طرق بناء أنابيب الركائز
تُعدّ أنابيب الركائز، المعروفة أيضًا باسم ركائز الأساسات، عناصر أساسية في مشاريع بناء الأساسات العميقة، إذ تضمن استقرار وسلامة المباني والجسور والأرصفة وغيرها من البنى التحتية. تُستخدم لنقل الأحمال من البنية الفوقية إلى طبقات تربة أعمق وأكثر استقرارًا. يُعدّ فهم طرق بناء أنابيب الركائز أمرًا أساسيًا لضمان فعالية وكفاءة وسلامة هذه الهياكل الأساسية بيئيًا. يمكن تصنيع أنابيب الركائز من أنابيب فولاذية SSAW وأنابيب فولاذية غير ملحومة، بالإضافة إلى بعض أنابيب فولاذية LSAW كبيرة القطر وأنابيب ERW. في هذه المقالة، سنستكشف طرق بناء أنابيب الركائز المختلفة، ونقدم دليلًا مفصلاً لكل من الركائز الجاهزة والمصبوبة في الموقع.
أنواع أنابيب الركائز
قبل الخوض في طرق البناء، من الضروري فهم أنواع أنابيب الركائز المختلفة الشائعة الاستخدام في مشاريع البناء:
1. الركائز الجاهزة
تُصنع الركائز الجاهزة في المصانع أو مواقع البناء، وتشمل ركائز خرسانية جاهزة، وركائز أنابيب فولاذية، وركائز فولاذية على شكل حرف H. تُدفع هذه الركائز أو تُضغط أو تُهتز في التربة لتوفير الدعم للهيكل الذي يعلوها.
2. الركائز المصبوبة في الموقع
تُصنع الركائز المصبوبة في الموقع عن طريق حفر حفرة في موقع الركائز، وإدخال هيكل فولاذي، ثم صب الخرسانة في الحفرة. بناءً على طريقة تشكيل الحفرة، يمكن تقسيم الركائز المصبوبة في الموقع إلى ركائز حفر، وركائز حفر، وركائز تغليف، وركائز تمدد متفجرة.
طرق بناء أنابيب الركائز
يتضمن بناء أنابيب الركائز طرقًا مختلفة، تناسب كل منها ظروف التربة المختلفة، وأنواع الركائز، ومتطلبات المشروع. فيما يلي أهم طرق البناء:
1. دقّ الخوازيق بالمطرقة (الخوازيق الجاهزة):
تعتمد طريقة دقّ الخوازيق بالمطرقة على استخدام قوة صدم مطرقة الخوازيق التي تسقط على سطح الخوازيق للتغلب على مقاومة التربة للخوازيق، مما يسمح لها بالغوص إلى عمق محدد مسبقًا أو الوصول إلى الطبقة الحاملة. يُعدّ دقّ الخوازيق بالمطرقة طريقة شائعة الاستخدام في دقّ الخوازيق الخرسانية الجاهزة. يتميز بسرعة بناء عالية، ودرجة عالية من الميكنة، ونطاق واسع من التطبيقات. ومع ذلك، قد يُسبب دقّ الخوازيق ضوضاء واهتزازات في الطبقة السطحية أثناء البناء، مما يُقلّل من فعاليتها في المناطق الحضرية وأثناء الليل.
المعدات المستخدمة:
مطرقة الخوازيق: تشمل مطارق الإسقاط، ومطارق البخار، ومطارق الديزل، والمطارق الهيدروليكية.
هيكل الخوازيق: يدعم الخوازيق ومطرقة الخوازيق، ويوجّهها أثناء دقّها.
وحدة الطاقة: تُزوّد مطرقة الخوازيق والرافعة بالطاقة.
٢. الخوازيق الاهتزازية
تُعدّ الخوازيق الاهتزازية طريقة شائعة أخرى لدقّ الخوازيق مسبقة الصب، خاصةً في التربة الرخوة أو الرملية. في هذه الطريقة، تُستخدم آلية اهتزازية لتقليل احتكاك التربة، مما يُسهّل دقّ الخوازيق في الأرض. مبدأ العمل: جهازها الرئيسي هو هزاز، يستخدم قوة الإثارة التي يُولّدها الهزاز لجعل جسم الخوازيق يهتز بتردد عالٍ. في هذه الحالة، تغوص الخوازيق في التربة تحت تأثير وزنها الذاتي أو ضغط إضافي طفيف، أو تُسحب من التربة تحت قوة رفع خفيفة.
المعدات المستخدمة:
الهزاز: جهاز يُولّد اهتزازًا لتسهيل اختراق الخوازيق للأرض.
إطار الخوازيق: يُوجّه الخوازيق أثناء عملية الدقّ.
٣. خوازيق الضغط الساكن (خوازيق الأنابيب الخرسانية المُجهّزة مسبقًا)
دقّ الخوازيق الساكن هو طريقة لدقّ الخوازيق في تربة ناعمة ومتجانسة. يُستخدم الوزن الساكن والثقل الموازن لإطار دقّ الخوازيق (المصنوع من الفولاذ) لضغط وزن دقّ الخوازيق بالكامل (800-1500 كيلو نيوتن) على سطح الخوازيق باستخدام حبل سلكي فولاذي وبكرة وعارضة ضغط للتغلب على الاحتكاك بين جسم الخوازيق والتربة عند هبوطها، مما يُجبر الخوازيق الجاهزة على الهبوط وضغطها في التربة مقطعًا تلو الآخر. تتميز طريقة دقّ الخوازيق هذه بأنها خالية من الاهتزازات والضوضاء، ولها تأثير ضئيل على البيئة المحيطة. وهي مناسبة للبناء في المدن. يعتمد بناء دقّ الخوازيق عمومًا على طريقة ضغط المقاطع وتمديدها مقطعًا تلو الآخر.
توجد حاليًا ثلاث طرق لربط الخوازيق: اللحام، وربط البراغي بالشفة، وطريقة تثبيت ملاط الكبريت.
4. أكوام الحفر والحقن (الأكوام المصبوبة في الموقع)
تُستخدم أكوام الحفر والحقن لإنشاء أساسات عميقة ومستقرة عن طريق حفر ثقوب ثم حقن الملاط أو الخرسانة فيها. تُستخدم هذه الطريقة عادةً للأكوام المصبوبة في الموقع، خاصةً في ظروف التربة الصعبة.
الخطوات:
الحفر: يُحفر بئر في موقع الأكوام المُحدد.
الحقن: يُحقن الخرسانة أو الجص في الحفرة، مما يُثبّت التربة المحيطة ويُشكّل أساسًا متينًا.
5. طريقة التغليف (طريقة غمر الأنبوب)
تتضمن طريقة التغليف استخدام غلاف أنبوب فولاذي لحفر موقع الأكوام وتثبيته قبل صب الخرسانة. تُستخدم هذه الطريقة لإنشاء أساسات عميقة، خاصةً في المناطق ذات التربة الرخوة أو اللينة.
الخطوات:
إدخال الغلاف: يُغمر أنبوب فولاذي في الأرض عند موقع الأكوام.
صب الخرسانة: تُسكب الخرسانة في الغلاف لتشكيل الأكوام.
6. طريقة التمدد المتفجر (الأكوام المصبوبة في الموقع)
تتضمن هذه الطريقة استخدام مواد متفجرة لتوسيع التربة، مما يسمح للأكوام بالانغماس في مكانها. وهي تقنية أقل شيوعًا، ولكنها قد تكون فعالة في ظروف معينة. عوامل يجب مراعاتها في بناء الأكوام
تعتمد طريقة البناء المختارة على عدة عوامل، منها:
حالة التربة: يؤثر نوع التربة (لينة، صلبة، رملية، إلخ) بشكل كبير على اختيار الأكوام وطريقة البناء.
نوع الأكوام: عادةً ما تكون الأكوام الجاهزة أسهل وأسرع في التركيب، بينما قد تكون الأكوام المصبوبة في الموقع ضرورية للأساسات العميقة.
موقع المشروع: قد تتطلب البيئات الحضرية أساليب أكثر هدوءًا مثل أكوام الضغط الساكن، بينما قد تسمح المواقع النائية باستخدام أساليب أكثر إزعاجًا مثل دق الأكوام بالمطرقة.
بعض الأمور التي يجب مراعاتها أثناء البناء:
يجب ألا يتجاوز انحراف خط وسط حفرة الخازوق 50 مترًا مربعًا، وألا يتجاوز انحراف عموديته 0.5%.
يجب ألا يقل قطر الخازوق عن القطر التصميمي للخازوق. في منطقة حفرة الحفر، يجب عدم تراكم أي تربة أو مواد بناء متبقية، مع تجنب الأحمال المركزة والاهتزازات الميكانيكية.
يجب أن يكون أساس الخازوق على الطبقة الحاملة المطلوبة في التصميم، ويحدد المصمم عمق حفر الخازوق بناءً على الوضع الفعلي لطبقة تربة الأساس في الموقع.
يجب حفر حفر الخازوق يدويًا بشكل مستمر، وصب الخرسانة فور الانتهاء من الحفرة. يجب إزالة الخبث العائم والتربة المتبقية من قاع الحفرة بعناية، وتصريف المياه المتراكمة، ومنع تدفق المياه الجوفية أثناء عملية الصب.
أثناء عملية الحفر اليدوي، يجب تنفيذ عملية البناء بدقة وفقًا لإجراءات التشغيل. يجب تركيب حاجز أمان على سطح البئر. عندما تكون المسافة الصافية بين ثقوب الركائز أقل من ضعف قطر الركائز وأقل من 2.5 متر، يجب حفر الثقوب على فترات.
الخلاصة
تتنوع طرق بناء أنابيب الركائز، ولكل منها مزايا وقيود فريدة حسب متطلبات المشروع. سواءً باستخدام ركائز مسبقة الصنع مع دقّ الركائز بالمطرقة، أو تركيب ركائز مصبوبة في الموقع من خلال الحفر والحقن، فإن اختيار طريقة البناء المناسبة أمرٌ أساسيٌّ لاستقرار أي أساس وسلامته على المدى الطويل. من خلال مراعاة عوامل مثل ظروف التربة وأنواع الركائز ونطاق المشروع، يمكن للمقاولين اختيار الطريقة الأنسب لضمان نجاح تركيب الأساس.