أساس سطحي

📅 آخر تحديث: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٦ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 23 صور
الموسوعة الحرة
مثال على بناء أساسات سطحية

الأساس السطحي هو نوع من أنواع أساسات المباني ينقل الحمل الإنشائي إلى التربة القريبة جدًا من السطح، بدلًا من نقله إلى طبقة تحت سطحية أو نطاق من الأعماق، كما هو الحال في الأساس العميق . ويُعتبر الأساس سطحيًا عادةً عندما يكون عرضه أكبر من عمقه. [ 1 ] وبالمقارنة مع الأساسات العميقة، فإن الأساسات السطحية أقل تعقيدًا من الناحية التقنية، مما يجعلها أكثر اقتصادية والأكثر استخدامًا في المباني الخفيفة نسبيًا.

الأنواع

تكون الأساسات دائمًا أعرض من العناصر التي تدعمها. عادةً ما تتجاوز الأحمال الإنشائية الناتجة عن الأعمدة أو الجدران 1000 كيلو باسكال، بينما تكون قدرة تحمل التربة أقل من ذلك (عادةً أقل من 400 كيلو باسكال). بفضل مساحة التحميل الأكبر، يوزع الأساس الضغط على التربة، مما يقلل ضغط التحميل إلى القيم المسموح بها. [ 2 ] لا يقتصر استخدام الأساسات على نوع واحد فقط، بل يمكن استخدام أنواع متعددة منها في مشروع البناء.

أساسات الجدار

قاعدة الجدار (أو القاعدة الشريطية) عبارة عن شريط خرساني متصل يدعم الجدران الحاملة، سواءً كانت إنشائية أو غير إنشائية. توجد قاعدة الجدار مباشرةً أسفل الجدار، وعادةً ما يكون عرضها أكبر بمرتين إلى ثلاث مرات من عرض الجدار الذي يعلوها. [ 3 ]

مقطع تفصيلي لقاعدة شريطية وجدارها.

أساس معزول

يُعرف أيضًا باسم الأساس ذي العمود الواحد ، وهو عبارة عن بلاطة مربعة أو مستطيلة أو دائرية تدعم العناصر الإنشائية بشكل منفصل. عادةً، يُثبّت كل عمود على أساس منفصل لنقل وتوزيع حمل المنشأة على التربة أسفله. في بعض الأحيان، يمكن أن يكون الأساس المنفصل مائلًا أو متدرجًا عند قاعدته لتوزيع الأحمال الأكبر. يُستخدم هذا النوع من الأساسات عندما يكون الحمل الإنشائي منخفضًا نسبيًا، والأعمدة متباعدة على نطاق واسع، وقدرة تحمل التربة كافية على عمق ضحل.

الأساس المشترك

عندما تشترك أكثر من عمود في نفس الأساس، يُطلق عليه اسم الأساس المشترك . يُستخدم الأساس المشترك عادةً عندما تكون المسافة بين الأعمدة ضيقة جدًا بحيث لو استُخدمت أساسات منفصلة لتداخلت. كذلك، عندما تُحمّل حدود الملكية الأساسات المنفصلة بشكل غير مركزي، يُفضّل استخدام الأساسات المشتركة.

عندما يكون الحمل بين الأعمدة متساوياً، يمكن أن يكون الأساس المشترك مستطيلاً. وعلى العكس من ذلك، عندما يكون الحمل بين الأعمدة غير متساوٍ، يجب أن يكون الأساس المشترك شبه منحرف .

قاعدة تثبيت

يربط الأساس الشريطي الأعمدة الفردية باستخدام عارضة شريطية. ويتشابه الغرض العام من الأساس الشريطي مع أغراض الأساس المركب، حيث قد تكون المسافة بين الأعمدة محدودة و/أو تكون الأعمدة ملاصقة لحدود الملكية.

أساسات الحصيرة مع الخرسانة التي تخضع للمعالجة .

أساس مات

يُعرف الأساس اللوحي أيضًا باسم الأساس اللوحي، وهو عبارة عن لوح متصل يغطي قاعدة المبنى بالكامل. يدعم الأساس اللوحي جميع أحمال المبنى وينقلها إلى الأرض بالتساوي. قد تمنع ظروف التربة استخدام أنواع أخرى من الأساسات. ولأن هذا النوع من الأساسات يوزع الحمل الناتج عن المبنى بشكل متساوٍ على مساحة واسعة، فإنه يُفضّل استخدامه عندما يكون استخدام الأساسات الفردية غير عملي بسبب ضعف قدرة تحمل التربة.

مخططات لأنواع الأساسات الضحلة.

أساسات خرسانية على الأرض

صب أساس خرساني على مستوى الأرض

تُعدّ الأساسات الخرسانية المُسطّحة أو العائمة أسلوبًا هندسيًا إنشائيًا يتم فيه تشكيل بلاطة خرسانية مُسلّحة تُستخدم كأساس للمبنى من خلال قوالب تُثبّت في الأرض. ثم يُصبّ الخرسانة داخل هذه القوالب، دون ترك أي فراغ بين الأرض والمبنى. يُلاحظ هذا النوع من الإنشاءات غالبًا في المناطق ذات المناخ الدافئ، حيث يكون تجمّد التربة وذوبانها أقلّ تأثيرًا، وحيث لا حاجة لتمديد قنوات التدفئة أسفل الأرضية. أما الأساسات الضحلة المحمية من الصقيع (FPSF)، والتي تُستخدم في المناطق المُعرّضة لتجمّد التربة، فهي شكل من أشكال الأساسات الخرسانية المُسطّحة. [ 4 ]

قد يكون ترميم أو توسيع مثل هذا الهيكل أكثر صعوبة. على المدى الطويل، قد يُمثل هبوط الأرض مشكلة ، إذ لا يُمكن رفع أساس البلاطة بسهولة للتعويض؛ ويمكن تقليل ذلك عن طريق دك التربة جيدًا قبل الصب. يُمكن عزل البلاطة عن درجات حرارة الأرض باستخدام العزل، حيث تُصب الخرسانة مباشرةً فوق العزل (مثل ألواح رغوة البوليسترين المبثوقة )، أو يُمكن دمج أنظمة التدفئة (مثل التدفئة المائية ) في البلاطة.

لا يُنصح باستخدام الأساسات الخرسانية على الأرض في المناطق ذات التربة الطينية المتمددة . ورغم أن الأساسات الخرسانية المرتفعة تُحقق أداءً أفضل على هذه التربة، إلا أن المهندسين يُجمعون على أن الأساسات الخرسانية على الأرض تُقدم أفضل قيمة مقابل التكلفة للمنازل الجاهزة . وتقتصر الأساسات الخرسانية المرتفعة عادةً على المنازل المصممة حسب الطلب أو المنازل ذات الأقبية.

يمكن اعتبار الطرق نوعًا من الأساسات السطحية، إذ تنقل الأحمال من حركة المرور إلى التربة الأساسية على أعماق ضحلة نسبيًا. لذا، يُعد فهم التفاعل بين بنية الرصف والتربة التحتية أمرًا بالغ الأهمية لضمان الأداء والاستقرار على المدى الطويل. يدمج هندسة الأساسات الحديثة بشكل متزايد مناهج ميدانية وتحليلية لتحسين فهم سلوك التربة في ظل ظروف التحميل الواقعية. وقد مكّن استخدام أجهزة الاختبار المحمولة في الموقع، مثل مقياس الانحراف خفيف الوزن (LWD)، من تحسين تقدير صلابة التربة وخصائص تشوهها مباشرةً في الموقع. ويمكن دمج هذه القياسات في أطر التصميم لتعزيز دقة توقعات أداء الأساسات. [ 5 ]

تتفاعل أنابيب النحاس ، الشائعة الاستخدام لنقل الغاز الطبيعي والماء ، مع الخرسانة على مدى فترة طويلة، متسببةً في تدهورها تدريجيًا حتى تتلف. قد يؤدي ذلك إلى ما يُعرف بتسربات البلاطة، والتي تحدث عندما تبدأ الأنابيب بالتسرب من داخل البلاطة. تتراوح علامات تسرب البلاطة بين بقع رطبة غير مبررة على السجاد، وانخفاض ضغط الماء، وتغير لون الجدران الخارجية للأساسات بسبب الرطوبة. [ 6 ] يجب عزل أنابيب النحاس (أي تغليفها ) أو تمريرها عبر قناة أو توصيلها بالمبنى فوق البلاطة. يجب أن تكون قنوات الكهرباء المارة عبر البلاطة محكمة الإغلاق ضد الماء، لأنها تمتد تحت مستوى سطح الأرض، مما قد يعرض الأسلاك لمياه جوفية .

القدرة الاستيعابية الرأسية

تعتمد قدرة تحمل الأساسات الضحلة على ما إذا كان التحليل المعتمد يعتمد على الإجهاد الكلي أو الإجهاد الفعال . عمومًا، يُناسب تحليل الإجهاد الكلي التربة ذات النفاذية المنخفضة ( الطينية ) على المدى القصير. أما بالنسبة للتربة ذات النفاذية العالية ( الرملية ) أو التربة ذات النفاذية المنخفضة على المدى الطويل، فيُعدّ تحليل الإجهاد الفعال أكثر ملاءمة.

تحليل الإجهاد الكلي قصير المدى

لتحليل الإجهاد الكلي، يتم إعطاء قدرة التحمل القصوى للأساس الضحل بالمعادلة التالية: [ 7 ]

σو=sجدجشمالجsu+γح{\displaystyle \sigma _{f}=s_{c}d_{c}N_{c}s_{u}+\gamma h}

أين

  • sج{\displaystyle s_{c}}هو عامل الشكل الذي يمكن اعتباره بشكل متحفظ 1
  • دج{\displaystyle d_{c}}وهو عامل العمق الذي يمكن اعتباره بشكل متحفظ 1
  • شمالج{\displaystyle N_{c}}هو عامل قدرة التحمل، والذي يساوي عدديًا2+π≈5.14{\displaystyle 2+\pi \approx 5.14}
  • su{\displaystyle s_{u}}هي قوة القص غير المصرفة للتربة
  • γ{\displaystyle \gamma }يمثل الوزن النوعي للتربة المجاورة للأساس
  • ح{\displaystyle h}هو الارتفاع من مستوى التأسيس إلى سطح الأرض

تحليل الإجهاد الفعال

لإجراء تحليل فعال للإجهاد ، يتم تحديد قدرة التحمل القصوى للأساس الضحل بالمعادلة التالية. [ 8 ]

σو′=sqدqشمالqσv0′+sγدγشمالγ⋅(0.5γب-Δu){\displaystyle \sigma '_{f}=s_{q}d_{q}N_{q}\sigma '_{v0}+s_{\gamma }d_{\gamma }N_{\gamma }\cdot (0.5\gamma B-\Delta u)}

أين

  • sq{\displaystyle s_{q}}وsγ{\displaystyle s_{\gamma }}عوامل شكل مماثلة يمكن اعتبارها بشكل متحفظ 1
  • دq{\displaystyle d_{q}}ودγ{\displaystyle d_{\gamma }}وهي عوامل عمق مماثلة يمكن اعتبارها بشكل متحفظ 1
  • شمالq{\displaystyle N_{q}}هو عامل قدرة التحمل (يؤخذ عمومًا على النحو التالي)كصهـπتأن(ϕ′){\displaystyle K_{p}e^{\pi tan(\phi ')}}
  • σv0′{\displaystyle \sigma '_{v0}}يمثل الإجهاد الفعال الرأسي في الموقع الذي يؤثر على مستوى قاعدة الأساس
  • شمالγ{\displaystyle N_{\gamma }}وهو مماثل لعامل قدرة التحملشمالq{\displaystyle N_{q}}
  • γ{\displaystyle \gamma }يمثل الوزن النوعي للتربة المجاورة للأساس
  • ب{\displaystyle B}عرض الأساس
  • Δu{\displaystyle \Delta u}هو الزيادة في ضغط ماء المسام بين مستوى التأسيس وعمق B/2 أسفله.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ أختر، شاهين. "الأساسات الضحلة - التعريف والأنواع والاستخدامات والرسوم البيانية" . مهندس مدني محترف . تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2021 .
  2. ↑ جيليسانيا، دييغو إينوسينسيو ت. (2004). أساسيات تصميم الخرسانة المسلحة ( الطبعة الثانية). [سيبو، مدينة، الفلبين]. ص 259. ISBN   971-8614-26-5. OCLC 1015901733 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  3. ↑ مهدي، شيخ. "أهم 8 أنواع من الأساسات" . civiltoday.com . تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2021 .
  4. ↑ "تفاصيل الأساسات الخرسانية والعزل، دليل البناء" .
  5. ↑ كوتا، د. (2024). "تحسين مدخلات البيانات الجيوتقنية باستخدام مقياس الانحراف خفيف الوزن لتصميم الطرق وتحليل الأداء" . جيوتقنية البنية التحتية للنقل . doi : 10.1007/s40515-024-00430-6 .
  6. ↑ "إصلاح تسربات البلاطات في ماكيني، فريسكو، وألين، تكساس - هاكلر للسباكة" . Hacklerplumbingmckinney.com. 2013-11-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-08-20 .
  7. ↑ باوري، ويليام (2014). مفاهيم وتطبيقات ميكانيكا التربة ( الطبعة الثالثة). مجموعة تايلور وفرانسيس. الصفحات 415-416 . ISBN   978-1-4665-5248-7.
  8. ↑ باوري، ويليام (2014). مفاهيم وتطبيقات ميكانيكا التربة ( الطبعة الثالثة). مجموعة تايلور وفرانسيس. الصفحات 415-416 . ISBN   978-1-4665-5248-7.