تطبيقات ميكانيك التربة


تطبيقات ميكانيك التربة

ميكانيك التربة  إن الممارسة الهندسية التى تطبق مبادىء ميكانيك التربة على تصميم المنشآت الهندسية تدعى بهندسة التربة التي تعتمد لاختيار نوع الأساسات وطريقة تنفيذها على دراسة المسائل الآتية:
ـ الضغوط والإجهادات التى تنقلها الأساسات.
ـ عمق التأسيس المقترح وإمكان الاستناد إلى التربة السطحية.
ـ الهبوطات المسموحة فى المنشآت.
ـ ضرورة تدعيم الحفريات أثناء الإنشاء.
ـ تخفيض منسوب المياه الجوفية لتنفيذ أعمال الحفر والأساسات وخطره على الأبنية المجاورة.
ـ معالجة تربة التأسيس وتحسين خواصها.
ـ تعويم المنشأة واستعمال أساسات عائمة بزيادة عمق التأسيس بحيث يكون وزن التربة المزاحة معادلاً لوزن المنشأ.
ـ استعمال الأوتاد أو الركائز أو القيسونات وتحديد عمق استنادها أو غرسها ونوعها والحمولة القصوى المسموحة للوتد.
وللحدْس الهندسي دور مهم فى ممارسة هندسة الأساسات، ويتطلب ذلك من مهندس الأساسات الحصول على مقطع للموقع ومعطيات عن خواص التربة ومعلومات جيولوجية كافية للتوصل إلى قرار عملي واقتصادي وأمين.
فى حالات إنشاءات الجدران الحاملة من طابق واحد وحين تكون التربة متجانسة نسبياً فقد تكفي معلومات من مقاطع 4-5 سبور استطلاعية غير عميقة، بينما لبناء من 10 طوابق فإنه يتوجب أن تكون المعلومات اللازمة أكبر.

 

عندما تكون المنشأة المعنية هي مبنى من 100 طابق فإن المعلومات اللازمة حينئذ ستكون كبيرة وقد يكلف الحصول عليها من 0.5 إلى 1 بالمئة من تكاليف الإنشاء الإجمالية. من المفيد لمهندس الأساسات أن يطلع على توصيات وتصاميم مشروعات سابقة فى موقع قريب من موقع المشروع المدروس.
التصدعات الناشئة عن الهبوطات التفاضلية فى التربة

يمكن تصنيف تشققات عناصر المنشآت الناتجة عن الهبوطات التفاضلية إلى:\

ـ تشققات معمارية تظهر فى الجدران غير الحاملة والأرضيات والدهان.
ـ تشققات إنشائية تظهر فى العناصر الإنشائية الحاملة كالجسور والأعمدة.

 

 

 

ميكانيك التربة

يحدث الهبوط التفاضلي نتيجة لأسباب كثيرة منها:

ـ اختلاف تربة التأسيس.
ـ اختلاف الإجهادات المطبقة على الأساسات.
ـ اختلاف زمن تنفيذ أجزاء المنشأة.
ـ اختلاف شروط تحميل التربة.
ـ اختلاف منسوب المياه الجوفية أو اختلاف ترطيب التربة تحت قواعد الأساسات المختلفة.
إن الترب الحاوية على معادن المونتموريللونيت والكاولين الحساس للمياه هي ترب قابلة للانتفاخ عند زيادة رطوبتها، وتظهر فعالية الانتفاخ حين تكون نسبة المواد الناعمة (المارة من المنخل رقم 200) أكثر من نصف الوزن، وعند تناوب فترات زمنية طويلة من الرطوبة والجفاف وحين تكون ثخانة طبقة التربة القابلة للانتفاخ كافية لتتولد داخلها إجهادات وتشوهات محسوسة، وتكون درجة الانتفاخ عالية جداً عندما يكون تغير الحجم من الجاف إلى المشبع أكبر من 30 ٪، وحيثما يتوضع البازلت تتشكل بفعل عوامل التعرية ترب غضارية قابلة للانتفاخ

المعلومات المطلوبة لدراسة تربة تحت منشأة

يجب التعرف على التربة ووصفها واختبارها في الحقل واستخراج عينات منها لدراسة خواصها الفيزيائية والميكانيكية فى المخبر ولتحديد قدرة تحملها المسموحة ومقدار الهبوط المتوقع حصوله فيها تحت قواعد الأساسات، بحيث يمكن تصميم أساسات اقتصادية وآمنة في مدة استثمار المنشأة.
أعمال السبور وتحديد عددها وأعماقها: تستكشف القاعدة الترابية الحاملة للمنشأة لتحديد طبقات التربة وطبقة التأسيس المناسبة ومنسوب المياه الجوفية وتأثيرها في قواعد الأساسات، ودراسة تأثير أساسات المنشأة المطلوبة أو طريقة تنفيذها على المباني المجاورة وطريقة حماية هذه المباني إذا لزم الأمر.
تتم أعمال التحريات الحقلية غالباً بآلات السبر الدورانية، أو بوساطة حفر الاختبار trial pits حين لا يسمح الموقع بالسبر الآلي، ويرافق ذلك ما يلزم من تجارب بسيطة للتعرف على أنواع الترب مع إجراء بعض التجارب الحقلية.
إن هدف أي برنامج تحريات للتربة هو معرفة طبيعة طبقات التربة التحتية التي تؤثر في المنشأة المراد إقامتها, وذلك كما يأتي: