الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
البــاب الثانـي خصائص التربــــة للـغـراض ال نــشــائيـــة 2-1 2-2
مدخل
الخصائص الفيزيائية للتربة 2-2-1العلاقات الوزنية – الحجمية للتربة 2-2-2الخصائص الدالة
2-3
الخصائص الميكانيكية للتربة
2-5
فحوصات التربة للرغراض النشائية
2-4
الخصائص الكيميائية للتربة 2-5-1الفحوصات المخبرية 2-5-2الفحوصات الحقلية
البـاب الثانـي
خصائص التربـة للـغـراض ال نـشـائيـة )Soil Properties for
(Construction Purposes فحوصات التربة للرغراض النشائية
39
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
2-1مدخــل )(Introduction يمكن تقسيم الخصائص الساسية للتربة الى خصائص فيزيائية )Physical
(propertiesوميكانيكية ) (Mechanical propertiesوأخرى كيميائية ) .(Chemical propertiesوهذه الخصائص ،إوان اختلفت في درجة أهميتها من
منشأ الى آخر ،ومن منطقة الى أخرى ،إل أنها كلها مهمة وضرورية للحكم على التربة التي تجري دراستها ،واجراء التجارب عليها في المختبر ضروري للخروج بتوصيات متكاملة فيما يتعلق بالتربة والساسات. وأما المقصود بالخصائص الفيزيائية للتربة ،فهو تلك الخصائص المتعلقة بطبيعة التربة كمحتوى الرطوبة الطبيعية فيها ) (Natural moisture contentوحدود السيولة ) (Liquid limitواللدونة ) (Plastic limitوكذلك الوزن النوعي ) (Specific gravityوالكثافة ) (Densityونسبة الفرارغات ) (Voids ratioودرجة التشبع بالماء ) (Degree of saturationورغيرها. وأما الخصائص الميكانيكية للتربة فيقصد بها خصائص التربة وسلوكها تحت تأثير الحمال ،كمقاومة التربة للقص ) (Shear strengthواقوة التماسك بين حبيباتها ) (Cohesionوزاوية الحتكاك الداخلي )(Angle of internal friction ومقاومة النضغاط ) (Compressive strengthوالدمك )(Compaction والتضارغط المحوري ) (Consolidationورغيرها. وأما الخصائص الكيميائية للتربة فيقصد بها ما تحتويه من مواد كيميائية اقد يكون لها تأثير سلبي على خرسانة الساسات ،كمحتوى الكبريتات )Sulphate
(contentومحتوى الكلوريدات ) (Chloride contentوالشوائب العضوية ) (Organic impuritiesوالمل ح القابلة للذوبان )(Total soluble salts
فحوصات التربة للرغراض النشائية
40
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
وحامضية أو اقاعدية الوسط ) (Acidity or alkalinity of environmentالتي يدل عليها الراقم الهيدروجيني ) (PH valueورغيرها. وجميع الفحوصات التي ذكرت أعله يمكن اجراؤها في المختبر على عينات سليمة ) (Undisturbedأو مخلخلة التركيب ) (Disturbedكما سبق عند الحديث عن عينات التربة في الباب الول ،وكما سيرد لحقًا عند الواقوف على تفاصيل
هذه الفحوصات.
2-2الخصائص الفيزيائية للتربة )(Physical properties of soil
لتسسسهيل فهسسم الخصسسائص الفيزيائيسسة الساسسسية للترب ة نتسسذكر مسسا ورد عسسن أن الترب ة تتكسسون مسسن ثلثسسة مكونات أساسسسية هسسي الحبيبسسات الصسسلبة )(Solid particles والفرارغات بين هذه الحبيبات ) (Voidsوالماء أو الهواء أو كلهمسا داخسل هسذه الفرارغات )انظر الشكل .(1-1 وتكون التربة كما ذكرنا سابقًا جافة ) (Dryإذا كانت فرارغاتها مليئة بالهواء وحده،
ومشبعة جزئيًا بالماء ) (Partially saturatedإذا تقاسم الهواء والماء فرارغاتها ، ومشبعة تمامًا بالماء ) (Fully saturatedإذا مل الماء كل فرارغاتها .واقد أطلق
العالم الروسي نيكولي رغيرسيفانوف ) (N.Gersevanovتسمية التربة ثلثية
المراحل ) (Three phase soilعلى التربة التي تحتوي الماء والهواء اضافة الى الحبيبات الصلبة ،والتربة ثنائية المراحل ) (Two phase soilعلى تلك التي تتكون من اثنين من المكونات الرئيسية فقط )حبيبات صلبة وماء أو حبيبات صلبة وهواء( .ويساعد الشكل ) (1-2أدناه في توضيح المفاهيم المذكورة ،وكذلك في فهم تعريفات ومعاني أهم الخصائص الفيزيائية للتربة التي سيلي استعراضها.
فحوصات التربة للرغراض النشائية
41
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
2-2-1العلـقـات الوزنيـة – الحجميـة للتربـة )(Weight – volume relationships -1
محتوى الرطوبة ) (Water or moisture contentهو النسبة بين وزن الماء في فرارغات التربة ووزن الحبيبات الصلبة معب ًار عنه بنسبة مئوية: )(%
M
w (2-1) W = M x100 s
ويقاس محتوى الرطوبة عن طريق تجفيف عينة من التربة في فرن التجفيف الخاص ) (Drying ovenعلى درجة ح اررة اقياسية تت ارو ح بين ˚ 110-105م، ومقارنة وزنها اقبل وبعد عملية التجفيف التي تنتهي عندما يثبت وزن العينة ،أو بعد مرور 24ساعة كما تحدد المواصفات المتعلقة باجراء هذا الفحص.
فحوصات التربة للرغراض النشائية
42
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
شكل ) (1-2الحالت المختلفة للتربة
-1 -2
مشبعة جزئيًا بالماء )ثلثية المراحل(
مشبعة تمامًا بالماء )ثنائية المراحل – حبيبات صلبة وماء(
جس -تربة جافة )ثنائية المراحل – حبيبات صلبة وهواء( (A – Air, S- Solids, W- Water, V- Volume, M – Mass).
-2
درجة التشبع بالماء ) (Degree of saturationهي النسبة بين حجم الماء في فرارغات التربة الى الحجم الكلي للفرارغات:
)(%
Vw x100 Vv
=
(2-2) S r
وتكون درجة التشبع صف ًار للعينات الجافة ) (Sr = 0و % 100للعينات المشبعة
تمامًا بالماء ).(% Sr = 100 -3
نسبة الفراـغات ) (Voids ratioوهي النسبة بين حجم الفرارغات الموجودة في التربة إلى حجم الجزء الصلب )الحبيبات الصلبة(: Vv
(2-3) e = V
s
وتتغير اقيمة نسبة الفرارغات للتربة ضمن نطاق واسع .حيث يمكن أن تتغير من 0.2الى 1.5للتربة التي تتكون من حبيبات معدنية ) ،(Mineral soilsومن 2 الى 12للتربة التي تحتوي مكونات عضوية )./Mineral – organic soils) /4 ولكن الكثر شيوعًا في الوااقع هو أن تكون ) (e < 1للتربة المدموكة ،و )(e >1
للتربة المخلخلة ) (Looseرغير المتضارغطة ) .(Unconsolidatedوفي الحالة الخيرة ،يكون من الضروري اتخاذ اجراءات خاصة لتحسين خصائص التربة وتقويتها اقبل إاقامة أي منشأ عليها. فحوصات التربة للرغراض النشائية
43
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
المسامّية ) (Porosityوهي النسبة بين حجم الفرارغات الموجودة في التربة
-4
الى الحجم الكلي للتربة:
Vv V
= (2-4) n
وترتبط المسامية ) (nبنسبة الفرارغات ) (eبالعلاقة التالية: n
(2-5) e = 1 − n e 1+e
أو -5
=n
محتوى الهواء ) (Air Contentوهو النسبة بين حجم الهواء الموجود في فرارغات التربة الى الحجم الكلي للتربة: VA V
-6
)(6-2
)(2-7
=A
الكثافة ) (Bulk densityهي النسبة بين الكتلة الكلية للتربة إلى حجمها الكلي: M V
=ρ
)(2-8
وتقاس الكثافة بوحدات كيلورغرام /متر مكعب ) (Kg/m³أو رغرام /سنتمتر مكعب ) = (g/cm³طن /متر مكعب ) .(t/m³أما كثافة الماء فيرمز لها بس ) (ρwواقمتها تساوي 1رغم /سم 1000 = 3كغم /م .3
فحوصات التربة للرغراض النشائية
44
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
-7
وزن وحدة الحجم ) (Unit weightوهو النسبة بين الوزن الكلي )اقوة( الى الحجم الكلي للتربة: M.g V
=
W
(2-9) γ = V
لفهم العلاقة بين الكتلة ) (Mوالوزن ) (Wنتذكر اقانون نيوتن
F=M.a حيث – Mالكتلة و – aالتسارع. لو استبدلنا التسارع ) (aبتسارع الجاذبية الرضية ) (gواعتبرنا الوزن وحدة اقوة )مقدار جذب الرض للجسم( ،أي F = Wنحصل على:
W=M.g
وأما العلاقة بين الكثافة ) (ρووزن وحدة الحجم ) (γفهي:
(2-10)γ = ρ . g -8
الوزن النوعي للحبيبات الصلبة )(Specific gravity of solid particles ويعّر فسبأنه النسبة بين كتلة الحبيبات الصلبة إلى وزن كمية من الماء تشغل
نفس الحجم:
Ms Vs ρ w
=
(2-11) G s
ومن تعريف نسبة الفرارغات ) ،(eإواذا كان حجم الحبيبات الصلبة مساويًا وحدة
واحدة ،فإن حجم الفرارغات يساوي ) (eوحدة )معادلة .(3-2عندها تكون كتلة
الحبيبات الصلبة مساوية )) (Gs.ρwمعادلة .(11-2ومن تعريف محتوى
فحوصات التربة للرغراض النشائية
45
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
الرطوبة ،تكون كتلة الماء مساوية )) (W.Gs.ρwمعادلة ،(1-2وعليه يكون حجم الماء ).(WGs إذا استعملنا هذه الحجوم والكتل )انظر شكل 1-2أ( ،فإنه يمكننا اشتقاق المعادلت التالية: درجة التشبع بالماء W.G s e
=
(2-12) S r
وعندما تكون ) ،(Sr = 1أي عندما تكون التربة مشبعة تمامًا بالماء ،نحصل على:
)(2-13
e = W.G s
ونحصل على:
أو ،من المعادلة ):(12-2
) G s (1 + W ρw 1+ e
= (2-14) ρ
)(G s + S r .e ρw 1+ e
=ρ
وعندما تكون ) ،(Sr = 1أي للتربة المشبعة: )(G s + e ρw 1+ e
وعندما تكون ) ،(Sr = 0أي للتربة الجافة: فحوصات التربة للرغراض النشائية
46
=
sat
(2-16) ρ
)(2-15
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
Gs ρw 1+ e
= ρd
)(2-17
وبطريقة مماثلة ،نستنتج أن وزن وحدة الحجم: ) G s (1 + W γw 1+ e
=γ
)أ(2-14/
)G s (1 + S r .e γw 1+ e
=γ
)أ(2-15/
= γ sat
)أ(2-16/
= γd
)أ(2-17/
)( G s + e γw 1+ e
Gs γw 1+e
حيث wهي وزن وحدة الحجم للماء ) γw = 9.8كيلو نيوتن/م .(3 وعندما تكون التربة مشبعة تمامًا بالماء في الظروف المواقعية ) ،(In-situفإن وزن وحدة الحجم الطافي ) (Buoyant unit weightتكون مساوية لس: γ ′ = γ sat − γ w
والتي تكون مساوية بعد الختصارات اللزمة لس: )(G s − 1 γw 1+ e
فحوصات التربة للرغراض النشائية
= (2-18) γ ′
47
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
وفي الجدول ) (1-2أدناه مثال للخصائص الوزنية – الحجمية )الفيزيائية( لنماط معينة من التربة في الحالة الطبيعية ./3/ جدول ) (1-2بعض الخصائص الفيزيائية ل نـماط مختلفة من التربة وصف التربة
المسامية
نسبة
)(n
)(e
الفراـغات
محتوى
الرطوبة ) (W
وزن وحدة الحجم )ـغم/سم (3
ρd
ρ
رمل متجانس ،مخلخل
0.46
0.85
32
1.43
1.89
رمل متجانس ،كثيف
0.34
0.51
19
1.75
2.09
رمل متدرج ،مخلخل
0.40
0.67
25
1.59
1.99
رمل متدرج ،كثيف
0.30
0.43
16
1.86
2.16
طمي )لوس( )(Loess
0.50
0.99
21
1.36
1.86
0.66
1.90
70
0.93
1.58
0.75
3.0
110
0.68
1.43
طين طري يحتوي القليل من المواد العضوية طين طري شديد العضوية
)(%
أمثلة محلولة مثـال ) – (1عينة من التربة تزن بحالتها الطبيعية 2290رغرامًا وحجمها
0.00115م .3بعد تجفيف العينة في الفرن أصبح وزنها 2035رغرامًا .أحسب
الكثافة ) ،(ρوزن وحدة الحجم ) ،(γمحتوى الرطوبة ) ،(Wنسبة الفرارغات )،(e
المسامية ) ،(nدرجة التشبع بالماء ) (Srومحتوى الهواء ) (Aإذا علمت أن الوزن النوعي للحبيبات الصلبة ).Gs) = 2.68 /مقتبس من المرجع ./5 الحسل : فحوصات التربة للرغراض النشائية
48
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
2.290 M = = 1990 kg/m³ = 1.99 g/cm³ W 1.15x10 −3
=ρ
M g = 1990 x 9.8 = 19500 N/m³ = 19.5 KN/ m³ V
=γ
Mw 2290 − 2035 = = 0.125 or 12.5 %. Ms 2035
نسبة الفرارغات ) (eمن المعادلة )(14-2
=W
) G s (1 + W ρw 1+ e
=ρ
نعّو ضسس، )2.68(1 + 0.125 1000 1+e
= 1990
ومنها، 1000 ) −1 = 0.52 1990
e = ( 2.68x1.25x
e 0.52 = = 0.34 = 34% 1 + e 1 + 0.52 WG s 0.125x 2.68 = = 0.645 = 64.5% e 0.52
=n
= Sr
A = n (1 − S r ) = 0.34(1 − 0.645) = 0.121 = 12.1%
فحوصات التربة للرغراض النشائية
49
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
مثـال ) – (2إذا كان محتوى الرطوبة ) (Wلعينة من التربة % 27وكثافتها ))ρ 1.97رغم/سم .3احسب الكثافة الجافة للتربة ) (ρdونسبة الفرارغات )(e والوزن النوعي للحبيبات الصلبة ) .(Gsواحسب اقيمة الكثافة ) (ρلهذه التربة عند نفس نسبة الفرارغات ولكن عندما تكون درجة التشبع بالماء مساوية / % 90مقتبس عن المرجع ./16 الحل :بما أن كثافة التربة معلومة ،نعتبر أن حجمها مساويًا لمتر مكعب واحد ونرسم مخطط حالة التربة ) (Soil –phase diagramالموضح في
الشكل ).(2-2 Mw
ماء W
Vw=Vv
Ms
حبيبات صلبة S
Vs
V=1m³
شكل )(2-2 Mw = 0.27 or 27 % Ms
=W
∴ Mw = 0.27 Ms
ρ = Mw + Ms = 1970 kg/m³
فحوصات التربة للرغراض النشائية
50
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
∴ 0.27 Ms + Ms = 1970 ⇒ Ms = 1550 kg.
وبما أن الحجم اقد اعُتبر مساويًا لمتر مكعب واحد ،تكون الكثافة الجافة
ρd = 1550 kg/m³
∴ Mw = 0.27 x 1550 = 420 kg Mw 420 = = 0.420 m³ ρw 1000
= Vw
∴ Vs = 1 – 0.420 = 0.580 m³ Vv 0.420 = = 0.724 Vs 0.580
=e
ومن المعادلة ) (11-2نجد الوزن النوعي للحبيبات الصلبة : Ms 1550 = = 2.68 Vs ρw 0.580 x1000
إواذا كانت الفرارغات مشبعة بنسبة % 90
= Gs
Mw = 420 x 0.9 = 378 kg, Ms = 1550 kg, MA = 0
∴ Mw + Ms +MA = 378 + 1550 + 0 = 1928 kg/m³ ).لن الحجم مساو لمتر مكعب واحد( ∴ ρ = 1928 kg/m³
فحوصات التربة للرغراض النشائية
51
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
2-2-2الخصائص الدالّـة )(Index properties سسسبق وأن استعرض نا فسسي البسساب الول بعض سًا مسسن الطسسرق البسسسيطة للتعسسرف علسسى
النواع الساسية للتربة .وهي طرق تعتبر كما ذكرنا بمثابسة الخطسوة الولى ،ول بسد أن تتبعه سسا خطس سوات أخ سسرى تق سسود ال سسى نتائ سسج كمي سسة مرتبط سسة بالخص سسائص الفيزيائي سسة للترب ة .وتقسسع الفحوصسسات الخاصسسة بتحديسسد الخصسسائص الدالسسة للترب ة ضسسمن هسسذه الخطوات. ويمكن أن تقسم الخصائص الدالة للتربة الى اقسمين رئيسيين هما: -1الخصائص الحبيبية ) – (Grain propertiesوتتعلق بخصائص الحبيبات التي تتشكل منها التربة بشكل منفصل ،دون الربط بينها وبين الشكل الذي
هي عليه في التركيب الطبيعي للتربة .ولذا فمن السهل دراسة الخصائص الحبيبية لية عينة من التربة ،سليمة كانت أم مخلخلة .وتدرس الخصائص الحبيبية للتربة عادة من خلل فحص التدرج الحبيبي )Particle size
(distributionباستعمال مناخل اقياسية ) (Standard sievesأو بالتحليل الحجمي بالهيدروميتر ) (Hydrometer analysisللحبيبات ذات القياسات الناعمة من الطمي ) (Siltوالطين ) ،(Clayوهما الطريقتان الكثر شيوعًا
لهذا الغرض.
-2خصائص القوام ) – (Consistency propertiesوتعبر عنها الحدود المعروفة بحدود أتربرغ ) (Atterberg limitsنسبة الى العالم السويدي أتربرغ الذي كان أول من أشار اليها سنة ،1911وهذه الحدود هي : •
حد السيولة ) (Liquid Limit - LLوهو محتوى الرطوبة الذي تتحول عنده
التربة من حالة اللدونة الى حالة السيولة،
فحوصات التربة للرغراض النشائية
52
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
•
حد اللدونة ) (Plastic Limit - PLوهو محتوى الرطوبة الذي تفقد عنده
التربة خاصية اللدونة وتكون بحالة جافة نسبيًا ل تسمح بتشكيلها الى خيوط، •
حد ال نـكماش ) (Shrinkage Limit - SLوهو محتوى الرطوبة الذي تنتقل
عنده التربة من الحالة شبه الصلبة ) (Semi-solid stateالى الحالة الصلبة ) ،(Solid state •
دليل اللدونة ) (Plasticity Index - PIوهو الفرق العددي بين اقيمتي حد
السيولة وحد اللدونة للتربة:
)(2-19
PI = LL − PL •
دليل السيولة ) (Liquidity Index – LIويبين مدى اقابلية التربة لمقاومة
التغير في شكلها ،ويمكن ايجاده من العلاقة: W − PL PI •
)(2-20
= LI
دليل القوام ) (Consistency Index – Icوتعبر عنه المعادلة: LL − W PI
=
c
(2-21) I
ويرتبط دليل السيولة ) (LIوالقوام ) (Icبالعلاقة : =1 − LI
c
(2-22) I
ويبين الشكل ) (3-2التمثيل البياني للحدود المذكورة أعله من خلل العلاقسسة بيسسن محتوى الرطوبة وحجم التربة الطينية.
فحوصات التربة للرغراض النشائية
53
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
أما كيف تساعد معرفة حدود أتربرغ ،وخصوصًا دليل السيولة ) ،(LIفي الحكم على اقوام التربة ،فيظهر من خلل الجدول ) (2-2المعتمد في المواصفات
الروسية ./4/ جدول )(2-2 الطفال الرملي )(Sandy loams
الطين والطفال )(Clays and Loams صلب
Hard
)LI<0 (W<PL
صلب
Hard
LI<1
شبه صلب
Semi-hard
LI=0.0-0.25
لدن
Plastic
0≤LI≤1
صلد لدن
Stiff-plastic
LI=0.25-0.50
طري لدن
Soft –plastic
LI=0.50-0.75
سائل لدن
Liquid-plastic
LI=0.75-1.0
سائل
Liquid
LI>1
سائل
شكل ) (3-2التمثيل البياني لحدود أتربرغ فحوصات التربة للرغراض النشائية
54
Liquid
LI>1
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
مثــال توضيحـي جرى تحديد الخصائص الدالة ) (Index propertiesلعينتين من التربة )أ( و )ب( وكانت النتائج كما يلي: العينة )أ(
العينة )ب(
الخاصية حد السيولة )(LL
0.62
0.34
حد اللدونة )(PL
0.26
0.19
محتوى الرطوبة )(W
% 38
% 25
الوزن النوعي للحبيبات )(Gs
2.72
2.67
درجة التشبع بالماء )(Sr
1.00
1.00
ي من العينتين: أّ
-1تحتوي حبيبات طينية أكثر ؟ -2كثافتها الرطبة أكبر ؟ -3كثافتها الجافة أكبر ؟
-4نسبة الفرارغات فيها أكبر ؟
/مقتبس عن المرجع ./16
الحل (1) :سبق تعريف دليل اللدونة ) (PIبأنه الفرق العددي بين اقيمتي حد السيولة وحد اللدونة للتربة )معادلة .(19-2ويمكن تعريفه بأنه مجال الرطوبة الذي تكون فيه التربة بحالة لدنة )شكل .(3-2وكلما كان هذا المجال كبي ًار )أي الفرق بين LLو ،(PLفإن نسبة الحبيبات الطينية في العينة تكون أكثر.
دليل اللدونة للعينة )أ( PI = LL – PL = 0.62 – 0.26 = 0.36
دليل اللدونة للعينة )ب(
فحوصات التربة للرغراض النشائية
55
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
PI = 0.34 – 0.19 = 0.15
إذن نسبة الحبيبات الطينية في العينة )أ( أكبر. ) (2نفرض حجم التربة مساويًا لمتر مكعب واحد ودرجة التشبع في الحالتين =
،1أي أن العينتين مشبعتان بالماء .عندها يكون مخطط حالة التربة مشابهًا تمامًا
للمخطط في الشكل ).(2-2
العينة )ب(
العينة )أ( Mw = 0.25 or 25 % Ms
=W
Mw = 0.38 or 38 % Ms
=W
∴Mw = 0.25 Ms
∴Mw = 0.38 Ms
∴ Vw ρw = 0.25 ρw Gs Vs
∴ Vw ρw = 0.38 ρw Gs Vs
∴ Vw = 0.25 x 2.67 x Vs = 0.67 Vs
∴ Vw = 0.38 x 2.72 x Vs = 1.03 Vs
Vw +Vs = 1
Vw +Vs = 1
∴1.67 Vs =1
∴2.03 Vs = 1
⇒ Vs = 0.6 , Vw = 0.4
⇒ Vs = 0.5 , Vw = 0.5
∴Ms = 0.6 x 1000 x 2.67 = 1600 kg Mw = 0.4 x 1000 = 400 kg ∴ ρ = 1600 + 400 = 2000 kg/m³
∴Ms = 0.5 x 1000 x 2.72 = 1360 kg Mw = 0.5 x 1000 = 500 kg ∴ ρ = 1360 + 500 = 1860 kg/m³
وعليه ،فإن الكثافة الرطبة للعينة )ب( أكبر.
فحوصات التربة للرغراض النشائية
56
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
) (3بما أن الحجم تم اعتباره مساويًا لمتر مكعب واحد في الحالتين ،فإن )(Ms
هي الكثافة الجافة .ويتضح من الحسابات أعله أن ) (Msللعينة )ب( أكبر، وبالتالي الكثافة الجافة لهذه العينة أكبر. ) (4يمكن ايجاد نسبة الفرارغات كما يلي : Vv 0.5 = )للعينة )أ = 1.0 Vs 0.5
=e
Vv 0.4 = )للعينة )ب = 0.67 Vs 0.6
=e
إذن ،نسبة الفرارغات للعينة )أ( أكبر. 2-3الخصائص الميكانيكية للتربـة )(Mechanical properties of soil ذكرنا في التمهيد لهذا الجزء من الكتاب ،أن المقصود بالخصائص الميكانيكية للتربة ،هو تلك الخصائص التي تعبر عن سلوك التربة تحت تأثير الحمال المختلفة .فعندما تتعرض التربة لتأثير الحمال الناتجة من وزن المبنى فواقها ) (Superstructureفإنها تنضغط وتتراص حبيباتها أكثر ،على حساب الفرارغات الموجودة فيها ،وهي العملية التي تدعى بالتضارغط ).(Consolidation وبما أن حجم الفرارغات الموجودة في تركيب التربة محدود ويتنااقص مع زيادة الحمل الضارغط ،فإن الذي يحدث عندما تتلشى الفرارغات مع ازدياد الحمل العمودي هو أن حبيبات التربة تبدأ بالنزلق الواحدة فوق الخرى ،ويحصل ما يدعى بالقص ) .(Shearوأما ما يحصل اذا استمرت زيادة الحمل المؤثر على التربة بعد مرحلة القص ،فهو النهيار ) .(Failureويبين الشكل ) (4-2المراحل
فحوصات التربة للرغراض النشائية
57
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
الثلثة المذكورة من خلل العلاقة بين الجهاد العمودي ) (Vertical stressوتشوه التربة ).(Deformation ومن هنا تبرز أهمية الدراسة المستفيضة لخصائص التضارغط ،وللتربة الطينية بالتحديد ،وذلك للحصول على المعطيات اللزمة لحساب اقيمة الهبوط الكلي للمبنى ودراسة ظاهرة الهبوط مع الزمن .وكذلك الحال بالنسبة لفحوصات القص، التي تمّك نس من الحصول على القيم اللزمة لحساب اقدرة تحمل التربة ،وهي اقوة
التماسك بين الحبيبات ) (Cohesionوزاوية الحتكاك الداخلي )Angle of
،(internal frictionوهي اقيم ضرورية لرغراض أخرى مثل حسابات الضغوطات الجانبية للتربة ) (Lateral earth pressureعلى الجدران الساندة ودراسة اتزان المنحدرات الترابية ) (Slope stability analysisورغيرها. ونكتفي هنا بشر ح المقصود بالخصائص الميكانيكية للتربة بشكل عام ،على أن يتواصل القارىء مع تفاصيل أكثر حين نتعرض في الفصول القادمة للفحوصات التي تجرى في المختبر لدراسة أهم هذه الخصائص.
فحوصات التربة للرغراض النشائية
58
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
شكل ) (4-2العلاقة بين تشوه التربة والجهاد العمودي
2-4الخصائـص الكيميـائيـة للتربــة )(Chemical properties of soil
تتعلسسق الخصسسائص الكيميائيسسة للترب ة بمسسا تحتسسويه الخي سرة مسسن م سواد يسسسبب وجودهسسا أض س س ار ًار للج س سزاء المطمس سسورة مس سسن المبنس سسى أو المنشس سسأ المتلمسس سسة مس سسع الترب س ة ،مثس سسل
الساسات باشكالها ،جدران القبسو ،النسسابيب الخرسانية وأيسة أجسزاء أخسسرى متلمسسسة مع التربة المحيطة. وفيما يلي عرض موجز لهسم الجسوانب العمليسة الستي تتعلسق بالخصسائص الكيميائيسة للتربة. -1
محتوى الكبريتات في التربـة ):(Sulphate content
تكون الكبريتات الذائبة في الماء والتي تتواجد عسسادة فسسي التربة علسسى شسسكل كبريتسسات الصوديوم ) (Sodium sulphate – Na2SO4وكبريتات المغنيسيوم )Magnesium .(sulphate – MgSO4وتوجس س د كبريت س سسات الكالس س سسيوم )– Calcium sulphate
(CaSO4علسسى شسسكل جبسسس ) ،(Gypsumولكنهسسا بطيئسسة السسذوبان فسسي المسساء .ويعسسبر عسسن نسسسبة الكبريتسسات الموجودة فسسي التربة عسسادة مسسن خلل ايجسساد نسسسبة ثسسالث أكسسسيد الكبريت ) (Sulphur trioxide – SO3فيها.
فحوصات التربة للرغراض النشائية
59
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
وتكمسسن خطسسورة الكبريتسسات الذائبسسة فسسي الميسساه الجوفيسسة فسسي مهاجمتهسسا للخرس انة وأيسسة مواد أخرى تحتوي السمنت .ويجري التفاعسسل بيسسن الكبريتسسات ومركبسسات اللومينسسات ) (Aluminate compoundsالموجودة في السمنت مما يتسسسبب فسسي حسدوث تبلسسور لهسسذه المركبسسات يسسؤدي السسى تمسسدد ،تنشسسأ عنسسه اجهسسادات اضسسافية تتسسسبب فسسي حسسدوث تشققات وتفتت .كما أن وجود الكبريتسات فسي التربة السستي تحيسسط بالنسابيب المعدنيسسة المطمسسورة يسسؤدي السسى صسسدأ هسسذه النسسابيب ) ،(Corrosionممسسا يتسسسبب فسسي حسسدوث التسرب ).(Leakage ويفيد تحديد نسبة الكبريتات في التربة في تقدير حجم الضرر الذي اقد ينجسسم عنهسسا، وذلس سسك لتخس سساذ مس سسا يلس سسزم مس سسن احتياطس سسات مضس سسادة ،كاسس سستعمال السس سسمنت المقس سساوم للكبريتسسات ) (Sulphate resisting cementأو زي ادة نسسسبة السسسمنت فسسي الخلطسسة الخرسانية. واقسسد تسسم تضسسمين أهسسم الحتياطسسات اللزم اتخاذهسسا لمواجهسسة تسسأثير الكبريتسسات علسسى الخرسانة في الملخص الصادر عن مؤسسة بحوث البناء فسسي بريطانيسسا )Building
،/Research Establishment) /14وهو ملخص اقام مهندس الساسات المتمسسرس م.توملينسسسسون ) (M.Tomlinsonبشسسسرحه مسسسع مسسسا يلسسسزم مسسسن توصسسيات بخصسسسوص السسسمنت وكميتسسه للمسستر المكعسسب مسسن الخرسانة حسسسب نسسسبة الكبريتسسات ،وذلسسك فسسي الجدول ) (3-2المرفق ./5/ وكما يظهر من الجدول ) ،(3-2فإن وجود الكبريتات ل يعنسي بالضسرورة اسستخدام الس سسمنت المق سساوم له سسا ،ب سسل اق سسد ُيكتف سسى باس سستخدام الس سسمنت البورتلن سسدي الع سسادي ) (Normal Portland Cementمسسع التشسسديد علسسى كمي سٍة دنيسسا للسسسمنت فسسي المسستر المكع سسب م سسن الخلط سسة الخرسس انية ،وكسسذلك تحدي سسد نس سسبة الم سساء ال سسى الس سسمنت ف سسي الخلط س سسة ) .(Water cement ratio – W/Cويلح س سسظ م س سسن الج س سسدول ك س سسذلك أن
فحوصات التربة للرغراض النشائية
60
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
الجراءات المضادة لوجود الكبريتسات تعتمسد علسى منسسوب الميساه الجوفيسة ومواقعهسا بالنسبة للساسات. محتوى المواد العضوية ):(Organic matter content
-2
تتنوع المركبات العضوية التي اقد توجد في التربة تنوعًا كبي ًار تبعسًا لتنسسوع مصسسادرها.
فسسالمواد العضسسوية فسسي الترب ة تتشسسكل مسسن مخلفسسات الحيوانسسات والم سزارع .وأمسسا تسسأثير
وجود هذه المواد العضوية على سلوك التربة فهو سلبي ويمكن تلخيصه كمسا يلسي / :/6 •
يؤدي الى انخفاض اقيمة اقدرة تحمل التربة،
•
يؤدي الى ازدياد انضغاطية التربة،
•
يسسسؤدي السسسى ازديسسساد احتمسسسالت النتفسسساخ ) (Swellingوالتقل سسص )(Shrinkage
بسبب التغير في محتوى الرطوبة، •
وج س ود الغسسساز فسسسي ف اررغسسسات التربس ة العضسسسوية يمكسسسن أن يسسسؤدي لهبسسسوط فسسسوري )
،(Immediate settlementكمس سسا اقس سسد يس سسؤثر علس سسى الداقس سسة فس سسي اشس سستقاق معس سساملت التضارغط ) (Consolidation coefficientsأثناء الفحص المخبري •
وج ود الغسساز يمكنسسه كسسذلك أن يسسؤدي السسى الحصسسول علسسى اقيسسم مغلوطسة لمقاومسة
القص، •
يكون وجود المواد العضوية مصسحوبًا بحامضسية الوسط )اقيمسسة منخفضسة للراقم
•
وجود المواد العضوية في التربة المستعملة لرغراض التثبيت في الطرق له أثر
الهيدروجيني ،(PHوأحيانًا بوجود الكبريتات، ضار.
ممسسا تقسسدم ،تسسبرز أهميسسة تحديسسد محتسسوى الم سواد العضسسوية فسسي الترب ة لتقري ر مسسا يلسسزم اتخاذه من احتياطات. فحوصات التربة للرغراض النشائية
61
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
-3
محتوى الكلوريد ):(Chloride content
تسسساعد معرفة محتسسوى الكلوريد فسسي الميسساه الجوفيسسة أو فسسي التربة علسسى تحديسسد مسسا إذا كسسانت الميسساه الجوفيسسة هسسي ميسساه بحسسر أو اذا كسسانت الترب ة اقسسد تعرض ت لميسساه البحسسر. ويلحظ في المناطق الساحلية في الشرق الوسط أن تركيز ملح كلوريد الصسسوديوم ) (NaClفسسي الميسساه الجوفيسسة هسسو أعلسسى بكسسثير مسسن تركي سزه فسسي ميسساه البحسسر ،كمسسا أن تركي ًاز عاليسًا للكلوريد اقسسد يصسادف فسي منسساطق مسسن التربة والصسخور المنفسذة السستي ل يوجد اتصال بينها وبين البحر ./12،6/
ول يتفاعسسل الكلوريد مباشسرة مسسع السسسمنت كمسسا هسسو الحسسال بالنسسسبة للكبريتسسات ،ولكسسن تسسأثيره يقتصسسر علسسى الجسزاء المعدنيسسة السستي اقسسد يصسسل اليهسسا وأهمهسسا حديسسد التسسسليح ) ،(Steel reinforcementوهذا يؤدي الى صدأ هذه الجسزاء ،ممسا يتسسبب فسي تلسسف الخرسانة المسلحة وحدوث التشققات في اجزائها. وتج سسدر الش سسارة ال سسى أن الكلوريس دات اق سسد تك سسون موجس ودة ف سسي المكونسسات الساس سسية للخرسانة ،كالرمل والركام الخشسن والمسساء .ووصولها لحديسد التسسسليح ليسسس مقصسو ًار علسسى نفاذهسسا مسسن الترب ة .ولهسسذا تسسولى عنايسسة خاصسسة لهسسذا الموضسسوع فسسي المنشسسآت
والمباني التي تقام في المناطق الساحلية. ونشير الى أن المواصفات البريطانية ) (BS 8110تحدد النسسسبة القصسسوى المسسسمو ح بهس سسا لمحتس سسوى الكلوري س د ) (% 0.4للسس سسمنت البورتلنس سسدي العس سسادي و )(% 0.2 للسمنت المقاوم للكبريتات. -4
حامضية أو ـقاعدية الوسط ):(Acidity or alkalinity – PH value تسسؤثر اقاعديسسة أو حامضسسية الميسساه الجوفيسسة فسسي الترب ة تسسأثي ًار سسسلبيًا علسسى الخرس انة
المطمورة في الرض .فالوسط الحامضي ،إوان كان معتدل الحامضسسية ،يسسؤدي إلسسى
صدأ المعادن وهو ما يفسر ضرر الحامضية على الخرسانة المسلحة .وهنسساك نسسوع فحوصات التربة للرغراض النشائية
62
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
من الترابط بين الراقم الهيدروجيني ) (PHونسسسبة الكبريتسات ،حيسسث يلسزم اقيساس الراقم الهيسسدروجيني حيثمسسا يتسسم اقيسساس نسسسبة الكبريتسسات .واقد ثبسست أنسسه اذا كسسانت اقيمسسة الراقم الهيدروجيني أاقل من 4.3مع نسبة عالية من الكبريتات ،فإن هذا يدل علسسى وجود حامض الكبريتيك ).(H2SO4 جدول ) – (3-2تصنيف الكبريتات في التربة المؤثرة على الخرسانة وسبل مواجهتها الحتياطات المقترحة )(Recommended precautions
تصنيف حالة التربة الكبريتات )
الكبريتات ) (SO3في
العناصر الخرسانية
الخرسانة في
العناصر الخرسانية
خرسانة الوتاد
(SO3في
التربة
مسبقة الصنع
الساسات وـقاعدة
الرـقيقة في القبو
المصبوبة في
المياه
الجوفية
)جزء لكل
الكلي
في محاليل
)(%
1:2المائية
(100000
)أوتاد ،اسطوانات،
الوتاد )(cap
طوب 000الخ(
والمناهل والعّبارات
الموـقع*
وال نـابيب
)ـغم/لتر(
1
2
3
4
5
< 30
<0.2
-
لتوجد احتياطات خاصة
30-120
0.2-0.5
-
أ-اذا كانت العناصر
أ-اذا كانت الساسات
6 أ-اذا كانت الساسات
أ-اذا كانت الوتاد فوق
كلها فوق منسوب المياه
كلها فوق منسوب المياه
منسوب المياه الجوفية،
الجوفية ،ل احتياطات
الجوفية ،يستعمل اسمنت
يستعمل اسمنت
ب -اذا كانت الساسات
310كغم/م 3و
W/Cأاقل من 0.55
330كغم/م 3و
W/Cأاقل من 0.55
المتغير للمياه
الجوفية،يستعمل اسمنت
ب -اذا كانت الساسات معلرضة لضغط ماء
ب -اذا كانت الوتاد
بورتلندي عادي
خارجي ،يستعمل اسمنت
المتغير للمياه الجوفية،
W/Cأاقل من 0.55
370كغم/م 3و
خاصة
ملمسة للمنسوب
310كغم/م 3و
بورتلندي عادي
بورتلندي عادي
بورتلندي عادي
ملمسة للمنسوب يستعمل اسمنت
بورتلندي عادي
W/Cأاقل من 0.55
370كغم/م 3و
ويمكن استعمال السفلت
W/Cأاقل من 0.55
الخرسانية كلها ** فوق
كلها فوق منسوب المياه
أ-اذا كانت العناصر الخرسانية كلها فوق
أ-اذا كانت الوتاد فوق
منسوب المياه الجوفية،
الجوفية ،يستعمل اسمنت
منسوب المياه الجوفية،
يستعمل اسمنت
بورتلندي عادي
330كغم/م 3و
W/Cأاقل من 0.50
بورتلندي عادي 370كغم/م 3و
370كغم/م 3و
W/Cأاقل من 0.50
ب -اذا كانت الساسات
W/Cأاقل من 0.50
ب -اذا كانت الوتاد
للعزل أ-اذا كانت الساسات
يستعمل اسمنت
بورتلندي عادي
310كغم/م 3و
فحوصات التربة للرغراض النشائية
7
63
يستعمل اسمنت
منسوب المياه الجوفية، بورتلندي عادي
W/Cأاقل من 0.50
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________ ب -اذا كانت الخرسانة
المتغير للمياه الجوفية،
ملمسة للمنسوب
ب -اذا كانت العناصر معرضة لضغط ماء
ملمسة للمنسوب
المتغير للمياه
الجوفية،يستعمل اسمنت
يستعمل اسمنت
بورتلندي عادي
خارجي ،يستعمل اسمنت بورتلندي عادي
الجوفية،يستعمل اسمنت
بورتلندي عادي
350كغم/م 3و
380كغم/م 3و
380كغم/م 3و
ملمسة للمنسوب
W/Cأاقل من
350كغم/م 3و
0.50أو اسمنت مقاوم
W/Cأاقل من
0.50أو اسمنت مقاوم للكبريتات 310كغم/م 3و
W/Cأاقل من
120-250
0.5-1.0
250-500
1.0-2.0
3.1-5.6
للكبريتات 310كغم/م W/Cأاقل من
W/Cأاقل من
3و
0.50
3و
0.50ويمكن استعمال
بورتلندي عادي
W/Cأاقل من 0.50أو اسمنت مقاوم للكبريتات 340كغم/م 3و
W/Cأاقل من 0.50
السفلت للعزل أ-اذا كانت الساسات
أ-اذا كانت العناصر الخرسانية كلها فوق
كلها فوق منسوب المياه
أ-اذا كانت العناصر الخرسانية كلها فوق
أ-اذا كانت الوتاد فوق منسوب المياه الجوفية،
منسوب المياه الجوفية،
الجوفية ،يستعمل اسمنت
منسوب المياه الجوفية،
يستعمل اسمنت
يستعمل اسمنت
بورتلندي عادي
بورتلندي عادي 350كغم/م 3و
يستعمل اسمنت
بورتلندي عادي
بورتلندي عادي 400كغم/م 3و
380كغم/م 3و
W/Cأاقل من
0.50أو اسمنت مقاوم
400كغم/م 3و W/Cأاقل من
W/Cأاقل من 0.50أو
0.50أو اسمنت مقاوم
للكبريتات 340كغم/م
0.50أو اسمنت مقاوم
350كغم/م 3و
W/Cأاقل من
للكبريتات 340كغم/م 3و
0.50
3و
W/Cأاقل من
W/Cأاقل من
0.50
ب -اذا كانت الساسات
للكبريتات 350كغم/م 3و
0.50
W/Cأاقل من
اسمنت مقاوم للكبريتات W/Cأاقل من 0.50
ب -اذا كانت الوتاد ملمسة للمنسوب
ب -اذا كانت الخرسانة
المتغير للمياه الجوفية،
ملمسة للمنسوب
ب -اذا كانت العناصر معرضة لضغط ماء
المتغير للمياه الجوفية،
المتغير للمياه
يستعمل اسمنت مقاوم
خارجي ،يستعمل
للكبريتات 390كغم/م
ملمسة للمنسوب
الجوفية،يستعمل ااسمنت
مقاوم للكبريتات
للكبريتات 350كغم/م 3و
350كغم/م 3و
0.50
W/Cأاقل من
W/Cأاقل من 0.50
يستعمل اسمنت مقاوم
اسمنت مقاوم للكبريتات
3و
380كغم/م 3و
) 0.50لوتاد الرتكاز
W/Cأاقل من 0.50
W/Cأاقل من
فقط(***
ويمكن استعمال السفلت
للعزل
أ-اذا كانت العناصر
كلها فوق منسوب المياه
أ-اذا كانت الساسات
أ-اذا كانت الساسات
فوق منسوب المياه
أ-اذا كانت الوتاد فوق
منسوب المياه الجوفية،
الجوفية ،يستعمل اسمنت
الجوفية والتربة جافة
والتربة دائمًا بعيدة عن
للكبريتات 380كغم/م
400كغم/م 3و
بورتلندي عادي
الخرسانية كلها فوق
يستعمل اسمنت مقاوم 3و
بورتلندي عادي
W/Cأاقل من
0.45
W/Cأاقل من
0.45أو اسمنت مقاوم
ب -اذا كانت الخرسانة
للكبريتات 350كغم/م
ملمسة للمنسوب
فحوصات التربة للرغراض النشائية
0.50أو اسمنت مقاوم
للكبريتات 340كغم/م
0.50 1.9-3.1
W/Cأاقل من
المتغير للمياه
3و
64
W/Cأاقل من
دائمًا ،يستعمل اسمنت 400كغم/م 3و
منسوب المياه الجوفية
ترشح الماء ،يستعمل
اسمنت بورتلندي عادي 400كغم/م 3و
W/Cأاقل من 0.45
W/Cأاقل من 0.45
للكبريتات 350كغم/م
350كغم/م 3و
أو اسمنت مقاوم
أواسمنت مقاوم للكبريتات
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________ 0.45
المتغير للمياه الجوفية،
3و
W/Cأاقل من
يستعمل درع من المعدن
ب -اذا كانت الساسات
0.45
أو البلستيك فوق
ملمسة للمنسوب
المتغير للمياه الجوفية،
ب-اذا كانت الساساتس ملمسة للمنسوب
الذي يزيد عن 300
للكبريتات 390كغم/م
من الضروري تحديد
المتغير للمياه الجوفية،
عدواني .يلزم اجراءات
السمنت المقاوم 3و
W/Cأاقل من
0.40
الكاتيونات لتقرير
من الضروري تحديد
> 2.0
> 5.6
العناصر
استعمال اسمنت مقاوم للكبريتات أو درع
أو عالي المقاومة
ويعتمد نوع السمنت
للكبريتات أو استعمال
فوق منسوب المياه
أ-اذا كانت الوتاد فوق منسوب المياه الجوفية
الخرسانية كلها
الجوفية ،يستعمل اسمنت
الجوفية والتربة جافة
فوق منسوب
المياه الجوفية،
بورتلندي عادي 400كغم/م 3و
دائمًا ،يستعمل اسمنت
ترشح الماء ،يستعمل
يستعمل اسمنت
W/Cأاقل من
400كغم/م 3و
400كغم/م 3و
مقاوم للكبريتات
بورتلندي عادي
والتربة دائمًا بعيدة عن اسمنت بورتلندي عادي
0.40أو اسمنت مقاوم
W/Cأاقل من 0.45
W/Cأاقل من 0.45
390كغم/م 3
للكبريتات 350كغم/م
أو اسمنت مقاوم
أو اسمنت مقاوم
أاقل من 0.40
0.40
و
W/C
ب -اذا كانت
3و
W/Cأاقل من
ب -اذا كانت الساسات
للكبريتات 350كغم/م
للكبريتات 350كغم/م
W/Cأاقل من
W/Cأاقل من
3و
0.45
3و
0.45
الخرسانة
المتغير للمياه الجوفية،
ملمسة للمنسوب
ب-اذا كانت الساساتس ملمسة للمنسوب
ب -محتوى الكبريتات
للمنسوب
يستعمل اسمنت مقاوم
المتغير للمياه الجوفية،
جزء لكل 100000
للكبريتات 390كغم/م
خاصة مثل السمنت
ملمسة
المتغير للمياه الجوفية،يستعمل
درع من المعدن أو البلستيك
فوق السمنت
للكبريتات 390كغم/م 3و
يستعمل اسمنت مقاوم
W/Cأاقل من
0.40ويتم العزل
بالسفلت أو درع بلستيك
للكبريتات 390كغم/م 3و W/Cأاقل من
0.40
فحوصات التربة للرغراض النشائية
3و
W/Cأاقل من
65
الذي يزيد عن 300
عدواني .يلزم اجراءات
عالي المقاومة للكبريتات
0.40ويتم العزل
أو درع لحماية الوتد
بلستيك
الكاتيونات
بالسفلت أو درع
المقاوم
خاصة مثل السمنت
الكاتيونات لتقرير
أ-اذا كانت الساسات
كلها فوق منسوب المياه
جزء لكل 100000
استعمال اسمنت مقاوم
أو عالي المقاومة
أ-اذا كانت الساسات
ب -محتوى الكبريتات
أو درع لحماية الوتد
السفلت للعزل أ-اذا كانت
W/Cأاقل من 0.45
ويعتمد السمنت على
عالي المقاومة للكبريتات
على الكاتيونات
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
ملحظات على جدول ): (3-2 )*( – محتسوى السسمنت المسذكور فسي الجسسدول أعله صسالح فسي حالسة الخلطسات الخرسانية ذات خواص التشغيلية ) (Workabilityالتالية: للخرسانة مسبقة الصب وخرسانة الساسات )القوام Slumpمن 24-10ملم(، للعناصر الخرسانية الراقيقة )اقوام من 75-50ملم(، للوتاد المصبوبة في المواقع )اقوام 100ملم(.)**( – يمكن استعمال السمنت المقاوم للكبريتات في الوساط الحامضية ).(PH ≥ 6 )***( -يمكسسن اسسستعمال السسسمنت عسسالي المقاومسة للكبريتسسات فسسي الوسساط الحامضسسية حيسسث ) (PH ≥ 3.5ول يجوز استعمال أية اضافات ،مهما كان نوعها ،مع السسسمنت المقساوم أو عسالي المقاومة للكبريتات.
2-5فحوصــات التربـة للـغـراض ال نــشــائيـة )(Soil Testing for Construction Purposes ورد فيمسسا تقسسدم ،واثنسساء اسسستعراض أهسسم خصسسائص الترب ة ،ذكسسر معظسسم الفحوصسات السستي تجسسرى فسسي المختسسبر لتحديسسد خصائصسسها الفيزيائيسسة والميكانيكيسسة والكيميائيسسة. وفيما يلي حصسسر لهسم هسذه الفحوصات ،المخبرية منهسا والحقليسة ،مسع الشسسارة إلسسى المراجع القياسية وكودات البناء التي يمكن إجراء الفحوصات بناء عليها .وسنشير بشس سسكل أساسس سسي السسسى المقسسساييس البريطانيس سسة الخاصسسسة بفحوص سسات التربس ة لرغ س سراض الهندس سسة المدني سسة ) ،/BS 1377) /10ومق سساييس الجمعي سسة الميركي سسة للفحوصسسات فحوصات التربة للرغراض النشائية
66
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
ل في الممارسة الهندسسسية فسسي والمواد ) ،/ASTM) /11وهما الكثر شيوعًا واستعما ً
البلد العربية ،مع الشسسارة إلسسى مقسساييس الجمعيسسة الميركيسسة للطسسرق )AASHTO) /
/12الخاصسسة بسسإجراء بعسسض الفحوصسات ،وخصوصس ًا تلسسك السستي تجسسري فسسي إنشسساء
الطرق.
2-5-1الفحوصات المخبرية )(Laboratory tests ويمكن تقسيمها الى المجموعات الرئيسية التالية: -1فحوصات تصنيف التربة ) (Soil classification testsوأهمها: -1
محتوى الرطوبة
Moisture content
-2
حد السيولة
)Liquid Limit (LL
-3
حد اللدونة
)Plastic Limit (PL
-4
حد النكماش
Shrinkage Limit )(SL
-5
الوزن النوعي
Specific gravity
-6
التدرج الحبيبي
Sieve analysis
-7 -8 -9
نسبة المواد التي يقل مقاسها عن 75ميكرون التحضير الجاف للعينات التحضير الرطب للعينات
Percent finer sieve 75 micron )(sieve # 200 Dry preparation of samples Wet preparation of samples
BS 1377 Test No. 1 ASTM D-2216 BS 1377 Test No. 2 ASTM D-423 AASHTO T-89 BS 1377 Test No. 3 ASTM D-424 AASHTO T-90 BS 1377 Test No. 5 ASTM D-427 BS 1377 Test No. 6 ASTM D-854 BS 1377 Test No. 7 ASTM D-422 ASTM D-1140 BS 1377 , ASTM D-421 BS 1377, ASTM D2217
)ب( – فحوصات القوة للتربة ) (Soil strength testsوأهمها: -1
القص المباشر
فحوصات التربة للرغراض النشائية
Direct shear
67
ASTM D-3080
خصائص التربة للرغراض النشائية-الباب الثاني ___________________________________________________________________
BS 1377 Test No. 21 ASTM D-2850
Triaxial compression
BS 1377, ASTM D2166 BS 1377 Test No. 17 ASTM D-2435 BS 1377 Test No. 16 ASTM D-1883 AASHTO T-193
Unconfied compression One-dimensional consolidation California Bearing Ratio CBR
القص بتأثير الضغط ثلثي المحاور
-2
الضغط اللمحصور
-3
التضارغط المحوري
-4
نسبة تحمل كاليفورنيا
-5
:( وأهمهاCompaction tests) )جس( – فحوصات الدمك BS 1377 Test No. 12 ASTM D-698 AASHTO T-90 BS 1377 Test No.13 ASTM D-1557 AASHTO T-180
Standard Proctor test Modified compaction
الدمك القياسي ()بروكتور الدمك المعّد لس
-1 -2
:(Permeability tests) )د( – فحوصات النفاذية ASTM D-2325, D-2434
:( وأهمهاChemical tests) )هس( – الفحوصات الكيميائية BS 1377 Test No.8
Organic matter content
BS 1377 Test No. 9
Sulphate content
BS 1377 Test No.10
Sulphate content in groundwater
BS 1377 Test No. 11
PH value
تحديد الراقم الهيدروجيني
-4
BS 812
Chloride content
محتوى الكلوريد في التربة
-5
محتوى المواد العضوية
-1
محتوى الكبريتات
-2
محتوى الكبريتات في المياه الجوفية
-3
(Field tests) الفحوصات الحقلية2-5-2 :يمكن تلخيص الفحوصات الحقلية الكثر شيوعًا للتربة كما يلي
68
فحوصات التربة للرغراض النشائية
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
)أ( – فحوصات الكثافة الحقلية ) (Field density testsوأهمها: -1 -2 -3
الكثافة الحقلية بطريقة استبدال الرمل الكثافة الحقلية بطريقة البالون المطاطي الكثافة الحقلية باستخدام الطرق الذرية
Field density by sand replacement method
BS 1377 Test No. 15 ASTM D-1556 AASHTO T-191
Field density by rubber balloon method
ASTM D-2167 AASHTO T-205
Field density by nuclear methods
ASTM D-2922 AASHTO T-238
)ب( – فحص القص باستخدام الريشة )(Vane shear test BS 1377 Test No. 18 , ASTM D-2573
)جس( – فحص الختراق القياسي )(Standard Penetration Test - SPT BS 1377 Test No. 19 , ASTM D-1568 )د( – فحص النفاذية الحقلية )Field permeability test) BS 5930
)هس( – فحص التحميل )(Load bearing test BS 5930 , ASTM D-1194, 1195
وسيتم التواقف عنسسد التفاصسيل الضسرورية لهسسم الفحوصات الستي ذكسرت ،وذلسسك فسي الفصول اللحقة من الكتاب.
فحوصات التربة للرغراض النشائية
69
الباب الثاني-خصائص التربة للرغراض النشائية ___________________________________________________________________
فحوصات التربة للرغراض النشائية
70