يؤدي الضغط الاهتزازي إلى دفع مسبار اهتزازي إلى الأرض ، مما يولد قوى اهتزازية جانبية لإعادة ترتيب الجسيمات في حالة كثيفة. يصبح إعادة ترتيب الجسيمات ممكنًا فقط عندما تكون القوى المستحثة أعلى من الاحتكاك بين الجسيمات. في المواد الأرضية المشبعة غير المتماسكة ، يمكن للاهتزاز أن يولد ضغطًا زائدًا لمياه المسام ، مما يقلل من قوى التلامس بين الجسيمات (أي الضغوط الفعالة) بحيث يتم تقليل الاحتكاك بين الجسيمات (أي قوة القص). نتيجة لذلك ، يصبح إعادة ترتيب الجسيمات أسهل. في المواد الأرضية الجافة غير المتماسكة ، يمكن حقن الماء لتسهيل عملية الضغط. غالبًا ما يستخدم الماء أو الهواء للمساعدة في الاختراق والتكثيف. غالبًا ما يستخدم الردم لتحسين درجة التكثيف. تم تطوير هذه التقنية ، التي تسمى طريقة التعويم الاهتزازي ، لأول مرة في ألمانيا في ثلاثينيات القرن الماضي واستخدمت بنجاح في جميع أنحاء العالم. يُشار عادةً إلى مسبار التعويم الاهتزازي باسم vibro-flot (Han ، 2015).

تعمل طرق الاستبدال العميقة على تحسين الأرض إلى عمق كبير عن طريق الحفر الجزئي أو إزاحة المواد الأرضية التي بها مشكلات ، والتي يتم استبدالها بجودة أفضل و / أو تعبئة مكثفة أو خرسانة في شكل عمود. تشكل الأعمدة والمواد الأرضية المحيطة بها أرضية مركبة أو أساسًا لتحمل الأحمال الرأسية و / أو قوى القص.

شاهد المزيد من مشاريع الأعمدة الحجرية الاهتزازية

راجع قاعدة البيانات العلمية الخاصة بنا لمعرفة المزيد عن أعمدة الحجر الاهتزازي …
خلال زلزال Loma Prieta عام 1989 ، تكثف الملء الهيدروليكي عن طريق الضغط الاهتزازي في Emeryville في Treasure Island و Bay Farm Island في كاليفورنيا في الولايات المتحدة (Seed et al. ، 1990). ومع ذلك ، فإن بعض المناطق غير المعالجة القريبة من المناطق المعالجة بها استقرار مفرط وانتشار جانبي ودمامل رملية. يوضح تاريخ الحالة هذا فعالية الضغط الاهتزازي في تخفيف تسييل التربة غير المتماسكة. بالإضافة إلى التعويم الاهتزازي ، هناك أنواع أخرى من المعدات المستخدمة للضغط الاهتزازي. يحتوي التعويم الاهتزازي على هزاز في الجزء السفلي من المسبار (يسمى أيضًا هزاز القاع) ، والذي يولد اهتزازًا عن طريق دوران وزن غريب الأطوار في الجزء السفلي من المسبار. تحتوي الأنواع الأخرى من المعدات على هزاز أو مطرقة أعلى المسبار (يسمى أيضًا الهزاز العلوي) (هان ، 2015).

ومع ذلك ، فإن الاختلاف الرئيسي هو أن الضغط الاهتزازي يعتمد على التربة المكثفة في الموقع ، بينما يعتمد الاستبدال العميق (الأعمدة الحجرية الاهتزازية) على استخدام الأعمدة مع التربة المحيطة لتشكيل أساس مركب (هان ، 2015).

تطبيق

يعتبر الضغط الاهتزازي مناسبًا لتكثيف الرواسب العميقة للمواد الأرضية غير المتماسكة بما يصل إلى 20٪ غرامة (يفضل أقل من 10٪) ولكن أقل من 2-3٪ جزيئات طينية.

تم تطوير حد 20 ٪ بناءً على التقييم الميداني قبل وبعد الضغط بالاهتزاز بواسطة Saito (1977). يوضح الشكل التربة المناسبة أو غير المناسبة للضغط الاهتزازي. المنطقة الأنسب هي المنطقة B ، والتي تتراوح من الرمل الناعم إلى الحصى الناعم. المنطقة أ مناسبة للضغط الاهتزازي ولكنها قد تكون صعبة بسبب الجسيمات الكبيرة من الحصى. قد تكون المنطقة C مجدية ولكنها تتطلب وقتًا أطول للتكثيف بسبب التماسك الواضح للتربة غير المشبعة أو نفاذية منخفضة نسبيًا للتربة المشبعة. تجعل التربة ذات الحبيبات الدقيقة في المنطقة D التكثيف مستحيلًا ؛ لذلك ، يجب استخدام طريقة الاستبدال العميق ، مثل الأعمدة الحجرية. تقلل زيادة نعومة وليونة التربة من فعالية الضغط الاهتزازي. تعمل هذه التقنية بشكل جيد مع المواد الأرضية المشبعة غير المتماسكة السائبة. في حالة مصادفة مادة جيوماتية جافة ، يمكن استخدام مياه التنظيف أو حتى يتم غمر الموقع بالكامل قبل الضغط الاهتزازي. تم استخدام طريقة الضغط الاهتزازي لتكثيف التربة غير المتماسكة الرخوة حتى عمق 40 مترًا (غالبًا في نطاق 20 مترًا).

تُستخدم تقنية الاستبدال الاهتزازي (الأعمدة الحجرية الاهتزازية) في الغالب للتربة المتماسكة ذات قوة القص غير المصرفة أعلى من 15 كيلو باسكال. نفس الطريقة المستخدمة في التربة غير المتماسكة تسمى بالضغط الاهتزازي ، والتي تمت مناقشتها أعلاه. يوضح الشكل التربة المناسبة للضغط الاهتزازي والاستبدال الاهتزازي. العمق النموذجي لاستبدال الاهتزاز هو 10-15 م. خدمت الأعمدة الحبيبية واحدة على الأقل من الوظائف التالية في التطبيقات الجيوتقنية:

التكثيف
الحاملة
تعزيز
توزيع الإجهاد
تصريف المياه

الملاءمة للضغط الاهتزازي
Granular columns have served at least one of the following functions in geotechnical applications:

Densification
Load bearing
Reinforcement
Stress distribution
Drainage
المزايا والقيود

تم استخدام الأعمدة الحجرية على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم لعدة عقود. تتمتع هذه التكنولوجيا بسجل حافل من التطبيقات الناجحة. تم تطوير معظم طرق تصميم الأعمدة الحبيبية بناءً على الأعمدة الحجرية. تركيب الأعمدة الحجرية سريع وسهل. لديهم قوة وصلابة أعلى من أعمدة ضغط الرمل ولكن قيم أقل من الأعمدة الخرسانية. تركيب الأعمدة الحجرية عن طريق التغذية السفلية لا يفسد ؛ ومع ذلك ، فإن ذلك من خلال التغذية العلوية يولد فسادًا ، وهو ليس صديقًا للبيئة (هان ، 2015).
Advantages and Limitations

Stone columns have been widely used worldwide for several decades. This technology has a long track record of successful applications. Most design methods for granular columns were developed based on stone columns. Installation of stone columns is fast and easy. They have higher strength and stiffness than sand compaction columns but lower values than concrete columns. Installation of stone columns by bottom feeding does not generate spoil; however, that by top feeding generates spoil, which is not environmentally friendly (Han, 2015).

بشكل عام ، يمكن استخدام الطرق التالية بشكل فردي أو مشترك لتثبيت الحفريات:
تسمير مرسى
الحفريات ذات الدعامة (Strut)
بناء من أعلى إلى أسفل في كل من الطرق المذكورة أعلاه ، نظرًا لمتطلبات التصميم ، قد تكون هناك حاجة إلى عنصر جدار احتياطي.
شاهد المزيد من أعمالنا ومشاريعنا …

راجع قاعدة البيانات العلمية الخاصة بنا لمعرفة المزيد حول التسمير والتثبيت …

يتمتع كل نظام من أنظمة الجدار الاستنادي بميزة وقيود خاصة به يمكن أخذها في الاعتبار في التصميم. بالإضافة إلى الاعتبارات الفنية والإنشائية ، يوضح الشكل التالي مقارنة تكلفة تنفيذ نظام جدار احتياطي مختلف من خلال عمق الحفر.

الجدران أو المسامير في التربة هي طريقة تقوية في الموقع مع قضبان فولاذية مثبتة تحتفظ بجدار محفور من أعلى إلى أسفل. عادة ما يتم تثبيت القضبان في الآبار الموجودة على جدار الأرض ، والتي تمتلئ بملاط الأسمنت من أجل منع تآكل القضيب والانتقال المناسب للقوى بين جسم التربة والقضيب. توفر هذه العملية جدارًا مقوى ثابتًا لديه القدرة على الاحتفاظ بالتربة.

تمت مناقشة هذه الطريقة لأول مرة في عام 1960. يعتمد تسمير التربة على طريقة تثبيت الصخور. لأول مرة ، تم استخدام نظام التثبيت هذا في حفر الأنفاق في أستراليا في عام 1960. في هذا النفق ، تم استخدام قضبان حديد التسليح وحقن الأسمنت والخرسانة المرشوشة لتثبيت الأنفاق. في السنوات التالية ، انتشرت هذه التقنية في جميع أنحاء العالم. في العراق ، بداء تطور استخدام هذه الطريقة وتنفيذها حديثا من خلال شركتنا في عدة مشاريع وهي واحدة من أكثر الأساليب العملية ، خاصة في البناء الحضري
في المبادئ العلمية للهندسة الجيوتقنية ، تعمل طريقة تسمير التربة بطريقة سلبية وتطبق تأثيرها من خلال تفاعل تقوية التربة بسبب ظهور التشوه في التربة. ومن ثم ، لا يوصى عمومًا باستخدام نظام تسمير التربة في الحالات التي تكون فيها الحساسية للإزاحة الناتجة عن الحفريات عالية أو بالقرب من الهياكل الحساسة والقديمة ، أو في التربة الرخوة والمتوسطة الصلابة.

تسمير التربة هي طريقة جديدة ، نظرًا لمزاياها الاقتصادية والفريدة من نوعها ، تعتبر حلاً مناسبًا جدًا في حالات مختلفة ، مثل استقرار المنحدرات والخنادق ، وزيادة سعة الحمولة والحد من التغيرات في سطح الأرض من خلال المشاريع. تم استخدام طريقة تقوية التربة هذه على نطاق واسع في معظم البلدان المتقدمة والنامية في العقدين الماضيين لتثبيت الحفريات والمنحدرات الطبيعية. تتضمن بعض التطبيقات الواسعة لهذه الطريقة لتقوية التربة استقرار المنحدرات الطبيعية و / أو الخنادق المجاورة للطرق ، وتوسيع الطرق ، والحفر بالقرب من الهياكل القائمة ، والاستقرار والتعديل التحديثي للهياكل الاستنادية القديمة.

مراحل بناء جدار تسمير التربة

غالبًا ما تعمل الأظافر في حالة توتر ، ولكن في ظروف معينة ، يؤخذ في الاعتبار أيضًا أداء الانحناء والقص. يتم تحقيق تأثير تأثير تقوية الأظافر لتحسين ثبات الجدار من خلال وظيفتين:

زيادة القوة الرأسية ونتيجة لذلك ، زيادة مقاومة القص لسطح الانزلاق في التربة الاحتكاكية.
تقليل قوة الانزلاق في التربة الاحتكاكية ومتماسكة التربة.
بعد تركيب القضيب ، يغطي جدار السطح الرقيق ، الذي يحتوي عادةً على الخرسانة المرشوشة مع طبقة فولاذية خفيفة الوزن كشبكة فولاذية ، سطح الجدار. الغرض من جدار التربة هذا هو منع تآكل سطح التربة وجعل هذا السطح أكثر ملاءمة للبناء المحتمل في المستقبل.

الهدف الأكثر أهمية لبناء هذه الجدران هو زيادة كفاءة نظام التربة الموحد ، خاصة في الأجزاء القريبة من جدار الحفر. تعمل الطبقة الخرسانية الفولاذية (الخرسانة المرشوشة المقواة) أيضًا على نقل أفضل للقوى إلى عناصر التعزيز. يمكن تصميم وبناء الواجهة بشكل مؤقت أو دائم. تظهر مبادئ السلوك التفاعلي في جدران التربة المسامير في الشكل.

مبادئ سلوك التربة والجدران

مرسى التربة
تتشابه مبادئ بناء طريقة الإرساء مع طريقة التسمير. يكمن الاختلاف الرئيسي في تطبيق قوة ما بعد الإجهاد المطبقة على عنصر التعزيز. تتشابه خطوات البناء مع تسمير التربة ، بما في ذلك الحفر المقطعي ، وحفر الآبار ، وتركيب قضبان التسليح ، وحقن الملاط الأسمنتي (على جزء من طول البئر) ، ورش الخرسانة (الخرسانة المرشوشة) ، وتركيب الصفيحة و بندق. بعد فترة معالجة الملاط الأسمنتي ، سيتم تطبيق قوة ما بعد الشد على الكمية المطلوبة من التصميم للقضيب.

يتم عرض عملية بناء طريقة رسو التربة بشكل تخطيطي في الشكل. في المرحلة الأولى ، يتم إنشاء جدار احتياطي. في المرحلة الثانية من التنقيب ، يتم وضع الصفوف الأولى من المراسي. في المرحلة الثالثة ، يتم حفر بئر لتركيب المراسي. في المرحلة الرابعة ، يتم إجراء حقن الملاط في وفي الخطوة الخامسة بعد معالجة الجص ، سيتم بناء طبقة الخرسانة المرشوشة. في هذه المرحلة ، من الممكن أيضًا تنفيذ غطاء دائم حسب الحاجة. يمكن أيضًا رش هذه الواجهات بالخرسانة المرشوشة (الخرسانة المرشوشة) والخرسانة الجاهزة والخرسانة في الموقع وأنواع أخرى من التقنيات الحديثة لتنفيذ التصاميم الصديقة للبيئة. في طريقة الإرساء ، هناك مجموعة متنوعة من طرق الحقن المتاحة لتزويد السندات المقاومة.
مراحل بناء رسو التربة

الحفريات ذات الدعامة – الدعامات
في هذه الطريقة ، يتم استخدام عناصر تحمل الضغط لنقل ضغط التربة. تشتمل مكونات هذا النظام بشكل عام على جدار يمكن أن يكون من نوع كومة الصفائح ، وجدار الحجاب الحاجز ، وجدار الجندي المعدني أو الخرساني ، وما إلى ذلك. تسمى أعضاء الضغط Strut أو Brace ، وتكون الأعضاء بين الجدران وأعضاء الضغط تسمى Wale.

في هذه الطريقة ، ينتقل ضغط التربة من خلال الجدار إلى Wale وعبر Wale إلى Struts. نتيجة لذلك ، تم تصميم الدعامات ووصلاتها بناءً على قوة الضغط ، وقد تم تصميم الوايل بناءً على قوة القص والانثناء وتم تصميم الجدار بناءً على القوى المشتركة.

في هذه الطريقة ، يتم تنفيذ أكوام الجنود كجدار مؤقت ، ثم يتم بناء كل مرحلة من مراحل الوايل والدعامات المتصلة بها.

في هذه الطريقة ، يمكن استخدام النمذجة ثنائية الأبعاد أو ثلاثية الأبعاد للتحكم في الحالات النهائية وإمكانية الخدمة وتصميم الأعضاء الهيكلية على أساس القوى المعنية. تكون الأعضاء الهيكلية بشكل عام من الصلب وهي مصممة وفقًا لقواعد الهياكل الفولاذية

مكونات نظام الحفر (الدعامات)

من أعلى إلى أسفل البناء
في هذه الطريقة ، بدلاً من إنشاء هيكل حفر منفصل ، يتم تنفيذ الهيكل الرئيسي من أعلى إلى أسفل ، ويتم إجراء عمليات حفر في نفس الوقت. تظهر الخطوات التنفيذية بشكل عام في الشكل. تم استخدام هذه الطريقة في بناء محطات مترو الأنفاق في أوروبا من أجل تقليل وقت وتكلفة التشغيل ، والحد من اضطراب حركة المرور في المناطق الحضرية من خلال إجراء تغييرات على تصميم وحساب الهيكل. نظرًا لفوائدها العالية في السنوات الأخيرة في المشاريع الكبيرة ، فقد حلت هذه الطريقة عمليًا محل طرق البناء التقليدية.

يُعرف إنشاء الحفريات تقليديًا بالطريقة من أسفل إلى أعلى ، وينتهي بالوصول إلى العمق النهائي ، ثم يبدأ بناء الأساس وينتهي ببناء الهيكل الرئيسي.

على عكس الطريقة المذكورة أعلاه ، فإن طريقة Top-Down موجودة ، والتي تم استبدالها بالفعل في السنوات الأخيرة في المشاريع الكبيرة. هذه الطريقة ، على عكس الطريقة التقليدية ، تعتمد على بناء الجدران المستديرة والأعمدة والسقف ، وتكمل أعمال الحفر وبناء الأساس الإنشائي. يمكن ذكر إحدى المزايا الرئيسية لهذه الطريقة عن طريق تقليل عناصر التثبيت المؤقتة.
مراحل البناء من أعلى إلى أسفل

في هذه الطريقة ، يتم تثبيت جدار الحجاب الحاجز أولاً في المحيط. بعد ذلك ، يتم إنشاء الأعمدة الهيكلية ذات الأساس الخشن العميق أو شبه العميق ويتم إنشاء الهياكل من أعلى إلى أسفل بالتزامن مع الحفر ، على التوالي. إذا كانت حالة التربة مناسبة للقوة وكانت ظروف المياه تحت السطحية مواتية ، فيمكن أيضًا تنفيذ الجدار خطوة بخطوة بينما يتم إنشاء الأرضيات من الأعلى إلى الأسفل.

في هذه الطريقة ، يمكن تنفيذ الهيكل بأكمله أو جزء منه على أنه من أعلى إلى أسفل (TD). إذا كانت أبعاد المشروع صغيرة الحجم ، فمن السهل تنفيذ الهيكل تحت الأرض بأكمله باستخدام طريقة TD. من الممكن أيضًا دمج هذه الطريقة مع طرق التثبيت الأخرى.

مراقبة الحفريات
يمكن أن تذكر نتائج استخدام أنظمة القياس للمراقبة والقياس ما يلي:

تقليل التكاليف
تقليل عامل تصميم الأمان
تحسين التصميم كعمليات المشروع
مراقبة إجراءات البناء
أمان
بالإضافة إلى المراقبة ، فإن مراقبة الجودة لمكونات الهيكل الاستنادي هي أيضًا مهمة جدًا أثناء البناء. يمكن تحديد التحكم في تنفيذ الهيكل الاستنادي عن طريق اختبار جودة الخرسانة وقضبان التسليح وجميع المواد