الاساسات بشكل عام تنقسم قسمين يحتوي كل منهما على عدة
طرق للتأسيس حسب نوع التربة وحمل المبنى وهذين
أولاً : الأساسات السطحية ( Shallow Foundations )
تأسيس المبنى على أعماق قريبة من سطح الأرض
ويحدث ذلك بالطرق
1- أساسات لقواعد شريطية .
2- أساسات لقواعد منفصلة .
3- أساسات لبشة أو حصيرة .
4- أساسات الأعمدة سابقة التجهيز .
5- الحوائط الساندة .
ثانياً : الأساسات العميقة ( Deep Foundations ) :-
فيحاله عدم وجود طبقة صالحة لتأسيس بالقرب من سطح الأرض
لذلك نلجأ إلى اختراق التربة إلى أعماق كبيرة للحصول على السطح
الصالح للتأسيس ويتم ذلك بالطرقالآتية
1- أساسات الآبار الاسكندرانى .
2-أساسات خازوقية .
3-أساسات القيسونات .
4- الستائر الخازوقية .
- النوع الأول : الأساسات السطحية
( Shallow Foundations )
1- أساسات القواعد الشريطية ( Strip Foundations )
وقد تسمى أساسات مستمرة ويستعمل هذا النوع من الأساسات
عند إنشاء المباني ذات الحوائط الحاملة وتتم عن طريق حفر خندق
فيالأرض لكل حائط من حوائط المبنى وتعتمد نظرية هذا النوع من
التأسيس على انتقال أحمال المبنى إلى التربة عن طريق الحوائط
وبالتالي يلزم استمرار الأساس تحت أسفل الحوائط بالكامل يحقق
انتشار الأحمال على أكبر مساحة ممكنة من الأرض .
ومما هو جدير بالذكر أن هذا النوع من التأسيس يلجأ إليه في الوقت
الحاضر في المباني السكنية الصغيرة نظراً لأنه يتيح إمكانيات محدودة
وخاصة في ارتفاع بالمبنى أو استخدام الفتحات أو البحور الكبيرة , كما
أناستعماله غير اقتصادي في بعض الأحيان .
2- أساسات القواعد المنفصلة ( Pad Foundations )
يستعمل هذا النوع من الأساسات عند إنشاء المباني الهيكلية وتعتمد
نظريتها على نقل أحمال المبنى عن طريق الكمرات إلى نقط ارتكاز
المبنى التي تتمثل في الأعمدة حيث ينتقل الحمل من كل عمود إلى
القاعدة أسفله وقد ترتبط هذه الأعمدة والقواعد بواسطة السملات
أوالميد
- حالات خاصة لأساسات القواعد المنفصلة :
بعض الحالات الخاصة لأساسات القواعد المنفصلة وهي :
أ- القواعد المشتركة ( Combined Footings ) :-
ويتم عملها عندزيادة الأحمال في بعض أجزاء المبنى لدرجة تستدعي
كبر حجم القاعدةلدرجة قربها الشديد من قاعدة أخرى مما يستدعي
ضم القاعدتين فيقاعدة واحدة , ويحدث هذا للخرسانة العادية فقط
أو لكل من الخرسانةالعادية والمسلحة حسب الحالة .
ب- قواعد الجار ( Neighbour Footings ) :-
وتستخدم عند حدودالجيران في حالة أن يكون المبنى على حد الأرض
حيث من المستحيل أنيتداخل أي جزء من المبنى في أرض الجار
حتى ولو كانت أساساتالمبنى .
ج- قواعد معلقة ( Cantilever Footings ) :-
وتستخدم في حالةوجود نقطة ضعف في مسطح الأساسات لا يراد التأسيس عليها وتصلح عادةً للأحمال الصغيرةمثل أحمال الأسوار أو المباني المحدودة الارتفاع .
3-اساسات باللبشة أو الحصيرة ( Raft Foundations )
تستخدم هذه الطريقة لنقل أحمال المباني الهيكلية لتوزيع متساوي
على كامل مسطح الأرض تحت المبنى حيث تستخدم في الأراضي
الضعيفة التي لا تتحمل تركيز الأحمال في مسطح القواعد المنفصلة
كما في النظام السابق , ويشترط في هذا النوع من التأسيس أن
يكون جهد التربة متجانس تماماً تحت مسطح المبنى بالكامل كما
يتطلب الأمر بتوزيع الأعمدة في المبنى بطريقة تضمن توزيع الأحمال
بالتساوي على مسطح اللبشة ومنها إلى الأرض .
ويتم تنفيذ هذه الطريقة بأن تحفر الأرض بكامل مسطح المبنى وتصب
الخرسانة حسب الأنواع المختلفة لللبشة وهما :
أ) لبشة خرسانة عادية .
ب) لبشة مسلحة مقلوبة .
ج) لبشة مسلحة عدلة .
د) لبشة مسلحة مزدوجة قد تستخدم هذه اللبشة
فيعمل بدروم تحت الأرض .
ويتحدد النظامالأمثل لللبشة إنشائياً طبقاً لقوة تحمل التربة وأحمال المبنى .
أساسات الأعمدة سابقة التجهيز ( Post Foundations )
ويستخدم هذه النوع من الأساسات تحت أعمدة سابقة التجهيز سواءً
منالخشب أو من الحديد وقد تعمل قواعد هذا النوع من الخشب
المدهون بالكيروزويت أو القطران للأعمدة الخشبية أو قد تعمل من
الخرسانة العادية للمباني الخفيفة
أومن الخرسانة المسلحة للمباني الحديدية .
يجب أن يراعى في هذا النوع من التأسيس أن يكون اتصال العمود
الخشبي أو الحديدي بقاعدة الأساس فوق سطح الأرض حتى تكون
الأعمدة بعيدة عن رطوبة التربة التي قد تؤدي إلى سرعة تحلل
الخشب أو صدأ الحديد كما يجب اتخاذ كافة الاحتياطات اللازمة عند
صبقواعد هذا النوع من الأساس لضمان تحديد مواضع تثبيت الأعمدة
بدقة كافية طبقاً لعلاقتها ببعضها البعض كما يلزم استخدام الأجهزة
المساحية الدقيقة للتأكد من دقة ضبط السطح العلوي لجميع القواعد
على منسوب أفقي واحد وذلك لضمان صلاحية الأساسات
لتركيب أعمدة المبنى عليها
5-الحوائط الساندة ( Retaining Walls )
تستعمل هذه الحوائط لحمل للضغوط المائلة الواقعة من اختلاف
مناسيب الأرض أو المياه سواءً الجوفية أو السطحية ,
كما يمكن اعتبارها سدود أرضية .
يمكن استعمال هذه الحوائط لحمل الأسقف المائلة أو العقود أو القبب
أوالأسوار ذات الأطوال الارتفاعات الكبيرة , كما أنها تتحمل ضغط الرياح
أوالتربة التي تقع في مناسيب منخفضة من سطح الأرض , وقد
تحتاج هذه الحوائط إلى أكتاف أو دعامات بارزة عن البناء , وقد تكون
هذه الأكتاف متباعدة عن بعضها بمقدار 3/1 ارتفاع الحائط الساند على
أنيكون حائط مائلاً أو متدرجاً حسب ما يكون السمك المحدد له .
لكي يكون الحائط الساند قوياً نقسم قاعدته إلى ثلاثة أقسام متساوية
ويجب أن تمر محصلة القوى المؤثرة على الحائط بالثلث الأوسط من
القاعدة , لذلك يجب أن يحدد شكل الحائط الساند بحيث يعطي أكبر
مقاومة ممكنه مع أقل كمية من مواد البناء , وتتوقف على مقاومة
الضغوط الواقعة على هذه الحوائط والتي تؤثر علىحساباتها
عدة عوامل أهمها :
(الحمل الميت – الحمل الحي – ضغط الرياح – ضغط التربة – ضغط الماء – ضغط الردم – الاحتكاك – قوةالرفع).
وهذيصورة لقاعدة مشتركه (مركبه )
نظرا لأهمية تأسيس المنشآت والتي تقع مسؤوليتها على عاتق المهندس الإنشائي ,نوجز في ما يلي أهم النقاط التي تساعد أي مهندس في تنفيذ أساسات المنشآت بشكل عام..
أولا / دراسة تقرير التربة و مراجعة اللوحاتتقرير التربة يوضح المعالم الاساسية للعمل مثل اجهاد التربة المسموح ، و منسوب المياه الجوفية ، و طبيعة التربة ( صخرية ، رملية ، طينية ، ..... الخ ) ، الأملاح الضارة ، و بالتالي نوع الاسمنت و اختبارات مواد صناعة الخرسانة ، استخدام طبقات احلال ، و غالبا ما يتم اعداد تقرير تربة مبدئي عن طريق المالك أو الاستشاري المصمم ، و ذلك لا يعفي المقاول من اعداد تقرير تربة آخر و قد ينشأ عن ذلك التقرير تعديل أو قد يصل الأمر أحيانا لاعادة تصميم الاساسات بالكامل ، و يجب الـاكد من منسوب التربة السليمة و مراعاة ازالة طبقات الردم تماما
كما يجب مراجعة الرسومات الانشائية و مطابقتها بالرسومات المعمارية و الميكانيكية و الكهربية فقد تؤثر طريقة أعمال تغذية المشروع بالمياه و الكهرباء و نظام الصرف الصحي و بعض أنظمة التكييف علي مناسيب التاسيس أو الميدات و خلافه كما يجب دراسة منسوب الصفر المعماري للمبنى و علاقته بمناسيب الطرق المجاورة فقد تجد مبنى على طريقين متقابلين بينهما فرق كبير في المنسوب و ذلك يؤثر عل مناسيب التنأسيس و المداخل و الارضيات و قد يستلزم حلا تصميميا معماريا
ثانيا / دراسة الموقع :دراسة طبيعة الموقع و معاينة المنشآت المجاورة من الخطوات الهامة جدا و التي تعتمد على خبرة المهندس المشرف و يتلخص ذلك كما يلي : -
حالة القيام بالحفر لأعماق كبيرة اسفل اساسات المباني المجاورة و قد يكون ذلك باستخدام ستائر معدنيةو هي مكلفة بالطبع ، أو ستائر من الخوازيق الخرسانية المسلحة بالاضافة الى خوازيق من مادة البنتونيت في حالة وجود مياه جوفية و ذلك للعمل على ثبات منسوب المياه الجوفيه أسفل اساسات المباني المجاورة لأن تغير منسوب أو تسرب هذه المياه من اسفل الاساسات المجاورة قد يؤدي الى هبوط هذه المباني .
2/2 - دراسة تأثير سمك الستائر الساندة على التصميم المعماري و الانشائي للمبنى فعادة مع الاسف يهمل المصممون هذا الموضوع و يضعون الأعمدة ملاصقة لحدود الارض و يهملون سمك الستائر الساندة
2/3 - وزن راسية و التأكد من استقامة المباني المجاورة و الملاصقة لحدود المبنى المزمع تنفيذ و ذلك في حالة عدم وجود ارتدادات حول المباني لأن أي ميل او انحناء في المباني الملاصقة داخل ارض المشروع سيبسبب بالتالي ميلا و انحناءا في العناصر الانشائية الملاصقة مثل الأعمدة و حوائط القص و الحوائط الحاملةفي حالة وجود بدروم و بالتالي يجب ترحيل و تغيير محاور هذه العناصر و اعادة التصميم من البداية .
ثالثا / اختيار نظام نزح المياه الجوفيةهناك عدة اساليب تتوقف على طبيعة الموقع و المباني المجاورة و منسوب المياه الجوفية و طبيعة التربة و معدلات انجاز العمل و اقترح دائما استخدام الزلط أو التربة الزلطية كطبقة احلال أو نظافة يتم تنفيذها بالتوالي مع أعمال الحفر بمعنى أن تقوم بتشوين كميات تربة الاحلال بحيث يتم رميها في الحفر بمجر تحقيق منسوب الحفر في مساحة مناسبة من الحفر و هكذا يتم رمي و فرد تربة الاحلال مع تقدم أعمال الحفر و ذلك حتى لا يتأثر قاع الحفر و خصوصا في حالة التربة الطينية بالغمر في المياه لفترات طويلة مع حركة العمالة و المعدات مما يؤدي الي ترويب سطح قاع الحفر على منسوب الـتأسيس و كذلك يعمل كفلتر و يمنع وجود مواد عالقة بالمياه الجوفية تضر بحالة طلمبات نزح المياه
رابعا / اعداد خطة العمل و لوحات الاستلام :الاستلام المرحلي افضل كثيرا من الاستلام مرة واحدة حتى لا تفقد نشاطك البدني و الذهني و بالتالي تتعجل و تمل و تقل دقتك أثناء عملية الاستلام و ذلك كما يلي:
4/1 - تحديد منسوب ( قد تكون الخنزيرة على عدة منسوبين حسب طبيعة و مناسيب سطح الأرض الطبيعية ) و طريقة تنفيذ الخنزيرة ( الريجة ) بما لا يتعارض مع تقدم العمل و افضل دائما مراعاة استمرار الخنزيرة حتى الانتهاء من استلام ميدات الدور الارضي اذا أمكن ذلك
4/2 - نفس لوحة المحاور و الأعمدة - و يا حبذا لو كان لديك نسخة مرسومة على الأوتوكاد حتى يمكنك حذف البيانات الغير ضرورية في عملية الاستلام حتى لا تمتلأ اللوحة بالبيانات و تكون مزعجة - و ذلك لتحويل الخطة التي اعددتها الى لوحة فلا يصح أن تشتت تفكيرك اثناء الاستلام بجمع و طرح و ضرب و قسمة و بالتالي تفقد تركيزك و تتعرض للخطأ و يجب تسجيل ما يلي على هذه اللوحة
- تسجيل القياسات بطريقة تراكمية بمعنى لو عند ثلاث محاور متوالية 3 م و 4 م و 10م تسجل القاسات كالتالي : 3 ثم 7 ثم 17
- تغطية قياسات جميع المحاور و الاتجاهات التي ستقيسها على الطبيعة على اللوحة حتى تتحرك في عملية الاستلام بثقة من يعرف من أين يبدأ كما يعرف خطوته القادمة و لا تدع غيرك يوجهك
- توقيع القواعد بالنسبة للمحاور يعني يجب ان يكون العمود في مركز القاعدة و ذلك يتطلب حساب و تسجيل البعد بين المحور الطولي و المحور العرضي لكل قاعدة و بين جانب القاعدة ( تدريب عملي ارسم عمود بقطاع 30 × 70 و ارسم الحورين الطولي و العرضي للعمود على بعد 10 سم من وجه العمود و ارسم قاعدة 1.60 م × 2.00 م ستجد أن المسافة من المحور الطولي لجانب القاعدة هي 0.75 م و المسافة من المحور العرضي لجنب القاعدة 0.95 م ) و يجب تسجيل هذه المسافات على اللوحة قبل النزول للموقع حتى لا تتلخبط و أفضل كتابة المحورين الطولي و العرضي لكل قاعدة على الرسم فيتم مثلا كتابة ( أ ، 5 ) بجوار القاعدة التي تقع على المحورين أ و 5
- أفضل دائما حساب طولي وترين بالمبنى للتأكد من زوايا المبنى
- تسجيل نماذج و أبعاد القواعد على اللوحة
خامسا / استلام الخنزيرة : هناك طرق مساحية لاستلام الخنزيرة تتوقف على مستوى تنفيذ المشروع و الامكانيات المتاحة و أنا سأتكلم هنا على استلام الأعمال بالطرق التقليدية باستخدام أدوات القياس البسيطة لأنه في حالة استخدام أجهزة مساحية سيكون ذلك بواسطة مساح أو مهندس مساحة و ليس المهندس المدني أو المعماري
لا بد ان يتوفر بالخنزيرة الاشتراطات التالية التي لا تقبل التجاوز لو سمحت
- الاستقامة و الأفقية ( قل آمنت بالله ثم استقم )
- الاتزان و التدعيم و التقوية ( المؤمن القوي خير و أحب الى الله من المؤمن الضعيف )
- التأكد من زوايا اضلاع الخنزيرة
- قياس المحاور للاضلاع الأربعة تراكميا و لا تكتفي بضلعين فقط ( في بعض الحالات يتم ربط خيط المحور جـ مثلا على المحور د في الجهة المقابلة عن طريق الخطأ و تحدث مشكلة كبيرة ) و لا يتم اكتشاف ذلك الا بقياس الأضلاع الاربعة
- قياس الوترين أو اوتار الخنزيرة حسب شكل المبنى للتأكد من الزوايا
- ترقيم المحاور كتابة بوضوح تام و خط كبير
- شد خيوط مناسبة السمك و المتانة على جميع المحاور و عادة ما يتم تثبيت مسمارين على المحور الاصلي و مسمار اضافي على وجه العمود
- أفضل دائما أن تتم مراجعة الخنزيرة قبل بدء العمل في أعمال النجارة
سادسا / استلام نجارة القواعد العادية:-يجب أولا معاينة العمل بشكل عام و الـاكد من مطابقة عدد القواعد و اتجاهات الطول و العرض على كل محور طولي و عرضي و كذلك جودة الخشب المستخدم و جودة مصنعيات النجارة مثل زوايا و راسية جوانب القواعد و تقوية القواعد و كل ذلك قبل البدء في عملية القياس ( قلت لك العملية مش سهلة ) ( أفمن أسس بنيانه على تقوى من الله و رضوان خير أم اسس بنيانه على شفا جرف هار فانهار به )
- قياس طول و عرض كل قاعدة و مراجعة محورة القاعدة بالنسبة لمحاور الاعمدة و يجب النظر الي الخنزيرة في الاتجاهين و التأكد من وقوع القاعدة على محوريها
- وزن القاعدة على خيطان المحاور في ثلاث اتجاهات على الاقل و ذلك بتثبيت مسمار على موضع المحور على كل جانب للقاعدة (حسب المسافات التي تم حسابها في التدريب العملي السابق) و استخدام ميزان ( الزمبة ) ( على فكرة لا داعي للزنب بشكل عام )
- قد تستلزم بعض القواعد الكبيرة سواء المنفصلة أو المشتركة او اللبشة عمل أوتار من الخرسانة العادية بسمك الغطاء الخرساني المطلوب و بالعرض و العدد المناسب و باتجاه عمودي على الفرش ( التسليح القصير) قبل السماح بالبدء في أعمال الحدادة المسلحة لعدم جدوي المباعدات ( البسكوت أو التخانات الصغيرة ) في رفع حديد التسليخ
سابعا / استلام القواعد المسلحة :بنفس الطريقة السابقة و يفضل أن يتم ذلك قبل العمل باعمال التسليح
ثامنا / استلام حديد التسليح:- أهم شئ هو التأكد من مراعاة الغطاء الخرساني لا تتنازل أو تتهاون في سيخ واحد بدون غطاء خرساني بالسمك المطلوب
- تربيط الحديد تربيطا جيدا و خصوصا اشاير الأعمدة
- حساب ارتفاع اشاير العمود حسب منسوب ميدة الدور الأرضي
- وضع كانة حديد مع منسوب كل حطة نجارة
- مراجعةالعدد و القطر طبعا لكل قاعدة و لا تمل
تقبلوا تحياتي
Civil.Eng:Mohdhar BinYahya
MS1234