يمكن تعريف الجدران الاستنادية بأنها جدار مبني لمقاومة ضغط السوائل أو ردم الأرض أو الرمل أو المواد الحبيبية الأخرى المملوءة خلفه بعد بنائه. وهو مطلوب بشكل عام في بناء طرق التلال، والسدود، ودعامات وجدران جوانب الجسور وما إلى ذلك. وفقًا لظروف الموقع، ونوع المادة التي سيتم سندها وحجزها وارتفاع الجدار المراد بناؤه، يمكن بناء الجدار باستخدام البناء الحجري الجاف، والبناء الحجري، والبناء بالطوب، والخرسانة العادية، والخرسانية المسلحة.
ما هو الجدار الاستنادي؟
الجدار الاستنادي عبارة عن هيكل يتم تصميمه وإنشائه لتحمل الضغط الجانبي للتربة أو حبس مواد التربة. يمكن أن يكون الضغط الجانبي أيضًا بسبب ردم الأرض، وضغط السوائل، والرمل، والمواد الحبيبية الأخرى التي تكون خلف هيكل الجدار الاستنادي. هناك أنواع مختلفة من هياكل الجدران الاستنادية التي تستخدم لأهداف عديدة.
ما هي أنواع الجدران الاستنادية؟
بعض أنواع الجدران الاستنادية:
- الجدران الاستنادية التثاقلية - Gravity Retaining walls
- جدران استنادية كابولية - Cantilever Retaining Walls
- جدران كونترفورت ذات أعصاب - Counterfort Retaining walls
- جدران الخوازيق - Piled Retaining Wall
- جدران المسامير - Anchored Retaining Wall
- Crib Retaining Wall
- Gabion Retaining Walls
- الجدار المستقر ميكانيكيا Mechanically Stabilized Earth (MSE) Retaining wall
- الأنظمة الهجينة Hybrid Systems
جدران استنادية تثاقلية - Gravity Retaining walls
- يعتمد جدار السند التثاقلي على وزنه فقط لمقاومة ضغط الأرض الجانبي.
- بشكل عام ، يكون الجدار الاستنادي التثاقلي ضخمًا لأنه يتطلب حمولة وزن كبيرة لمواجهة فعل ضغط التربة الجانبي.
- يجب أن تؤخذ في الاعتبار قوى الانزلاق، الانقلاب، والتحمل أثناء تصميم هذا النوع من هياكل الجدران الاستنادية.
- يمكن بناؤه من مواد مختلفة مثل وحدات الخرسانة والحجر والطوب.
- إنه اقتصادي لارتفاع يصل إلى ٣ أمتار.
- يجب ألا يقل العرض العلوي لجدران الطوب والجدران الخرسانية عن ٦٠ سم و٤٥ سم على التوالي.
- يختلف العرض السفلي للجدران باختلاف الارتفاع.
- يتم التصريف في المواد المحتجزة من خلال توفير مساحة ٥٠ إلى ٧٥ مم مربع كل ٢ متر أفقيا ورأسيا.
- كما أن جدار الاستنادي Crib RW، وGabion RW هي أيضًا نوع من جدران السند التثاقلية.
جدران استنادية Crib Retaining Wall
- الجدران الاستنادية Crib هي شكل من أشكال جدار السند التثاقلية.
- وهي مصنوعة من صناديق فردية متشابكة مصنوعة من الخشب أو الخرسانة مسبقة الصب.
- ثم، تملأ الصناديق بكسر الأحجار أو غيرها من المواد الحبيبية الخشنة لإنشاء هيكل تصريف.
- تشمل الأنواع الأساسية لجدران السند Crib الخرسانة مسبقة الصب المسلحة، وجدران الاستناد بالأخشاب.
- وهي مناسبة لسند مناطق أحواض الزراعة، ولكن لا يوصى بها لسند المنحدرات أو الهياكل.
الجدران الاستنادية Gabion Retaining Walls
- الجدران الاستنادية Gabion عبارة عن صناديق سلكية مستطيلة متعددة الخلايا، مليئة بالصخور أو مواد أخرى مناسبة.
- يتم استخدامه لبناء هياكل التحكم في التآكل والتعرية.
- كما أنها تستخدم لتثبيت المنحدرات الحادة.
جدران استنادية كابولية - Cantilever Retaining Walls
- جدار سند ناتئ أو كابولي يتكون من بلاطة جذعية وقاعدة.
- وهي مصنوعة من الخرسانة المسلحة أو الخرسانة سابقة الصب أو الخرسانة سابقة الإجهاد.
- الجدار الساند الكابولي هو النوع الأكثر استخدامًا كجدران استنادية.
- يتم تشييد الجدار الاستنادي الكابولي إما في الموقع أو خارج الموقع في المصنع، أي مسبقة الصب.
- ويسمى الجزء من البلاطة الأساسية أسفل مادة الردم كعب، ويسمى الجزء الآخر القدم.
- جدار السند الناتئ أو الكابولي اقتصادي حتى ارتفاع ١٠ أمتار.
- تتطلب كمية أصغر من الخرسانة مقارنة بجدار الوزن التثاقلي ولكن يتم تصميمها وبنائها بعناية.
- على غرار جدار الاستناد التثاقلي، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أثناء تصميمه الانزلاق والانقلاب وقدرة التحمل للتربة.
جدران كونترفورت ذات أعصاب - Counterfort Retaining walls
- هو عبارة عن جدار سند كابولي ولكنه مقوى بالأعصاب كونترفورت تربط الجزء الخلفي من بلاطة الجدار stem وبلاطة القاعدة heel.
- المسافات بين الأعصاب مساوية أو أكبر قليلاً من نصف ارتفاع العصب.
- يتراوح ارتفاع جدار كونترفورت من ٨ إلى ١٢ متر.
جدران المسامير - Anchored Retaining Wall
- يتم استخدام هذا النوع من الجدران الاستنادية عندما تكون المساحة محدودة أو يكون الجدار الرقيق مطلوبًا.
- جدار السند المثبت بالمسامير مناسب للتربة الرخوة فوق الصخور.
- يمكن بناء جدار سند مرتفع بشكل كبير باستخدام هذا النوع من نظام هياكل الجدران الاستنادية.
- يتم دفع ودق قضبان الكابلات أو الأسلاك بعمق في الجوانب داخل التربة، ثم يتم ملء النهايات بالخرسانة لتوفير التثبيت.
- تعمل هذه المسامير (قضبان الربط) لمقاومة الانقلاب وضغط الانزلاق.
جدران الخوازيق - Piled Retaining Wall
- يتم بناء جدار السند بالخوازيق عن طريق دفع خوازيق خرسانية مسلحة متجاورة مع بعضها البعض كما هو موضح في الشكل.
- تسمى أيضا بخوازيق السند.
- يتم دفع الخوازيق إلى عمق يكفي لمواجهة القوة التي تحاول دفع الجدار أو حجز التربة.
- تستخدم في كل من الأعمال المؤقتة أو الدائمة.
- توفر جدران الخوازيق هيكل عالي الصلابة والجساءة يحتفظ بالقدرة على تحمل الضغط الجانبي في أعماق الحفر الكبيرة دون أي خلل تقريبًا في الهياكل أو الخصائص المحيطة.
- يتم بناء جدران الصفائح الخازوقية (شيت بايل) باستخدام صفائح فولاذية في المنحدرات أو الحفريات حتى تصل إلى العمق المطلوب، ولكنها لا يمكنها تحمل الضغط العالي جدًا.
- جدران السند باستخدام صفائح الشيت بايل اقتصادية حتى ارتفاع ٦ م.
الجدار المستقر ميكانيكيا Mechanically Stabilized Earth (MSE) Retaining wall
- وهي تعتبر من الجدران الاستنادية الأكثر اقتصادا والأكثر شيوعا.
- يتم تثبيت جدار التثبيت الأرضي المثبت ميكانيكيًا بواسطة حشوات مختارة (حبيبية) ويتم تثبيتها معًا بواسطة تسليح، والتي يمكن أن تكون إما شرائط معدنية أو شبكات بلاستيكية.
- تتضمن أنواع الجدران MSE البلاطات والكتل الخرسانية وجدران السند المؤقتة.
أنظمة الجدران الهجينة Hybrid Systems
تسمى الجدران الاستنادية التي تستخدم كل من الكتلة والتسليح من أجل الاستقرار والاتزان بأنظمة الجدران الهجينة أو المركبة.
الجدران الاستنادية بالحجر الجاف
- هذا هو أبسط شكل من أشكال الجدران الاستنادية.
- يعتمد استقرار هذه الجدران على ترتيب الحجارة في الجدار والاحتكاك بين الحجارة الفردية.
- يجب أن تكون الأحجار المستخدمة في الجدار ذات حجم كبير ومخشنة لضمان الحد الأقصى من مساحة الفرش.
- يجب أن يكون الحد الأدنى لعرض الجدار من أعلى ٦٠ سم. ويجب أن يكون للوجه الأمامي ميل تدرج يتراوح من ١ : ٤ إلى ١ : ٣.
- يتم استخدام ميل ١ : ٤ للجدران التي يقل ارتفاعها عن ٤.٥ متر.
- من حيث المبدأ ، يجب أن يقتصر ارتفاع جدار البناء الحجري الجاف على ٦ أمتار.
- بالنسبة للجدران التي يزيد ارتفاعها عن ٤.٥ متر ، فإن ال ٤.٥ متر العلوية من الجدار يتم بناؤها عادةً من الحجارة الحجرية الجافة والجزء السفلي من هذا الجدار يبنى بالمونة.
- يتم وضع الأحجار المستخدمة في بناء الجدار بزاوية قائمة في جهة الردم.
- يتم الحفاظ على رابطة مناسبة ويتم ربط الوجه الأمامي والخلفي للجدار بدقة مع قلب الجدار.
- يجب أن يتكون الردم مباشرة خلف الجدار من الحصى رقائق الحجر أو المواد الحبيبية المماثلة وليس الأرض.
- يجب توفير ثقوب تصريف مساحتها ٧٥ إلى ١٠٠ ملم مربع في الجدار كل ٢ م عموديًا وأفقيًا لتصريف المياه من الردم خلفها.
التدبيش بالحجر الجاف
- يتم بناؤها بشكل عام لحماية وجه منحدرات القطع في التربة أو السدود الترابية من التآكل.
- يجب أن تكون الأحجار المستخدمة سليمة تمامًا ومقطعة لتناسب شكل التدبيش.
- في حالة القنوات والسدود ، يجب أن يكون التدبيش ٩٠ سم على الأقل فوق منسوب سريان المياه العالي. ولضمان استقراره، يجب منع القدم من الانزلاق عن طريق البناء المناسب.
- لا ينبغي أن تكون منحدرات السد الترابي أكثر انحدارا من ١ : ١ ، وعادة ما يتم اعتماد منحدر ١.٥ : ١.
- يختلف سمك التدبيش من ٣٠ سم حتى ٧٥ سم.
- الحجارة المختارة معبأة يدويًا بإحكام ويتم ملء جميع المسافات البينية بقطع أصغر من الحجر وتثبيتها بإحكام.
- يتم وضع كل حجر في التدبيش بشكل مسطح ولا يُسمح بأحجار بارزة.
جدران Breast walls
- إنها جدران حجرية مزودة لحماية منحدرات القطع في الأرض الطبيعية من تأثير الطقس.
- قد يكون بها ميول وتدرجات أمامية وخلفية.
- تسند أراضي وقطعيات أعلى من ارتفاعها.
- يعتمد قطاع الجدار الذي سيتم بناؤه على ارتفاع الجدار وطبيعة السند ومنحدر القطع.
- تتراوح الميول والتدرجات الأمامية والخلفية للجدار من ١ : ٤ إلى ١ : ٢ (١ أفقي : ٤ أو ٢ عمودي) ، مع الحد الأدنى للعرض العلوي ٦٠ سم.
- يجب توفير ثقوب صرف.
شروط استقرار واتزان الجدران الاستنادية
يجب أن يلبي الجدار الاستنادي المتطلبات التالية لضمان استقراره واتزانه:
(١) يجب أن يكون الجدار قادرًا من الناحية الهيكلية على مقاومة الضغط المطبق عليه.
(٢) يجب أن يكون قطاع الجدار متناسبًا بحيث لا ينقلب بالضغط الجانبي.
(٣) يجب أن يكون الجدار آمنًا ضد الانزلاق، أي لا يجب تحرك الجدار تحت تأثير الضغط الجانبي.
(٤) إن وزن الجدار مع القوة الناتجة عن ضغط الأرض المؤثرة عليه، يجب ألا تضغط على أساسه بقيمة أكبر من قدرة التحمل الآمنة للتربة التي تأسس عليها.
(٥) من المهم منع تراكم المياه خلف الجدار الاستنادي. يجب تصريف الكتلة المحتجزة بشكل مناسب من خلال توفير ثقوب كما هو مفصل سابقًا.
(٦) يجب، قدر الإمكان، تزويد جدران السند الغير خرسانية الطويلة بفواصل تمدد تقع على بعد ٦ إلى ٩ أمتار.
يمكن تحميل شيت إكسل لتصميم الجدران الاستنادية مع كونترفورت من هنا.