مهندس نت هندسة تكنولوجيا وظائف
اولا: استطلاع الموقع
1- عام:
يجب اجراء استطلاع الموقع باسلوب منظم و شامل و متكامل وفقا للمتطلبات الهندسية من حيث التصميم و الانشاء و الاشغال و الصيانة.
2- انواع استطلاع الموقع:
- الاستطلاع لاغراض اقامة منشآة جديدة:
يشمل هذا النوع من الاستطلاع و حسب المتطلبات الهندسية على ما يلي:
- جمع و تدوين المعلومات المتعلقة بطبيعة تكوين طبقات التربة و المياه الجوفية للمواقع التي سيتم حفرها خلال اعمال الانشاء و ذلك لتحديد ما يلي:
- مدى سهولة او صعوبة القيام باعمال الحفر.
- مدى الحاجة الى تدعيم جوانب الحفر.
- منسوب المياه الجوفية و تاثيرها اذا كانت ضمن مناسيب التاسيس و الاحتياطات الواجب اتخاذها مثل ضرورة تخفيض منسوب تلك المياه.
- اخذ العينات من طبقات التربة المختلفة و اجراء الفحوص عليها و تحليل النتائج لتحديد قوة تحمل طبقات التربة المختلفة ، و ضغط التربة على الجدران الاستنادية و ثبات الميول و يساعد على ضرورة وضع التصاميم الهندسية لمقاومة أسوء الاحتمالات التي قد يتعرض لها المنشأ ،وعد الاكتفاء بدراسة التغير في طبيعة تكوين طبقات التربة بل توسيع الدراسة لتشمل تأثير الظروف الجوية على خواص تلك الطبقات.
- يجب توفر معلومات على الظروف تحت الارضية و في حالة عدم توفر معلومات سابقة عند اقامة منشات مثيلة في مناطق قريبة من الموقع يجب اخذ عينات بنقط استكشاف لاستطلاع الظروف تحت الارضية .
- يراعى في المرتفاعات الجبلية و مناطق التعدين بصورة خاصة اتخاذ كافة السبل للكشف عن وجود الفجوات تحت الارض مثل المغر و المناجم القديمة و الحفر المغلقة و عقدات المباني المندثرة وتحديد اماكنها و احجامها و اتساعاتها.
- تسجيل جميع الملاحظات التي تجمع خلال عملية الاستطلاع للموقع بدقة و عناية و تمدد على خرائط مسطح الموقع في تقرير مفصل.
- يجب دراسة جميع العوامل التي يمكن ان تؤثر على المباني القائمة المجاورة اثناء اعمال الحفريات او الانشاء او نتيجة للاشغال و الاستعمال كذلك تسجل مناسيب الارض و مواقع البناء القائمة المجاورة و مناسيب تأسيسها.
- استطلاع العيوب او فشل العناصر او الانهيار لمنشات قائمة.
هذا و يجب ان يشمل الاستطلاع على ما يلي :
- دراسة المخططات و جمع المعلومات المتوفرة عن الموقع.
- تسجيل الملاحظات و القياسات و نتائج الاختبارات المتعلقة بالمنشأ لتحديد شكل الفشل او الانهيار و اسلوبه و ميكانيكيته حيث تشير تلك الملاحظات الى اساس المشكلة و مسبباتها.
- اذا دلت المؤشرات على ان التربة هي السبب الرئيسي في ظهور العيوب في المنشأ او فشله او انهياره يجب القيام باستطلاع كامل للموقع و تربته واخذ العينات من طبقات التاسيس لدراسة ظروف تلك الطبقات و خواصها في حالتها الطبيعية في مواقعها و ظروف المياه الارضية.
- تعتبر كل حاله من حالات هذا النوع من الاستطلاع ذات ظروف خاصة و عليه يكون لكل منها اسلوب وخطة خاصة للدراسة و الاختبار حيث يتم تحديد الخطة والاسلوب وفقا لاكثر اسباب الفشل و الانهيار احتمالا. وقد يكون استطلاع الموقع لتحديد مسببات الفشل اكثر تفصيلا لطبقات محددة من التربة منه في حالة الاستطلاع لأغراض المنشات الجديدة.
- استطلاع لتحديد سلامة المنشات القائمة
من حيث مدى تاثير اعمال الانشاء المقترحة على المنشات القائمة من حيث احداثها لتغييرات في ظروف طبقات الارض و الاجهادات فيها و كذلك اعمال الحفريات المجاورة التي قد تسبب انخفاضا في قوة تحمل طبقات التاسيس و كذلك الاحمال الناتجة عن المنشات الجديدة التي قد تسبب في اجهادات اضافية على طبقات التربة و كذلك قص التربة الطينية نتيجة لتقلص المؤثرات الفصلية بالاضافة الى التغير في حجم التربة الطينية القابلة للتمدد و التقلص نتيجة تغير محتوى الماء فيها و تحركات التربة المصاحبة للتجمد و انخفاض منسوب المياه الارضية نتيجة النضح من الابار.
3- تصنيف المواقع :
– المواقع المحصورة و تقسم الى :
– مواقع المباني المنفردة:
وهي مواقع المباني السكنية و التجارية و الصناعية داخل حدود العاصمة و حدود البلديات.
– مواقع المشاريع المتعدة المباني :
و هي المواقع المخصصة لاقامة المشاريع المتعددة المباني اوالمنشات مثل مشاريع السكن او المدن الصناعية او مبان المطارات و على ان تزيد مساحة الموقع عن الـ10000 متر مربع.
– المواقع المفتوحة:
وهي المواقع الخاصة بالطرق و السكك الحديدية و خطوط المواسير اوالانابيب و الجسور و السدود و المطارات و خلاف ذلك من الاعمال المشابهة.
– مواقع المنشات القائمة:
و الهدف من استطلاع مواقع منشات قائمة هو اجراء الدراسات للتاكد من سلامة المنشات القائمة و تحديد اسباب انهيار و تصدع المنشات و تحديد امكانية تغيير استعمال المنشات القائمة.
4- التمهيد لاستكشاف الموقع:
- الخطوات الأولية (جمع المعلومات) (Preliminary Work).
وهي جمع كافة المعلومات المتعلقة بالموقع و ذلك قبل المباشرة بزيارته و استكشافه بالتفصيل و تشمل هذه المعلومات على ما يلي:
- مخطط الاراضي الصادر عن دائرة الاراضي و المساحة او الجهة الرسمية المختصة و الذي يبين حدود قطعة الارض و قياساتها و مواقعها.
- مخطط الموقع التنظيمي الصادر عن الجهة الرسمية المختصة الذي يحدد احكام استعلامات قطعة الارض.
- خرائط جيولوجية هندسية للموقع ان وجدت.
- الصور الجوية للموقع ان وجدت.
- معلومات عن خصائص التربة في المواقع المجاورة و في المنطقة و التي قد تكون متوفرة لدى الجهات الرسمية المختصة.
- معلومات حول وجود تحديدات او خطوات للخدمات العامة في الموقع من سلطة الكهرباء او شركة الكهرباء و من سلطة لمياه و مؤسسة الاتصالات السلكية و اللاسلكية و اية جهات رسمية مختصة مشابهة .
- معلومات حول وجود اثار قديمة من وزارة السياحة و الاثار.
- الظروف المناخية للموقع من دائرة الارصاد الجوية.
- معلومات حول وجود مناجم او حفر تعدين من وزارة الطاقة و الثروة المعدنية.
- معلومات عن المياه الجوفية.
- معلومات عن الهزات الارضية التي يقع الموقع في نطاقها.
زيارة الموقع (Site Reconnaissance):
وهي الزيارة الاولية للموقع لمعرفة خواصه السطحية العامة و صفاته وتشمل:
- دراسة طبوغرافية عامة للموقع لاستطلاع درجة انتظام سطح الارض.
- دراسة جيولوجية للموقع بشكل عام لمعرفة مدى انتظام الطبقات الارضية للموقع و انواعها احتمال وجود فجوات او حفر في التركيب الصخري.
- ملاحظة وجود سيول و مجاري مائية فصلية و تسجيل اعلى منسوب تصل اليه تلك المياه.
- مستوى نمو النباتات في الموقع و انواعها و التي تعطي فكرة عن محتوى الرطوبة النسبية في التربة و كمية المواد العضوية فيها.
- تمديدات عوائق قد تكون موجودة في الموقع مثل تمديدات كهربائية و مائية و صرف صحي و غيره.
- موقع المحاجر و المقالع و المرامل المجاورة او اية مصادر محتملة اخرى قريبة لمواد البناء.
- مواقع اية مباني او انشاءات موجودة في الموقع مع دراسة ضعها لمعرفة احتمالات تضررها.
تحري الاستعمالات السابقة للموقع :
- قد يكون لاستعمالات الموقع السابقة تأثير هام على تصميم المباني و المنشات و انشائها عليه و خاصة في المواقع التي تعرضت في السابق لاعمال التحجير او التعدين و نضح المياه الجوفية.
- التحري كذلك على احتمال حدوث تلف في تمديدات المجاري و غيرها من الخدمات.
- التحري عن وجود حفر امتصاصية او مبان و اقبية انشئت في عصور سابقة و مدى تأثير على تصميم المباني و انشائها.
- التحري عن وجود طمم في الموقع و عمره و عن احتمال استعمال الموقع في وقت سابق لاغراض طرح الانقاض و النفايات و الفضلات.
5- خطة الاستكشاف (Method of Exploration ):
لتحديد اماكن نقط الاستكشاف و عددها و عمقها بحيث تعطي صورة واضحة و دقيقة عن طبيعة تكوين طبقات الارض و مدى تغيرها ضمن حدود الموقع و في المناطق المجاورة.
6- مدى الاستكشاف(Extent of Exploration):
- مدى الاستكشاف:
هو عدد نقط الاستكشاف و عمق كل منها و المساحة التي تغطيها و المسافات بين كل منها و عدد اختبارات الموقع و الفحوص المخبرية و انواعها.
- تحديد مساحة الاستكشاف:
يتم تحديد المساحة التي يغطيها الاستكشاف بعد عمل نقط الاستكشاف الاولي في الموقع فاذا دلت هذه النقط على تغير في طبيعة تكون طبقات الارض يجب عندئذ توسيع حدود الاستكشاف ليغطي المواقع المجاورة. هذا و تستثنى مواقع المباني المنفردة من هذا الشرط اذ يكتفي بتحديد نقط الاستكشاف داخل حدود قطعة الارض فقط و الاراضي المجاورة ان امكن.
- عدد نقط الاستكشاف و عمقها :
تعتبر التربة بشكلها العام ضعيفة نسبيا و يجب فحص خواصها الفيزيائية و الميكانيكية بشكل مفصل متكامل ان كانت ستتعرض الى لاحمال كبيرة فطبيعة ترسب التربة تؤدي الى التغير في ظروف التطبيق رغم تكونها عادة على مستويات افقية و بشكل طبقات فقد تكون طبقات التربة عرضة للتغيير في سمكاتها حتى على مسافة بضعة امتار و تكون ذات خواص مختلفة من مكان لاخر في نفس الموقع و يمكن ان يكون ترسب طبقاتها على سطح غير متجانس و غير مستو و عليه يجب ان تكون نقط الاستكشاف في التربة قريبة من بعضها لتفادي الاستنتاجات الخاطئة.
أما بالنسبة للصخور فانها بشكل عام ذات قدر كاف من القوة لتحمل المباني التي ستقام فوقها. ويكفي عادة باخذ العينات من الصخور لاغراض التصنيف و نادرا ما يتم قياس قوة تحملها. بيد ان يجب التاكد من ان طبقات الصخور لا تحوي فيما بينها طبقات من التربة و يشمل مدى الاستكشاف للصخور بشكل عام تحديد ميول طبقاتها و البحث عن التصدعات الجيولوجية و باقي الخواص الاخرى للصخور.
ملاحظات:
- يجب اجراء اختبار الاختراق القياسي عند الحفر في جميع انواع التربة حيثما امكن.
- اذا اتضح من نتائج حدود اتربرغ احتمال وجود تربة قابلة لتمدد و التقلص فيجب اجراء دراسة مستفيضة لتحديد درجة قابليتها لذلك.
- يجب مراعاة التغيرات الفصلية في محتوى رطوبة التربة الناعمة المتماسكة و تأثير ذلك على نتائج فحص الضغط غير المحصور.
- تراعى ضرورة زيادة عدد نقاط الاستكشاف عن الحد الادنى حسب متطلبات طبيعة الموقع و نوع التربة و نوع المنشأ وأهميته ،ويحدد عدد نقط الاستكشاف للمشاريع المتعددة المباني و التي تغطي مساحة كبيرة بحيث يتعين رسم مقطع جيولوجي فني للموقع.
- يكون عدد نقط الاستكشاف العميقة نقطة واحد للمباني التي تتطلب نقطتين او ثلاثة او اربع نقط للاستكشاف.
- يكون عدد نقط الاستكشاف العميقة نقطتين للمباني التي تتطلب خمس او ست نقاط استكشاف.
- يتم تعيين الحد الادنى لعمق كل نقطة من نقط الاستكشاف كحد ادنى حسب الجدول اعلاه.
7- طرق الاستكشاف:
- الاستكشاف بالحفر المباشر (Trial pits):
وذلك بعمل حفرة تجريبية و الخنادق المكشوفة و المقاطع المكشوفة و الانفاق و تستخدم هذه الطريقة للتربة و الصخور و خاصة التربة الجافة و للاعماق التي تزيد عن ثلاثة امتار و التي تقع فوق منسوب المياه الجوفية بصورة دائمة و لا يوصى باستعمال هذه الطريقة لاعماق تزيد عن 6 متر.
- الاستكشاف بالسبر (Boring) أو الجسات و هي بعدة اشكال :
أ- المثاقب اللولبية (Post hole auger):
- المثقب اللولبي اليدوي للاعماق الضحلة و تستخدم لعمق يصل الى 7 امتار في التربة الطينية الرخوة او التربة الرملية الي تتصف بشئ من التماسك.
- المثاقب اللولبية الميكانيكية للاعمال الضحلة و تستخدم في الاعمال التي تتطلب عددا كبيرا من الثقوب حيث يصل العمق الى 12 متر.
ب ـ باستعمال المثاقب المجوفة (Shell and auger boring):
و تستخدم لجميع انواع التربة و تتكون من مثقب للتربة الطينية و انابيب تغليف و مضخات رمل للطبقات الرملية.
ج- سبر بالدق(Percussion) :
هي من اقدم الطرق المستعملة و فيه يتم تكسير التكوين الطبيعي لطبقات التربة او الصخور بالضرب او الدق المتكرر بواسطة لقمة حفر او ازميل.وتم اخراج نواتج الحفر من المثقب على فترات. لا يوصى باستخدام هذه الطريقة لان العينات المأخوذة لا تعتبر سليمة.
د- السبر بالجرف المائي(Wash boring):
تصل اعماق هذه الطريقة من 15-30 متر في الارض تعتبر هذه الطريقة مناسبة للتربة و ليست مناسبة للصخر.
هـ – السبر الدوار (Rotary):
هو انسب الطرق لاستكشاف التربة و الصخر على حد سواء اذ يمكن عمل ثقوب استكشاف باقطار تتروح ما بين عدة سنتيمترات الى اكثر من 1 متر و باعماق كبيرة و يمكن استخراج عينات لبية سليمة عند الاعماق المطلوبة و تنقسم الى نوعين هما :
- الثقب الدوار باستعمال وصل الحفر (Mud rotary drilling).
- الثقب اللبي (Core drilling).
- الاستكشاف بالطرق الجيوفيزيائية :
و تستعمل عندما تكون طبيعة الموقع و الارض مناسبة و تكون المساحات المراد استكشافها شاسعة و حيث يكون المطلوب تحديد مكان التغير في الطبقات و عمقه.
و تستعمل هذه الطريقة عندما تكون التكوينات الجيولوجية للموقع ذات خواص متباينة و يتم الاستكشاف باشراف خبير مختص.
ومنه:
- الاستكشاف الجيوفيزيائي الكهربائي.
- الاستكشاف الجيوفيزيائي بالزلزلة.
- الكشف الجيولوجي بالاهتزاز.
8- اختيار طريقة الاستكشاف المناسبة
1- نوع الارض:
– صخرية
تستعمل طريقة الكشف بالسبر للصخور الصلبة اما لاستكشاف الصخر لاغراض التصنيف فتستعمل طرية السبر اللبي. وأما لاغراض الكشف عن اماكن فواصل التطبق و التصدعات فتستخدم طريقة الحفر المباشر و طرق السبر باقطار كبيرة.
– التربة الطينية:
حيث تستعمل طريقة الحفر المباشر( الحفر التجريبية) لاغراض الاستكشاف السطحي اما لاغراض الاستكشاف العميق فنستعمل طريقة السبر و في جميع الحالات يجب الحصول على عينات سليمة من التربة .
– التربة الرملية:
يعتبر الاستكشاف بالسبر في التربة الرملية اسهل منه في الانواع الاخرى من التربة بيد انه يجب استخدام اجهزة خاصة لاخذ العينات السليمة من الطبقات الواقعة تحت منسوب المياه الأرضية.
2- طوبوغرافية الموقع :
يتم اختيار طريقة الاستكشاف للمرتفعات الجبلية حسب تكوينها الجيولوجي و ذلك باستخدام الدراسات الجيولوجية السطحية او الحفر المباشر او السبر راسيا و افقيا او مائلا.
3- الكلفة:
لما كان الاستكشاف بالسبر ذا كلفة عالية بالمقارنة بالحفر المباشر فانه يكتفي بالحفر المباشر اذا سمحت طبيعة الارض و حسب المعلومات المطلوبة و العمق الواجب استكشافه.
9- تصنيف العينات :
1- العينات غير السليمة (Disturbed):
تعتبر من التربة المتماسكة صالحة لاغراض التصنيف و لتحديد الرطوبة الطبعية بيد انها لا تستخدم في فحوص قوة القص و خواص ميكانيكية اخرى حيث انها تستخدم لاغراض تمديد خواصها الميكانيكية و لاغراض التصنيف.
هذا و يجب ان يكون حجم العينات مناسبا لاجراء الفحوص المخبرية و حسب الجدول التالي:
2- العينات السليمة (Undisturbed):
هي تلك المستخرجة بطرق تحافظ على بنيتها الطبيعية و خواصها و لا يمكن استخراج عينات سليمة تماما من التربة من الناحية النظرية بيد انه في معظم الاحوال يمكن استخراج عينات تعتبر سليمة بشرط الحفاظ على محتوى الرطوبة و تركيب البنية الطبيعية لها .
و من الصعب جدا الحصول على عينات سليمة من الطين الطري ذي التركيب الحساس جدا لذا و في المشاريع الهامة التي تستلزم معرفة قوة هذا النوع من الطين يستعان عادة باختبارت الموقع و يعتبر اختبار القص بالريش (Vane shear test) من انسب الاختبارات في هذه الحالة و كذلك تجارب الاختراق.
10- سجل نقط الاكتشاف:
أ – السبر: حيث يحوي التالي:
- سجل حفر بئر السبر
- رقم بئر السبر
- عمق بئر السبر
ب- معلومات عامة:
- الجهة التي تقوم بالاستكشاف
- لمصلحة من يتم الاستكشاف
- الموقع و احداثياته
- رقم نقطة الاستكشاف بالسبر.
- مستوى سطح الارض عند نقطة الاستكشاف منسوبا الى نقطة اسناد محددة.
- ميل ثقب الاستكشاف.
- نوع السبر.
- قطر ثقب السبر.
- انابيب التغليف.
- تاريخ المباشرة و الانتهاء.
- اسم المشرف.
- اتجاه الشمال الحقيقي او المغناطيسي على الخرائط.
- ملاحظات.
ج- معلومات جيولوجية فنية :-
1. المعلومات الجيولوجية :
- وصف لنوع التربة و الصخر.
- اماكن نقط التقابل و الفوالق و الفواصل و اوضاعها.
- ميل مستويات التطبق و التصفح و توقفها.
- اماكن دخول الماء الى الحفرة.
- اماكن العروق المعدنية الرفيعة الواسعة و اشكالها .
2. المعلومات عن العينات:
- الموقع.
- المنسوب الذي اخذت منه.
- نوع العينة.
- رقم العينة.
11- الفحوص المخبرية:
تعتمد المواصفات القياسية الواردة في هذا البند لاغراض الفحوص المخبرية على عينات التربة :
- فحوص تصنيف التربة :
- النسبة المئوية لمحتوى الرطوبة.
- حد السيولة.
- حد اللدونة و قيمة معامل اللدونة.
- حد الانكماش في التربة.
- الوزن النوعي.
- التدرج الحبيبي.
- الفحوص الكيماوية:
- النسبة المئوية للمواد العضوية.
- النسبة المئوية للمواد الكبريتية في التربة و المياه الجوفية ان وجدت.
- تحديد الرقم الهيدروجيني.
- تحديد النسبة الكلية للاملاح القابلة للذوبان.
- فحوص تحديد القوة:
- قوة الضغط اللامحصور للتربة المتماسكة.
- قوة الضغط ثلاثي المحاور للتربة المتماسكة بدون تسرب الماء.
- القص المباشر للتربة المتماسكة بدون تسرب الماء.
- قوة الضغط ثلاثي المجاور للصخر بدون تسرب الماء.
- قوة الضغط اللامحصور للصخر.
- قوة الشد المباشرلعينات الصخر اللبية.
- معامل المرونة لعينات الصخر بالضغط المحوري.
- فحوص التضاغط :
خواص التضاغط المحوري للتربة. - فحوص النفاذية:
- الخاصية الشعرية و محتوى الرطوبة .
- نفاذية التربة الخشنة (غير المتماسكة).
- فحوص الدمك (بروكتور):
- العلاقة بين نسبة الرطوبة و الكثافة للتربة بالدمك القياسي.
- العلاقة بين نسبة الرطوبة و الكثافة للتربة بالدمك المعدل.
12- اختبارات الموقع:
- تعيين كثافة التربة:
وهناك عدة طرق لقياس كثافة التربة في الموقع منها:
- بطريقة المخروط الرملي.
- طريقة البالون المطاطي.
- طريقة اسطوانة الدسر.
- طريقة “الطرق الذرية”.
- الاختبارات في ثقوب السبر:
أ- اختبار الاختراق القياسي(Standard Penetration Test):
يتم تنفيذ اختبار الاختراق القياسي في قعر ثقب السبر بعد تنظيفه و تستخدم نتائجه في تقدير قوة تحمل التربة و تصميم الاساسات و الخوازيق.
ب ـ اختبار القص بالريش(Van Shear Test):
يقتصر هذا الاختبار عادة على التربة المنتظمة و المتماسكة و المشبعة الرطوبة و تعتبر نتائجه غير دقيقة. و يقتصر هذا الاختبار عادة على التربة المنتظمة و المتماسكة و المشبعة الرطوبة و تعتبر نتائجه غير دقيقة للتربة الطينية القوية التي تتعرض للتشقق نتيجة القص.
هـ ـ اختبار النفاذية (Permeability test):
يتم اختبار نفاذية التربة بالتأثير بضغط مائي في داخل ثقب السبر يختلف عن ضغط التربة المائي ثم قياس سريان الماء الناتج عن ذلك لاختلاف في الضغط.
- اختبارات الاختراق:
تستخدم اختبارات الاختراق من سطح التربة في تحديد العمق الى الطبقات القوية الواقعة تحت طبقات سطحية ضعيفة و لتحديد قوة تحمل التربة و تنقسم هذه الاختبارات بصورة عامة الى الى ثلاثة انواع وهي:
أ- الاختراق الديناميكي (بالدق): ومنها تقدر مقاومة التربة للقص و التي يمكن بها تحديد الكثافة لهذا النوع من التربة.
ب – الاختراق الاستاتيكي : ويمكن بها معرفة قدرة التحميل القصوى المناظرة لقاعدة المخروط.
ج – الاختراق الاستاتيكي الديناميكي.
- اختبارات ضخ الماء:
تتضمن اختبارات ضخ الماء في الموقع بشكل عام ضخ الماء من بئر بمعدل ثابت معلوم و ملاحظة تسجيل انخفاض منسوب المياه الارضية في ابار المراقبة (observation wells) على مسافات محددة و دراسة شكل ذلك الانخفاض في منسوب المياه الجوفية لتحدي نفاذية التربة.
