التشتراطات الفنية لدعداد الدراسات الجيوتقنية - 1دعـام يعني بالدراسات الجيوتقنية جميع المعمال التي لها معلةقة باستكشاف الموةقع ودراسة التربة والصخور والمياه الجوفية وتحليل المعلومات وترجمتها للتنبؤ بطريقة تصرف التربة معند البناء معليها ،وهذه الدراسات تعتبر مهمة جداً في مرحلتي التصميم والتنفيذ للمباني ،وتعتبر مكملة لها .وتشتمل الدراسات المطلوب إجراؤها للموةقع معلى مرحلتين هامتين يقدم فيهما تقريران منفصلن وهما : أ – تقرير المسح البتدائي . ب – تقرير المسح النهائي . وتعتمد هذه التقارير معلى أهمية وحساسية المشروع ،ويمكن أن يطلب تقرير واحد أو كلهما معا ً ،وفيما يلي شرح مفصل لمتطلبات كل تقرير معلى حدة .
– 2تقرير المسح التبتدائي يهدف هذا التقرير إلى إيجاد ملخص معام معن العوامل الجيوتقنية التي تؤثر معلى تحديد أو إنشاء أو تقييم فكرة البناء معلى المخطط ،والتعرف معلى نوع التربة وتحديد أوجه الخطورة التي ةقد تصاحب الموةقع ،ويعتبر هذا التقرير أساسا ً يبنى معليه معند إمعداد التقرير النهائي للموةقع ،ويمكن معمـل هذا التقرير ضمن مراحل إجراءات إمعداد المخططات السكنية معن طريق البلديات حسب إمكانياتها الفنية والمادية للمخططات التي تملكها البلدية ،أو معن طريق المالك للمخططات الخاصة ،أو معن طريق التعاةقد مع استشاري متخصص في هذه المعمال .وذلك وفقا ً للمتطلبات التالية : – 1 – 2جمع المعلومات المتوفرة دعن الموقع : يتم جمع ودراسة المعلومات التالية معن الموةقع ،وتعطي هذه المعلومات فكرة معامة معن التكوينات الرضية وأنواع الصخور الموجودة والتشققات والحركات الرضية . المخططات والرفومعات المساحية للموةقع . الخرائط الطبوغرافية والجيولوجية المتوفرة معن المنطقة ،والتي يمكن الحصول معليها من ةقبل الجهات ذاتالعلةقة مثل وزارة الزرامعة والمياه أو وزارة البترول والثروة المعدنية . الصور الجوية والفضائية للمنطقة . أنظمة البناء المستخدمة في المدينة وأية أنظمة واشتراطات أخرى خاصة بالموةقع . دراسات التربة السابقة وتقارير التربة الزرامعية وغيرها من الدراسات المهمة التي أجريت معلى الموةقع . أية معلومات أخرى لها معلةقة بموضوع الدراسة . – 2 – 2استكتشاف الموقع :
في هذه المرحلة يتم زيارة الموقع على الطبيعة ومقارنة المعلومات التي تم تجميعها عنه مع ما يمكن مشاهدته بالعين المجردة ،ووصف التربة والتحري عن المشاكل الموجودة بالموقع ،وذلك بسؤال أهل الخبرة عن تاريخ المنطقة ) الودية والتشققات الرضية والزلزل أو أية أخطار أخرى سجلت عنها ( . – 3 – 2التختتبارات المعملية : يتم عمل اختبارات على عينات التربـة السطحية التي تؤخذ بواسطة الحفر الختيارية باليد ،ويمكن الحصول على عينات مقلقلة أو عينات غير مقلقلة وإجراء الختبارات التالية عليها : تصنيف نوع التربة . تحديد نسبة الرطوبة الطبيعية . -تحديد حدود اتربرج ) حد السيولة ،حد اللدونة ( .
تحديد الوحدة الوزنية الجافة للتربة . اختبارات التربة النتفاخية والنهيارية .وهذه الختبارات وإن كانت بسيطة ويمكن للبلدية القيام بها ،فإنها تعطي مسامعدة كبيرة للمهندسين بالضافة إلى المعلومات السابقة في تحديد نومعية التربة السطحية ،وتقدير معاملت التربة الضرورية باستخدام معادلت الربط لتصميم الساسات ومعرفة ما إذا كان هناك مشاكل فنية يستلزم المر بحثها والتحري معنها . – 4 – 2التقرير الفني : يتضمن تقريـر المسح البتدائي وصفا ً شاملً للموةقع والمشاريع المقترح إةقامتها معليه وارتفامعاتها ،وإيضاح طبوغرافية الرض والتكوينات الجيولوجية لها وخصائصها ،والمخاطر التي ةقد تكون ومعلةقتها بالمباني ،وحالة المياه الجوفية بصفة معامة ،ويتم إمعداد خريطة للموةقع يوضح فيها نوع التربة وأماكن وجود أية مخاطر ،والطرق الفنية التي تم استخدامها للوصول إلى تحديد نومعية التربة واستنتاج معاملتها الضرورية للتصميم ،والتوصيات لدراسات أخرى أكثر دةقة ووضع برامج تنفيذها كعدد الجسات ومواةقعها وأمعماةقها ونوع الختبارات المطلوبة .
– 3تقرير المسح النهائي معند ةقيام البلدية أو الوزارة بمراجعة تقرير المسح البتدائي وتحديد ما إذا كان الموةقع صالحا ً من معدمه ، والحاجة لعمل دراسات إضافية ،يتم معمل التقرير النهائي للدراسات الجيوتقنية والذي يعتبر امتداداً للتقرير السابق ولكن بصورة أكثر دةقة ،وتعتمد كمية العمل في هذا التقرير معلى نتائج التقرير السابق والمشاكل الموجودة في الموةقع ،وهذا التقرير يمكن المعتماد معليه بصورة أفضل في البناء والدراسات الولية للمشاريع .ويسند معمل هذا التقرير إلى استشاري متخصص في مجال معمل الدراسات الجيوتقنية ،ولبد أن يحتوي التقرير معلى ما يلي : – 1 – 3ملتخص لدراسات الترتبة الساتبقة : يتم إمعداد ملخص معام لية دراسات سابقة ،ويمكن إرفاق نسخة من تقرير المسح البتدائي ،وفي حالة معدم وجود تقرير يقوم الستشاري باتباع الخطوات الموضحة بتقرير المسح البتدائي ،ومعمل الخرائط الضرورية ، وإمعداد وصف شامل للموةقع والمشاريع المقترح إةقامتها معليه . – 2 – 3أدعمال الحفر واستتخراج العينات : يتم إيضاح جميع طرق أمعمال الحفر واستخراج العينات التي ةقام بها الستشاري للتربة أو للصخور ،والليات والمعدات المستخدمة فيها وأنوامعها وموديلتها ،ومعدد جسات التربة موضحة معلى مخطط الرض المطلوب دراسة تربتها ،وسجلت الحفر لكل جسة وأمعماق الجسات ،وإيضاح طبقات التربة وةقطامعاتها وأنوامعها المختلفة ومنسوب المياه الجوفية . – 3 – 3التختتبارات الحقلية : يتم معمل الختبارات الحقلية الضرورية حسب نوع التربة والحاجة إلى إمعداد هذه الختبارات ،ومنها : اختبار الختراق القياسي . اختبار الختراق الستاتيكي . اختبار مقياس الضغط . اختبار القص الدوراني . اختبار مقاومة التربة للقص . اختبار مقياس التمدد الحراري . اختبار تحديد معامل نفاذية التربة . اختبار تحديد دليل ةقوة تماسك الصخور . تحديد الوحدة الوزنية الجافة للتربة . اختبار القرص المحمل . اختبار المكافيء الرملي . -تصنيف أنواع التربة والصخور وذلك طبقا ً لما يلي :
أ -نظام تصنيف التربة الموحد . ب -نظام آشتو لتصنيف التربة . – 4 – 3التختتبارات المعملية : يتم شرح طريقة استخراج وحفظ ونقل العينات المقلقلة وغير المقلقلة والليات المستخدمة فى ذلك ،وإجراء الختبارات الضرورية حسب نوع التربة والحاجة إلى إمعداد هذه الختبارات والتي منها : تحديد نسبة الرطوبة . تحديد حدود اتربرج . التدرج الحبيبـي . الوحدة الوزنية للتربة . الكثافة النسبية . الوزن النومعي . اختبار الدك . تحديد نسبة تحمل كاليفورينا . اختبار القص المباشر . اختبار الضغط الغير محدد . اختبار الضغط ثلثي المحاور . تحديد معامل نفاذية التربة . اختبارات انهيارية أو انتفاخية التربة . التحاليل الكيميائية .وجميع هذه الختبارات تعطي معلومات كافية لتحديد خصائص التربة ومعاملتها والمعاملت الخرى المستخدمة في تصميم الساسات . – 5 - 3التقرير الفني : يعتبر التقرير الفني من أهم مراحل الدراسة ،ويجب أن يحتوي التقرير النهائي معلى الحد الدنى من المعلومات والمتطلبات التالية : - 1وصف المتشروع ،ويتشتمل دعلى العناصر التالية : المقدمة . البيانات الرئيسية معن المشروع . الموةقع والمشاريع المقترحة معليه . المعمال المطلوبة . - 2جيولوجية المنطقة : المميزات والمعالم الجيولوجية . أنواع التربة والصخور . الخرائط الجيولوجية . - 3استكتشاف الموقع : أمعمال حفر الجسات ومواةقعها ومعددها وأمعماةقها . المعدات المستخدمة وأنوامعها وموديلتها . أماكن استخراج العينات وطرق تعبئتها وحفظها . الختبارات الحقلية . الدراسات الجيوفيزيائية . - 4التختتبارات المعملية .
- 5النتائج وتحليل المعلومات . - 6التوصيات ،ويجب أن تتشتمل دعلى ما يلي : ةقطامعات التربة للجسات المختلفة موضحا ً معليها طبقات التربة المختلفة وسماكة كل منها . تحديد منسوب المياه الجوفية وتأثير ذلك معلى تصميم وتنفيذ الساسات . نومعية التأسيس الةقتصادي الملئم لتربة الموةقع وأحمال المبنى المقام معليها . المعماق المختلفة الصالحة للتأسيس . جهد التربة المن المسموح به معند كل منسوب تأسيس مقترح . الهبوط الكلي المسموح به ،وكذلك الهبوط المتفاوت المسموح به وتأثير ذلك معلى تصميم الساسات . التوصيات اللزمة لحماية خرسانة الساسات وأية إنشاءات تحت منسوب سطح الرض من الملحوالكبريتات . التوصيات اللزمة للحفر والردم بالموةقع والمواد المستخدمة وأماكن وجودها . التوصيات الخاصة في حالة وجود مشاكل في التربة . التوصيات الخاصة لطرق نزح المياه أثناء التنفيذ . أية توصيات أخرى لها معلةقة بالتصميم أو التنفيذ . - 7الملحق : سجلت حفر الجسات .– نتائج الختبارات الحقلية . – نتائج الختبارات المعملية . – المذكرات الحسابية لستنتاج معاملت التربة . – الخرائط والمخططات والصور الفوتوغرافية .
نتشرة توضيحية حول الدراسات الجيوتقنية والمتشاكل الفنية للترتبة – 1دعـام تهدف هذه النشرة الفنية إلى التومعية بأهم المعمال التي تجرى معادة معند إمعداد الدراسات الجيوتقنية معلى الموةقع ،من أجل التعرف معلى الطريقة التي يتم بها إمعداد الدراسات الجيوتقنية وإيضاح المتطلبات الرئيسية والمصطلحات الفنية ،والتي ستسامعد المهندسين والمسئولين في البلديات في معرفة متطلبات الدراسة الجيوتقنية ومراجعة تقارير التربة والشراف معلى هذا النوع من المشاريع . وتشتمل هذه النشرة معلى أمعمال استكشاف الموةقع والدراسات الجيوفيزيائية وأمعمال الحفر معلى أنواع التربة المختلفة والمعدات المستخدمة في ذلك ،والطرق الفنية لتحديد معدد ومعمـق جسات التربة ،وأماكن استخراج العينات وأنوامعها وطريقة تعبئتها ونقلها وتخزينها ،وطريقة ردم الحفر الختبارية ،وتحديد منسوب المياه الجوفية ،وأنواع الختبارات الحقلية والمعملية التي تجرى معادة معلى أنواع التربة المختلفة ،وتصنيف أنواع التربة والصخور وفقا ً لنظام تصنيف التربة الموحد ونظام آشتو ،والطرق الفنية لدك وتثبيت التربة . كما تشتمل النشرة معلى أهم المشاكل الفنية للتربة الموجودة في المملكة والتعريف بها ،والخطوات التي يمكن اتبامعها معند البناء معلى أنواع التربة التي يوجد بها مشاكل ،كما تم الشارة إلى المخاطر الزلزالية الموضحة معلى خريطة تقسيم المملكة إلى مناطق حسب نشاطها الزلزالي ،وفي خاتمة النشرة تم وضع أهم النماذج والمصطلحات الفنية المستخدمة في إمعداد تقارير التربة . نأمل أن تحقق هذه النتشرة الفنية الهدف المنتشود منها ،وا الموفق .
– 2استكتشاف الموقع
– 1 – 2الدعمال المكتتبية : يتم تجميع المعلومات المتوفرة معن الموةقع من الجهات الرسمية المحلية كالخرائط الطبوغرافية والجيولوجية والصور الجوية والفضائية ،وكذلك ما يتوفر من معلومات معن استخدامات الموةقع السابقة ) محاجر ،مناجم ، مقالب نفايات ،آبار … ،الخ( والنظمة والتعليمات واشتراطات البناء في المنطقة ،وفي حالة توفر دراسات للتربة في الموةقع أو المواةقع المجاورة يتم الحصول معليها ،وتجمع معلومات معن وضع المباني القائمة وخصوصا ً إذا كانت حالتها متدهورة بسبب التربة أو المياه الجوفية ،وأية معلومات أخرى لها معلةقة بالموةقع . – 2 – 2الدعمال الميدانية : تتم معاينة الموةقع بشكل دةقيق وشامل ،وتحديد جميع الظواهر الطبيعية فيه من أجل وضع برنامج معمل الختبارات من حيث تحديد الحاجة لجراء اختبارات مبدئية ،وطرق العمل والختبارات التي سيتم إجراؤها ، وكيفية أخذ العينات ومعمل خريطة مساحية لطبوغرافية الرض ،ومطابقة الخرائط الجيولوجية معلى الطبيعة فيها ، ويتم مرامعاة ما يلي : – ملحظة ما ةقد يوجد بالموةقع من ظواهر مثل المستنقعات أو مساحات السبخة أو الرواسب السطحية والودية وما شابهها حيث ةقد تتطلب هذه الماكن معمل اختبارات خاصة إضافية . – معرفة ما إذا كان ةقد تم إضافة ردميات معلى الموةقع أو إزالة طبقات من التربة ،وذلك من أجل دراسة الندماج المسبق لطبقات التربة . Preconsolidation – المشاكل الفنية التي حدثت في الموةقع أو المواةقع المجاورة .
– 3الدراسات الجيوفيزيائية Geophysical Studies تعتبر الدراسات الجيوفيزيائية من الدراسات المهمة والضرورية والتي تساند أمعمال الحفر ،وهناك طريقتان يمكن من خللهما التعرف المبدئي معلى طبقات التربة المختلفة ومعمق منسوب المياه الجوفية وهما : – الطريقة السيزمية . Seismic طريقة المقاومة الطبيعية . Resistivityوتتلخص الطريقتان في إرسال موجات اهتزازية في التربة واستقبالها معلى مسافة محددة مسبقا ً بواسطة سمامعات التقاط Geophonesوتنتج هذه الموجات معن طريق إسقاط مطرةقة معلى ةقامعدة معدنية مثبتة معلى سطح الرض ،وتقاس سرمعة سريان الموجات الصوتية التي تخترق الطبقات الرضية معن طريق جهاز موصل بسمامعـات اللتقاط ،ويمـكن من خلل تحليل المعلومات تحديد كثافة وسمك الطبقات الرضية ،وتحديد المعاملت الهندسية مثل معامل المرونة Young’s Moduls,Eونسبة بواسون poisson’s Ratio,uومعامل القص Modulus Shearوهذه الدراسات مهمة في استكشاف التكهفات داخل الصخور أو تحديد مكان وجود الصخور تحت الطبقات الترابية ومعمقها .
– 4أدعمال الحفر ) الجسات ( Soil Borings الجسات هي حفر أرضية في الموةقع المراد استكشافه بأمعماق مختلفة يمكن من خللها الحصول معلى معينات التربة للتعرف معلى نومعية وترتيب الطبقات التحتية ،ويمكن تنفيذ الحفر إما يدويا ً أو بواسطة معدات آلية أخرى ، وتوجد معدة طرق للحفر من أهمها : – 1 – 4حفر التختتبارات المكتشوفة Test Pits and Open Cuts
يتم معمل حفر الختبارات المكشوفة يدويا ً باستخدام بعض الدوات المستخدمة باليد كما هو موضح في الشكل رةقم ) (1أو آليا ً بحيث تسمح هذه الحفر برؤية طبقات التربة في وضعها الطبيعي وبشكل واضح ،ويجب أن تكون هذه الحفر متسعة بشكل يمّكن من إجراء الختبارات فيها بحيث ل يقل معرضها معن ) (0.75م .وهذه الحفر تعتبر اةقتصادية حتى معمق 3م وغير اةقتصادية لمعماق أكبر من ذلك أو تحت منسوب المياه الجوفية ،ويمكن بواسطة هذه الحفر معمل الختبارات الدةقيقة بالتجاه الفقي أو الرأسي ،وتؤخذ منها معينات التربة المقلقلة أو غير المقلقلة لجراء الختبارات معليها ،وتستخدم أيضا ً لدراسة الشقوق المكشوفة واستكشاف مناطق الصخر الضعيف ،ويلزم أخذ كافة وسائل الحيطة والسلمة لتدمعيم جدران الحفر وحمايتها من العوامل الطبيعية حتى يتم النتهاء من العمل بها وأخذ العينات المطلوبة ،ثم ردم هذه الحفر وتسويتها ودكها بالطرق الفنية المناسبة .
شكل رةقم ) (1الدوات المستخدمة في الحفر باليد – 2 – 4الحفر تبالمثقاب Auger Boring يتألف المثقاب من آلة مصنومعة من الفولذ ولها حافة حادة ةقادرة معلى حفر التربة ،ويعمل المثقاب يدويا ً وآليا ً بشكل اةقتصادي حتى معمق 5م في التربة اللينة القادرة معلى الثبات دون انهيار ،أما إذا زاد الحفر معن 5م فيتم الستعانة بمواسير تغليف ،وتعتبر هذه الطريقة مناسبة في الحفر التمهيدي ،وكذلك في التربة التي بها نسبة كبيرة من الحصى أو الصخرية أو معند حفر معدد كبير من الجسات ،ويوضح الشكل رةقم ) (2الجهاز المستخدم في طريقة الحفر بالمثقاب.
شكل رةقم )(2طريقة الحفر بالمثقاب – 3 – 4الحفر تبالمثقاب وماسورة التغليف Shell and Auger Boring تشغل أذرع المثقاب باليد أو آليا ً بمسامعدة برج حفر ثلثي القوائم ورافعة كبيرة ،ويمكن كسر الحجار الصغيرة والطبقات الصغيرة من الصخر بمسامعدة لقمة إزميل Chisel bitمركبة معلى أذرع المثقاب ،ويتم إةقحام الغلف بالتربة بواسطة الطرق معليه بمدةقة من رافعة ،ويستعمل الجهاز اليدوي في الحفر إلى أمعماق تصل إلى )
25م( ويصل ةقطره إلى )200مم( والجهاز اللي حتى معمق )50م( وتصل معندها أةقطار مواسير التغليف وأدوات الحفر من ) (80إلى ) (300مم وتسخدم هذه الطريقة للحفر في التربة الطينية وخصوصا ً الشديدة الصلبة والقاسية منها ،وكذلك في التربة الرملية وتربة الصخور الضعيفة . – 4 – 4الحفر تبالطرق Percussion Boring يستعمل في هذه الطريقة جهاز حفر متنقل يقوم بكسر بنية التربة معبر الطرق المتكرر معلى سكين أو إسفين للحفر ،ويضاف الماء أثناء العمل ،ويتم رفع ناتج الحفر إلى الخارج معلى دفعات ،ويمكن من خلل هذه الطريقة الحصول معلى معينات مقلقلة بواسطة أدوات وأجهزة استخراج العينات في التربة الصخرية . – 5 – 4الحفر تبطريقة الجتراف Wash Boring يتم حفر التربة بالطرق معليها بإزميل أو آلة حادة ،ويدفع الماء تحت الضغط في أنبوب داخلي ةقابل للدوران أو الصعود أو النـزول خلل أنبوب غلفي خارجي ،ويتم بواسطة الماء المضغوط استخراج التربة المحفورة من بين النبوب الداخلي والغلف الخارجي حيث يشير ناتج الحفر الذى يخرج من المعلى إلى نومعية التربة الجاري حفرها ،ولدى حصول تغيير في نومعية ناتج الحفر يتم إيقاف الحفر حيث يعتبر مؤشراً إلى تغيير في نومعية طبقة التربة الجاري حفرها ،ويتم وصل أنبوبة أخذ العينات بنهاية ةقضيب التخريم أو بالنبوبة الداخلية معند أخذ معينة من طبقة التربة الجديدة ،ويتابع الحفر .وتستخدم هذه الطريقة في التربة الرملية والطميية والطينية ،ويوضح الشكل رةقم ) (3طريقة الحفر بهذه الطريقة . – 6 – 4الحفر الدوراني Rotary Boring يتم الحفر بواسطة لقمة دوارة تبقى في تلمس ةقوي مع ةقاع الحفر ،وتحمل هذه اللقمة بواسطة مواسير التخريم المجوفة والتي تدار برأس دوار ذو تركيبة ملئمة ،ويضخ سائل الحفر بشكل مستمر إلى السفل معبر مواسير التخريم المجوفة من أجل تسهيل معملية الحفر ،وليتم دفع ناتج الحفر إلى الخارج ،ويتكون السائل بشكل معام من الماء ،ويمكن استعمال طين الحفر أو الهواء بد ً ل منه ،وذلك حسب نومعية الجهزة والتربة التي يتم حفرها ،ويتم أخذ العينات بأجهزة خاصة .وهناك طريقتان للحفر الدوراني هما : -1الحفر المكشوفة Open Holes ويتم فيها الحفر بواسطة اللقمة الدوارة التي تحفر التربة الداخلة في مجال ةقطرها ،وتؤخذ العينات من فترة لخرى ،وتستخدم هذه الطريقة لجميع أنواع التربة المختلفة بما فيها الصخر اللين . – 2حفر العينات الصخرية Core Drilling وهي للحفر بالصخر بحيث يمكن الحصول معلى العينة الصخرية المستمرة للطبقات معلى كامل معمق الحفر بواسطة الجهاز نفسه .
شكل رةقم ) (3طريقة الحفر بالجتراف – 7 – 4الحفر تباستتخدام الحفار المتصل Continuous – Flight Auger وفي هذه الطريقة يتم إنزال الحفار واستخراج التربة معلى رأس الحفار بواسطة دفع أنبوبة رةقيقة معلى أمعماق طولها )(1م وهذه الطريقة تعتبر أسهل وأسرع الطرق لخذ العينات وتستخدم في جميع أنواع التربة .
- 5ردم الحفر معند النتهاء من معملية الحفر وأخذ العينات يجب إمعادة إغلق الحفر بالتربة الجافة ودكهـا جيداً ،أو أن تصب فيها الخرسانة العادية أو المونة السمنتية ،وذلك حتى ل تتسبب هذه الحفر في إنضغاط التربة أو تكون ممراً للمياه الجوفية أو أية أخطار أخرى .
– 6دعدد ودعمق الجسات – 1 – 6دعدد الجسات : يتوةقف معدد وبعد الجسات وحفر الختبارات معن بعضها معلى مساحة الموةقع المطلوب دراسته ،وفي المواةقع الكبيرة يتعلق المر بطبوغرافية وجيولوجية الموةقع ،وكذلك المنشآت المراد إةقامتها معليه حسب أهميتها واستعمالتها معلوة معلى نومعية التربة نفسها حيث إن الهدف من هذه الجسات هو الحصول معلى خواص طبقات التربة وسماكاتها وأمعماةقها وميولها ،ويتوةقف أيضا ً معلى نتائج تقرير المسح البتدائي المشار إليه في الفصل الول ،ويمكن معمل الجسات مبدئيا ً معلى بعد )50م( في كل اتجاه طبقا ً لشبكة خطوط متعامدة أو حسب ما يتفق معليه .أما في المشاريع الصغيرة التي ل تتجاوز مساحتها )5.000م (2فإنه يمكن معمل جسات في كل زاوية من زوايا الموةقع إضافة إلى جسة في المنتصف ،وفي حالة وجود تكهفات في الحجر الجيري أو وجود تشققات فإنه يلزم معمل جسات متقاربة من ) (3إلى ) (5م أما إذا لم تحقق معدد الجسات ومواةقعها الهداف المرجوة من حيث
الحصول معلى طبقات التربة وسماكاتها وأمعماةقها وميولها ،أو إذا أظهرت العينات التي تم الحصول معليها أن هناك تغيراً في خواص التربة تشير إلى أهمية زيادة أخذ العينات في سبيل الوصول إلى نتائج تتفق مع التغيير الذى تمت ملحظته ،فإنه يجب إمعادة النظر في زيادة معدد الجسات وأمعماةقها وطرق الختبارات حسب احتياجات الموةقع ، لتحقيق الهداف المرجوة منها ،ويوضح الشكل رةقم ) (4طريقة توزيع الجسات .
شكل رةقم )(4طريقة توزيع الجسات – 2 – 6دعمق الجسات : يتوةقف معمق الجسات معلى نوع المنشآت وحجمها وارتفامعها وشكلها وأوزانها معلوة معلى نوع التربة وخواصها الميكانيكية ،ويجب أن يشمل العمق معلى طبقات التربة المسامعدة معلى مقاومة أحمال المنشأة بدون حدوث انضغاط شديد لهذه الطبقات ،أو حصول انهيار فيها ناتج معن القص ،وفي الحالت المعتيادية ل يقل معمق الجسة معن معشرة أمتار أو ثلثة أضعاف معرض أكبر ةقامعدة أيهما أكبر ،ول بد أن تخترق الجسات جميع الطبقات غير المناسبة كالردميات وطبقات التربة الضعيفة والعضوية إلى الطبقات المتحجرة والسميكة ،ومعند وجود طبقة صلبة أو كثيفة سطحية فإنه يلزم امتداد الجسة إلى معمق أكبر للتأكد من معدم وجود طبقات تحتية تتأثر بالجهادات ،ومعند الوصول إلى الطبقات الصخرية فإنه يجب اختراةقها بمسافة ) (1.5إلى ) (3م أو سمك طبقة الصخر أيهما أكبر في حالة الصخر المتماسك و)(6م أو سمك طبقة الصخر أيهما أكبر في حالة الصخر اللين ،ويوضح الشكل رةقم ) (5أهمية أن يكون معمق الجسات مخترةقا ً لطبقات التربة المختلفة .
شكل رةقم )(5طريقة تحديد معمق الجسات
– 7دعينات الترتبة – 1 – 7أماكن استتخراج العينات : تستخرج العينة الولى من سطح الرض مباشرة ،وتستخرج العينات التالية بمعدل معينة كل متر معلى الةقل ، وكذلك معند تغير الطبقات ،ويجب أخذ الحيطة والحذر حتى ل يحصل إغفال اكتشاف طبقات من التربة ذات سماكات صغيرة ،كما يجب أن تكون كمية العينات كافية لجراء الختبارات المطلوبة . – 2 – 7أتخذ العينات : يعتبر أخذ العينات من أهم مراحل المعمال الجيوتقنية ،ول تقل أهميته معن الختبارات التي ستجري معليها ،لذا فإنه من الضروري تحري الدةقة والحيطة معند أخذ العينات وطريقة تعبئتها لتكون معينات ممثلة لطبيعة التربة الصلية ،ويتم أخذ معينات في التربة المفككة والمتماسكة إما المقلقلة أو غير المقلقلة ومن أماكن تخزين التربة Stockpilesمعلى النحو التالي -: – 1دعينات الترتبة المفككة : Cohesionless Soil Sampling من الصعب الحصول معلى معينات غير مقلقلة في التربة المفككة كالتربة الرملية أو التربة التي بها نسبة كبيرة من الركام ،وتؤخذ معينات بحد أدنى من القلقلة بواسطة أنابيب أخذ العينات الرةقيقة الحواف ،وفي بعض الحيان يتم أخذ العينات معن طريق تجميد المنطقة المحيطة بالعينة ،ولصعوبة الحصول معلى معينات جيدة فإنه يجري معادة معمل بعض الختبارات الحقلية في الموةقع ،ويتم أخذ العينات المقلقلة إما يدويا ً باستخدام أدوات الحفر اليدوية مثل الكريك والبريمة Augerأو آليا ً باستخدام معدات الحفر اللية بالمعماق التي يحددها المهندس المشرف ،وذلك لعمل اختبارات الوحدة الوزنية والوزن النومعي للتربة وتصنيف التربة والتحليل الميكانيكي وتحديد نسبة تحمل كاليفورنيا والختبارات الكيميائية وغيرها في المعمل . – 2العينات المقلقلة : Disturbed Sampling وهي العينات التي يكون فيها بنية التربة متفككة وخواصها الميكانيكية ةقد تغيرت أثناء أخذ العينة ،ويمكن أخذها بالطريقة اليدوية .أما في التربة المتماسكة فيمكن أخذها أثناء الحفر بالمثقاب أو بالمثقاب وماسورة التغليف .أما في الصخر فإنه يمكن أخذ العينات أثناء الحفر بطريقة الجتراف أو الطرق أو الحفر الدوراني . – 3العينات الغير مقلقلة : Undisturbed Sampling
وتكون معينات التربة هذه محتفظة ببنيتها وخواصها الصلية ،ويمكن الحصول معليها من التربة المتماسكة بطريقة القطع باليد للحصول معليها كتلة واحدة معن طريق أنبوب استخراج العينات ذو الحافة القاطعة .أما في التربة الصخرية فيتم الحصول معليها بطريقة الحفر الدوراني حيث يتم الحصول معلى معينة مستمرة معلى معمق الحفر بواسطة الجهاز نفسه . – 4دعينات الترتبة من الكوام وأماكن التتخزين : Stockpiles Sampling في حالة وجود التربة معلى شكل أكوام في أماكن التخزين أو حول أماكن الحفر يجب تحري الدةقة والحذر في أن تكون العينات ممثلة حيث إن طريقـة وضعها معلى شكل أكوام يسامعد معلى تفرةقة حبيبات التربة وتدحرج المواد الخشنة Coarse Aggregatesإلى أسفل الكوم ،لذلك لبد من أخذ العينات من معدة أماكن متفرةقة في الكوم مع ضرورة إزالة الطبقة العلوية من الكوم والتي تعرضت للعوامل الجوية وتفرةقة في الجزيئات ،أما في حالة أخذ العينات من الحفر والخنادق Trenchesفيتم أخذ العينات من جانبي الحفرة ومن أسفلها من أماكن متفرةقة .ومعند ملحظة وجود طبقات مختلفة للتربة فإنه يلزم أخذ معينات ممثلة لكل طبقة معلى حدة بنفس الطريقة السابقة مع أهمية تسجيل البيانات أو ً ل بأول . – 5دعينات الصتخور : Rock Sampling معند استخراج معينات الصخور يتم استخدام الجهزة الخاصة باستخراج معينات التربة بعد استبدال أجهزة الحفر بالصخور ،ويستحسن استشارة من له خبرة ومعرفة في جيولوجيا المنطقة وأنواع الصخور الموجودة لتحديد مدى ةقوة وتحمل الصخر ومدى الحاجة لخذ معينات منه .وفي الصخور المتماسكة يتم أخذ معينات اسطوانية لجراء تجارب الضغط معليها ،أما في حالة الصخر اللين والهش فيمكن استخراج العينات بعد حقنها بالسمنت لربط أجزاء الصخر مع بعضها ،ويمكن من خلل وضع السمنت في الحفر المتجاورة معرفة اتجاه وترتيب التشققات في الطبقات الصخرية . – 3 – 7تعتبئة العينات : يتم تعبئة العينات فور الحصول معليها بأومعية يحكم إغلةقها مثل الومعية البلستيكية أو في أكياس من البلستيك ،ومن ثم توضع داخل أكياس من النسيج مع أخذ الحيطة والحذر بعدم دكها معند إدخالها بالكيس ،ويجب أن تمل العينة الومعاء ما أمكن ،وفي حالة كون العينة من العينات المستمرة كعينات الصخور فيتم حفظها في معلب ذات تقسيمات بأةقطار مناسبة بحيث تمسك بالعينات دون ضغطها ،أما في حالة استخراج العينات الغير مقلقلة فيجب حماية هذه العينات بطرق مناسبة من الجفاف أو من تغير حجمها أو إنزلةقها في الومعاء ،وبالنسبة للعينات المأخوذة من التربة المتماسكة والمقطومعة معلى هيئة مكعبات فإنه يمكن أن تغطى العينات جيداً بطبقة أو أكثر من الشمع ، وتوضع كل معينة معلى حدة في غلف خارجي له نفس أبعادها من الخشب أو ما شابهه لحمايتها أثناء النقل . – 4 – 7نقل وتتخزين العينات : في جميع الحوال يجب تسجيل البيانات التالية معند أخذ العينات : – الموةقع العام مع إيضاحه معلى رسم كروكي . – المعلومات العامة معن المشروع . – رةقم الحفرة وأبعادها . – معدد العينات وأماكن استخراجها . – تاريخ أخذ العينة وحالة الطقس . – طريقة أخذ العينات . – المساحة أو الكمية التقريبية . – منسوب المياه الجوفية في حالة اكتشافه . – وصف معام للتربة . أية معلومات أو ملحظات أخرى يراها من يقوم معلى أخذ العينات .وتوضع النابيب في أرفف خشبية مخصصة لهذا الغرض ،وذلك للتأكد من وضعها في موضع رأسي ومعدم تحركها أثناء النقل ،وتبقى معلى هذا الوضع حتى يتم استلمها من ةقبل فنيي المعمل ،ويجب أيضا ً حماية العينات من أشعة الشمس والحرارة العالية ،وكذلك من التجمد وحمايتها أثناء النقل من الهتزازات ومن تحطم حاويات العينات ،ويفضل إرسال العينات الغير مقلقلة إلى المعمل فور استخراجها وتخزينها في أماكن معتدلة الحرارة . وتؤثر طريقة أخذ العينات ونقلها أو طريقة تجهيزها للختبارت المعملية وخصوصا ً العينات الغير مقلقلة منها معلى
نتائج اختبارات القص ،وذلك بزيادة في ضغط الماء الزائد Excess Pore Water Pressureأو انخفاض في ةقيمة الضغط الفعلية Effective Stressesولحماية العينات من هذه القلقلة لبد من اتباع مايلي : – استخدام أنابيب أخذ العينات ذات الحافة الرةقيقة والتي تكون نسبة المساحة للقطر الخارجي والداخلي لحافة النبوبة فيها من . ?15 – 10 – أن تكون نسبة طول العينة إلى ةقطرها أةقل من . 4 – التقليل من كمية الحتكاك داخل أنبوبة أخذ العينات . – المحافظة معلى العينات معند نقلها من الحركة والهتزازات . – المحافظة معلى العينات معند ةقصها وتجهيزها للختبار في المعمل والحرص معلى معدم دكها . – المحافظة معلى نسبة الرطوبة الطبيعية لعينات التربة . – استخدام أنبوب أخذ العينات من نوع المكبس Piston-Samplerكلما أمكن ذلك . – استخدام سائل كثيف أو وحل معند أخذ معينات الطين النامعمة .
– 8تحديد منسوب المياه الجوفية Ground Water Table Location يعتبر تحديد منسوب المياه الجوفية من المعمال المهمة للدراسات الجيوتقنية وخصوصا ً إذا ما كان منسوب المياه في نطاق تنفيذ الساسات حيث إن معظم المشاكل الفنية التي لها معلةقة بالتربة تكون بسبب المياه الجوفية ، ويتم ةقياس منسوب المياه فور اكتشافها ،ثم تقاس يوميا ً معند بداية ونهاية يوم العمل ،وكذلك في فترة انقطاع طويلة )إذا حدث ذلك( ثم تقاس ةقبل ردم مكان الجسة ويتم تسجيل النتائج ،وإذا تبين وجود تذبذب في منسوب المياه فإنه يجب معرفة متى ومعلى أي معمق يحصل هذا التذبذب وما هي مناسيب الماء في بدايته ونهايته ،ويحدد منسوب المياه الجوفية بالمنسوب الذى يثبت سطح المياه الحر معنده ،ويترك فترة زمنية مناسبة للسماح للمياه بالرتفاع داخـل ماسورة الجسة إلى المنسوب الصلي للمياه الجوفية ،وتكون هذه الفترة معادة ) (24سامعة للتربة متوسطة النفاذية ،أما التربة الضعيفة النفاذية كالتربة الطينية فتمتد هذه الفترة إلى معدة أيام أو أسابيع ،ويمكن أيضا ً تثبيت أنبوبة "بيزوميترية" في ثقب الجسة وملحظة منسوب المياه الجوفية معلى فترات زمنية وتسجيل أية تغيرات والتأكد من المنسوب النهائي ،و إذا حصل أثناء الحفر أن ثقبت طبقة تربة حاجزة للمياه وكان أسفلها مخزون ماء طبيعي فل بد من إمعادة وضع هذه الطبقة إلى الوضع الصلي بعد النتهاء من معمل الجسات وأخذ العينات ،وتؤخذ معينات من المياه الجوفية من أمعماق مختلفة لجراء التحاليل الكيميائية معليها ،ويفضل إرسال العينات إلى المعمل فور الحصول معليها ،وليلتفت للعينات التي تم استخراجها منذ مدة أطول من أسبوع ،ويتم حمايتها من الحرارة والبرودة وأشعة الشمس أثناء النقل والتخزين ،وفي حالة وجود منسوب المياه الجوفية مرتفعا ً ويغطي مستوى الساسات فل بد من أن يحتوي تقرير الدراسة معلى التوصيات اللزمة للطرق الفنية لنـزح المياه الجوفية أثناء معملية الحفر للساسات والبناء وطريقة معزلها معن المياه .
– 9التختتبارات الحقلية Field Testings يتطلب المر إجراء بعض الختبارات الحلقية الضرورية على التربة في الموقع حسب الحاجة والتي منها : – 1 – 9اتختتبار التختراق القياسي : Standard Penetration test ,SPT يعد هذا الختبار من الختبارات المهمة لتحديد مقاومة التربة الرملية أثناء تنفيذ الجسة وهو من أسهل الطرق وأفضلها لمعرفة ةقيمة زاوية الحتكاك الداخلي وكثافة التربة الرملية .ويتلخص معمل هذا الختبار في إسقاط مطرةقة خاصة وزنها 63.5كجم من ارتفاع 760مم معلى أنبوبة الجهاز لتدخل مسافة 460مم في التربة ومن ثم حساب معدد الدةقات )(Nلختراق آخر 305مم ويتم ايقاف الختبار في حالة الحصول معلى 100دةقة أو 10دةقات متتالية
بدون اختراق ،وفي بعض الحيان يتم تسجيل معدد الدةقات التي يتم الحصول معليها منسوبة إلى 100بمعنى أنها معدد الدةقات التي اخترةقت 100مم .وبالرغم من أن هذا الختبار ةقد وضع أساسا ً للتربة المفككة لصعوبة الحصول معلى معينات غير مقلقلة للرمل إل أن هذا الختبار ةقد ينفذ في التربة المتماسكة ،ويجب الحذر معند استخدام نتائجه في هذه الحالة وذلك لعدم دةقة النتائج لحتواء التربة المتماسكة معلى الماء . – 2 – 9اتختتبار التختراق الستاتيكي : Cone Penetration test ,CPT يستخدم هذا الختبار في جميع أنواع التربة مامعدا التربة الطينية القاسية والركامية ،ويجرى الختبار بدفع مخروط الجهاز إلى التربة بسرمعة 10إلى 20مم /دةقيقة وةقياس مقاومة رأس المخروط ومقاومة احتكاك جوانب ماسورة مثبتة أمعلى المخروط ،وتستخدم نتائج هذا الختبار في تقدير حمل خوازيق الرتكاز والحتكاك المستخدم في الساسات العميقة ،ويمكن أيضا ً تقدير تحمل التربة وتقدير الهبوط للساسات ،ويأتي الجهاز في معدة أنواع منها المخروط السيزمي والذي يمكن من خلله ةقياس معامل القص الديناميكي . – 3 – 9اتختتبار مقياس الضغط : Pressuremeter يتكون جهاز مقياس الضغط من جزئين رئيسيين هما :المجس Probeوجهاز ةقياس الضغط الحجمي Pressure – Volumeterموصلين بأنبوبة بلستيكية يمر من خللها الماء أو الغاز ،ويعمل الجهاز معن طريق تسجيل التغير الحاصل في الضغط والحجم ورسمها في منحنى والتي يمكن من خللها تحديد الثوابت المرنة للتربة Elastic Constantsومعامل القص للتربة Shear Strengthويستخدم هذا الختبار في التربة النامعمة . – 4 – 9اتختتبار القص الدوراني : Vane Shear يستخدم هذا الختبار لتحديد معامل القص للتربة ضعيفة التباين والحساسة والضعيفة والمغمورة بالمياه التي ل يمكن أخذ معينات منها لجراء الختبارات المعملية ،ويعمل الجهاز معن طريق ةقياس معزم اللي Torqueاللزم معند إدخال الريش الموجودة في مؤخرة الجهاز Vanesفي التربة حتى المتناع وتحليل المعلومات المسجلة لتحديد مقاومة التربة للقص . – 5 – 9اتختتبار مقاومة الترتبة القص : Borehole Shear Device يستخدم الختبار لجميع أنواع التربة ذات الحبيبات الدةقيقة بحفر حفرة ةقطرها 76مم رأسية أو أفقية أو مائلة لعمق أكبر من المكان المراد ةقياس مقاومة التربة فيه ،وبعد ذلك يتم إدخال رأس الجهاز بعناية في الحفرة إلى النقطة المراد ةقياس مقاومة التربة فيها ،ثم يفتح ةقسما الجهاز الموجودة في اسطوانة ،ويتم الضغط معلى السطح معن طريق النابيب ،ثم تسحب السطوانة ويسجل مقدار السحب والمسافة والضغط والتي منها يتم تقدير مقاومة التربة للقص ،ويوضح الشكل رةقم ) (6جهاز اختبار مقاومة التربة في الحقل .
شكل رةقم )(6جهاز اختبار مقاومة التربة للقص في الحقل – 6 – 9اتختتبار مقياس التمدد الحراري : Dilatometer يتكون جهاز الختبار من مجس وغشاء مطاطي ةقابل للتمدد ،وتستخدم فيه أجهزة الختراق القياسي أو الستاتيكي لدفع الجهاز في الجسة للمعماق المطلوبة ،ويعمل جهاز الختبار معن طريق إدخال المجس إلى العمق المطلوب إجراء الختبار معليه ،ومن ثم زيادة الضغط تدريجيا ً حتى يمتد الغشاء المطاطي بمقدار 1.1مم إلى التربة المجاورة ،ثم إنقاص الضغط بمثل ضغط الماء الزائد في التربة Excess Pore Water Pressureثم تكرر العملية معلى معمق يزيد معن العمق الول بـ 150إلى 200مم وتسجل المعلومات ،وهكذا حتى يتم الوصول إلى المعماق المطلوبة .ويعتبر هذا الختبار سريعا ً حيث يمكن الوصول إلى معمق 10م في خلل نصف سامعة من بداية الختبار ،ويستخدم هذا الختبار للحصول معلى جميع معاملت التربة الضرورية . – 7 – 9اتختتبار تحديد نفاذية الترتبة : Field Permeability يستخدم في هذا الجهاز مقياس الضغط Piezometerلقياس نفاذية التربة معن طريق أنابيب المياه القائمة برفع وخفض الماء من موةقع التوازن وأخذ ةقراءات في فترات متقطعة لمستوى الماء مع الوةقت اللزم للوصول إليه حتى يعود منسوب الماء إلى موةقع التوازن الصلي ،وتحليل هذه المعلومات لستنتاج معامل النفاذية . K – 8 – 9اتختتبار الوحدة الوزنية الجافة للترتبة : Dry Unit Weight , gd تعتبر الوحدة الوزنية الجافة من أهم معاملت التربة التي تستخدم في الحسابات الهندسية للتربة وفي معمليات الدك والجودة الفنية لها ،وهناك معدة طرق لتحديد ةقيمة الوحدة الوزنية الجافة في الحقل منها طريقة الرمل والقمع Sand – Coneوالطريقة النووية Nuclearباستخدام الجهاز النووي وغيرها ،وتساوي الوحدة الوزنية الرطبة للتربة وزن التربة معلى حجمها ،ومعند معرفة نسبة الرطوبة للتربة يتم حساب الوحدة الوزنية الجافة باستخدام المعادلة التالية : الوحدة الوزنية الجافة للتربة = g dالوحدة الوزنية الرطبة للتربة + wet g ÷ ( 1نسبة الرطوبة ( . – 9 – 9اتختتبار القرص المحمل : Plate Bearing Test يستخدم هذا الجهاز لقياس ةقدرة تحمل التربة لمواد الرصف والحمال المارة معليها ،ويستخدم في الختبار أةقراص معدنية مستديرة أةقطارها 750 ،600 ،450 ،300مم ويتم تحميل هذه الةقراص بواسطة رافعة ميكانيكية أو هيدروليكية ،ويقاس مقدار هبوط الةقراص بمؤشرات من ثلثة إلى أربعة ،والذي منه يستنتج مقدار الجهد الواةقع معلى التربة أسفل القرص . -10– 9اتختتبار تحديد دليل قوة تماسك الصتخر : (Rock Quality Designation(RQD في هذا الختبار يمكن معرفة ةقوة تماسك الصخر ووصف كمية التكسر في الموةقع ،وتتلخص الطريقة في حساب أطوال ةقطع الصخر المستخرجة من الحفر الختبارية داخل أنبوبة العينة والتي يزيد أطوالها معن 4بوصة ) 101.6مم ( وةقسمته معلى طول العينة ،وهذه النسبة تمثل المردود مـن الصخر ،ويمكن وصف ةقـوة الصخور بناء معلى هذه النسبة كما هو موضح بالجدول رةقم ). (1 جدول رةقم )(1 وصف ةقوة الصخور
نسبة المردود من الصخر 0 – 25 25 – 50 50 –75 75 – 90 90 -100
– 10التختتبارات المعملية –1 – 10تجهيز العينات :
قوة تماسك الصخر ضعيف جداً ضعيف مقبول جيد ممتاز
يتم تجهيز العينات في الختبارات المعملية معلى العينات المقلقلة بالطريقة التالية : – أخذ معينات لتحديد المحتوى المائي للعينات فور وصولها للمعمل . – يتم تجفيف معينات التربة الواردة من الحقل بإحدى الطريقتين التاليتين : أ -فردها في الخارج وتعريضها لشعة الشمس والهواء حتى تجف . ب – تجفيفها في فرن ل تزيد درجة حرارته معن ْ 60درجة مئوية . – يتم تفتيت وتجزئة التربة المتحجرة باليد أو بأجهزة خفيفة مخصصة لذلك مع أخذ الحيطة والحذر بعدم الضرار بالحجم الصلي ثم تمزج التربة جيداً . – يتم تجهيز التربة الممثلة للختبار وفقا ً لطريقة تجهيز العينات الموضحة أدناه . – تنخل التربة الممثلة بالمناخل المطلوبة حسب نوع الختبار . – 2 – 10طريقة التجهيز : يتم تجهيز التربة لعمل الختبارات المعملية حسب طريقة أخذ العينات إما مقلقلة أو غير مقلقلة وفقا ً لما يلي . – العينات المقلقلة والمفككة : يتم تجهيز كمية التربة اللزمة حسب الطريقتين التاليتين : أ -استخدام صندوق التقسيم Riffle Box وهو معبارة معن جهاز يحتوي معلى معدد من القنوات المائلة وهي متساوية العروض ول يقل معددها معن 8ةقنوات معند استخدام التربة الخشنة أو 12ةقناة معند استخدام التربة النامعمة لتقسيم التربة إلى ةقسمين متكافئين ،ومزود بإنائين لتجميع التربة المقسومة وإناء ةقمعي لتمرير التربة لقنوات التقسيم ،ويوضح الشكل رةقم ) ( 7صندوق التقسيم وتتمثل طريقة التجهيز بتمرير التربة من خلل الناء المخروطي بعد فردها بشكل منتظم وببطء شديد )حتى ل تتطاير حبيبات التربة النامعمة ( للحصول معلى ةقسمين متكافئين .وتكرر العملية لي ةقسم لحين الوصول إلى الكمية المطلوبة .
تشكل رقم )(7 صندوق التقسيم ب – طريقة التربيع Quartering ً وهي طريقة سهلة وتتمثل في فرد التربة معلى سطح نظيف ومستوى ،ثم تمزج التربة جيدا وتشكل معلى شكل كوم مخروطي باستخدام الدوات اليدوية وتساوى التربة بسماكة منتظمة ،وتقسم إلى أربعة أةقسام متساوية تقريبا ً ، ويستبعد منها القطرين المتقابلين ثم تمزج التربة المتبقية ،وتكرر العملية للحصول معلى الكمية المطلوبة ،ويوضح الشكل رةقم ) (8طريقة التربيع . – العينات الغير مقلقلة : أما في العينات الغير مقلقلة فيتم تجهيز العينات لجراء الختبارات المعملية معليها حسب نوع الختبارات والمواصفة القياسية المتبعة في ذلك .
تشكل رقم )(8 طريقة الترتبيع – 3 – 10كمية العينات : تعتمد كمية العينات معلى أنواع الختبارات ومعددها ،ويستحسن أخذ معينات كافية حسب ماتتطلبه المواصفات القياسية لكل اختبار ،وذلك لجراء بعض الختبارات المعملية الضرورية معلى التربة حسب الحاجة . – 4 - 10التختتبارات : – 1تحديد نستبة الرطوتبة : Water Content,wc يتم تحديد نسبة الرطوبة في التربة اللزجة Cohesive Soilsللعينات المستخرجة من الحفر الختبارية من أجل معرفة كمية الماء التي تحتويها التربة الطبيعية ،ولعمل الختبارات لتحديد حد السيولة )Liquid Limit , (LLوحد اللدونة ) (Plastic Limit ,PLالمستخدمة لتصنيف التربة ،وتستخدم أيضا ً في تحسين خواص التربة . ويعتبر تحديد نسبة الرطوبة من المتطلبات الساسية لتقارير التربة ،وتصل نسبة الرطوبة الطبيعية في التربة الرملية أو الـركامية من 15إلى ٪20بينما ةقد تصل النسبة في التـربة الطينية والطميية مـن 80إلى ٪ 100وفي التربة العضوية ةقد تصل هذه النسبة إلى . ٪ 500 - 2حدود أترتبرج : Atterberg Limits ةقام العالم السويدي " أتربرج" بتحديد أربعة من حدود التماسك للتربة اللزجة وهي السيولة واللزوجة والشبه صلبة والصلبة ،وامعتبر أن الحد الفاصل بين السيولة واللدونة هو حد السيولة Liquid Limit,LLوالحـد الفاصل بين اللدونة وشبه الصلبة هو حد اللدونة Plastic Limit,PLوالحد الفاصـل بين شبـه الصلبـة والصلبـة هـو حـد النكمـاش Shrinkage Limit ,SLحسب الشكل الموضح أدناه . وبعد استخراج هذه الحدود بالختبارات الروتينية باستخدام الجهزة المخصصة لذلك يتم ايجاد معامل ) دليل( اللدونة ) (Plasticity Index,PI = LL- PLوالذي يستخدم في معرفة تصرف التربة Soil Behavior وكذلك في معادلت الربط لقوة تحمل التربة ومعرفة ما إذا كانت التربة انتفاخية أو انهيارية .
ويتم أيضا ً تحديد دليل السيولة ) LL-PL) / (wc-PL) = Liquidity Index,LIوالذي من خلله يمكن الحكم معلى ظاهرة تميع التربة Liquefaction of Soilمعندما يكون دليل السيولة لها أكبر من )> 1) (1 . ( LL – 3التدرج الحتبيتبي للترتبة : ( Grain Size Distribution ( Sieve Analysis يستخدم اختبار التدرج الحبيبـي ) الميكانيكي ( في تصنيف التربة معن طريق التحليل المنخلي لها Sieve Analysisباستخدام المناخل التي تتراوح فتحاتها من 100مم )ً (4إلى 0.075مم منخل رةقم ) (200حسب المواصفات المريكية كما هو موضح في الجدول رةقم ) (2ومقياس الثقل النومعي Hydrometerللتربة التي تمر خلل منخل رةقم ) (200ورسم منحنى التدرج ،ومنه تحديد نسب المواد المكونة للتربة والتي من أهمها نسبة المواد الطينية . جدول رةقم )(2 المناخل المستخدمة في التدرج الحبيبـي
)مقياس الفتحات )مم 100 75 50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 2 0.850 0.425 0.180 0.075
رقم المنخل "4 "3 "2 "1.5 "1 "0.75 "0.50 "0.375 4 10 20 40 80 200
– 4الوحدة الوزنية للترتبة : Unit Weight,g يتم إيجاد الوحدة الوزنية للتربة اللزجة في المعمل بطريقة الزاحة ،وذلك بقطع كتلة من التربة لمقياس معين ووزنها ثم وضعها في إناء لتحديد الحجم ومعرفة كمية الماء المطلوبة لملء الناء حسب المعادلة التالية : الوحدة الوزنية للتربة = وزن معينة التربة ) /حجم الناء – حجم الماء المتبقي في الناء( . وتستخدم الوحدة الوزنية في حساب ضغط حمل التربة Overburden Pressureالمستخدم في حساب مقدار انضغاط التربة وتحديد الضغط الجانبي للحوائط الستنادية ومعامل الحتكاك للخوازيق . – 5الكثافة النستبية : Relative Index,Dr وتسمى أيضا ً بدليل الكثافة Relative Index,Drوتستخدم الكثافـة النسبية معـادة للتربـة المفككة معن طريق تحديد نسبة الفراغات الطبيعية والصغرى والكبرى Void Ratios,eللتربة ولصعوبة تحديد نسبة الفراغات في التربة فإنه يتم حساب الكثافة النسبية كما يلي : الكثافة النسبية = Dr الكثافة القصوى ) كثافة التربة في الحقل – الكثافة الصغرى ( ÷ كثافة التربة في المعمل ) الكثافة القصوى – الكثافة الصغرى( (Dr = gd max (gd – gdmin) / gd (gd max – gd min حيث إن : Drالكثافة النسبية للتربة .
: gd maxالكثافة القصوى . : gdكثافة التربة في الحقل : gd minالكثافة الصغرى . وتستخدم الكثافة النسبية في حساب نسبة الدك ولتقدير ةقوة تحمل التربة ،كما تستخدم في حساب ةقوة تميع التربة تحت أحمال الزلزل ،ويبين الجدول رةقم ) (3بعض القيم للكثافة النسبية : جدول رةقم )(3 الكثافة النسبية للتربة
الكثافة النسبية 0 – 0.20 0.20 – 0.40 0.40 – 0.70 0.70 – 0.90 0.90 – 1
التربة Very Looseمخلخلة جداً Looseمخلخلة Mediumمتوسطة الدك Compact Compactمدكوكة Very Compactمدكوكة جداً
– 6الوزن النودعي : Specific Gravity , SG يستخدم الوزن النومعي في حساب نسبة الفراغات في التربة معند معرفة نسبة الرطوبة ووحدة الوزن ،وهذا الختبار من الختبارات الصعبة والتي يمكن الستعاضة معنه باستخدام القيم الموضحة في الجدول رةقم ) (4نظراً لتقاربها : جدول رةقم )(4 الوزن النومعي لنواع التربة
الوزن النوعي 2.65 – 2.68 2.65 – 2.68 2.62 – 2.68 2.58 – 2.65 2.68 – 2.75 أقل من 2
نوع التربة ركامية رملية طميية طينية عضوية طينية غير عضوية التربة العضوية
وفي العادة تكون ةقيمة الوزن النومعي 2.67للتربة المفككة و 2.70للتربة الطينية الغير معضوية. – 7اتختتبار الدك : Compaction ( Proctor) Test
يتم في اختبار الدك تحديد العلةقة بين الوحدة الوزنية الجافة للتربة gdونسبة الرطوبة wcومن ثم تحديد الوحدة الوزنية الجافة العظمى Maximum Dry Unit Weight , gd Maxونسبة الرطوبة القصوى Optimum Moisture Content,OMCللتربة باستخدام طريقتين حسب اختبار "بروكتر" وذلك من أجل تحديد الطاةقة التي تتعرض لها التربة في الدك في المعمل لتمثيلها معلى الطبيعة باستخدام أدوات ومعدات الدك المختلفـة ،والطريقتين المستخدمتين للدك هما : – 1اختبار بروكتر القياسي Standard Proctor Test – 2اختبار بروكتر المعدل Modified Proctor Test ويمثل الجدول رةقم ) (5الفرق بين الجهزة المستخدمة في الطريقتين :
Modifiedالمعدل " قالب 4 " قالب 6 101.60 152.4 116.43 116.43 944 2124
Standardالقياسي " قالب 4 " قالب 6 101.60 152.4 116.43 116.43 944 2124
44.5
24.5
44.5
24.5
56 5
25 5
56 3
25 3
457
457
305
305
Mouldالقالب ) القطر ) مم ) الطول ) مم )الحجم ) سم 3 وزن المطرقة )) نيوتن عدد الضربات عدد الطبقات ارتفاع المطرقة ) ) مم
ويتم حساب الطاةقة المبذولة في معملية الدك كما يلي : الطاةقة المبذولة في الدك ) كيلوجول /م = ( 3 ) معدد الطبقات × معدد الضربات × الرتفاع × وزن المطرةقة ( ÷ حجم القالب فمث ً ل الطاةقة المبذولة في الطريقة القياسية باستخدام ةقالب ةقطره 101.60مم = 593.7كيلوجول/م ، 3ومعند تمثيل الطريقتين معلى رسم بياني نجد أن في الطريقة المعدلة تكون الوحدة الوزنية الجافة العظمى أكبر ونسبة الرطوبة القصوى أةقل . ويمثل المستقيم اليمن لمنحنيات الدك مستقيم نسبة الرطوبة العظمى معندما تكون التربة خالية من الهواء Zero Air Voidsمعندها تكون التربة مشبعة تماما ً بالماء ،ويتم رسم هذا المستقيم من المعادلة التالية : الوحدة الوزنية = gZAV ) الوحدة الوزنية للماء( × ) الوزن النومعي( ÷ ) + 1نسبة الرطوبة × الوزن النومعي ( الوحدة الوزنية للماء g water = 9.807كيلونيوتن /م . 3 – 8تحديد نستبة تحميل كاليفورنيا : California Bearing Ratio, CBR وهو ةقياس الحمل اللزم لغرز إبرة ذات ةقطر معين وبسرمعة في معينة التربة بمعرفة المحتوى المائي والكثافة ، ويعطي الختبار معلومات معن مدى انتفاخ التربة ومقدار القوة المفقودة للتربة معندما تكون التربة مشبعة بالماء كما تعطي نسبة التحمل لكاليفورنيا تصوراً معن تصرف التربة تحت السفلت ) مواد الساس ( ويمكن معمل الختبار في الحقل أو في المعمل ،ويوضح الجدول رةقم ) (6بعض القيم لنسبة التحمل : جدول رةقم )(6 ةقيم نسبة تحمل كاليفورنيا
نظام آشتو AASHTO
النظام الموحد USC
A5,A6,A7
OH,CH,MH,OL
A4,A5,A6,A7
OH,CH,MH,OL
نسبة مجال تصنيف التحمل الستخدام المواد CBR الطبقة ضعيفة ً 0–3 الرضية جدا الطبقة ضعيفة 3 – 7
الرضية تحت مقبولة 7 –20 OH,CH,MH,OL A2,A4,A6,A7 الساس أساس – 20 – Alb,A5 جيدة GM,GC,SW,SM,SP,GPوتحت 50 2,A3,A6-2 الساس أكبر من أساس ممتازة GW,GM Ala,A4-2,A3 50 ويتم استخدام القيم القياسية الموضحة في الجدول رةقم ) (7لتحديد مقدار الختراق القياسي. جدول رةقم )(7
) مقدار التختراق ) مم 2.5 5.0 7.5 10.0 12.7
) وحدة الوزن القياسية ) ميجا بسكال 6.9 10.3 13.0 16.0 18.0
– 9اتختتبار قوة قص الترتبة : Soil Shear Strength Tests أ -اختبار ةقوة القص المباشر Direct Shear يستخدم هذا الختبار غالبا ً للتربة الرملية ،ويحتوي الجهاز معلى صندوق القص المقسوم إلى ةقسمين معلوي وسفلي لوضع معينة التربة فيه وأداة ةقياس الحمال الفقية وأداة أخرى لقياس مقدار الزاحة ،ويوضح الشكل رةقم )(9 الجهاز المستخدم في ذلك ،ويتم الختبار بزيادة الحمال وتسجيل مقدار الزاحة .ومن خلل هذه المعلومات يتم حساب مقدار ةقوة القص (Shear Strength (tوزاوية الحتكاك )Angle of Internal Frictionئ( والتماسك Cohesion Cويوضح الشكل رةقم ) (10طريقة حساب زاوية الحتكاك ومقدار التماسك المستخرجة من نتائج الختبار.
شكل رةقم )(9 جهاز اختبار ةقوة القص المباشر
شكل رةقم )(10 رسم يوضح طريقة حساب زاوية الحتكاك ومقدار التماسك ب – اختبار الضغط غيرالمقيد Unconfined Compression يعتبر هذا الختبار من أسهل وأرخص الختبارات لتحديد ةقوة ةقص التربة ،ويتم وضع معينة التربة السطوانية بطول يعادل ) (2.5من ةقطر العينة بجهاز الضغط ،ثم يتم تحميلها بقوة ضغط رأسية لتعطي إجهاداً من 0.5إلى ٪ 2في الدةقيقة ،ويتم تسجيل الضغط والجهاد حتى الضغط الذي تنكسر فيه العينة وهو ةقوة ضغط التربة )(q ومنه يتم تحديد مقدار التماسك ) (C=q/2ويستخدم هذا الختبار للتربة المتماسكة ويوضح الشكل رةقم ) (11جهاز الختبار .
شكل رةقم )(11 جهاز اختبار الضغط غير المقيد ج – اختبار الضغط ثلثي المحاور Triaxial Compression يتم معمل هذا الختبار بطريقة مشابهة لختبار الضغط غير المقيد مامعدا أن الضغط مقيد معن طريق إدخال العينة في خلية مغلقة ،وإدخال الهواء أو الماء المضغوط للعينة المحاطة بغشاء مطاطي ،ثم يتم تحميل العينة رأسيا ً حتى تنكسر ،ويسجل مقدار الضغط الرأسي والضغط الجانبي الثابت ،ويوضح الشكل رةقم ) (12الجهاز المستخدم في ذلك ،ويتم تكرار الختبار بوضع معينة أخـرى وزيادة الضغط الجانبي .ومن نتائج الختبار يتم رسم دائرة " مور" ومنها يتم تحديد زاوية الحتكاك ومقدار تماسك التربة ،وهناك ثلثة أنواع لهذا الختبار هي : – مدمج ومسموح بتصريف المياه . CD test مدمج وغير مسموح بتصريف المياه . CU test– غير مدمج وغير مسموح بتصريف المياه . UU test
شكل رةقم )(12 جهاز اختبار الضغط ثلثي المحاور - 10اتختتبار الندماج : Consolidation يتم في اختبار الندماج تحديد مقدار الهبوط والوةقت الذي يستغرةقه لذلك بوضع معينة التربة في حلقة معدنية ووضع اسطوانة مسامية معلى أمعلى وأسفل الحلقة لتسمح بمرور الماء من خللها ،ثم توضع في جهاز الختبار الموضح بالشكل رةقم ) ، (13ويتم تحميل العينة وتسجيل مقـدار الضغط والوةقت حتى توةقف الهبوط ،ومعادة يتم ذلك في خلل ) (24سامعة من بداية الختبار ،ويتم رسم ذلك بيانيا ً ،وتكرر العملية بمضامعفة الضغط وهكذا حتى يصل الضغط إلى ضغط أمعلى من الضغط الذي سينتج معن تحميل التربة من المباني ،ومن الرسم البياني يتم تحديد معامل الندماج Coefficient of Consolidationالذي يستخدم في تحديد مقدار الهبوط والوةقت اللزم للحصول معليه باستخدام معادلت تحديد الهبوط .
شكل رةقم )(13 جهاز اختبار الندماج -11تحديد معامل نفاذية الترتبة : Permeability ويستخدم في ذلك جهاز النفاذية Permeabilityمعن طريق اختبارين هما : – اختبار المستوى الثابت ،شكل رةقم ) 14أ ( .Constant –Head Test – اختبار المستوى المتغير ،شكل رةقم )14ب ( .Falling –Head Test ومن هذين الختبارين يتم تحديد معامل النفاذية ، kويمكن استخدام جهاز الندماج أو جهاز الضغط ثلثي المحاور لتحديد هذا المعامل أيضا ً ،ولبد من توخي الحرص الشديد معند إجراء هذا الختبار حيث إن هناك معوامل كثيرة تؤثر معلى تحديد ةقيمة المعامل من بينها تقلب درجة الحرارة ودرجة تشبع التربة بالماء والتي ينبغي أن تكون 100 ، ٪ويمكن التأكد من صحة معاملت النفاذية المستخرجة بمقارنتها بالقيم المتعارف معليها لنواع التربة المختلفة .
شكل رةقم )14أ( جهاز إختبار النفاذية ـ المستوى الثابت
شكل رةقم )14ب ( جهاز إختبار النفاذية – المستوي المتغير -12اتختتبار انهيارية أو انتفاتخية الترتبة : Swelling & Collapse Test أ -التربة النتفاخية : من الختبارات السهلة التي يمكن من خللها تحديد النتفاخ الحر Free-Swell Testللتربة معن طريق وضع ) (10سم 3من التربة الجافة المارة من خلل منخـل رةقـم ) (40ببطء شديد إلى إناء مدرج لـ )(100سم 3وملئه بالماء وملحظة حجم التربة حتى يثبت ،ويتم تحديد مقدار النتفاخ بالمعادلة التالية : النتفاخ الحر ) ) = ( ٪الحجم المتغير – الحجم الصلي ( ÷ الحجم الصلي ً وتعتبر التربة التي ةقيمة النتفاخ الحر لها ) ٪100أو أكثر ( من التربة النتفاخية التي ةقد تحدث أضرارا للمباني ، وهناك معدة اختبارات معملية يستخدم فيها جهاز الوديوميتر لمعرفة مقدار ضغط النتفاخ Swelling Pressure و تجري معلى معينات غيرمقلقلة من التربـة ،وهذه الختبارات مشابهة لختبارات الندماج ،وتتمثل في وضع معينات من التربة يبلغ ارتفامعها من ) (20إلى ) (25مم وةقطرها من ) (50إلى ) (100مم في الوديوميتر ،ويتم تحميل العينة وغمرها بالماء وملحظة نسبة النتفاخ .وفي بعض الختبارات يتم التحكم في حجم العينة بحيث يكون ثابتا ً ويحدد الضغط الرأسي ) ضغط النتفاخ ( الذى معنده يكون التغير في الحجم مساويا ً لصفر .كما يقاس حجم النتفاخ معن طريق اختبار تحديد نسبة كاليفورنيا.
ب -التربة النهيارية : هناك نومعان من الختبارات المعملية التي يمكن من خلل نتائجهما التعرف معلى ما إذا كانت التربة انهيارية أم ل وهما : – اختبار النهيار أحادي الوديوميتر : Single – Oedometer Collopse Test ويتمثل الختبار في وضع معينة مقلقلة من التربة في الوديوميتر ووضع أوزان مساوية لضغط حمل التربة إضافة إلى الضغط الحاصل من المباني المقامة معلى التربة ،ثم تترك مدة من الزمن إلى مرحلة التزان ،ثم بعد ذلك تغمر العينة بالماء وتترك إلى أن يكون مقدار هبوط العينة ثابتا ً ،ثم يجرى معلى العينة اختبار الندماج بالحد الةقصى مـن الوزن وبرسم نسبة الفراغات Voids Ratio,eإلى لوغاريتم الضغط Log pيتم تحديد القابلية للنهيار Collapse Potential ,CPبالمعادلة التالية : ةقابلية انهيار = CPالتغير في نسبة الفراغات بعد الغمر ÷ ) + 1نسبة الفراغات في بداية الغمر ( . – اختبار النهيار ثنائي الوديوميتر : Double –Oedometer Collapse Test في هذا الختبار يتم وضع معينتين متطابقتين غير مقلقلة إحداهما تختبر بالنسبة الطبيعية للماء ،والخرى مغمورة بالماء ،ويتم تحميلهما بأوزان متطابقة ومن ثم رسم النتائج معلى رسم بياني واحد ،ويمثل الفرق بين نسبة الفراغات بينهما معند أي ضغط التغير في الحجم معند غمر العينة بالماء . وفي الحقل يتم إجراء اختبار الستجابة للرطوبة Response To Wetting Testباستخدام طريقة اللوح المحمل لتقدير القيمة الحقيقة للنفعال الحادث في التربة وةقابلية التربة للنهيار . – 13التحاليل الكيميائية : Chemical Testing أ -تحديد نسبة الكبريتات Sulfate Content يتم معمل اختبار تحديد نسبة الكبريتات المذابة في التربة والمياه الجوفية . ب – تحديد نسبة الكلوريدات Chloride Content يتم معمل اختبار تحديد نسبة كلوريدات الصوديوم والمغنيسيوم والكالسيوم المذابة في التربة . ج – الرةقم الهيدروجيني PH يتم معمل الختبارات اللزمة لتحديد الرةقم الهيدروجيني للتربة .
– 11تصنيف أنواع الترتبة والصتخور Soil &Rock Classification – 1 – 11الصتخور : تعرف الصخور بأنها مواد معدنية غير معضوية موجودة معلى الطبيعة متلصقة ومتماسكة بصلبة ،وتحتاج إلى جهد كبير إلى تكسيرها وتفتيت أجزائها . وتنقسم الصخور إلى ثلثة أنواع حسب مصدرها الجيولوجي وهي : – الصخور النارية البركانية :مثل الجرانيت والبازلت . – الصخور الرسوبية :مثل الحجر الجيري . – الصخور المتحولة :وهي صخور نارية أو رسوبية تحولت بعوامل التعرية مثل صخر الشست والنيس . وصف الصخور : ً يبنى وصف الصخور للعينات الظاهرة أو المستخرجة من الجسات وفقا لما يلي : – 1اللون : Color :تحديد لون الصخر . – 2المتانة : Hardness :إذا كان الصخر ةقويا ً أو متوسطا ً أو ضعيفا ً أو هشا ً . – 3المكونات : Structureمتماسك أو متصفح . – 4التعرية : Weatheringتوصف مقدار التعرية للصخر . – 5التكهفات : Cavitiesيوضح سعة التكهفات وكمياتها .
– 6الفتحات : Voidsتوضح معدد الفتحات ومقدارها . – 7نوع الصخور :وتوضح ما إذا كانت الصخور رسوبية أو نارية أو متحولة ونوع الصخر . – 2 – 11الترتبة : تتكون التربة من مجمومعة من المعادن يتفاوت حجمها من أحجام مجهرية إلى حصى كبيرة جدًا ،وتكونت التربة القريبة من سطح الرض معن طريق تحلل الصخور والنباتات كيميائيا ً وفيزيائيا ً بتأثير العوامل الجوية والتعرية معلى مدى معصور وأحقاب جيولوجية ماضية ،وتتكون معناصر التربة من ثلثه جزئيات رئيسية هي الجسم الصلب Solidوهو مكونات التربة من المعادن ،والغاز Gasوهو الهواء ،والسائل Liquidوهو معادة الماء ،ويتم ربط هذه الجزئيات مع بعضها بثلث معلةقات حجمية هي : – المسامية Porosity.nوالتي تساوي حجم الهواء معلى الحجم الكلي للجزئيات . – نسبة الفراغات Void Ratio,eوالتي تساوي حجم الهواء معلى حجم التربة الجافة . – درجة التشبع Degree of Saturation,Sوالتي تساوي حجم الماء معلى حجم الهواء . ويمكن أيضا ً تحديد العلةقات الوزنية للتربة مثل : – نسبة الرطوبة Water Content ,wcوالتي تساوي وزن الماء معلى وزن التربة الجافة . – الوزن النومعي Specific gravity,SGوالذي يساوى درجة التشبع × نسبة الفراغات ÷ نسبة الرطوبة ) . (e/wc× SG = S – الوحدة الوزنية الجافة للتربة Unit Weight, gdوالتي تساوي الوزن النومعي × الوحدة الوزنية للماء معلى نسبة الفراغات . (gw/1+e ×gd = SG) 1 + وتعتبر هذه العلةقات من أساسيات الحسابات الهندسية للتربة . - 1مجمودعة الترتبة : يمكن تقسيم التربة إلى ثلثة مجمومعات رئيسية مختلفة هي : – التربة الحبيبية Granular Soilsوتشمل الرمل والحصى . – التربة النامعمة Fine – Grained Soilsوتشمل الطين والطمي . – التربة العضوية Organic Soilsوتشمل الخث والطين والطمي العضوي . وتمتاز التربة النامعمة بلدونتها وةقابليتها للنضغاط ومعدم نفاذيتها للماء ومعدم تحملها ،وهذا النوع من التربة يستوجب دراسة مستفيضة . - 2وصف الترتبة : ً يتم وصف التربة معن طريق المعاينة البصرية لعينة منها وفحصها يدويا معن طريق اللمس لتحديد مدى لدونتها وبنيتها ولونها وشكلها وفقا ً للجدول رةقم ). (8 جدول رةقم )(8 طريقة وصف التربة الساسية بالمعاينة البصرية
الوصف يمكن معرفته عن طريق حجم الحبيبات وشكلها المدور وشبه المدور والمضلع . حبيباتها متماسكة ولدنة عندما تكون رطبة وقاسية يصعب تفتيتها عندما تكون يابسة ،وعادة يكون الطين مختلطاً مع أنواع أخرى من التربة ، وعند دحرجتها إلى خط رفيع باليد وهى .رطبة ل تنكسر حبيباتها غير لدنة وغير متماسكة ، ويمكن تفتيت التربة اليابسة منها إلى مسحوق ،وعند دحرجتها إلى خط رفيع باليد وهي رطبة تنكسر إلى قطع
م
التربة Gravel
الحصى
1
Clay
الطين
2
Silt
الطمي
3
.صغيرة ذات ملمس خشن غير لدنة أو 4 الرمل Sand متماسكة ،ويتفاوت حجمها ما بين حجم .الحصى والطمي بقايا نباتات سوداء أو بنية غامقة اللون 5 الخث Peat . طين رمادي غامق اللون يحتوي على ألياف وأنسجة دقيقة أو صدفات ضعيف Organic Clayالطين العضوي 6 .البنية وتوجد مقارنة قليلة عند عجنه طمي رمادي غامق اللون يحتوي على ألياف وأنسجة دقيقة أو صدفات ضعيف Organic Siltالطمي العضوي 7 .البنية وتوجد مقارنة قليلة عند عجنه – Fine تربة تكون غالبيتها من الطمي أو الطين تربة حبيبية ناعمة 8 Grained . – Coarse تربة تكون غالبيتها من الرمل أو تربة حبيبية خشنة 9 Grained .الحصى تربة حبيبية تربة تتكون من خليط من التربة الحبيبية – Mixed 10 مختلطة Grained .الناعمة والخشنة جدول رةقم )(9 وصف التربة المختلطة بالمعاينة البصرية
الوصف تربة تكون غالبية محتوياتها من الحصى مع حبيبات صغيرة أو كبيرة من الرمل ، ويمكن أن تحتوي أيضا ً على نسبة .بسيطة من التربة الناعمة تربة تكون غالبية محتوياتها من الرمل مع كميات صغيرة أو كبيرة من الحصى ،ويمكن أن تحتوي أيضا ً على .نسبة بسيطة من التربة الناعمة تربة تكون غالبية محتوياتها من الرمل مع كميات صغيرة من التربة الناعمة .الغير لزجة تربة تكون غالبية محتوياتها من الرمل مع كميات صغيرة من التربة الناعمة اللزجة ويمكن أن تحتوي على قليل من .الطمي تربة تكون غالبية محتوياتها من الحصى مع كميات صغيرة من التربة الناعمة .الغير لزجة تربة تكون غالبية محتوياتها من الحصى مع كميات صغيرة من التربة الناعمة اللزجة ويمكن أن تحتوي على قليل من
التربة
م
حصوية مع قليل Sandy Gravel من الرمل
1
رملية مع قليل من Gravel Sandy الحصى
2
رملية مع قليل من الطمي
3
رملية مع قليل من Clayey Sand الطين
4
حصوية مع قليل من الطمي
5
Silty Sand
Silty Gravel
Clayey Gravelحصوية مع قليل 6 من الطين
.الرمل والطمي تـربة تكون غالبية محتوياتها من الطين طينية مع قليل من 7 Silty Clay مع كميات صغيرة من الطمي ،وهذه الطمي .التربة عالية اللزوجة تربة تكون غالبية محتوياتها من الطمي طميية مع قليل من 8 Clayey Silt مع كميات صغيرة مـن الطين ،وهذه الطين .التربة قليلة اللزوجة ول بد أيضا ً أن يحتوي وصف التربة معلى اللون ودرجة الرطوبة وشكل العينات وبنيتها وأية ملحظات يمكن أن تسامعد في التعرف معلى التربة ووصفها . ويمكن أيضا ً التعرف معلى أنواع التربة معن طريق معرفة حد السيولة ودليل اللدونة لها ويوضح الشكل رةقم )(15 أنواع التربة حسب رموزها باستخدام حد السيولة ودليل اللدونة لها ،ولهمية تمييز وتصنيف التربة في التعرف معلى خصائصها من حيث استقرارها وةقوة تحملها وتصريفها للمياه ومقدار التغير في حجمها ،ولتحديد نوع التربة ووصفها يتم استخدام رموز التربة الواردة في النظمة الدولية للتصنيف والتي منها النظام الموحد USCونظام آشتو AASHTOونظام الجمعية المريكية للختبارات والمواد ASTMوجمعية الدارة الفدرالية FAAونظام وزارة الزرامعة المريكية USDAوسيتم إيضاح طرق التصنيف الواردة في النظام الموحد USCونظام آشتو . AASHTO
شكل رةقم )(15 رسم يوضح رموز أنواع التربة حسب حد السيولة ودليل اللدونة لها – 1نظام تصنيف الترتبة الموحد : Unified Soil Classification,USC حيث تم تقسيم التربة في النظام حسب مقاساتها طبقا ً للجدول رةقم )(10
جدول رةقم )(10 تقسيم التربة حسب المقاس ) النظام الموحد(
مجال المقاس أكبر من 300مم أكبر من 75إلى 300مم
من 75مم إلى منخل رقم من 75مم إلى 19مم من 19مم إلى منخل رقم 4
من منخل 4إلى منخل رقم 10 من منخل 10إلى منخل رقم 40 من منخل 40إلى منخل رقم 200
التربة المارة من منخل رقم 200 باستخدام حدود أتربرج باستخدام حدود أتربرج حسب المعاينة البصرية
التربة Bouldersصخور كبيرة جداً Cobblesصخور كبيرة – Coarseتربة حبيبية خشنة – 1 Grained Gravelحصى 4 خشن - ناعم - من منخل 4إلى منخل رقم 200رمل Sand رمل خشن - رمل متوسط - رمل ناعم - – Fineتربة حبيبية ناعمة – 2 Grained Finesمواد ناعمة - Siltطمي - Clayطين - Organic Soilsالتربة العضوية – 3
يوضح الجدول التي رةقم ) (11طريقة تصنيف التربة باستخدام النظام الموحد :
وصف التربة في الحقل السم Iden. Procedureطريقة الوصف الرمز المتعارف Major Divisionsالقسام الرئيسية )على أجزاء أقل من منخل رقم (40 Typicalعليه Symbols قابلية مقدار اللدونة قوة القص Names Dilatancy Toughnessالتمدد Strength تربة طمي وطين حد السيولة > طمي غير ناعمة Silts & Claysمن 50 عضوي مع Fine 50> LL رمل ناعم ل شيء GrainedSoils ،رمل ناعم مع ML سريع إلى بطيء ل شيء إلى قليل أكثر طين أو طمي من مع طين نصف العينة بلدونة قليلة أقل CL متوسط لشيء إلى بطيء متوسط إلى طين غير من جداً عالي عضوي قليل منخل أومتوسط moreرقم 200 اللدونة ،طين than half of the مع رمل material is أوحصى smaller than أوطمي
طمي عضوي وطين مع قليل إلى بطيء قليل متوسط طمي عضوي قليل اللدونة طمي عضوي ، قليل إلى قليل إلى بطيء إلى لشيء متوسط رمل أو طمي متوسط ناعم طين غير إلى عالي عضوي ذو ل شيء عالي عالي جداً لدونة عالية طين عضوي بلدونة قليل إلى ل شيء إلي بطيء متوسط إلى جداَ عالي متوسطة إلى متوسط عالية الخث والتربة العالية اللون والرائحة والملمس السفنجي العضوية حصى متدرج تدرجا ً مناسبا ً مختلط مع حبيبات التربة متعددة المقاسات وتظهر الرمل المقاسات المتوسطة بشكل أكبر ويحتوي على قليل من التربة الناعمة حصى متدرج تدرجا ً مناسبا ً مختلط مع الغالبية العظمى من مقاس واحد مع فقدان الرمل بعض المقاسات المتوسطة منها ويحتوي على قليل من التربة الناعمة حصى مع طمي خليط حبيبات ناعمة غير لدنة أو ذات لدونة قليلة من الحصى )) MLانظر أيضاً طريقة الوصف والرمل والطمي حصى مع طمي خليط حبيبات ناعمة لدنة )انظر أيضا ً طريقة من الحصى ) CLالوصف والرمل والطمي رمل متدرج حبيبات التربة متعددة المقاسات مع توفر تدرجا ً مناسبا ً المقاسات المتوسطة بشكل أكثر
OL
MH
CH
طمي وطين حد السيولة < Silts & Claysمن 50 50< LL
#200 sieve
OH
PT
GW
GP
GM
تربة خشنة Coarse Grained أقل Soils من نصف العينة أقل من منخل حصى نظيف حصى Clean Gravelأكثر Gravelsرقم من نصف 200Less الجزء الخشن than أكبر من منخل half of the )رقم )4 material More than is half of the smaller coarse than fraction is #200 larger than sieve #4 sieve حصى مع حبيبات ناعمة GravelWith Fines
GC
SW
Cleanرمل نظيف Sandsرمل أكثر من نصف Sands
الغالبية العظمي مقاس واحد أو عدة مقاسات مع فقدان بعض المقاسات المتوسطة منها
حبيبات ناعمة غير لدنة أو ذات لدونة قليلة ))MLانظر طريقة الوصف حبيبات ناعمة لدنة )انظر طريقة الوصف )CL
مختلط مع الحصى ويحتوي على قليل من التربة الناعمة رمل متدرج تدرجا ً مناسبا ً مختلط مع الحصى ويحتوي على قليل من التربة الناعمة رمل مع طمي ،خليط من الرمل والطمي رمل مع طين ،خليط من الرمل والطين
الجزء الخشن أكبر من منخل )Moreرقم )4 than half of the coarse fraction is larger than #4 sieve
SP
SM
SC
رمل مع حبيبات SandsWithناعمة Fines
– 2نظام آتشتو لتصنيف الترتبة : AASHTO Soil Classification وهو النظام المعتمد لتصنيف أنواع التربة لمعمال الطرق ،ولقد تم تقسيم التربة فيه إلى سبع مجمومعات رئيسية إضافة إلى المجمومعات الجزئية ،ويتم تقدير التربة بناء معلى دليل المجمومعة Group Index,GIوالذي يمكن الحصول معليه بالمعادلة التالية : دليل المجمومعة (GI = (F-35) {0.2+0.005 (LL-40)}+0.01(F-15) (PI-10 حيث إن : = Fنسبة التربة الماره من منخل رةقم ). (200 = LLحد السيولة ) . ( ٪ = PIدليل اللدونة ) . ( ٪ ملحظة :معندما يكون F <35استخدام F –35 = 0 والختبار الوحيد المستخدم في تصنيف التربة حسب نظام آشتو هو اختبار حدود أتربرج )حد السيولة ودليل اللدونة ( ولقد تم تقسيم التربة في النظام حسب مقاساتها طبقا ً للجدول رةقم ). (12 جدول رةقم )(12 تقسيم التربة حسب المقاس ) نظام آشتو (
مجال المقاس أكبر من 75مم من 75مم إلى من منخل 10إلى منخل 40 من منخل 40إلى منخل 200 التربة المارة من منخل رقم 200
التربة Bouldersصخور كبيرة Gravelمنخل رقم 10حصى Coarse Sandرمل خشن Fine Sandرمل ناعم Silt – Clayطمي مع طين
ويمثل الجدول رةقم ) ( 13طريقة تصنيف التربة حسب نظام آشتو . ويوضح الجدول رةقم ) (14المعادلة التقريبية للرموز الخاصة بالتربة بين نظام آشتو ونظام تصنيف التربة الموحد :
AASHTOنظام آشتو
USCالنظام الموحد
A – 1- b A3 A –2 – 4 A–2–5 A–2-6 A – 2 –7 A–4 A- 5 A–6 A–7–5 A–7–6
SW, SP , GM , SM SP GM , SM GM , SM GC , SC GM , SM , SC , GC ML , OL OH , MH , ML , OL CL OH , MH CH , CL
- 12دك الترتبة Soil Compaction -12-1دعمليات الدك : الدك هي الطريقة التي يتم بها زيادة كثافة التربة بطرق ميكانيكية بهدف إزالة كمية كبيرة من فقامعات الهواء الموجودة بالتربة ،وةقد تتضمن بعض معمليات الدك تغير نسبة الرطوبة وتحسين تدرج حبيباته ،وتتم معملية دك التربة الغير متماسكة كالتربة الرملية بواسطة الهـزازة Vibrating Platesأو المعدات ذات الكفرات المطاطية Rubber – Tiredويمكن استخدام الطرق الديناميكية كإسقاط وزن ثقيل من ارتفاع معال ،وفي التربة النامعمة واللزجه تتم معملية الدك بواسطة المداحل الثقيلة مثل مداحل أرجل الغنم Sheepsfoot Rollersأو مرور المعدات الثقيلة معلى الطريق . وتهدف معملية الدك إلى تحسين الخواص الفيزيائية للتربة مثل : – التقليل من هبوط التربة . – زيادة ةقوة التحمل . – التحكم في ثبات الحجم للتربة النتفاخية أو النهيارية . – التقليل من ةقيمة معامل النفاذية . – التقليل من انكماش التربة . ويعتمد دك التربة معلى أربعة معوامل هي : – الوحدة الوزنية الجافة للتربة . gd – نسبة الرطوبة . wc – الجهد المبذول في الدك . – نوع التربة . وتتم معملية الدك في المعمل بواسطة اختبار الدك الذى يسمى باختبار " البروكتور" نسبة إلى العالم " بروكتور" الذي اكتشف معملية الدك ةقبل حوالي 70سنة ،ويتمثل الختبار بدك معدة معينات من نفس التربة بجهد ثابت وبنسب رطوبة مختلفة ،ثم يتم تحديد الوحدة الوزنية الرطبة g wetونسبة الرطوبة الطبيعية wcلكل معينة والتي منها يتم تحديد الوحدة الوزنية الجافة gdبالمعادلة التالية : الوحدة الوزنية الجافة = الوحدة الوزنية الرطبة + 1 ) /نسبة الرطوبة( .
ويتم بعد ذلك تمثيل نسبة الرطوبة مع الوحدة الوزنية الجافة معلى رسم بياني معلى شكل منحنيات تسمى منحنيات الدك حيث تمثل أمعلى نقطة في هذا المنحنى الوحدة الوزنية الجافة العظمى وهي أةقصى كثافة يمكن الحصول معليها في اختبار الدك ،ويقابلها نسبة الرطوبة القصوى Optimum Moisture Content ,OMCللتربة المختبرة . -2 – 12معدات الدك : يعتمد دك التربة معلى معدة معوامل منها : مميزات معدات الدك من حيث وزن المعدات وحجمها وشكل الجزء الملمس للتربة من المدحلة . مميزات التربة من حيث الكثافة الطبيعية لها ونوع التربة وحجم وشكل حبيباتها ونسبة الرطوبة الطبيعية . طريقة الدك من حيث معدد مرات مرور المدحلة فوق التربة المدكوكة وسماكة الطبقات المراد دكها وسرمعةالمدحلة وتكرار معملية الهزاز . والمعدات الشائعة الستعمال والمستخدمة في معملية الدك هي كما يلي : – 1مداحل ذات السطح الملساء Smooth –Wheel Roller يتم في معملية الدك بهذه المعدة تغطية ما نسبته ٪ 100من التربة تحت المدحلة ويصل مقدار الضغط إلى 380كيلو باسكال ،وتستخدم المدحلة في دك التربة السفلية لجميع أنواع التربة مامعداً التربة التي بها نسبة كبيرة من الصخور . – 2مداحل تبكفرات مطاطية Rubber – Tired Roller وتتكون من جسم المدحلة الثقيل الوزن محمل معلى معدة خطوط مكونة من 4إلى 6كفرات ويتم في معملية الـدك بهـذه المعـدة تغطيـة مـا نسبته ٪ 80مـن التربة تحت المدحلة ،ويصل مقدار الضغط إلى 700كيلو باسكال ، وتستخدم المدحلة في دك التربة السفلية لجميع أنواع التربة . – 3مداحل أرجل الغنم Sheepsfoot Roller تتكون من العديد من البروزات الدائرية أو المربعة التي تشبه أرجل الغنم معلى إسطوانة دائرية ،ويتم في معملية الدك بهذه المعدة تغطية ما نسبته ٪12من التربة تحت المدحلة ويصل مقدار الضغط من 700إلى 1400كيلو باسكال حسب سعة السطوانة ومعما إذا كانت مملوءة بالماء ،وتستخدم هذه المدحلة في دك التربة اللزجة . – 4مداحل تبأرجل Tamping Foot Roller تتكون من العديد من البروزات وتشبه مداحل أرجل الغنم ،ويتم في معملية الدك بهذه المعدة تغطية ما نسبته ٪40من التربة تحت المدحلة ،ويصل مقدار الضغط من 1400إلى 8400كيلو باسكال حسب حجم المدحلة ومعما إذا كانت السطوانة مملوءة لزيادة وزنها ،وتستخدم المدحلة في دك التربة النامعمة . – 5المداحل التشتبكية Grid Roller تتكون من العديد من البروزات مثبتة معلى إسطوانة دائرية ،ويتم في معملية الدك بهذه المعدة تغطية ما نسبته ٪ 50من التربة تحت المدحلة ويصل مقدار الضغط من 1400إلى 6200كيلو باسكال وتقوم البروزات معند مرورها بسرمعة بتكسير وهز ودك التربة ،وتستخدم المدحلة في دك التربة الصخرية والرملية . – 6مدحلة تبإسطوانة هزازة Vibrating Drum Roller تتكون من مدحلة ذات سطح أملس أو مدحلة بأرجل ومركب معليها هزازات أفقية لدك التربة الحبيبة ،وتستخدم المداحل في المناطق الضيقة التي ل تصل إليها المعدات الثقيلة الخرى . – 7استتخدام الكمتبروسر وصفيحة معدنية تستخدم في دك المناطق الصغيرة والضيقة .
– 13تثتبيت الترتبة Soil Stabilization
معند معدم توفر المواد الجيدة للردم يحتاج المر في بعض الحيان إلى إضافة بعض المواد المثبتة للتربة ،وذلك لتحسين خواصها وزيادة درجة استقرارها وةقوة تحملها وثبات حجمها ونفاذيتها للماء ،وطرق التثبيت الشائعة هي : – التثبيت الميكانيكي Mechanical Stabilization – التثبيت بإضافة بعض المواد المحسنة Admixture Stabilization – 13-1التثتبيت الميكانيكي : يتم في هذه الطريقة دراسة المواد المتوفرة ومن ثم تعديل بنية التربة الساسية إما بإضافة مواد نامعمة أو مواد خشنة من أجل الحصول معلى تدرج حبيبـي مناسب واختيار نسب خلط مناسبة للوصول إلى أمعلى كثافة ،ويعتبر التدرج الحبيبـي والكثافة وحد السيولة ودليل اللدونة ودرجة الستقرار من أهم العوامل التي تؤخذ في المعتبار معند تصميم الخليط ،ويتم بعد ذلك دك التربة بالطرق المختلفة للوصول إلى أمعلى نسبة كثافة ) ل يقل معن . ( ٪95 – 13-2التثتبيت تبإضافة تبعض المواد المحسنة : يعتبر السمنت والجير والبيتومين السائل أو القار من أفضل المواد المحسنة التي يمكن إضافتها للتربة ،وتعتمد كمية المواد المضافة معلى نوع التربة المراد معالجتها ،ويتم تصميم الخلطة المناسبة في المعمل بأخذ معينات من التربة وإضافة نسب مختلفة من المواد المحسنة ودكها حتى يتم الوصول إلى أنسب خلطة كما يتم تثبيت التربة في بعض الحيان باستخدام النسجة Geotextiles or Fabricsوالتي تستخدم كعازلت ومرشحات أو لتصريف المياه ،أو استخدام مواد بلستيكية لتسليح التربة .
– 14المتشاكل الفنية للترتبة الموجودة في المملكة – 1 – 14الترتبة النتفاتخية : Expansive (Swelling ) Soils التربة النتفاخية هي التربة التي يتغير حجمها بالزيادة أو النقص في حالة وصول الماء إليها أو الجفاف ، ومعظم أنواع التربة الطينية ةقابلة للنتفاخ أو النكماش معند تغير درجة الرطوبة ،وتعتمد كمية النتفاخ معلى معوامل معديدة منها التكوينات المعدنية للتربة والكثافة ودرجة الرطوبة الطبيعية وحالة الضغط ،وتكون التربة أكثر ةقابلية للنتفاخ في المناطق الحارة والجافة ،ومعند وصول الماء إليها يزداد حجمها ،ونتيجة لهذه الزيادة تتأثر المباني والطرق المقامة معليها .وتنتشر التربة النتفاخية في مناطق كثيرة في المملكة منها تبوك وتيماء والهفوف والغاط والمدينة المنورة والقصيم والجوف وحائل .وهناك معدة طرق لمعرفة ةقابلية التربة للنتفاخ ،ويمثل الجدول رةقم ) (15الطريقة غير المباشرة منها باستخدام حدود أتربرج ،والتي يمكن الستهداء بها للتعرف معلى هذا النوع من التربة . جدول رةقم )(15
حد النكماش أقل من 11 7 – 12 10 – 16 أكثر من 15
دليل اللدونة أكثر من 35 25 – 41 15 – 28 أقل من 18
نسبة النتفاخ أكثر من 30 20 –30 10 –20 أقل من 10
درجة النتفاخ عالية جداً عالية متوسطة قليلة
وهناك طرق أخرى مباشرة أكثر دةقة لمعرفة ةقابلية التربة للنتفاخ تم ايضاحها ضمن الختبارات الحقلية والمعملية . وللتقليل من ةقابلية التربة للنتفاخ هناك العديد من الخطوات التي يلزم اتبامعها ومنها : إزالة طبقة التربة النتفاخية . التحكم في وصول الماء إلى التربة بإيجاد شبكة جيدة لتصريف المياه الرضية والسطحية واستخدام الطرقالحديثة لري المزرومعات . استخدام اللبشة الخرسانية معلى كامل مسطح المبنى في تصميم الساسات . -تحسين خواص التربة بإضافة مواد كيميائية مثل الجير والسمنت لتقوية ترابط جزيئاتها وزيادة ةقوتها .
التحكم في اتجاه انتفاخ التربة بتصميم أساسات لها تجاويف تسمح بالنتفاخ دون الضرار بالمبنى Waffle. Slab تحميل التربة بأحمال مساوية أو أكثر من ضغط الحمال التي ستقام معليها بردميات ثم إزالتها بعد فترة زمنيةمحددة . – 2 – 14الترتبة النهيارية : Collapsing Soils التربة النهيارية هي تربة ةقوية ومتماسكة وكثيفة تتكون من مواد محببة محاطة أو مغلفة بكمية صغيرة من الطين والطمي والملح والتي تعمل معلى تماسك هذه الحبيبات مع بعضها ،ومعند وصول الماء إليها فإن هذه الطبقة تضعف ويحصل للتربة تغير مفاجئ في حجمها وانهيار بمجرد وزنها ،وتسبب هذه النهيارات مشاكل للمباني المقامة معليها ،وتعتمد كمية النهيار هذه معلى معوامل كثيرة منها نسبة الماء الطبيعية والكثافة وةقيمة الضغط ، ويمكن التعرف معلى التربة النهيارية بطرق غير مباشرة باستخدام الكثافة وحدود أتربرج وفقا ً للمعادلة التالية والجدول رةقم ). (16 معامل النهيار ) = kنسبة الرطوبة الطبيعية – حد اللدونة ( ÷ دليل اللدونة . جدول رةقم )(16 وصف التربة بمعرفة معامل النهيار لها
وصف التربة تربة انهيارية تربة غير انهيارية تربة انتفاخية
kمعامل النهيار أقل من صفر أكبر من 0.5 أكبر من 1
ويمكن أيضا تحديد ما إذا كانت التربة انهيارية معن طريق معرفة الوحدة الوزنية الجافة للتربة حيث إن التربة التي كثافتها أةقل من 1.28جرام /سم 3يكون مقدار الهبوط فيها معاليا ً أما إذا كانت الكثافة أكبر من 1.44جرام/سم 3فيكون مقدار الهبوط ةقلي ً ل. وهناك أيضا طرق مباشرة لختبار التربة في المعمل والحقل لمعرفة ةقابلية التربة للنهيار تم إيجازها ضمن الختبارات المعملية . وللتقليل من ةقابلية التربة للنهيار هناك العديد من الخطوات التى يلزم اتبامعها ومنها : إزالة طبقة التربة النهيارية . التقليل من وصول الماء إلى التربة بايجاد شبكة جيدة لتصريف المياه واستخدام الطرق الحديثة لري المزرومعات. استخدام الخوازيق للوصول إلى الطبقات الغير انهيارية في تصميم الساسات . تحسين خواص التربة بإضافة مواد كيميائية لتقوية ترابط جزيئاتها وزيادة ةقوتها وتغيير خصائصها الفيزيائية . غمر التربة بالماء ةقبل البناء للتقليل من مقدار هبوط التربة . دك التربة للحصول معلى تربة أكثر كثافة بطرق الدك المختلفة . – 3 – 14الستبتخة : Sabkha السبخة هي ترسبات ملحية مختلطة بتربة رملية أو طميية مع ةقليل من الطين ،توجد في المناطق الساحلية الحارة معلى ساحل البحر الحمر والخليج العربي ،وتكونت هذه الترسبات بفعل تشبع التربة بمياه البحر المالحة مع سرمعة تبخر المياه السطحية منها بفعل أشعة الشمس والحرارة الزائدة تاركة الترسبات الملحية ،وتمتاز تربة السبخة بضعفها وةقابليتها للنضغاط والهبوط لحتوائها معلى نسبة معالية من الفراغات ونسبة رطوبة معالية ،كما تمتاز بتميعها في حالة حدوث هزات أرضية ،ولقد تسبب هذا النوع من التربة في العديد من المشاكل الجيوتقنية والتي منها الهبوط الغير منتظم والنهيارات ،ويستحسن في حالة البناء معلى هذا النوع من التربة اتباع مايلي : – تحميل التربة بأحمال مساوية أو أكثر من الحمال المفترضة معليها لفترة زمنية محددة حتى يتم الحصول معلى أمعلى نسبة من الهبوط ثم إزالة هذه الحمال . – دك التربة بإحدى الطرق الفنية المتعددة . – تحسين خواص التربة بإضافة المواد الكيميائية لتقوية ترابط جزيئاتها وزيادة ةقوتها وتغيير خصائصها الفيزيائية .
– استخدام اللبشة الخرسانية معلى كامل مسطح المبنى في تصميم الساسات . ً – الخذ في المعتبار معند تصميم المبنى مقاومة أخطار الزلزل في المناطق النشطة زلزاليا . – 4 – 14تكهفات الحجر الجيري : Cavities in Lime Stone التكهفات هي فجوات داخل الحجر الجيري يصل حجمها من بضع سنتيمترات إلى معدة أمتار ،وتحتوي هذه الفجوات معلى مواد متحللة من الصخر ترجع أسبابها إلى التحليل الكيميائي في بعض أجزاء الصخر الضعيف نتيجة لرتفاع منسوب المياه الجوفية التي تحتوي معلى الكبريتات والكلوريدات وتفامعلها مع مادة الصخر المحتوية معلى كربونات الكالسيوم ،وبالتالي يضعف من ةقوة إجهادها .وتكمن مشكلة هذه التكهفات في أنه يصعب التنبؤ بمكانها ، ويمكن إغفالها في أمعمال حفر الجسات حيث ةقد تكون بين حفرتين متقاربتين ويحدث نتيجة لذلك انهيارات مفاجئة معند تنفيذ الساسات لعدم تحملها للجهادات المفروضة ،ويمكن اكتشاف مواةقع هذه التجويفات باتباع إحدى الخطوات التالية : أهمية إجراء الختبارات الجيوفيزيائية معلى تربة الموةقع ةقبل إمعداد برنامج حفر الجسات . إجراء اختبار ةقوة تحمـل الصخر Sounding Testوالذى يتمثل في إدخال أنبوبة معدنية خلل الصخربسرمعة معينة ،وتعتمد هذه السرمعة معلى ةقوة الصخر الموجود وملحظة أي تغير مفاجئ في سرمعة اختراق النبوبة ،والذي يعتبر مؤشراً معلى وجود تجويفات في الصخر . ومعند اكتشاف التجويفات يمكن اتباع مايلي للتقليل من خطرها : التكهفات الصغيرة والقريبة من منطقة الساسات يمكن حفرها وإزالة مواد التجويف وتنظيفها وإمعادة ملئهابالخرسانة أو دكها معلى طبقات بمواد مناسبة . التكهفات البعيدة من منطقة الساسات يتم حقنها بالسمنت لتغيير خواصها وزيادة ةقوة تحملها . وضع طبقة من الخرسانة المقاومة للكبريتات تحت الساسات لحماية خرسانتها وحديد تسليحها ومعزلها معن المياهالجوفية . محاولة وضع برنامج الحفر والجسات تحت مواةقع الساسات إن أمكن ذلك . – 5 – 14ارتفاع منسوب المياه الجوفية : GWT Rise ترجع أسباب ارتفاع المياه الجوفية إلى النهضة العمرانية الواسعة والتطور السريع في معملية البناء وانتشارها في مناطق كثيرة في المدن الكبيرة خلل العشرين سنة الماضية ،ولم يصاحب ذلك وجود شبكات كافية لتصريف المياه الصحية والسطحية والسيول تواكب هذا التوسع ،فنتج معن ذلك ارتفاع في مستوى هذه المياه ووجود مخازن للمياه ةقريبة من سطح الرض من جراء الستهلك الزائد في المياه ووجود تسربات في حفر المتصاص ) البيارات( واختلطت هذه المياه وسببت العديد من المشاكل الجيوتقنية نظراً لقربها من سطح الرض وفي منطقة أساسات المباني ومنها : انتفاخ التربة نتيجة وصول الماء إليها وانخفاض ةقوة تحمل التربة . انهيار التربة معند تشبعها بالمياه . الهبوط الغير منتظم للمباني نتيجة انخفاض ةقوة تحمل التربة . تحلل مواد صخور ووجود التكهفات بها . تأثير المياه الملوثة معلى خرسانة الساسات ومعلى حديد التسليح . تأثر الةقبية وبلطات الرضية بقوة ضغط الماء إلى أمعلى . Uplift Pressure وجود صعوبة في معمليات الحفر والمعمال المؤةقتة نتيجة ارتفاع منسوب المياه . سحب حبيبات التربة النامعمة مع المياه في معمليات نزح المياه والتي تسببت في وجود هبوطات .وللتقليل من هذه المشاكل ينصح باتباع ما يلي : معزل الساسات بمواد معازلة لحمايتها من المياه الجوفية . معمل تصريف للمياه السطحية والسيول والصرف الصحي . معمل أنابيب صرف أرضية للمياه لصرفها لطبقات تحتية في حالة وجود خزانات مياه بين طبقات التربة . استخدام الطرق الحديثة في ري المزرومعات ومعدم زرامعة أشجار ةقريبة من أساسات المباني . ملحظة أية تسربات من حفر المتصاص ومعالجتها . استخدام اللبشة والجدران الخرسانية في الةقبية . – 6 – 14المتخاطر الزلزالية : Seismicity
تعتبر الزلزل من أخطر الظواهر الطبيعية معلى حيـاة النسان والممتلكات ،فعند حدوث هزة أرضية تتعرض المنشآت إلى ةقوى أفقية ورأسية كبيرة تكون سببا ً في تصدمعها أو انهيارها ،وخصوصا إذا كانت هذه المنشآت غير مصممة ومنفذة لتقاوم أخطار الزلزل . ومعندمـا تحدث هزة أرضية فإن التربة الرملية تتصرف تصرفا ً مختلفا ً معما إذا كانت محملة أفقيًا ،ويكمن هذا الختلف في أن الحمال الزلزالية تحدث في اتجاهات معاكسة لقوى القص ويؤثر هذا معلى الرمل بحيث يصبح أكثر كثافة ،وهذه الظاهرة تسبب ازدياداً في كمية ضغط المياه الزائدة Excess Pore Water Pressure حتى يصبح معندها الضغط الفعلي Effective Stressمساويا ً للصفر ،وتسمى هذه الظاهرة بظاهرة تميـع التربـة الرملية Liquefaction of Sandلن ةقوتها أصبحت ضعيفة ،وإذا كان الرمل غير كثيف فإنه يتصرف كالسائل الكثيف ،والرمل المشبع بالماء تكون ةقوة مقاومته أضعف ،أما الرمل الكثيف فهو أكثر مقاومة في حالة حدوث الهزة الرضية . ولقد ةقامت مدينة الملك معبدالعزيز للعلوم والتقنية بتدمعيم العديد من البحوث العلمية في مجال هندسة الزلزل ، وتمثل الخارطة المرفقة نتيجة أحد البحاث التي ةقام بها مجمومعة من الباحثين بجامعة الملك سعود والتي يظهر بها تقسيم المملكة إلى مناطق حسب نشاطها الزلزالي ،ويمثل التقسيم ما يلي : – منطقة متوسطة الشدة الزلزالية ويرمز لها بـ ) (2Bوتقدر ةقيمة العجلة الرضيـة بمقـدار ) (0.2gمن معجلة الجاذبية الرضية ،وتقع في المنطقة الشمالية الغربية والجنوبية للمملكة . – منطقة متوسطة الشدة الزلزالية ويرمز لها بـ ) (2Aوتقـدر ةقيمة العجلة الرضيـة بمقـدار ) (0.15gمن معجلة الجاذبية الرضية ،وتقع في المنطقة المحاذية للمنطقة ) (2Bومنطقة جدة . – منطقة ذات شدة زلزالية منخفضة ويرمز لها بـ ) (1وتقدر ةقيمة العجلة الرضية بمقدار ما بين ) (0.05gإلى ) (0.10gمن معجلة الجاذبية الرضية ،وتقع في المناطق المحاذية لساحل البحر الحمر وجزء صغير من المنطقة الوسطي وبعض المناطق في المنطقة الشرةقية . – منطقة غير نشطة ويرمز لها بـ ) (0.0وتمثل بقية مناطق المملكة . وهذه المناطق تعتبر مهمة جداً من حيث موةقعها الجغرافي ،ويلزم تطبيق الشروط والمواصفات والتصاميم الفنية اللزمة لتفادي أخطار الزلزل . ولقد أمعدت الوزارة دليلً بعنوان " الدليل النشائي لحساب الحمال الزلزالية واشتراطات تصميم النظمة النشائية للمباني بالمملكة العربية السعودية " يحتوي الدليل معلى المعادلت والجداول والشتراطات التي يحتاج إليها المهندس النشائي لمعداد الدراسات النشائية المقاومة للزلزل وتدةقيقها .ويأتى إمعداد هذا الدليل استكما ً ل لواجبات الوزارة تجاه تقديم الخدمات والرشادات بهدف تعريف المهندس النشائي في البلدية بالعوامل والمعادلت التي يتعين اتبامعها معند تصميم أو مراجعة وتدةقيق المخططات النشائية للمباني .