تعد التحقيقات الجيوتقنية ضرورية لكل موقع بناء قبل أن تبدأ عملية تخطيط البناء وصياغته. يحتاج المهندسون الجيوتقنيون إلى الحصول على بيانات دقيقة من الموقع لضمان استقرار الأساسات والمنحدرات عند إنشائها.
ما هو التحقيق الجيوتقني؟
يتم إجراء التحقيقات الجيوتقنية من قبل المهندسين الجيوتقنيين أو الجيولوجيين الهندسيين للحصول على معلومات حول الخصائص الفيزيائية للتربة والصخور حول الموقع لتصميم أنظمة وأسس الاحتفاظ بالأرض للهياكل المقترحة ولإصلاح محنة أعمال الحفر والهياكل التي تسببها الظروف تحت السطحية. يسمى هذا النوع من التحقيق بفحص الموقع.
يشمل الفحص الجيوتقني الاستكشاف السطحي وتحت السطحي ، وأخذ عينات التربة ، والتحليل المختبري. تُعرف التحقيقات الجيوتقنية أيضًا باسم تحليل الأساس ، وتحليل التربة ، واختبار التربة ، وميكانيكا التربة ، والتحقيق تحت السطحي. يتم فحص العينات قبل تطوير الموقع. اكتسبت التحقيقات الجيوتقنية أهمية كبيرة في منع الأضرار البشرية والمادية بسبب الزلازل وشقوق الأساس وغيرها من الكوارث. يمكن أن تكون التحقيقات الجيوتقنية بسيطة مثل إجراء تقييم مرئي فقط للموقع أو بالتفصيل كدراسة بمساعدة الكمبيوتر للتربة باستخدام الاختبارات المعملية.
معلمات التحقيقات الجيوتقنية
تعد التحقيقات الجيوتقنية مجالًا واسعًا يمكن أن يشمل الأساليب الجيوفيزيائية ورسم الخرائط الجيولوجية والقياس التصويري. يهتم الجيولوجي بظروف التربة ويحدد حجم الهيكل الذي قد يكون آمنًا للتربة قيد الفحص ، وقد يكشف الاستقصاء الجيولوجي أيضًا عن المشكلات التي قد تكون صعبة في الزلزال ، مثل تسييل التربة. يمكن أيضًا استخدام التحقيقات للعثور على تشكيل مثل حجر الأساس يمكن أن يكون قادرًا على دعم هيكل في الزلزال. يعتبر فحص التربة ذا أهمية كبيرة في صناعة البناء. يتم إجراؤه قبل البناء لمنع انهيار أساسات الهيكل. يتم تحديد طبيعة التربة وقدرتها على التحمل لتأسيس استقرار الأساس. هذا ضروري لأن فشل الأساس الهيكلي يكاد يكون دائمًا.
الأدوات الحديثة للتحقيقات الجيوتقنية
تقدم الفحص الجيوتقني بسرعة مع تطور العديد من التخصصات الهندسية الأخرى. وبالتالي ، فإن التحقيقات الآن أكثر دقة وسرعة. يستخدم رادار الاختراق الأرضي الذي يستخدم نبضات الرادار للتصوير تحت السطحي. هذه تقنية غير مدمرة تستخدم الإشعاعات الكهرومغناطيسية المنعكسة من الهياكل تحت السطحية للحصول على بيانات لمزيد من التحليل. تستخدم الهوائيات لإرسال واستقبال الإشارات. يرسل هوائي الإرسال نبضات عالية التردد في التربة. تصطدم الموجات بالأجسام على عكس الثوابت العازلة ، ويتم تحليل البيانات المتلقاة من أجل الاختلافات المكتشفة في إشارة العودة. يتم تطبيق مبادئ علم الزلازل الانعكاسية باستخدام الطاقة الكهرومغناطيسية. يمكن استخدام هذه العملية في الصخور والهياكل والأرصفة والمياه العذبة والجليد والتربة لاستشعار المادة وتغيرات المواد والشقوق والفراغات. تشمل التطبيقات الهندسية اكتشاف الهياكل المدفونة وتحديد مدافن النفايات والمناطق الملوثة.
تحقيقات الموقع قبل تصميم وإنشاء أساسات هياكل الهندسة المدنية.
- التحقيقات في فشل الهياكل القائمة ، للتوصية باتخاذ تدابير علاجية أو غير ذلك.
- التحقيق في السلامة الهيكلية للهياكل القائمة مثل المباني والطرق وما إلى ذلك.
- الإشراف وضبط الجودة لأعمال الحفر (الحفر والتحكم في الدمك).
- مسح المواد - استكشاف واستغلال المواد لأعمال البناء العامة.
- تقييم النتوءات الصخرية لأغراض المحاجر.
- على الخرسانة المصبوبة بالفعل ، يتم إجراء اختبار مطرقة شميدت للتحقق من قوتها
في أي تحقيق جيوتقني تكون المهام العامة كما يلي:
- تحديد خصائص التربة وحالة المياه الجوفية داخل الموقع المقترح.
- توصيات لتصميم الأساسات وإنشاء هياكل المباني المختلفة والمرافق تحت الأرض.
- توصيات لإنشاء مواقف السيارات والممرات (لرصف الأسفلت الخفيف والثقيل).
- توصيات لإعداد الموقع والصرف السطحي.
- التحقيق في الموقع الجيوتقني
يعتمد أساس التطوير العقاري على صلابة واستقرار الأساس إلى حد كبير. عند بناء مثل هذا الأساس ، من الضروري فحص الأرض وتحديد ما إذا كان مناسبًا لتحمل بناء كبير. يقوم المهندسون بإجراء تحقيق جيوتقني للموقع الموضوع لتطوير منزل ريفي من خلال تحديد ظروف التربة تحت السطحية والمياه الجوفية. علاوة على ذلك ، يقدمون معايير التصميم الجيوتقني والتوصيات لتأسيس هياكل المباني والمرافق تحت الأرض.
ما هو نطاق العمل؟
يحدد المهندسون نطاق العمل قبل التحقيق. يشمل نطاق العمل لهذا التحقيق على سبيل المثال لا الحصر:
توصيف معاملات التربة وحالة المياه الجوفية داخل موقع التطوير المقترح من خلال إجراء عمليات حفر الآبار في الميدان وكذلك برامج الاختبارات المعملية
معالجة أي مخاوف تتعلق بالتربة تحت السطحية وظروف المياه الجوفية في موقع التطوير المقترح
تقديم التوصيات والتعليقات الجيوتقنية لتصميم وبناء هياكل المباني
كيف يتم تنفيذ التحقيق في الموقع الجيوتقني؟
يتلقى المهندسون اقتراح تطوير من العميل يحدد نوع البناء الذي يريدونه. في هذا الاقتراح ، يسرد العميل مساحة الموقع وعدد المنازل السكنية التي سيتم بناؤها ومتطلبات جوانب المنزل الأخرى ، مثل الأقبية أو المرائب. يشمل الاقتراح أيضًا أماكن وقوف السيارات وممرات القيادة والعديد من طرق الوصول والمزيد. قبل التحقيق ، يصف المختصون الموقع ومحيطه . يتم إجراء تحقيق الموقع الجيوتقني في خطوتين مفصلتين:
برنامج الحفر الميداني
يتم إجراء برنامج الحفر الميداني الجيوتقني باستخدام منصة حفر محمولة على شاحنة ، ورحلات البريمة ذات الجذع الصلب ، ومعدات أخذ عينات الملعقة المنقسمة لاختبارات SPT التي يتم من خلالها إجراء الحفر وأخذ عينات التربة وتسجيل طبقات التربة المختلفة. أثناء التحقيق الميداني ، يتم جمع عينات الاستيلاء من رحلات البريمة على فترات عمق منتظمة جنبًا إلى جنب مع تنفيذ اختبارات الاختراق القياسية (SPTs) على أعماق محددة. بالإضافة إلى ذلك ، تؤخذ قراءات مقياس اختراق الجيب على عينات التربة السليمة المتماسكة للإشارة إلى قوة الانضغاط غير المحصورة للتربة المتماسكة. بعد ذلك ، يتم ملاحظة حالات التقشير والمياه الجوفية وتسجيلها أثناء الحفر. تتم مراقبة ظروف المياه الجوفية بعد الحفر وبعد أسابيع قليلة من اكتمال الحفر.
الفحوصات المخبرية
يتم إجراء اختبارات محتوى الرطوبة الطبيعية على جميع عينات التربة المستخرجة من الآبار للحصول على مؤشرات لمحتوى رطوبة التربة على أعماق مختلفة.
يتم إجراء اختبارات Atterberg Limit وتحليل حجم الحبوب واختبارات الكبريتات القابلة للذوبان في التربة على عينات تربة مختارة ، مما يساعد في تحديد التربة وتصنيفها.
التوصيات الجيوتقنية
وفقًا للملاحظة ونتائج التحقيق ، يحدد المهندسون ملاءمة الأرض لبناء منزل ريفي. علاوة على ذلك ، يقومون أيضًا بسن تقرير توصيات جيوتقنية يسرد متطلبات الأرض التي ستزيل أي أوجه قصور في البناء. قد تشمل هذه التوصيات تصنيف الموقع ، والبلاطة الخرسانية على الصف ، وخيارات الأساس ، والمرافق تحت الأرض والمزيد.