الفحوصات الحقلية للتربه

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫البـاب التاسع‬ ‫الفحوصات الحقلية‬ ‫للتربة‬ ‫‪9.1‬‬

‫مدخل‬

‫‪9.2‬‬

‫فحص الكثافة الحقلية للتربة بطريقة إحلل الرمل‬

‫‪9.3‬‬

‫فحص الختراق القياسي )‪(SPT‬‬

‫‪9.4‬‬

‫فحص القص بالريشة‬

‫البـاب التاسـع‬

‫الفحوصات الحقلية للتربـــة‬ ‫)‪(Field Soil Tests‬‬

‫‪9.1‬‬

‫مدخــل ‪(( Introduction‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪7‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫أشرشنا عشند استعراضشنا للفحوصات التي تجري للتربة‪ ،‬إلى أن هذه الفحوصات تقسم‬ ‫إلللى فحوصلات مخبري ة وأخللرى حقليللة‪ .‬والفحوصلات الحقليللة‪ ،‬كمللا هللو واضللح مللن‬ ‫تسميتها‪،‬هي تلك الللتي تجللري فللي الحقلل أو الموقع‪ ،‬وذلللك علللى التربة فللي وضعها‬ ‫وتركيبها الطبيعيين‪.‬‬ ‫ومن أهم الفحوصات الحقلية للتربة ما يلي‪:‬‬ ‫)‪ (1‬فحوصات الكثافة الحقلية )‪ -(Field density tests‬لتحديد كثافة التربة‬ ‫الطبيعية أو بعد دمكها للتأكد من جودة الدمك‪ .‬وهشناك طرق مختلفة لجراء‬ ‫هذا الفحص‪ ،‬مثل طريقة مخروط الرمل أو إحلل الرمل )‪Sand cone or‬‬ ‫‪ ،(sand replacement method‬وطريقة البالون المطاطي )‪Rubber‬‬

‫‪ ،(balloon method‬والطريقة الذرية )‪ .(Nuclear method‬والطريقة الولى‬ ‫باستخدام الرمل هي الكثر اشنتشا ًرا‪ ،‬لذلك سشنعرضها بالتفصيل‪.‬‬

‫)‪ (2‬فحوصات الختراق )‪ -(Penetration tests‬وتستخدم هذه الفحوصات‬

‫لغرض تحديد قدرة تحمل التربة وخصائصها‪ .‬وتقسم إلى فحوصات الختراق‬

‫الستاتيكي )‪ ،(Static penetration tests‬التي يتم خللها اختراق السطح‬ ‫الطبيعي للتربة بواسطة مخروط له أبعاد محددة‪ ،‬ومثالها فحص المخروط‪،‬‬ ‫المعروف بل )‪ ،(Dutch cone test‬وفحوصات الختراق الديشناميكي )‬ ‫‪ ،(Dynamic penetration tests‬التي يتم خللها كذلك اختراق التربة بواسطة‬ ‫جهاز أسطواشني خاص في مقدمته جامع عيشنات )‪ (Soil sampler‬بواسطة‬ ‫مطرقة خاصة‪ ،‬ومثال هذه الفحوصات فحص الختراق القياسي )‪Standard‬‬

‫‪ (Penetration Test- SPT‬واسع الشنتشار‪ ،‬والذي سشنعرضه بالتفصيل‪.‬‬ ‫)‪ (3‬فحوصات القص )‪ -(Shear tests‬وتستخدم رغالبًا لقياس مقاومة القص‬

‫للتربة الطيشنية الشناعمة ذات الرطوبة العالية‪ ،‬وأهمها فحص القص بالريشة )‬ ‫‪.(Vane shear test‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪8‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪ (4‬فحوصات الشنفاذية )‪ -(Permeability tests‬ويتم إجراء هذه الفحوصات‬ ‫داخل البار السبرية )‪ (Boreholes‬أو الحفر الختيارية )‪ (Trail pits‬لقياس‬ ‫معامل شنفاذية التربة )‪ ( Coefficient of permeability‬بتركيبها الطبيعي‪.‬‬ ‫ويتم اللجوء إلى إجراء هذه الفحوصات‪ ،‬والتي تتميز عن الفحوصات المخبرية‬ ‫بدقتها‪ ،‬في حالة المشاريع ذات الهمية الخاصة‪ ،‬حين يكون لشنفاذية التربة دور‬ ‫أساسي في تحديد سلوكها‪ ،‬كما هو الحال في المشنشآت المائية )‪Hydraulic‬‬

‫‪ (structures‬كالسدود والقشنوات‪ ،‬أو في حالة اساسات المباشني والمشنشآت الموجودة‬ ‫في مشناطق تتأثر بمشنسوب المياه الجوفية‪.‬‬ ‫)‪ (5‬فحوصات التحميل )‪ -(Loading tests‬وتستخدم هذه الفحوصات لدراسة‬ ‫خصائص الهبوط والقص وقدرة التحمل للتربة‪ .‬ومثالها فحص قرص أو‬

‫صفيحة التحميل )‪ (Plate bearing test‬الذي يجري في الحفر الختبارية‬ ‫عشند مشنسوب التأسيس أو أي مشنسوب مطلوب‪ .‬ويتم خلل الفحص تعريض‬ ‫القرص أو الصفيحة المثبتة على سطح التربة لحمل ستاتيكي )‪(Static load‬‬ ‫متصاعد حتى حصول الشنهيار )‪ (Failure‬أو الوصول إلى حمل معين‪ ،‬مع‬ ‫أخذ ما يلزم من قراءات لجراء الحسابات اللزمة‪.‬‬ ‫وسللشنقدم ف للي ه للذا الب للاب م للن الكت للاب‪ ،‬أه للم تفاص لليل الفحوصللات الحقلي للة الك للثر‬ ‫اتشنشا ًرا‪.‬‬ ‫‪9.2‬‬

‫فحص الكثافـة الحقلية للتربـة بطريقة إحل لـ الرمـل‬

‫)‪(Field Density Test Using Sand-Replacement Method‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM D – 1556‬‬ ‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪9‬‬

‫‬‫‪-‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪AASHTO T-191.‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ -1‬جهاز مخروط الرمل ويسموشنه مخروط الرمل )‪ (Sand cone‬الموضح في‬ ‫)شكل ‪1-9‬ب(‪.‬‬ ‫‪ -2‬أدوات مشناسبة لعمل ُح فلرة في التربة )‪ (Digging tools‬مثل الزميل‬ ‫والمطرقة‪.‬‬

‫‪ -3‬صفيحة معدشنية )‪ (Plate‬في وسطها فتحة دائرية وفي زواياها فتحات‬ ‫لتثبيتها بالرض بواسطة مسامير‪ ،‬وللصفيحة جدران جاشنبية ارتفاعها ‪13‬‬ ‫ملمت ًرا‪.‬‬

‫‪ -4‬ميزان )‪.(Balance‬‬

‫‪ -5‬وعاء معدشني )‪ (Metal container‬لجمع التربة الشناتجة عن الحفر‪ ،‬ويمكن‬ ‫الستعاضة عن الوعاء بكيس شنايلون‪.‬‬ ‫‪ -6‬أدوات لتحديد محتوى الرطوبة‪.‬‬

‫‪ -7‬رمل قياسي خاص‪ ،‬شنظيف من الشوائب العضوية‪ .‬وحسب المواصفات‬ ‫البريطاشنية‪ ،‬فإن قياس حبيبات الرمل يجب أن يحقق شرط المرور من المشنخل‬ ‫)‪ 600‬ميكرون( والبقاء على المشنخل )‪ 300‬ميكرون(‪ .‬وأما حسب‬ ‫المواصفات المريكية‪ ،‬فالرمل المستعمل يمر من المشنخل رقم )‪ ،(20‬ويتبقى‬ ‫على المشنخل رقم )‪ .(30‬ويمكن استعمال الرمل المار من المشنخل رقم )‪(30‬‬ ‫والمتبقي على المشنخل رقم )‪ ،(40‬أو المار من المشنخل )‪ (30‬والمتبقي على‬ ‫المشنخل )‪ ،(50‬وذلك حسب المرجع ‪ ./8/‬ويجب أن تكون كثافة الرمل‬ ‫معروفة‪ ،‬حيث يمكن إيجادها في المختبر باستعمال أوعية ذات أشكال‬ ‫مشنتظمة دقيقة البعاد‪ .‬ويتم في العادة تحديد كثافة الرمل المستعمل في هذا‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪10‬‬

‫‪-‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫الفحص عدة مرات‪ ،‬ويكون الرمل جيدًا إذا لم تختلف أي كثافة عن المعدل‬

‫بأكثر من واحد بالمئة )‪.(%1‬‬ ‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬

‫‪ -1‬يتم ملء جهاز الرمل )السطواشنة أو المخروط( بالرمل وتوزيشنه‪.‬‬ ‫‪ُ -2‬يسوى سطح التربة في مشنطقة الفحص جيدًا‪ ،‬وتوضع عليه الصفيحة‬

‫المعدشنية ويتم تثبيتها بالمسامير‪ ،‬مع مراعاة أن تكون الفتحة الدائرية في‬ ‫وسط الصفيحة ملصقة لسطح التربة‪.‬‬

‫‪ -3‬يتم وضع علمات تحدد مكان الصفيحة المعدشنية للتأكد من بقائها ثابتة‬ ‫أثشناء الفحص‪.‬‬ ‫‪ -4‬يتم عمل حفرة في التربة داخل الفتحة الدائرية وسط الصفيحة المعدشنية‪.‬‬ ‫وبخصوص حجم الحفرة‪ ،‬فإن الجمعية المريكية للفحوصات والمواد )‬

‫‪ (ASTM‬ترى أن القياسات التالية ملئمة للحصول على شنتائج مرضية‪:‬‬ ‫حجم الحفرة‬

‫الوزن الل زـم لفحص محتوى‬

‫)سم ‪(3‬‬

‫)غم(‬

‫‪) 4.75‬مشنخل رقم ‪(4‬‬

‫‪700‬‬

‫‪100‬‬

‫‪12.50‬‬

‫‪1400‬‬

‫‪250‬‬

‫‪25.00‬‬

‫‪2100‬‬

‫‪500‬‬

‫‪50.00‬‬

‫‪2800‬‬

‫‪1000‬‬

‫مقاس أكبر حبيبة في التربة‬ ‫)ملم(‬

‫الرطوبة‬

‫إواذا كان قطر الحفرة بحدود ‪15‬سم‪ ،‬شنجد أن عمق الحفرة‪ ،‬في حالة‬

‫فحص مواد يتراوح قياس حبيباتها بين ‪50-25‬سم‪ ،‬يتراوح بين‬ ‫‪12-15‬سم‪.‬‬ ‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪11‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ -5‬يتم جمع شنواتج الحفر من داخل الحفرة إلى الوعاء المخصص لذلك‪ ،‬مع‬ ‫مراعاة عدم فقدان شيء من هذه العيشنة‪ ،‬والمحافظة على محتوى الرطوبة‬ ‫الطبيعي فيها‪.‬‬

‫ملحظة‪ :‬ل يتم جمع الحجارة التي يزيد مقاسها عن ‪ 5‬سم )‪ 2‬اشنش( )إن وجدت مع العيشنة(‬ ‫بل تبقى داخل الحفرة‪ ،‬مع أشنه يفضل تغيير مشنطقة الفحص في هذه الحالة باختيار شنقطة‬ ‫أخرى ل تحتوي هذا المقاس من الحجارة‪.‬‬

‫‪ -6‬يتللم تشنظيللف داخللل الحف لرة جيللدًا مللن حبيبللات الترب ة‪ ،‬كمللا يتللم رف ع حبيبللات‬

‫التربة عن الصفيحة المعدشنية‪ ،‬وهشنا يمكن استعمال فرشاة لتشنظيف الصللفيحة‬

‫من حبيبات التربة‪ ،‬وبعد جمع العيشنة يتم وزشنها جيدًا‪.‬‬

‫‪ -7‬يثبت جهاز الرمل )المخروط أو السطواشنة( فوق وسط الصفيحة المعدشنية‬ ‫مقلوبًا كما في الشكل )‪ ،(1-9‬ويفتح الصمام الخاص للسماح باشنسياب‬ ‫الرمل من الجهاز إلى داخل الحفرة حتى تمتلئ الخيرة‪ ،‬وكذلك الجزء‬

‫المخروطي من الجهاز‪ .‬عشندها يتم رغلق الصمام‪.‬‬ ‫‪ -8‬يتم وزن الرمل المتبقي داخل الجهاز لمعرفة وزن الرمل المستعمل والذي‬ ‫مل الحفرة والمخروط‪.‬‬ ‫‪ -9‬يتم تحديد محتوى الرطوبة للتربة الشناتجة من الحفرة‪.‬‬ ‫)‪ (4‬الحسابات )‪:(Calculations‬‬ ‫يمكن إيجاد الكثافة الحقلية للتربة من هذا الفحص بالمعادلة‪:‬‬ ‫الكثافة الحقلية )‪=(ρ‬‬

‫وزن التربة التي تم استخراجها من الحفرة )رغم(‬ ‫حجم الحفرة )سم ‪(3‬‬

‫وأما حجم الحفرة فيساوي‪:‬‬

‫وزن الرمل الذي يمل الحفرة والمخروط )رغم( – وزن الرمل الذي يمل المخروط )رغم(‬ ‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪12‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫كثافة الرمل )رغم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫إواذا اعتبرشنا رطوبة التربة )‪ (WO‬وكثافتها الرطبة )‪ ،(ρ‬فإن الكثافة الحقلية الجافة )‬ ‫‪ (ρd‬يمكن إيجادها من المعادلة‪:‬‬

‫)رغم‪/‬سم‬

‫‪ρ‬‬ ‫‪1 + Wo‬‬

‫‪(3‬‬

‫= ‪ρd‬‬

‫أو‬ ‫)رغم‪/‬سم‬

‫‪(3‬‬

‫‪100‬‬ ‫‪100 + Wo‬‬

‫‪ρd = ρ‬‬

‫ل لشنتائج وحسابات فحص الكثافة الحقليلة للتربة بطريقلة‬ ‫ويبين الشنموذج )‪ (1-9‬مثا ً‬ ‫مخروط الرمل‪.‬‬

‫شكل)‪ -(1-9‬مخروط الرمل حسب )‪(ASTM D-1556‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪13‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫نموذج )‪(1-9‬‬ ‫رقــم العينــة‬ ‫)‪) (W‬رغم(‬

‫وزن التربة المستخرجة من الحفرة‬

‫)‪(W1‬‬

‫وزن الرمل داخللل السللطواشنة قبللل السللكب فللي الحفلرة‬

‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3415‬‬

‫‪3045‬‬

‫‪5000‬‬

‫‪5000‬‬

‫)رغم(‬ ‫)‪(W4‬‬

‫وزن الرمل داخللل السللطواشنة بعللد السللكب فللي الحفلرة‬

‫‪1017.1‬‬

‫‪1247.4‬‬

‫)رغم(‬ ‫وزن الرمل الذي يمل الجزء المخروطي من السطواشنة )‪) (W2‬رغم(‬

‫وزن الرمل الذي يمل الحفرة‬

‫‪1430‬‬

‫‪1430‬‬

‫‪2552.9‬‬

‫‪2322.6‬‬

‫‪1.45‬‬

‫‪1.45‬‬

‫)‪(Vb = Wb ÷ ρs‬‬

‫‪1760.6‬‬

‫‪1601.8‬‬

‫)‪) (ρ=W÷ Vb‬رغم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫‪1.94‬‬

‫‪1.90‬‬

‫‪8.5‬‬

‫‪8.3‬‬

‫‪1.79‬‬

‫‪1.75‬‬

‫)‪) (Wb=W1-W4-W2‬رغم(‬ ‫)‪) (ρs‬رغم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫كثافة الرمل‬ ‫حجم الحفرة‬ ‫الكثافة الرطبة‬

‫)‪(%) (m‬‬

‫محتوى الرطوبة‬ ‫‪100‬‬ ‫‪100 + m‬‬

‫الكثافة الجافة‬

‫‪9.3‬‬

‫)رغم‪/‬سم ‪(3‬‬

‫‪ρd = ρ‬‬

‫فحـص الخـتـراق القيـاسـي‬

‫)‪(Standard Penetration Test - SPT‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪14‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫يعتبر هذا الفحص الحقلي‪ ،‬كما سبق وأشرشنا‪ ،‬أحللد فحوصات الخللتراق الديشناميكيللة‬ ‫للتربة‪ .‬ويتم إجراء هذا الفحص في العادة داخل البار السبرية )‪ (Boreholes‬أثشناء‬ ‫تحري ات الموقلع )‪ ،(Site investigation‬وعلللى أعمللاق مختلفللة لتحديللد خصللائص‬ ‫التربة وقدرة تحملها‪.‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM D – 1586.‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ .1‬جهاز حفر )‪ (Drilling rig‬وتستعمل عادة شنفس الحّفارة التي تقوم بالحفر‬ ‫أثشناء تحريات الموقع والتي تكون مجهزة لهذا الغرض‪.‬‬

‫‪ .2‬جامع عيشنات أسطواشني )‪ ،(Split-barrel sampler‬ويسمى كذلك )‪Split‬‬

‫‪ ،(spoon‬وأما أبعاده فموضحة في الشكل )‪.(2-9‬‬

‫‪ .3‬مواسير حفر )‪ ،(Drilling rods‬وهذه تدخل ضمن تجهيزات الحفارة‪.‬‬ ‫‪ .4‬مطرقة خاصة )‪ (Hammer‬وزشنها حوالي ‪ 65‬كيلو رغرامًا‪.‬‬ ‫‪ .5‬أوعية محكمة الرغلق )‪.(Airtight containers‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪15‬‬

‫‬‫‪-‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ (2-9‬جامع العيشنات السطواشني في فحص الختراق القياسي‬

‫)‪ (3‬الطريقة )‪:(Procedure‬‬ ‫بعد تثبيت جامع العيشنات السطواشني في شنهاية الماسورة الخاصة وجعله ملمسًا‬

‫لسطح الطبقة التي ُيراد فحصها‪ ،‬يتم التأثير بواسطة المطرقة المثبتة على آلة‬

‫الحفر لحداث اختراق للتربة مقداره ‪ 45‬سشنتمت ًرا‪ ،‬ويؤخذ في العادة عدد ضربات‬

‫المطرقة الذي لزم لختراق آخر ‪ 30‬سشنتمت ًرا‪ ،‬ويدعى هذا الرقم برقم الختراق‬

‫القياسي )‪ (Standard penetration number‬ويرمز له بالحرف )‪ .(N‬ويجري عّد‬ ‫الضربات حتى بلورغها الخمسين ضربة‪ .‬إواذا كان الختراق اللزم لم يحصل ررغم‬

‫هذا العدد من الضربات‪ ،‬يتم تسجيل مقدار الختراق الذي حصل مع الشارة إلى‬ ‫بلوغ الضربات خمسين ضربة‪.‬‬ ‫بعد الشنتهاء من عملية الختراق‪ ،‬يتم رفع خط الحفر )المواسير( وفك جامع‬ ‫العيشنات لستخراج العيشنة من داخله‪ ،‬ورغالبًا ما تكون العيشنة رغير سليمة التركيب‪،‬‬

‫لكشنها كافية لعطاء فكرة عن شنوعية التربة‪ ،‬ويمكن الستفادة مشنها لفحص محتوى‬ ‫الرطوبة الطبيعي للتربة‪.‬‬ ‫وتجدر الشارة هشنا‪ ،‬إلى أشنه وفي حالة التربة الحصوية )‪ (Gravelly soil‬يتم‬ ‫ل عن‬ ‫استخدام جزء مخروطي زاوية رأسه ‪ 60‬درجة في عملية اختراق التربة بد ً‬ ‫جامع العيشنات‪ ،‬دون اختلف يذكر في طريقة الفحص‪.‬‬ ‫)‪ (4‬الفائدة العملية )‪:(Application‬‬ ‫يتم الستفادة من رقم الختراق القياسي )عدد الضربات ‪ (N‬لعدة أرغراض عملية‬ ‫أهمها‪:‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪16‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .1‬تحديد الكثافة الشنسبية للتربة )‪ – (Relative density‬ويبين الجدول )‪(1-9‬‬ ‫أدشناه العلقة بين عدد الضربات )‪ (N‬والكثافة الشنسبية للتربة الرملية حسب‬ ‫ترزاجي وبيك)‪:/Terzaghi& Peck) /17‬‬

‫جدول )‪(1-9‬‬ ‫الكثافة النسبية‬

‫عدد الضربات‬

‫)‪density‬‬

‫)‪(N‬‬

‫أقل من ‪4‬‬

‫مفككة جدًا‬

‫‪10-30‬‬

‫متوسطة الكثافة‬

‫‪4-10‬‬

‫)‪(Very loose‬‬

‫مفككة‬

‫‪30-50‬‬

‫)‪(loose‬‬

‫كثيفة‬

‫أكثر من ‪50‬‬

‫‪(Relative‬‬

‫)‪(Medium dense‬‬ ‫)‪(Dense‬‬ ‫)‪(Very dense‬‬

‫كثيفة جدًا‬

‫‪ .2‬تحديد قوام التربة )‪ (Consistency‬ومقاومة الضغط اللمحصور)‬

‫‪ (Unconfied strength‬للتربة الطيشنية التركيب‪ ،‬كما هو موضح في الجدول‬

‫)‪ (2-9‬أدشناه‪ ،‬والقيم الواردة في الجدول تقريبية لكشنها ذات فائدة عملية كبيرة‬ ‫‪./17/‬‬ ‫جدول )‪(2-9‬‬ ‫عدد الضربات‬

‫قوام التربة‬

‫)‪(N‬‬

‫)‪(Consistency‬‬

‫أقل من ‪2‬‬

‫طري جدًا‬

‫‪4-8‬‬

‫متوسط‬

‫‪2-4‬‬

‫طري‬

‫‪8-15‬‬

‫صلب‬

‫‪15-30‬‬

‫صلب جدًا‬

‫أكبر من ‪30‬‬

‫مقاومة الضغط اللمحصور)كيلونيوتن‪/‬م ‪(2‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫قاسي‬

‫)‪(Unconfined compressive strength‬‬

‫)‪(Very Soft‬‬

‫أقل من ‪25‬‬

‫)‪(Soft‬‬

‫‪25-50‬‬

‫)‪(Medium‬‬

‫‪50-100‬‬

‫)‪(Stiff‬‬

‫‪100-200‬‬

‫)‪(Very stiff‬‬

‫‪200-400‬‬

‫)‪(hard‬‬

‫أكبر من ‪400‬‬

‫‪17‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ .3‬تحديد قدرة تحمل التربة )‪-(Bearing capacity‬حيث توصل ترازجي وبيك‬ ‫إلى تلخيص تجربتهما في مشنحشنى خاص لتحديد قدرة التحمل المسموح بها )‬ ‫‪ (Allowed bearing capacity‬حسب عدد الضربات في فحص الختراق‬ ‫القياسي )‪ (SPT‬ولمقاسات مختلفة من الساسات‪ ،‬على افتراض أن‬ ‫مشنسوب المياه الجوفية )‪ (Water table‬يقع على مسافة ل تقل عن عرض‬ ‫الساس )‪ (B‬من مشنسوب التأسيس‪ .‬وتكون قيم قدرة التحمل قريبة جدًا إلى‬ ‫الواقع في حالة التربة الرملية‪.‬‬

‫‪ .4‬تحديد قيمة زاوية الحتكاك الداخلي )‪ (φ‬للتربة‪ -‬ولهذا الغرض يمكن‬

‫استعمال المشنحشنى الموضح في الشكل )‪ (4-9‬من المرجع ‪ ،/3/‬والذي‬

‫يعطي قيمًا تقريبية للزاوية ) ‪.(φ‬‬ ‫ملحظة هامة ‪ :‬من الضروري قبل استعمال قيم )‪ (N‬الشناتجة من فحص الختراق القياسي )‬ ‫‪ ،(SPT‬إجراء تعديل أو تصحيح لهذه القيم‪ ،‬يأخذ في العتبار قيمة ضغط تربة التغطية )‬ ‫‪ .( Overburden pressure‬ويرى بعض الباحثين مثل جيبس وهولتز )& ‪Gibbes‬‬ ‫‪ /Holtz) /5‬أن شنتائج فحص الختراق القياسي تقلل إلى حد كبير من درجة الكثافة الشنسبية‬ ‫للتربة )‪ (Relative density‬رغير المتماسكة عشند العماق القريبة‪ .‬ولهذا يقترح هذان‬ ‫الباحثان إجراء تعديل لقيم )‪ (N‬حسب المشنحشنى المبين في الشكل )‪ ،(5-9‬وبيشنما يقترح‬ ‫ثوربيرن )‪ (Thorburn‬إجراء هذا التعديل حسب المشنحشنى المبّينل بشكل مشنقط على شنفس‬ ‫الشكل)‪ .(5-9‬وكما هو موضح من المشنحشنيين‪ ،‬فإن تعديل قيم )‪ (N‬باستخدام مشنحشنى‬

‫ثوربيرن يعطي قيمًا أقل‪ ،‬ولهذا يفضل الكثير من المهشندسين إجراء تعديل قيم ) ‪ (N‬حسب‬ ‫هذا المشنحشنى‪.‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪18‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ -(3-9‬مشنحشنى تحديد قدرة تحمل التربة الرملية حسب رقم الختراق )‪.(N‬‬ ‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪19‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ (4-9‬العلقة بين زاوية الحتكاك الداخلي )‪ (φ‬للتربة الرملية وعدد الضربات )‪(N‬‬

‫شكل )‪ -(5-9‬تعديل قيم الختراق )‪ (N‬الشناتجة من فحص الختراق القياسي حسب جبس وهولتز‬ ‫)مشنحشنى ‪ (1‬وثوربيرن )مشنحشنى ‪.(2‬‬

‫‪9.4‬‬ ‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫فحـص القـص بالريـشـة‬ ‫‪20‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫)‪(Vane Shear Test‬‬ ‫ُيللجأ لهذا الفحص الحقلي السريع لقياس مقاومة القص )‪ (Shear strength‬للتربة‬

‫الطيشنية ذات القوام الطري )‪ ،(Soft‬ول يمكن العتداد بشنتائجه للشكال الخرى من‬ ‫التربة‪ ،‬وكذلك عشندما يكون الطين محتويًا على رمل )‪ (Sand‬أو طمي )‪.(Silt‬‬

‫ولهذا السبب‪ ،‬فهذا الفحص محدود الستعمال ورغير مشنتشر في بلدشنا العربية‪،‬‬

‫بيشنما هو مشنتشر أكثر في أوروبا )خصوصًا في بريطاشنيا والدول السكشندشنافية(‬ ‫والوليات المتحدة المريكية‪ .‬وسشنعرض فيما يلي فكرة هذا الفحص وحسابات‬

‫شنتائجه باختصار‪.‬‬ ‫)‪ (1‬المراجع القياسية )‪:(Standard references‬‬ ‫‪BS 1377‬‬ ‫‪ASTM D – 2573‬‬ ‫‪AASHTO T-223‬‬

‫)‪ (2‬الجهزة الل زـمة )‪:(Equipment‬‬ ‫‪ .1‬ريشة ذات أربعة ألواح )شفرات( من فولذ ل يصدأ )شكل ‪.(6-9‬‬ ‫‪ .2‬ذراع مقاوم للشد )‪ (High tensile rod‬في شنهايته مقبض مزود بمقياس‬ ‫مدرج لقياس عزم الدوران )‪.(Torque‬‬

‫)‪ (3‬الطريقـة )‪:(Procedure‬‬ ‫‪ -1‬يتم رغرز الريشة والذراع في الطين تحت مشنسوب الحفر في البئر السبرية‬ ‫)‪ (Borehole‬إلى عمق ُيساوي ثلثة أضعاف قطر البئر على‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪21‬‬

‫‬‫‬‫‪-‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫شكل )‪ – (6-9‬أجزاء الريشة المستخدمة لفحص القص في التربة‬

‫القل‪ ،‬أو عشند السطح إذا كان قياس مقاومة القص مطلوبًا لتربة‬ ‫السطح‪.‬‬

‫‪ -2‬يتم بعدها تدوير الريشة بواسطة المقبض المثبت في أعلى الذراع‬ ‫وباستعمال عزم الدوران )‪ (Torque‬حتى يحصل اشنهيار الطين تحت‬ ‫تأثير دوران الريشة‪ .‬ويجب مراعاة أن تكون سرعة الدوران بحدود ‪12-6‬‬ ‫درجة في الدقيقة‪.‬‬ ‫)‪ (4‬الحسابات )‪: (Calculations‬‬ ‫يتم حساب مقاومة التربة للقص من المعادلة التالية‪:‬‬

‫حيث ‪:‬‬

‫‪d 2h d3‬‬ ‫) ‪+‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪6‬‬

‫(‪T = πc‬‬

‫‪ - T‬عزم الدوران عشند الشنهيار‪.‬‬ ‫‪ -C‬قوة تماسك حبيبات التربة )‪.(Cohesion‬‬ ‫‪ -d‬العرض الكلي للريشة )أشنظر الشكل ‪.(6-9‬‬ ‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪22‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫‪ -h‬طول الريشة‪.‬‬ ‫مثــال ‪ :‬إذا كان عزم الدوران الذي لزم أثشناء فحص القص بالريشة مساويًا‬ ‫‪ 185‬شنيوتن متر‪ .‬أحسب قيمة مقاومة القص )‪ (c‬إذا علمت أن الريشة‬

‫المستعملة في الفحص كاشنت ذات عرض مساو ‪ 100‬ملمتر وطولها ‪150‬‬ ‫ملمت ًرا‪.‬‬ ‫الحـل ‪ :‬باستعمال المعادلة أعله مع القيم‬ ‫‪T = 185 Nm = 1.85 × 10-1 KN.m‬‬ ‫‪d = 100 mm = 10-1 m‬‬ ‫‪h = 150 mm = 1.5× 10-1 m‬‬ ‫‪(10 −1 ) 2 x1.5x10 −1 (10 −1 ) 3‬‬ ‫‪+‬‬ ‫]‬ ‫‪2‬‬ ‫‪6‬‬

‫[‪1.85x10 −1 = πc‬‬

‫شنجد أن ‪:‬‬ ‫‪c = 64 KN/m².‬‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪23‬‬

‫الباب التاسع – الفحوصات الحقلية للتربة‬ ‫___________________________________________________________________‬

‫فحوصات التربة للرغراض الشنشائية‬

‫‪24‬‬