יסודות- الأساسات
הם אלמנטים עשויים מבטון מזוין שתפקידם לקבל עומסים מהמבנה ולהעבירם לקרקע.
هي عناصر مصنوعة من الباطون المسلح ووظيفتها أخذ الأحمال من الهيكل ونقلها إلى الأرض.
الأساس هو جزء مهم من الهيكل والذي ينقل حمل الهيكل الكلي إلى تربة التأسيس. تقوم الأساسات بتوزيع الحمل على مساحة كبيرة. بحيث لا يتجاوز الضغط على التربة قدرتها على التحمل المسموح بها ويحد من هبوط الهيكل ضمن الحدود المسموح بها. الأساسات تزيد من استقرار واتزان الهياكل. يجب أن يكون هبوط الهيكل موحد قدر الإمكان وأن تكون ضمن الحدود المسموح بها.
لماذا نستخدم الأساسات أو القواعد؟
بكلمات بسيطة، ضع في اعتبارك أن وزن متر مكعب من الخرسانة يعادل ٢٤٠٠ كجم إلى ٢٦٠٠ كجم حسب الخلطة.
فكر/ي في مبنى مكون من طابقين كم من الخرسانة مطلوبة؟ كم كمية القضبان المطلوبة؟ لبناء هذا المبنى. الأساسات يجب أن تكون قويًا بما يكفي لتتحمل جميع الأحمال دون أي هبوط أو انهيار، لذلك من أجل توزيع الحمل الرأسي المركز على مساحة أكبر تتوافق مع قدرة تحمل التربة، يتم استخدام الأساسات بمختلف أنواعها.
الوظائف الرئيسية للأساسات
-
توزيع الأحمال
-
الثبات ضد قوى الانزلاق والانقلاب.
-
تقليل الهبوط التفاضلي.
-
الأمان ضد الانهيار.
-
تحديد منسوب السطح.
-
تقليل التأثير بسبب حركات التربة.
اعتمادًا على قدرة تحمل التربة لموقع معين. يتم اختيار وبناء أنواع مختلفة من الأساسات.
סוגי היסודות- أنواع الأساسات
היסודות מתחלקים לשני סוגים:
تنقسم الاساسات إلى فئتين:
1. יסודות רדודים - בקרקע יציבה וטובה לביסוס.
اساسات ضحلة - في تربة مستقرة وجيدة للتأسيس.
2. יסודות עמוקים - בקרקע עובדת.
اساسات عميقة – في التربة غير المستقرة.
الأساسات الضحلة (السطحية) - יסודות רדודים
الأساسات السطحية هي الأساسات التي تكون فيها طبقة الترية الصالحة للتأسيس قريبة من سطح الأرض وتتحمل أحمال المبنى المطلوب إنشاؤه عليها.
أنواع الأساسات السطحية:
1. قواعد منفصلة.
2. أساسات شريطية (مستمرة) (عابرة).
3. قواعد مشتركة.
4.أساسات لبشة (حصيرة أو فرشة).
5.أساسات الأعمدة سابقة التجهيز.
•الاساسات المستخدمة في التربة الرملية أو الصخرية وتعتبر مستقرة وجيدة للبناء
•יסודות שמשתמשים בהם בקרקעות חוליות או סלעיות שנחשבות יציבות וטובות לבנייה
•
سنركز على نوعين من الاساسات الضحلة:
ישנם שני סוגים של יסודות רדודים:
.1أساس منفرد יסוד בודד
.2أساس عابر יסוד עובר
1. القواعد المنفصلة (أساس منفرد)
יסוד בודד:
هي قواعد يتم عملها أسفل كل عمود من أعمدة المبنى
مناسب للمباني الصغيرة والمتوسطة في تربة مستقرة.
مزايا القواعد المنفصلة
-
اقتصادية عندما يتم وضع الأعمدة على مسافات أطول.
-
لا تحتاج عمالة ماهرة بدرجة كبيرة.
-
سهولة البناء: – الحفر ، الشدات والقوالب ، وضع التسليح وصب الخرسانة بسهولة.
2. الأساسات الشريطية (المستمرة)(عابرة)
יסוד עובר:
هي أساسات ممتدة أسفل جدران المبنى بالكامل
•רצועת בטון מזוין שעוברת מתחת לקירות חיצוניים של המבנה.
•يمر كحزام من الإسمنت المسلح أسفل الجدران الخارجية للمبنى.
משתמשים בה במבנים קטנים בקרקע יציבה ובעומק עד 1.0 מטר.
•يستخدم في مباني صغيرة وفي تربة مستقرة وعمقها 1.0 متر.
פני הקרקע אופקיים או בעלי שיפוע קל.
•سطحه أفقي أو لديه انحدار طفيف.
.jpg)
مزايا الأساسات الشريطية تحت الجدران
-
لا يتطلب الأمر أدوات باهظة الثمن للبناء.
-
سهل البناء.
-
لا يتطلب عمالة ماهرة للبناء.
عيوب الأساسات الشريطية تحت الجدران
-
أقل متانة عند مقارنته بالأنواع الأخرى من القواعد.
-
هذا النوع من القواعد غير مناسب لأنواع محددة من التربة.
3.القواعد المشتركة:
هي قواعد يتم عملها أسفل كل عمودين أو أكثر من أعمدة المبنى .
4.أساسات لبشه ( حصيرة) (فرشة):
تعريف أساسات لبشه ( حصيرة):
هو نوع من الأساسات يوضع على كامل مسطح الأرض أسفل المبنى، ويكون بمثابة قاعدة واحدة يرتكز عليها المبنى (انظر الشكلين التاليين)
أنواع أساسات اللبشة:
1. لبشة من الخرسانة العادية نذات سمك كبير توضع عليها قواعد مسلحة منفصلة.
2.لبشة من الخرسانة المسلحة ذات سمك كبيرترتكز عليها الأعمدة مباشرة.
3.لبشة من بلاطات مسلحة وكمرات "جسر" (سقف مقلوب – Inverted slab) .
4- لبشة بلاطة مسطحة( Flat slab) ترتكز عليها الأعمدة مباشرة بدون كمرات مقلوبة.
5.أساسات الأعمدة سابقة التجهيز:
هي قواعد ( إما جاهزة أو تصب في الموقع ) وتكون مجهزة بشكل معين لتثبت عليها الأعمدة سابقة التجهيز
الأساسات العميقة - יסודות עמוקים
إذا كان عمق الأساس أكبر من ضعف عرضه، فإن الأساس الذي يتم استخدامه يعرف باسم الأساس العميق. في الأساس العميق، عادةً ما تكون نسبة عمق التأسيس إلى عرض الأساس أكبر من ٤ إلى ٥.
تقوم الأسس العميقة مقارنةً بالأساسات الضحلة بتوزيع حمل الهيكل عموديًا وليس أفقيًا.
يتم توفير أسس عميقة عندما لا يمكن تحمل الأحمال المتوقعة من البنية الفوقية باستخدام الأساسات الضحلة أو أن التربة الصالحة للتأسيس تقع بعيدة عن السطح.
تقوم هذه الأساسات بنقل الوزن الكلي للمبنى إلى طبقة التربة العميقة الصلبة ومخترقة طبقات التربة الضعيفة.
تنقسم الأساسات العميقة إلى أربعة أنواع هي:
1. الأساساسات الخازوقية (الخازوق) כלונסאות
Pile Foundation
2. أساسات الآبار Pier Foundation
3. القيسونات Caisson Foundation
4. الستائر الخازوقية Sheet Piles
الستائر الخازوقية
Sheet Piles
القيسونات
Caisson Foundation
أساسات الآبار
Pier Foundation
الخازوق
Pile Foundation
أنواع الأساسات العميقة
1. الخوازيق
الخازوق هو عضو طويل يشبه الأعمدة ينقل الأحمال الرأسية. مصنوع من الخشب أو الفولاذ أو الخرسانة.
في أساسات الخوازيق، يتم دفع أو صب عدد من الخوازيق تحت الهيكل وتمتد إلى عمق تربة التأسيس الصالحة.
استخدامات الخوازيق:
تستخدم الخوازيق في نقل أحمال المنشأ إلى عمق كبيرمن التربة في حالة عدم وجود طبقة سطحية صالحة للتأسيس.
تصنف الخوازيق بين المهنيين حسب المادة المصنوعة منها أو حسب طرق نقلها للاحمال الى الارض.
أولا: حسب طرق نقل الأحمال في الخوازيق
تنتقل أحمال المنشأ إلى الترية في حالة استخدام الخوازيق بإحدى الطرق التالية:
1-طريقة الارتكاز
تستخدم هده الطريقة: في حالة وجود طبقة من التربة قوية على عمق محدد صالحة للارتكاز عليها.
– في هذه الطريقة تنتقل أحمال المنشأ من أعمدته إلى قواعده التي ترتكز بدورها على مجموعات (حزم) من الخوازيق بطول معين بحيث تصل إلى طبقة قوية من الأرض ترتكز عليها.
2-طريقة الاحتكاك
نستخدم هذه الطريقة: في حالة عدم وجود طبقة قوية من التربة على عمق محدد يمكن الارتكاز عليها.
– في هده الطريقة تنتقل أحمال المنشأ من أعمدته إلى قواعده التي ترتكز بدورها على حزم من الخوازيق ذات طول غير محدد وتنتقل الأحمال إلى التربة عن طريق الاحتكاك بينها وبين الأسطح الجانبية للخوازيق.
3-طريقة الارتكاز والاحتكاك معا
تستخدم هذه الطريقة في حالة وجود طبقة من التربة يمكن الاعتماد عليها في الارتكاز والاحتكاك معا.
– وهي نستخدم كامل قدرة الترية على تحمل الارتكاز والاحتكاك حيث ينقل الخازوق جزء من الحمل إلى التربة عن طريق ارتكازه على طبقة متوسطة القوة وفي نفس الوقت ينقل باقي الحمل إلى التربة عن طريق الاحتكاك على جوانبه.
ثانياً: حسب المادة المصنوع منها الخازوق
خوازيق خرسانية
Assistant Manager
خوازيق معدنية
Art Director
خوازيق خشبية
Programming Editor
ثالثاً: حسب مكان صناعتها (المصنع أو في الموقع)
تنقسم أساسات الخوازيق إلى نوعين:
-
خوازيق جاهزة مسبقة الصب
-
خوازيق مصبوبة في الموقع
الخوازيق المسبقة الصب
يتم صب الخوازيق مسبقة الصب في المصنع ونقلها إلى الموقع. هذا النوع من الخوازيق جاهزة وتستخدم عندما لا يتوفر مكان لصب الخوازيق في الموقع. الخوازيق الجاهزة ليست اقتصادية وتتطلب المزيد من المال لنقل الخوازيق إلى الموقع.
عادة ما تكون الخوازيق الخرسانية مسبقة الصب مسلحة أو خوازيق خرسانية سابقة الإجهاد.
تستخدم الخوازيق الخرسانية مسبقة الصب بشكل عام لأقصى حمولة تصميمية تبلغ حوالي ٨٠٠ كيلو نيوتن باستثناء الخوازيق الكبيرة سابقة الإجهاد. يتراوح طول خوازيق الخرسانة سابقة الصب من ٥ م إلى ٣٠ م. الخوازيق الخرسانية سابقة الإجهاد مقارنة بالخوازيق الخرسانية مسبقة الصب المسلحة العادية تكون أقل وزنًا وبالتلي سهلة في التعامل مع قدرة تحمل حمولة عالية ومتينة جدا.
مزايا الخوازيق المسبقة الصب
-
التسليح والصب بأعلى جودة في المصنع.
-
يتطلب تصنيع خوازيق مسبقة الصب وقت أقل لأنه يتم تصنيع عدد كبير من الخوازيق الجاهزة في وقت واحد.
-
يمكن التعرف بسهولة على العيوب في الخوازيق بعد إزالة القوالب.
-
يمكن إصلاح هذه العيوب (مثل وجود تجويف أو ثقب) قبل نقل ودق الخوازيق في الموقع.
عيوب الخوازيق المسبقة الصب
-
هذه الخوازيق ثقيلة، لذا فهي تتطلب معدات خاصة لحمل ونقل الخوازيق إلى الموقع.
-
يجب توخي الحذر عند النقل، وإلا قد تتلف وتتكسر الخوازيق.
-
لدفع ودق هذه الخوازيق في الموقع، يتطلب الأمر معدات ثقيلة.
-
هي مكلفة حيث لأنها تتطلب تسليح إضافي لتحمل الدق والدفع في الموقع.
-
بعد إدخال الخازوق في الأرض، لا يمكن زيادة عمقه. لأن طولها مقيد.
خوازيق مصبوبة في الموقع
هي الخوازيق المصبوبة في الموقع التي لا تتطلب أي وسيلة نقل مثل السابقة. يتم صب الخوازيق الخرسانية في الموقع داخل الأرض.
مميزات الخوازيق الخرسانية المصبوبة فى موقعها
-
يمكن استخدامها في جميع أنواع التربة.
-
يمكن تنفيذها بأقطار وأعماق كبيرة.
-
يمكنها حمل أحمال كبيرة تصل إلى 300 طن.
القواعد التي تنفذ أعلى مجموعات الخوازيق ( الوسائد)
.png)
عند تنفيذ أي نوع من أنواع الخوازيق السابقة بجب أن تراعى عدة عوامل منها:
1- أن تنفذ على هيئة مجموعات متقاربة ( حزم ) وأن توزع أسفل القواعد بشكل متماثل (انظر الشكل التالى).
2- ألا تكون متقاربة إلى حد كبير من بعضها حتى تتمكن من العمل بكفاءة. (تحدد المواصفات المسافات الي ينصح بها بين الخوازيق وذلك حسب نوعية الخوازيق المستخدمة).
3- عند تنفيذ القواعد أعلى مجموعات الخوازيق يجب أن يكون العمود في مركز القاعدة تماماً حتى نضمن توزيع الحمل المنقول منه على الخوازيق التي أسفله توزيعاً منتظماً.
2. أساسات الآبار
أساسات الآبار عبارة عن قواعد من الخرسانة العادية ذات ارتفاع كبير تصب داخل بئر يتم حفره ليصل إلى طبقة الترية الصالحة للتأسيس ثم يتم وضع القواعد المسلحة للمنشأ فوق تلك القواعد العادية.
استخدامات أساسات الآبار
في حالة وجود طبقة من التربة صالحة للتأسيس على عمق متوسط من سطح الأرض، وقد تكون قطعة الأرض قريبة من مصدر مياه يرطب التربة.
الشروط الواجب مراعاتها عند تنفيذ أساسات الآبار
1- التأكد من دقة وسلامة أبعاد البئر.
2-نزح المياه الجوفية قبل صب الخرسانة العادية.
3-تدعيم جوانب البئر باستخدام ستائر خشبية في حالة التربة الضعيفة لمنع اختلاط التربة بالخرسانة العادية أثناء الصب.
3. القيسونات
مادة اثرائية عن البناء في البحر
يتم تعريف القيسونات على أنها الهياكل التي يتم سكبها في الماء أو التربة لإزالة الماء أو المواد شبه السائلة أثناء حفر الأساس وتصبح في النهاية جزءًا دائمًا من الهيكل الأساسي.
تُستخدم القيسونات في التنقيب عن أسس الجسور النهرية ، والأعمدة ، والدعامات ، أو لحماية الشاطئ ، وبناء عمليات الدفع ، وبناء المنارات ، وما إلى ذلك ، تظل القيسونات في موقع التنقيب وتصبح في النهاية جزءًا من البناء الدائم.
يتم تصنيع القيسونات من الفولاذ أو الباطون المسلح. لا يستخدم الخشب لأنه غالي الثمن نسبيًا وعرضة للنار.
القيسونات من الباطون المسلح ثقيلة الوزن ، مما يجعل من الصعب التعامل معها خلال نقلها في الماء.
4. الستائر الخازوقية קיר שיגומים
تستعمل هذه الستائر لأغراض مختلفة، وهي ليست مصممة لتحمل الأحمال الرأسية عليها ولكن استعمالاتها فقط كستائر مانعة تحت منسوب المياه الجوفية، وقد تسمى خوازيق التلويح، وتعمل عادةً في الحالات الآتية:
-
لحماية ضفاف الأنهار.
-
لحماية الأساسات من نحر المياه.
-
لحماية جوانب الحفر من الانهيار.
-
لمنع دخول المياه داخل الحفر لزوم صب خرسانة داخل المياه.
-
لصب بعض المباني المجاورة قبل الحفر.
أنواع الستائر
-
ستائر حديدية وهي الشائعة الاستعمال في الوقت الحاضر ويمكن دقها لأعماق كبيرة داخل الأرض.
-
ستائر خرسانية وتأخذ أشكالاً كثيرة ومكونة من الخرسانة المسلحة سابقة الصب.
-
ستائر خشبية تستعمل دائماً في الأعمال الوقتية كمثل سند حائط أو خلافه.
_jfif.jpg)
أسئلة شائعة عند المهندسين /ات حين اختيار الأساسات
ما هي أفضل الأساسات لبناء منزل؟
-
إن الأساسات القوية للمنزل مهمة جدًا في بناء الهيكل لأن الأساس هو أحد أهم أجزاء البناء. إذا كان الأساس قويًا وصلبًا، فيمكنه فقط تحمل الحمولة الإجمالية للمبنى.
-
إذا لم يتم تصميم أساس الهيكل بشكل صحيح ولم يكن كافيًا لتحمل عبء الهيكل، فلا فائدة من استثمار الأموال في البنية الفوقية للمبنى.
-
لذلك من الضروري جدًا أن تختار أفضل الأساسات لمنزلك. يجب الحرص على أن يتم بناء الأساسات بمواد بناء قوية.
-
كما يجب اختبار مواد البناء المستخدمة في بناء الأساسات. يجب أن تجتاز المادة جميع القواعد التي توفرها المعايير المحلية لكود المنطقة.
-
يجب أن يتم بناء أساسات وقواعد المنزل أو المبنى الجيدة من مواد البناء القوية بحيث تعطي أقصى قدر من الاستقرار والاتزان الهيكلي للمبنى وتحافظ على المنزل أثناء الأعاصير والزلازل.
-
ما هو أقوى أساس للمنزل؟
يعتمد نوع الأساس المناسب لبناء الهيكل على نوع التربة المتاحة في الموقع ونوع المبنى الذي يتعين علينا تشييده، ولإنشاء الهيكل الخفيف أو المؤقت، يتم استخدام الأساس الضحل السطحي بينما يتم استخدام الأساسات العميقة للمباني الشاهقة.
مما سبق نستخلص:
ما هي العوامل التي تحدد نوع الأساس للمبنى؟
-
نوع المنشأ وأبعاده ومدى تأثره بالهبوط المتفاوت.
-
الأحمال وأنواعها وكيفية انتقالها وتوزيعها على التربة.
-
حالة التربة نفسها وخواصها وتكوينها والتحليل الكيميائي لها.
-
منسوب المياه الجوفية واحتمال تغيره وتحليل مكونات المياه كيميائيا.
-
حالة الموقع والظروف المحيطة والمناخ ومدى تعرضه لأحمال زلازل وحرارة.
-
الجدوى الإقتصادية والتكلفة وأهمية المبنى.
ما هي التصنيفات الرئيسية للأساسات؟
أساسات المباني تنقسم إلى أساسات سطحية وأساسات عميقة.
ما هي أنواع الأساسات السطحية؟
تنقسم الأساسات السطحية إلى القواعد المنفصلة والقواعد المشتركة والقواعد الشريطية واللبشة المسلحة.
ما هي أنواع الأساسات العميقة؟
من الأساسات العميقة المنتشرة الخوازيق والقيسونات والآبار الإسكندراني.
ما هو الفرق بين القيسونات والخوازيق؟
القيسونات تقوم بنفس وظيفة الخوازيق إلا أنها تنقل أوزان أكبر وتصل إلى عمق أكبر من الخوازيق.
ما هو الفرق بين القواعد المشتركة و المنفصلة؟
القاعدة المشتركة تحمل أكثر من عمود وتستخدم عند تداخل القواعد المنفصلة ولها تحليل وتصميم إنشائي مختلف وبها تسليح علوي وسفلي.
متى نلجأ إلى استخدام أساسات اللبشة المسلحة؟
-
عند الأحمال الكبيرة.
-
المساحة الكلية للأساسات المنفصلة تتعدى ٦٠ بالمائة من مساحة الأرض.
-
الحد من فرق الهبوط أسفل القواعد المنفصلة.
-
الأراضي الضعيفة والتي لا تصلح للقواعد المنفصلة.
-
قواعد البدرومات والأقبية لتوفر عزل جيد.
كيفية الاختيار بين القواعد العادية واللبشة؟
-
إذا كانت قدرة تحمل التربة جيدة جدًا والحمل الهيكلي صغير جدًا، يوصى باستخدام قواعد منفصلة معزولة.
-
إذا كانت قدرة تحمل التربة منخفضة جدًا، أقل من ١ كجم/سم٢ (هذا ليس رقمًا دقيقًا ولكن يمكن استخدامه كدليل) يوصي باستخدام اللبشة.
-
إذا كان الحمل الهيكلي الذي يتم نقله إلى الأساس مرتفعًا جدًا، فإن مساحة القواعد المراد استخدامها هي أكثر من ٦٦% المساحة التي يغطيها المبنى، يوصى باستخدام اللبشة.
-
عند تنفيذ مصعدًا في المبنى يمكن توفير لبشة منفصلة تحت أعمدة المصعد.
ما العوامل التي تتحكم فى اختيار نوع الأساس المناسب للمبنى؟
1-ارتفاع المبنى:
كلما زاد ارتفاع المبنى زاد تركيز الأحمال على الترية فمن المنطقي أن نوعية الأساسات المناسبة للمباني ذات الارتفاعات المنخفضة تكون غيرمناسبة للمباني ذات الارتفاعات العالية.
2-استخدام المبنى (سكنى، إداري، مستودعات):
استخدام المبنى يحدد مقدار الأحمال فيه، وبالتالي الأحمال المنقولة منه للاساسات. فمثلا مباني المستودعات ومواقف السيارات متعددة الطوابق تعتبر ذات أحمال أكبر من المباني الإدارية والتي هي بدورها تعتبر أحمالها أكبر من أحمال المباني السكنية.
3-نوع التربة:
هناك أنواع من الترية تتحمل إجهادات عالية مثل الترية الحجرية أو الصخرية وأنواع أخرى تتحمل إجهادات أقل مثل الترية الرملية أو الطينية ويختلف الأساس المناسب للمبنى باختلاف نوعية التربة في الموقع.
ما الفرق بين الأساس والقاعدة؟
تعتبر القاعدة جزءًا من الأساس الذي يتم بناؤه باستخدام الخرسانة أو الطوب وتعمل كقاعدة ارتكاز لأعمدة المبنى أو جدران المبنى. الوظيفة الرئيسية للقاعدة هي نقل الأحمال العمودية مباشرة إلى التربة. يستخدم مصطلح القاعدة أو القواعد بشكل شائع للتعبير عن الأساس الضحل.
متى يستخدم الأساس الضحل ومتى يستخدم الأساس العميق؟
تكون الأساسات ضحلة أو عميقة اعتمادًا على الحمل ونوع تربة التأسيس. إذا كان الأحمال كبيرة جدًا وكانت التربة ذات قدرة تحمل منخفضة أو ذات طبيعة انهيارية، يتم استخدام أسس عميقة. أما إذا كانت التربة لديها قدرة تحمل كافية على عمق معقول، يتم استخدام أساسات ضحلة أو سطحية.
تذكر/ي : مساحة القواعد المطلوبة = الوزن الكلي للمبنى ÷ قدرة تحمل التربة
مساحة القواعد المطلوبة ÷ المساحة الكلية للمبنى
أقل من 60%
مساحة القواعد المطلوبة ÷ المساحة الكلية للمبنى
بين 60% و 100%
مساحة القواعد المطلوبة ÷ المساحة الكلية للمبنى
أكثر من 100%
قواعد عادية (منفصلة أو مشتركة)
.
لبشة أو حصيرة أو فرشة
.
أساس عميق كالخوازيق
.