طرق نزح المياه (Dewatering) أثناء الحفر في المناطق المشبعة بالمياه

ظروف ومتطلبات العمل الحازمة والسليمة أمر لا مفر منه أثناء تشييد المباني ومحطات الطاقة والسدود وغيرها من الهياكل. لا تتطلب هذه الهياكل قاعدة جافة لأساساتها فحسب، بل تتطلب أيضًا استقرارًا جيدًا للجدول المائي(منسوب المياه الجوفية). مطلوب نزح المياه أثناء أعمال الحفر في مواقع البناء بشكل عام لأعمال الأساسات. تتم عملية نزح المياه من أي منطقة محفورة من أجل الحفاظ على جفاف قاع الحفر بحيث لا يؤدي الماء الزائد إلى إضعاف الخرسانة أو غسل الأسمنت وصعوبة الصب.

يعتبر الحفر أو تنفيذ الأساسات في الأرض المشبعة بالمياه نشاطًا صعبًا للغاية. قد يؤدي وجود المياه المستمر أو الفيضانات أثناء العمل إلى رداءة نوعية أعمال البناء. في بعض الأحيان، تصبح مهمة صعبة للغاية حتى بالنسبة للخبراء.

اقرأما هو تثبيت التربة؟ - الطرق والمواد المستخدمة والفوائد

طرق نزح المياه (Dewatering) أثناء الحفر في المناطق المشبعة بالمياه

ما الذي يسبب التشبع بالمياه Waterlogging في الموقع؟

في موسم الأمطار، قد تتراكم المياه السطحية في الموقع بسبب اختلاف ارتفاع الأرض. يمكن أيضًا العثور على التشبع بالمياه في عمق التأسيس بسبب ارتفاع مستوى منسوب المياه الجوفية أو تجميع مياه الأمطار في حفرة محفورة. بشكل عام، يوجد الماء في عمق التأسيس بسبب ارتفاع منسوب المياه الجوفية. منسوب المياه الجوفية هو منطقة تشبع في الأرض ويوجد في طبقات التربة عند مستوى معين بسبب تسرب مياه الأمطار أو المياه المتدفقة من المياه الجوفية.

نظرًا لارتفاع منسوب المياه الجوفية، يتدفق الماء باستمرار مع الضغط في حفرة الأساس مما يخلق مشاكل عند حفر حفرة الأساس أو صب الخرسانة. يمكن تحويل المياه الموجودة على سطح الأرض بسهولة إلى مكان آخر من خلال توفير المنحدر الضروري على الأرض أو عن طريق توجيه المياه عبر القناة الاصطناعية.

يمكن ضخ مياه الأمطار المتجمعة في الحفرة المحفورة بسهولة بمساعدة مضخة الطين (مضخة مضادة للتخثر). هذا ممكن فقط في حالة التشبع بالمياه الذي لا يحدث بسبب منسوب المياه الجوفية. ولكن إذا تسبب ارتفاع منسوب المياه في التشبع بالمياه، فإن إزالة الماء أو الرواسب من قاع الأساس يصبح النشاط الأكثر صعوبة. تذكر الآن أنه ليس فقط إزالة الماء، ولكن التحدي يكمن في إزالة الرواسب الطينية. علاوة على ذلك، قد تكون التربة الرطبة تسبب إلى مزيد من الانهيار لجوانب الحفرة، مما يخلق المزيد من الوحل والمزيد من المشاكل والتحديات.

تتوفر أنواع مختلفة من طرق أو تقنيات نزح المياه لنزح المياه أثناء الحفر. يتم تنفيذ الطرق المختلفة المتاحة لنزح المياه من الحفريات في مواقع الإنشاءات بشكل فريد حيث أن لكل منها نطاق ضيق من التطبيقات. وبالتالي فإن اعتماد الطريقة الصحيحة لنزع المياه لظروف أرضية معينة يعد دائمًا قرارًا مهمًا وصعبًا اتخاذه.

لقد قدمنا ​​هنا معلومات موجزة عن طرق نزح المياه المستخدمة بشكل شائع في نزح المياه من أعمال الحفر في موقع البناء والتي يجب أن يعرفها مهندس الموقع.

هناك العديد من طرق نزح المياه للتعامل مع الوضع والتي تعتمد على عمق الحفر وعمق منسوب المياه وأنواع التربة والمناطق المحيطة والمواسم والعديد من العوامل الأخرى.

طرق نزح المياه Dewatering

فيما يلي أنظمة نزح المياه المستخدمة لإزالة المياه من حفرة أعمال الحفر:

طريقة الضخ بالحوض المكشوف أو نزح المياه عن طريق بناء المصارف

في معظم المناطق، تستخدم الأساسات الضحلة لبناء المنازل. هذه الطريقة أكثر ملاءمة لنزع الماء من حفرة الأساس. في هذه الطريقة، يتم إنشاء المصارف والأحواض ذات الحجم المناسب بواسطة الجوانب أو في أحد أركان حفرة الأساس. تجمع المصارف المياه الجوفية من الجوانب والمنطقة المغلقة لحفرة الأساس وتنقلها إلى حوض. من الحوض، يتم تفريغ المياه بشكل مستمر يدويًا أو ميكانيكيًا. هذه أرخص طريقة لنزح المياه. يمكن القيام بذلك بسهولة عن طريق توظيف العمالة غير الماهرة وباستخدام المضخة. تساعد هذه الطريقة في إزالة مياه الأمطار أو المياه الجوفية من حفرة الأساس المحفورة بقوة الجاذبية. تُعرف هذه الطريقة أيضًا باسم طريقة الضخ بالحوض المفتوح. إذا كانت منطقة الحفر كبيرة، يمكن وضع عدة أحواض على طول الجانب الأطول أو ببساطة استخدام حوض ضيق طويل يسمى الخندق.

نزح المياه عن طريق إنشاء الآبار العميقة

تُستخدم هذه الطريقة بشكل عام حيث يلزم إبعاد كمية كبيرة من المياه الجوفية. يمكن لنظام نزح المياه من الآبار العميقة تصريف المياه حتى عمق 24 مترًا. في نظام الآبار العميقة، يتم إنشاء آبار بقطر 30 إلى 60 سم (1 إلى 2 قدم) في مسافات بينية تتراوح من 6 إلى 15 مترًا حول محيط الموقع. بمجرد جمع المياه في الطرف السفلي من الآبار، يتم ضخها بعيدًا عن الموقع. يمكن تعديل عدد وعمق وتباعد الآبار العميقة إلى جانب سعة المضخات لتلبية ظروف الموقع. نظام البئر العميق لا يتم استخدامه كنظام لإزالة المياه من حفرة الأساس لمنزل صغير لأنه مكلف للغاية.

التوحيد الكيميائي للتربة - Chemical Consolidation

في هذه الطريقة، يتم تحويل التربة المليئة بالمياه التي تكون طرية أو مثل الطين إلى كتلة شبه صلبة عن طريق تفاعل كيميائي. يتم وضع سيليكات الصودا وكلوريد الكالسيوم أو خلطها في التربة والتي توجد بشكل عام في الأسمنت أو الرماد المتطاير أو الجير أو مزيج من هذه المواد. كما يتم إضافة الأسمنت أو الرماد المتطاير أو الجير أو مزيج من هذه المواد الكيميائية إلى التربة لتغيير خصائصها وتوحيدها ودمجها. يمكن استخدام طريقة نزح المياه هذه في الأعمال الصغيرة.

نزح المياه عن طريق نظام Well Point

هذه طريقة للحفاظ على المنطقة المحفورة جافة عن طريق اعتراض تدفق المياه الجوفية بآبار الأنابيب التي يتم دفعها في عمق الأرض.

المكونات الرئيسية لنظام نقاط البئر هي:

- البئر

- الأنبوب الصاعد

- أنبوب الرأس

- المضخات

تتكون نقطة البئر من أنبوب مثقوب به صمام كروي لتنظيم تدفق المياه. كما أنه يمنع الطين من الدخول إلى الأنبوب. يتم توصيل نقطة البئر بأنبوب الصاعد ويتم غرقها في الأرض عن طريق نفث الماء. يمكن اعتماد هذه الطريقة بنجاح لعمق حفر يصل إلى 18 مترًا.

هذا النظام يعتبر غير فعال مع تربة الرمال الناعمة جدًا أو الطمي أو الطين لأن هذه التربة تميل إلى الاحتفاظ بالمياه.

طريقة سحب المياه Eductor

الطريقة مشابهة جدًا لطريقة WellPoint لنزع المياه؛ يكمن الاختلاف الوحيد في استخدام الماء عالي الضغط في وحدات الصاعد بدلاً من الفراغ لسحب المياه من نقاط البئر. تستخدم الطريقة مبدأ فينتوري وهو تقليل ضغط المائع الذي ينتج عندما يتدفق مائع عالي الضغط عبر مقطع ضيق من الأنبوب. يقوم مصدر الإمداد عالي الضغط بتغذية المياه من خلال أنبوب فنتوري أعلى البئر مباشرة، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط الذي يسحب الماء عبر أنبوب المصعد. التغذية الرئيسية عالية الضغط للمياه الراجعة.

ميزة استخدام طريقة نزع الماء التي يستخدمها جهاز educator هي أنه يمكن خفض منسوب المياه الجوفية من أعماق تتراوح بين 10 و 45 مترًا إذا تم تشغيل عدة مضخات من محطة ضخ واحدة. وبالتالي، تصبح هذه الطريقة اقتصادية مع التربة ذات النفاذية المنخفضة.

نزح المياه عن طريق إنشاء مصارف الرمال

تستخدم هذه الطريقة بشكل عام في بناء الطرق السريعة أو المطارات. أثبتت المصارف الرملية فعاليتها في تربة المستنقعات. تصبح التربة مستنقعية عندما تترسب الطبقات السميكة من الطين والطمي مع المادة العضوية لفترة طويلة من الزمن. التربة المستنقعية معرضة للخاصية الشعرية، ولها ضغط ماء مسامي مرتفع. عندما تتعرض تربة المستنقعات الرطبة للحمل، يتم دفع المياه تدريجياً على كلا الجانبين مما يؤدي إلى غرق مساحة من الأرض.

يتم عمل مصارف الرمل لتجنب هذا الإجراء في الأرض. يتراوح قطر مصارف الرمل عادة ما بين 300 ملم إلى 450 ملم. يتم وضعها على مسافة 3 إلى 6 أمتار من المركز إلى المركز. يمكن عمل الفتحة الخاصة ببناء مصرف الرمل عن طريق دفع المواسير الفولاذية في الأرض. يتم دفع فتحات التصريف بشكل أعمق حتى طبقة صخربة أو قاعدة ثابتة. تتم إزالة التربة الموجودة في المواسير بواسطة نفاثات مائية. يتم بعد ذلك تعبئة النوع المحدد من الرمل في المواسير ويتم سحب المواسير تاركة أكوام / خوازيق رمل عمودية في الأرض. تنتشر طبقة سميكة من الرمل على كامل المنطقة المراد تجميعها. عندما تتعرض الطبقة الرملية للتحميل، يتم ضغط الماء من تربة المستنقعات في مصارف الرمال العمودية. من خلال العمل الشعري، يرتفع الماء من مصارف الرمال وينتشر في الغطاء الرملي المصنوع في الجزء العلوي من الأرض حيث يمكن جمعه وتصريفه.

نزح الماء عن طريق عملية التجميد

تعتبر عملية التجميد هي الأنسب للحفر في التربة المشبعة بالمياه مثل الرمل والحصى والطمي. يتم استخدامها بشكل إيجابي في الحفريات العميقة مثل أساس الجسور وما إلى ذلك خاصة عندما يتم إجراء الحفر بالقرب من الهيكل القائم أو بالقرب من بعض الممرات المائية. في عملية التجميد، يتم إنشاء cofferdam عن طريق تجميد التربة حول المنطقة المراد حفرها. يجب تغريق الأنابيب ذات القطر الأصغر بحوالي متر واحد من المركز إلى المركز على طول محيط المنطقة المحفورة. يجب أن يكون تصميم الأنابيب بحيث تكون المنطقة المغلقة دائرية في المخطط. يتم بعد ذلك تزويد الأنابيب بسائل التجميد عن طريق وحدة التبريد. هذا يجعل الأرض حول الأنابيب المراد حفرها باردة. يمكن استخدام هذه العملية حتى عمق 30 مترًا من الحفر. لا تستخدم عملية التجميد لنزع المياه من حفرة الأساس للمنازل لأنها مكلفة للغاية وغير مجدية للاستخدام العادي.

نزح المياه بالتناضح الكهربائي

تتطلب هذه العملية معدات باهظة الثمن ومن ثم نادرًا ما يتم استخدامها. نظام نقاط البئر غير فعال في الرمال الناعمة جدًا أو الطمي أو الطين لأن هذه التربة تميل إلى الاحتفاظ بالمياه عن طريق العمل الشعري وتوفر مقاومة مفرطة للترشيح. من المعروف أنه إذا تم تمرير تيار مباشر عبر التربة ذات النفاذية المنخفضة، فإن معدل الصرف يتحسن بشكل كبير. في عملية التناضح الكهربائي، يتم دفع قضبان فولاذية تشكل الأقطاب الموجبة إلى التربة في منتصف الطريق بين نقاط البئر، والتي تم تصنيعها لتكون بمثابة أقطاب كهربائية سالبة. عندما يتم تمرير تيار كهربائي، تتدفق المياه الجوفية في اتجاه القطب السالب حيث يتم تجميعها وضخها للخارج.

بالتالي، عندما تواجه مشكلة تواجد وتجمع المياه في حفرة التأسيس، يمكن تصريف المياه من الأساس الضحل أو العميق باستخدام أنواع طرق نزح المياه المذكورة أعلاه. اعتمادًا على حالة الموقع، استخدم الأنواع المذكورة أعلاه من طرق نزح المياه لنزح المياه من الحفرة المحفورة للأساس.

مهندس محمد

مهندس مهتم بعلوم الهندسة المختلفة وخاصة علم البناء والتشييد ونشر الوعي الهندسي. https://m.facebook.com/zahymar

يسعدنا أن نسمع منكم.

إرسال تعليق (0)
أحدث أقدم