لا يمكن استكشاف المنطقة الكاملة لموقع المشروع بالكامل للتحقق من الموقع بسبب القيود اللوجستية والمالية. لتوفير معلومات كافية لتصميم وإنشاء أساس مبنى أو طريق سريع، يجب على مستشاري الهندسة الجيوتقنية اتخاذ قرارات جيدة بشأن موقع وعدد وعمق الجسات لفحص التربة. يجب تغطية منطقة التربة التي ستتأثر بالأحمال الإنشائية بعدد الجسات وعمقها. لا توجد إرشادات ثابتة للالتزام بها.
في كثير من الأحيان، يتم التحكم في عدد وأعماق الجسات من خلال الخبرة بناءً على الطبيعة الجيولوجية للأرض، وأهمية الهيكل، والأحمال الهيكلية، وتوافر المعدات. يمكن تحديد الحد الأدنى لعدد الحفر أو الجسات وعمقها من خلال لوائح البناء والسلطات التنظيمية في المنطقة المحلية.
كلما كان ذلك ممكنًا، يجب دائمًا حفر ثقوب الجسات بالقرب من موقع الأساس المقصود. عندما يكون عمق طبقة التحميل غير متساوٍ، فهذا أمر بالغ الأهمية. يجب تحديد آبار الجسات بدقة فيما يتعلق بالهياكل المقترحة، سواء من حيث المستوى أو المنسوب والموقع.
تعمل شبكة ثقوب الجسات المتباعدة بشكل متساوٍ كتصميم مناسب لآبار الجسات boreholes عندما لا يكون تخطيط الهياكل قد تم إنشاؤه في الوقت الذي يتم فيه إجراء فحص التربة. من الممكن استخدام شبكة من الآبار مع فحص في الموقع من نوع ما، مثل اختبارات اختراق المخروط الديناميكي أو الثابت، متباعدة عن كثب داخل شبكة الجسات للمناطق الكبيرة. يوصي EC 7، بالنسبة لفحوصات الفئة 2، بأن تكون نقاط الاستكشاف التي تشكل الشبكة على مسافات متبادلة من 20 إلى 40 مترًا.
إن القضية الصعبة التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتكاليف النسبية لفحص التربة والمشروع الذي يتم من أجله هي العدد الضروري من الآبار أو الجسات boreholes التي يجب تنفيذها في أي مكان محدد. عادةً، مع حفر المزيد من الآبار، يصبح المزيد من المعلومات حول ظروف التربة متاحًا، مما يسمح بمزيد من الكفاءة في تصميم الأساسات. بالإضافة إلى ذلك، فإن احتمالية مواجهة ظروف التربة غير المتوقعة أو الصعبة، والتي من شأنها أن ترفع تكلفة أعمال الأساس بشكل كبير، تتناقص بمرور الوقت.
ومع ذلك، يتم الوصول إلى حد اقتصادي عندما تفوق تكلفة الحفر أي وفورات في تكلفة الأساس وتؤدي فقط إلى زيادة التكلفة الإجمالية للمشروع. من أجل تحديد العمق الحقيقي للطبقات، يوصى بحفر بئرين على الأقل وثلاثة آبار هو العدد المثالي لجميع الهياكل باستثناء أصغرها. ومع ذلك، لا يزال من الممكن وضع افتراضات غير دقيقة حول التقسيم الطبقي.
ومع ذلك، من المهم جدًا أن يكون عدد الآبار أو الجسات boreholes كافياً لاكتشاف أي تباينات في تربة الموقع. إذا كانت مواضع الأحمال (مثل مواقع قواعد الأعمدة) على أرض المشروع (وهذا ليس هو الحال في كثير من الأحيان)، يجب أن تفكر في حفر بئر واحد على الأقل حيث توجد أثقل حمولة.
إن العمق الذي يجب أن تصل إليه الجسة يخضع لعمق التربة المتأثرة بضغوط تحميل الأساسات. الضغط الرأسي على التربة على عمق مرة ونصف من عرض المنطقة الحاملة لا يزال يمثل خمس الضغط الرأسي المطبق على مستوى الأساس، ولا يزال إجهاد القص عند هذا العمق ملموسًا. وبالتالي، يجب أن تمتد ثقوب الجسات في التربة دائمًا إلى عمق لا يقل عن مرة إلى ثلاثة أضعاف عرض المنطقة المحملة.
تكون الجسات ضحلة نسبيًا بالنسبة للأساسات الشريطية أو القواعد المنفصلة ذات المسافات البينية الواسعة، ولكن بالنسبة لأساسات اللبشة الكبيرة، يجب أن تكون ثقوب الجسات عميقة ما لم تكن الصخور موجودة داخل العمق المطلوب. عندما يتم وضع القواعد الشريطية أو المنفصلة متقاربة، تتداخل مناطق الضغط، وتصبح المنطقة المحملة بالكامل كأساس لبشة مع ثقوب جسات عميقة مماثلة. لتغطية مناطق التربة المتأثرة بالتحميل المنقولة عبر الخوازيق في حالة الأساسات الخازوقية أو الوتدية، يجب دراسة الأرض تحت منسوب نقطة الخوازيق.
يوصي EC 7 بعمق خمسة أضعاف قطر الخازوق تحت منسوب استناد الخوازيق المتوقع. من المعتاد أن نفترض أن مساحة كبيرة مكدسة بالخوازيق في تربة موحدة تتصرف كقاعدة لبشة مكافئة على عمق ثلثي طول الخوازيق.
كدليل، يجب حفر ما لا يقل عن ثلاثة آبار في مساحة بناء تبلغ حوالي 250 مترًا مربعًا (2500 قدم مربع) وحوالي خمسة في مساحة بناء تبلغ حوالي 1000 متر مربع (10000 قدم مربع). ويرد في الجدول التالي بعض المبادئ التوجيهية بشأن الحد الأدنى لعدد الجسات للمباني.
اقرأ: أنواع أساسات المباني واستخداماتها وكيفية اختيار النوع المناسب
إرشادات للحد الأدنى لعدد الجسات للمباني
- < ١٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ٢
- ٢٥٠ م٢ يكون عدد الجسات ٣
- ٥٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ٤
- ١٠٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ٥
- ٢٠٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ٦
- ٥٠٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ٧
- ٦٠٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ٨
- ٨٠٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ٩
- ١٠٠٠٠ م٢ يكون عدد الجسات ١٠
إرشادات حول عمق الجسات للمباني
يتم توفير بعض الإرشادات العامة حول عمق الآبار في ما يلي:
- في التربة القابلة للانضغاط مثل الطين، يجب أن تخترق الثقوب ما لا يقل عن 1 إلى 3 أضعاف عرض الأساس المقترح أسفل عمق التضمين أو حتى يكون الإجهاد بسبب أثقل حمل أساس أقل من 10٪ من الإجهاد الأصلي، أيهما أكبر.
- في الطين شديد الصلابة والتربة الخشنة الحبيبات، يجب أن تخترق ثقوب الجسات من 5 أمتار إلى 6 أمتار لإثبات أن سمك الطبقة مناسب.
- يجب أن تخترق الثقوب ما لا يقل عن 3 أمتار في الصخور.
- يجب أن تخترق الجسات كامل طبقة أي ردم أو طبقات الرواسب شديدة الليونة أسفل الهيكل المقترح.
- يجب أن يكون الحد الأدنى لعمق آبار الجسات 6 أمتار ما لم يتم العثور على صخر أو تربة كثيفة للغاية.
إرشادات للحد الأدنى لعدد وعمق الجسات لبعض الهياكل الشائعة
ترد أدناه الإرشادات الموصى بها لعدد وعمق الثقوب لهياكل الهندسة المدنية الشائعة؛
أساسات ضحلة أو سطحية للمباني
الحد الأدنى من الجسات
جسة واحدة، ولكن بشكل عام يتم توزيع جسات عند نقاط العقد على طول شبكات بأحجام تتراوح من 15 × 15 م إلى 40 × 40 م.
أدنى عمق
5 م أو من 1 إلى 3 عرض الأساس.
أساسات عميقة (خوازيق) للمباني
أقل عدد من الجسات
1 جسة، ولكن بشكل عام يتم توزيع آبار الجسات عند نقاط عقد على طول شبكات بأحجام تتراوح من 15 × 15 م إلى 40 × 40 م.
الحد الأدنى لعمق الجسات
25 م إلى 30 م
إذا تم العثور على طبقة صلبة أو الصخر، يتم الحفر 3 أمتار داخلها
الكباري
الحد الأدنى من الجسات
2 جسة abutment
2 جسة piers
الحد الأدنى لعمق الجسات
25 م إلى 30 م
إذا تم العثور على طبقة صلبة أو الصخور، يتم حفر 3 أمتار داخلها.
الجدران الاستنادية
أقل عدد من الجسات
الطول <30 م: 1 جسة
الطول> 30 م: 1 جسة كل 30 م ، أو 1 إلى 2 ضعف ارتفاع الجدار.
الحد الأدنى لعمق الجسات
1-2 ضعف ارتفاع الجدار. بالنسبة للجدران الموجودة على طبقة صلبة صخرية، يتم حفر 3 أمتار في حجر الأساس.
قطع المنحدرات
أقل عدد من الجسات
على طول المنحدر: 1 جسة كل 60 م
إذا كانت التربة لا تختلف بشكل كبير ، 1 جسة كل 120 م
على المنحدر: 3 جسات
الحد الأدنى لعمق الجسات
6 أمتار تحت قاع منحدر القطع
السدود، بما في ذلك الطرق السريعة
الحد الأدنى لعدد الجسات
1 جسة كل 60 م
إذا كانت التربة لا تختلف بشكل كبير، 1 كل 120 م
الحد الأدنى لعمق الجسات
الأكبر من (2 × الارتفاع) أو 6 م