصى لا تتعدى أحمال هذه العمدة ( PICR LOAD ) أو الخوازيق وإلا فيجب عمل تغييرات أخرى في التصميم كأن نوسع قاعدة العمود ( BELLIED PIER) .
هناك طريقة فعالة جدا لمعالجة انتفاخ مختلف التربة تسمى (Deep Soil Mixing (DSM(خليط من عمق التربة) اخترع في اليابان والدول الاسكندنافية. استخدامها في ازدياد مستمر في العالم، سواء في تعزيز عزل التربة في الأرض الرخوة أو القابلة للاختراق. و الطريقة تمكن في تحسن كبير في الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للتربة المعالجة.
و هناك طريقتان من DSM.
1-الطريقة الرطبة: خلط التربة ميكانيكيا بمواد مضافة من الإسمنت او حليب الجيـــر
2-الطريقة الجافة: استخدام الحقن ذات الضغط العالي في الطين بالإضافات لتحسين جودة الخلط.
يستند التكنولوجيا DSM على مفهوم مبتكر لتحسين التربة الطبيعية l للوصول إلى خصائص محددة لحل مشاكل إنهيارات الحفر و تجنب استخدام الأساسات العميقة و في مجالات واسعة من التطبيقات، فضلا عن مجموعة واسعة من التشكيلات الهندسية الممكنة استخدامها للحصول على الحلول الأمنية والاقتصادية الجيوتقنية.
في حاله ما واذا كانت التربه المزمع التاسيس عليها بها خواص انتفاخيه فيتم عمل طبقه احلال بسمك مناسب مع دمك هذه الطبقه جيدا حتي95 في الميه ويفضل استخدام الرمال النظيفه وايضا يفضل عمل الاساس نظام قواعد منفصله وميد لكي تتمكن التربه من التنفس...ايضا يتم عزل محيط المبني وحمايته من المياه بقدر الامكان وعمل نظام صرف للمياه محكم التوصيلات...هذه الادوات تحمي الاساسات من التاثر بانتفاخ التربه في حال تسرب المياه الي اسفل الاساسات وهيا غير مكلفه ايضا ......لكن لايفضل ان تكون اسات المنشا مرنه لانها لن تقاوم انتفاخ التربه الي اعلي ولكن يتم ربط القواعد بميد عاليه الجساءه
السلام عليكم
من الممكن ازالت هذه التربة من الموقع او اذا تعذر ذلك ممكن نضيف اليها الجير حتى نقلل من ال PI
او ممكن من ناحية تصميم الاساسات نمنع بقدر المستطاع وصول المياه للتربة.
هل تحتاج لمساعدة في كتابة سيرة ذاتية تحتوي على الكلمات الدلالية التي يبحث عنها أصحاب العمل؟