١٠ أسباب شائعة لفشل أساسات المباني

الأساسات هي العنصر الهيكلي الذي يوفر الدعم لمختلف الأحمال التي تطبق على الهيكل سواء كانت الأحمال الحية أو الميتة أو أحمال جانبية وما إلى ذلك. الأساسات هي الرابط أو حلقة الوصل بين الهيكل وتربة التأسيس، أي التربة الموجودة تحت هذه الأساسات والتي تتحمل جميع الحمولات. قد يكون النقل الفعلي للحمل عن طريق التحميل المباشر على التربة أو الصخور أو بواسطة عناصر وسيطة مثل الخوازيق أو القيسونات.


بشكل عام، يشير فشل أو إنهيار الأساسات إلى فشل العناصر الهيكلية للأساسات مثل القواعد أو الخوازيق، وفشل التربة نفسها في تحمل الأحمال. يحدث النوع الأول من الفشل نتيجة التحميل الزائد على الأساسات. في حين أن هذا الأخير ينتج عن الإهمال عند اختيار الموقع المناسب للتأسيس أو فقدان قوة التحمل بسبب العمل المجاور. فشل الأساس الناتج عن انهيار القاعدة نفسها هو أمر نادر الحدوث.


اقرأ: أنواع أساسات المباني واستخداماتها


١٠ أسباب شائعة لفشل أساسات المباني



أسباب فشل الأساسات في المباني


في هذه المقالة، سنناقش الأسباب العشرة الأكثر شيوعًا التي تؤدي إلى فشل الأساسات.



١- الفشل في نقل الأحمال


يمكن لهيكل الإطار الصلب المصمم جيدًا والمبني بشكل صحيح أن يتحمل حركات الأساسات الكبيرة. عندما يتم ربط مجموعة من الجدران والأرضيات والأسقف والإطارات والأعمدة والكمرات بشكل وثيق وصلب، فإن النظام الإنشائي سوف يعدل من نفسه بشكل مناسب مع حركات الأساسات التفاضلية. يتم نقل الحمل من خلال عمل الإطار المترابط (frame action) من خلال الدعم الذي تقدمه الأساسات. في حالة عدم وجود هذه الصلابة المترابطة، فسيتم نقل الحمل من خلال دعامة واحدة. وبالتالي، سوف يعمل الحمل مباشرة على التربة. إذا كان هذا الدعم الفردي مفقودًا في التربة، فقد يفشل الهيكل.


في حالة وجود الصلابة المجاورة المترابطة في مبنى ولكنها تفتقر إلى القوة أو المقاومة الكافية، فقد يفشل العضو المجاور. كمثال، أربعة رجال يحملون جذعًا مع توزيع وزنه بشكل موحد على الجميع. ومع ذلك ، عندما يخطو A إلى حفرة (أساس غير مناسب)، يتم نقل جزء الحمل الخاص به فجأة إلى B المجاور ، والذي قد لا يكون قادرًا على دعم أو تحمل الحمل الإضافي.




٢- الحفر بجوار الهياكل القائمة


يجب إجراء فحص دقيق للتربة قبل البدء في مشروع البناء. بالإضافة إلى الدراسة الدقيقة لطبقات التربة الواقعة أسفل الهيكل المقترح مباشرة، يجب مراجعة الهياكل المجاورة القائمة بعناية. يجب توفير نظام تقوية وتدعيم سليم لمنع حدوث تحول جانبي في التربة تحت هذه الهياكل القائمة. يجب تثبيت هيكل دعم دائم مثل الدعامة الساندة أو خوازيق السند حتى لا تضعف عملية الحفر والبناء للهيكل الجديد من استقرار الهيكل القائم. إذا تم تجاهل هذه الأحكام أو تم حذفها تمامًا، فقد تحدث تشققات في الهيكل القائم، وقد يحدث أيضًا انهيار مأساوي في الأساس في بعض الأحيان.


٣- الحركة الجانبية


من المعروف أن ١ بوصة من الحركة الجانبية للأساسات يمكن أن تسبب ضررًا أكبر من بوصة واحدة من الهبوط الرأسي. تحدث الحركات الجانبية إما بسبب القضاء على المقاومة الجانبية الموجودة أو من إضافة الضغوط الجانبية النشطة. غالبًا ما يزيد تشبع التربة من الضغوط النشطة ويقلل من المقاومة المانعة أو السلبية للتربة.


يمكن أن يتسبب التدفق الجانبي للتربة تحت المباني أيضًا في انهيار المبنى. بشكل عام، أثناء العواصف الشديدة، تتسبب المصارف المكسورة بجانب القواعد في انجراف التربة، مما يؤدي في النهاية إلى فشل الأساسات.


غالبًا ما يتسبب التغيير في شدة الضغط أو الإجهاد على الجدران في حدوث فشل، خاصة في جدران الطابق السفلي أو البدروم أو القبو الخرسانية غير المسلحة. نادرا ما يتم فحص تحمل هذه الجدران لإجهادات التربة العالية. غالبًا ما يؤدي التحميل الإضافي للتربة على الأرض المجاورة للمباني إلى تولد إجهادات جانبية كبيرة. غالبًا ما تتراكم الأنقاض الناتجة عن عمليات الهدم بالقرب من جدران الطابق السفلي/البدروم التي لم يتم تصميمها لمقاومة مثل هذه الأحمال. وبالتالي، غالبًا ما تنهار جدران الطابق السفلي وتتسبب في الانهيار التام للهيكل.


٤- الدعم غير المتكافئ


القاعدة الأساسية لميكانيكا الأساسات هي أنه لا يوجد نقل للحمل بدون تشوه. عندما يتم نقل الأحمال إلى التربة من خلال الأساسات، يحدث تشوه للتربة. بمعنى آخر، تستقر وتهبط جميع القواعد عند تحميلها. مقدار الهبوط يكون متساوي للقواعد المختلفة عندما تكون مقاومات التربة متطابقة وتوزيعات الحمل متساوية.


ومع ذلك، عندما تكون مقاومة التربة غير متطابقة/غير متساوية ، تحدث الهبوطات التفاضلية. هذا يمكن أن يؤدي إلى انقلاب الهيكل، إن جزء الهيكل الذي تأسس على التربة الأضعف سوف ينحرف بعيدًا. عندما لا يكون الإطار مستمرًا، فإن جدران طوب البناء القصفة سوف تتصدع أثناء نقل القص.


يمكن تصحيح جميع أوجه القصور في دعم التربة وغالبًا ما يتم تصحيحها. ومع ذلك، عادة ما تكون هذه التصحيحات مكلفة للغاية وتنطوي على دعم أو تدعيم التربة الأضعف. استخدام خوازيق إضافية أو تركيب خوازيق جاك هي الأكثر استخدامًا وأنجح الطرق ويمكن حقن التربة أيضا.


اقرأ: الهبوط التفاضلي (المتفاوت) لأساسات المباني - الأسباب والعلاج

ما هي قيم الهبوط الكلي والهبوط التفاضلي المسموح بها في الهياكل المختلفة؟


٥- رفع أو انتفاش التربة


عند تحميل القاعدة، تتفاعل التربة الداعمة عن طريق الخضوع والانضغاط لتوفير المقاومة. يحدث الانضغاط الفعلي للتربة بسرعة في حالة التربة الحبيبية ولكن ببطء أكبر في حالة الطين. بمجرد حدوث هذا الضغط، يظل الهيكل مستقرًا، لأن الأساس لم يعد يهبط. يعتمد هذا الاستقرار على مساحة التربة الواقعة أسفل القاعدة مباشرة، أو في حالة الخوازيق، على التربة بالقرب من طرف الخازوق. إذا تمت إزالة التربة الموجودة أسفل القاعدة أو خلخلتها، فيمكن إحداث هبوط أو حركة جانبية.


عندما يتم تحميل منطقة التربة القريبة من القواعد بهيكل جديد، فإنها تسبب ضغطًا جديدًا في حجم التربة. في مثل هذه الحالة، سيكون هناك هبوطات جديدة إضافية غير متوقعة للمبنى المستقر سابقًا. إذا لم يتم فصل المبنى الجديد عن البناء الحالي ، فإن الهبوط الناتج عن الحمل الجديد سيزيد من التحميل على القاعدة المستقرة سابقًا.


في التربة اللدنة، غالبًا ما تكون هذه الهبوطات الجديدة مصحوبة بحركات صعودية وارتفاعات. ومع ذلك، عندما يهبط الهيكل بأكمله بمعدل بطيء لفترة أطول، قد تكون هذه الهبوطات مقبولة طالما أنها موحدة أو متساوية. لكن الهبوطات التفاضلية الكبيرة ستؤدي إلى انهيار الهيكل.




٦- السحب لأسفل


تحدث ظاهرة السحب لأسفل بسبب انكماش التربة عندما ينحسر ينسحب منسوب المياه الجوفية، أو من الجفاف عن طريق نمو الأشجار مع الهبوطات التفاضلية اللاحقة.


سوف تتماسك الخوازيق الموجودة في طبقات التربة بسبب نزح المياه أو من الحمل الإضافي الذي يعمل على التربة. ستؤدي هذه الأحمال الإضافية الجديدة إلى زيادة كثافة التربة عن طريق زيادة الاحتكاك السطحي، مما يتسبب في تعليق أحمال التربة الجديدة على الخوازيق. يشار إلى هذه الظاهرة باسم الاحتكاك السلبي. قد يتسبب الحمل الإضافي في زيادة كبيرة في الهبوط وقد يسحب الخازوق من كاب أو رأس الخازوق.


٧- خطأ في التصميم


لسوء الحظ، يتم تصميم العديد من الأساسات مع عدم وجود فحص للتربة مسبق. قد يؤدي هذا إلى عدم كفاية الدعم للهيكل. في وقت لاحق، غالبًا ما تتطلب هذه الهياكل أعمالًا تصحيحية باهظة الثمن.


غالبًا ما يتم ارتكاب خطأ تصميم شائع لتوفير تكاليف البناء الأولية. على سبيل المثال، يوفر المصممون أعمدة وكمرات قوية للجدران والسقف، بينما يتم وضع الأرضية الرئيسية توضع على رمل أو ردم مضغوط. في الغالب، في المنشآت الصناعية، لتوفير التكلفة، يتم دعم الأسقف على هياكل قوية بينما يتم وضع المعدات والآلات باهظة الثمن على الأرضية فوق حشوة التربة/ردم. من المنطقي دعم هذه المعدات الباهظة الثمن على هيكل قوى. تتطلب آلات المصانع الثقيلة عمومًا التثبيت على أرضيات مستوية بدقة، ويمكن أن تصبح الهبوطات التفاضلية الصغيرة مدعاة للمشاكل.


إن وضع بلاطات أرضية على حشوات تربة غير كافية هو اقتصاد خاطئ في تكلفة البناء. يتم قياس كفاءة التكلفة الحقيقية من خلال إجمالي تكاليف الخدمة الأولية وتكاليف الخدمة والصيانة.




٨- أخطاء البناء


هناك نوعان شائعان من أخطاء البناء؛ الأول يشمل تدابير الحماية المؤقتة أثناء مرحلة البناء، والثاني هو أعمال التأسيس.


تتضمن معظم حالات فشل الأساسات النوع الأول من الخطأ، المتعلق بالتدعيم المؤقت والجانبي ، وجدران السند المؤقتة للحماية الجانبية أثناء عمليات البناء والحفر. بسبب الطبيعة المؤقتة لهذه الهياكل، غالبًا ما يتم الحفاظ على تدابير السلامة (عوامل الأمان) عند الحد الأدنى لأسباب اقتصادية.


النوع الثاني من الخطأ موجود بسبب أعمال الخرسانة والصبات غير المناسبة في الأساسات ، مثل جودة الخرسانة غير الملائمة والتركيب العشوائي لحديد التسليح. غالبًا ما توجد التجاويف داخل الخوازيق المصبوبة في المكان حيث تفتقر إلى مراقبة الجودة. إن إغفال طرق التحقق في وقت مبكر أثناء تقدم عملية البناء هو المسؤول في الغالب عن الخسائر الهائلة التي تسببها مثل هذه الأخطاء.



٩- التغير في منسوب المياه الجوفية


يمكن للتغيير في محتوى الماء تعديل أبعاد وهيكل التربة الداعمة. في كثير من الحالات ، تقوم شركات المياه باستخراج المياه الجوفية إلى منسوب يؤدي إلى انحسار منسوب المياه الجوفية، وبالتالي يتسبب في هبوطات مع أضرار جسيمة. يؤثر تغير منسوب المياه الجوفية الناتج من الحفريات الإنشائية المجاورة أيضًا على هبوط القواعد الحالية القائمة. كما وجد أن بناء سدود جديدة مسؤول عن خفض مستويات الأنهار، مما يتسبب في أضرار جسيمة وتشقق في الهياكل المجاورة.


في الغالب، في التربة الطينية، تواجه مشكلة الرفع أو الانتفاش بسبب التشبع الزائد. لذلك، في مثل هذه التربة، يجب إما تصميم الهياكل لتحمل الإزاحة الصاعدة أو يجب حماية التربة الداعمة من تأثير الفيضانات.


١٠- تأثيرات الاهتزازات


عندما تتعرض التربة لنبضات الاهتزاز ، قد يحدث تغيير في حجمها إذا لم يتم دمجها بالكامل. يمكن أن يكون مصدر نبضات الاهتزاز هو معدات البناء، ودق الخوازيق، والمعدات الميكانيكية في مبنى مكتمل ، وحركة المرور الثقيلة على الرصيف، وصدمة التفجير. نناقش أدناه مصدرين رئيسيين للاهتزازات وهما سبب شائع لفشل الأساسات.


يمكن أن تحدث أضرار جسيمة عند استخدام كل من المطارق الصدمية والمطارق الاهتزازية أثناء دق الخوازيق. في العديد من الحالات، تم تصنيف صفوف كاملة من المباني على أنها غير آمنة وتم هدمها لاحقًا بسبب دق الخوازيق في المنطقة المجاورة.


يجب تصميم عمليات التفجير بعناية لتجنب حدوث أضرار جسيمة للهياكل المجاورة. يجب وضع معيار لسرعة الجسيمات القصوى، وهو مقياس لشدة الاهتزاز. يجب أن تؤخذ قراءات ثابتة عن طريق استخدام أجهزة قياس الزلازل. غالبًا ما يكون الضرر الناجم عن التفجير شديدًا لدرجة أن حجم العبوات المتفجرة يجب أن يكون محدودًا للحفاظ على الاهتزازات عند مستويات مقبولة.


أسئلة وأجوبة


كيف تؤثر حفريات الصرف الصحي الجديدة على أساسات المباني القائمة؟


يمكن أن يؤدي الحفر لأعمال الصرف الصحي الجديدة المجاورة للمباني القائمة إلى تقويض/إضعاف القواعد. وبالتالي، قد يؤدي ذلك إلى تصدع الهيكل وحتى الانهيار التام.


ما هي أنواع فشل الأساسات بسبب الأحمال؟


فيما يلي أنواع فشل الأساسات بسبب الأحمال:

  • فشل القص الثاقب
  • فشل الانحناء
  • فشل القص في اتجاه واحد

اترك تعليق

يسعدنا أن نسمع منكم.

أحدث أقدم