الفرق بين الأساسات السطحية والأساسات العميقة ومتى يستخدم كل نوع؟
مقدمة
تُعد الأساسات من أهم العناصر الإنشائية في أي مبنى أو منشأة، لأنها تمثل الجزء المسؤول عن نقل الأحمال من المبنى إلى التربة بطريقة آمنة وفق التصميم الهندسي.
ويختلف نوع الأساسات من مشروع إلى آخر، فلا يمكن استخدام نفس النظام لجميع المباني.
ويعتمد اختيار نوع الأساس على عوامل متعددة، أهمها:
طبيعة التربة.
أحمال المبنى.
عدد الطوابق.
ظروف الموقع.
نتائج الدراسات الجيوتقنية.
التصميم الإنشائي المعتمد.
ومن أشهر أنواع الأساسات:
الأساسات السطحية Shallow Foundations
الأساسات العميقة Deep Foundations
فما الفرق بينهما؟ ومتى يتم استخدام كل نوع؟ وما أهم العوامل التي يعتمد عليها المهندس عند اختيار نظام الأساسات؟
ما هي وظيفة الأساسات؟
تتمثل الوظيفة الأساسية للأساسات في نقل أحمال المنشأ إلى التربة.
وتنتقل الأحمال بشكل عام من:
البلاطات والأسقف
⬇
الكمرات
⬇
الأعمدة والجدران الإنشائية
⬇
الأساسات
⬇
التربة
ولهذا فإن اختيار نظام الأساسات يجب أن يتم وفق دراسة هندسية دقيقة.
ما هي الأساسات السطحية؟
الأساسات السطحية هي الأساسات التي يتم تنفيذها على أعماق قريبة نسبيًا من سطح الأرض مقارنة بالأساسات العميقة.
وتستخدم عندما تكون ظروف التربة والتصميم مناسبة لهذا النوع من الأساسات.
وتقوم فكرة الأساسات السطحية على توزيع أحمال المنشأ على مساحة مناسبة من التربة.
متى تستخدم الأساسات السطحية؟
قد يتم استخدام الأساسات السطحية عندما تكون طبقات التربة القريبة من سطح الأرض مناسبة لتحمل الأحمال وفق التصميم.
ويعتمد القرار على:
خصائص التربة.
أحمال المنشأ.
شكل المبنى.
ولا يتم اختيار النوع بناءً على عامل واحد فقط.
أنواع الأساسات السطحية
توجد عدة أنواع من الأساسات السطحية.
ومن أشهرها:
القواعد المنفصلة.
القواعد المشتركة.
القواعد الشريطية.
اللبشة.
ويتم اختيار النوع المناسب حسب التصميم الإنشائي.
أولًا: القواعد المنفصلة
تستخدم القواعد المنفصلة أسفل أعمدة منفردة في بعض أنظمة البناء.
وتقوم بنقل الحمل من العمود إلى مساحة أكبر من التربة.
وتختلف أبعاد القاعدة حسب:
الحمل.
خصائص التربة.
التصميم.
ثانيًا: القواعد المشتركة
تستخدم القواعد المشتركة لدعم أكثر من عمود في بعض الحالات.
ويتم تصميمها حسب:
مواقع الأعمدة.
الأحمال.
ظروف الموقع.
ثالثًا: القواعد الشريطية
تستخدم القواعد الشريطية في بعض المنشآت تحت جدران أو صفوف من الأعمدة حسب النظام الإنشائي.
رابعًا: اللبشة Raft Foundation
اللبشة هي نظام أساس يغطي مساحة كبيرة من منطقة المبنى.
وقد تستخدم في بعض المشاريع حسب التصميم وظروف التربة والأحمال.
ما هي الأساسات العميقة؟
الأساسات العميقة هي أنظمة يتم فيها نقل الأحمال إلى أعماق أكبر من سطح الأرض.
وتستخدم عندما لا تكون الظروف القريبة من السطح مناسبة للنظام المطلوب أو عندما يتطلب التصميم نقل الأحمال بطريقة مختلفة.
لماذا يتم استخدام الأساسات العميقة؟
قد يتم اللجوء إلى الأساسات العميقة بسبب عوامل مثل:
وجود طبقات تربة ضعيفة بالقرب من السطح.
وجود أحمال كبيرة.
الحاجة إلى الوصول إلى طبقات أعمق مناسبة.
ظروف خاصة بالموقع.
ويتم تحديد النظام المناسب من خلال الدراسة والتصميم.
أنواع الأساسات العميقة
من الأنظمة المستخدمة في الأساسات العميقة:
الخوازيق.
بعض الأنظمة الخاصة.
ويختلف النوع حسب طبيعة المشروع.
ما هي الخوازيق؟
الخوازيق هي عناصر إنشائية تستخدم لنقل الأحمال إلى التربة بطريقة تعتمد على تصميم النظام.
وقد يتم تنفيذها باستخدام تقنيات مختلفة حسب المشروع.
ولا يمكن اختيار نوع الخوازيق أو أبعادها دون الرجوع إلى التصميم والدراسة الجيوتقنية.
الفرق الأساسي بين الأساسات السطحية والعميقة
الفرق الرئيسي يتعلق بطريقة وعمق نقل الأحمال إلى التربة.
الأساسات السطحية
تعتمد على طبقات التربة القريبة نسبيًا من سطح الأرض.
الأساسات العميقة
تنقل الأحمال عبر عناصر تصل إلى أعماق أكبر حسب التصميم.
مقارنة بين الأساسات السطحية والعميقة
كيف يختار المهندس نوع الأساسات؟
يعتمد الاختيار على مجموعة من المعلومات الهندسية.
ومن أهمها:
دراسة التربة
تقدم معلومات عن طبقات الأرض وخصائصها.
أحمال المبنى
كلما اختلفت أحمال المنشأ، تغيرت متطلبات الأساسات.
نوع المبنى
تختلف متطلبات:
الفيلا.
المبنى متعدد الطوابق.
المنشأة الصناعية.
ظروف الموقع
مثل:
المساحة.
وجود منشآت مجاورة.
طبيعة الأرض.
هل عدد طوابق المبنى هو العامل الوحيد؟
لا.
عدد الطوابق مهم، لكنه ليس العامل الوحيد.
فقد تكون هناك مبانٍ متعددة الطوابق تستخدم نظامًا سطحيًا إذا كان التصميم وظروف التربة يسمحان بذلك.
وقد يحتاج مشروع أقل ارتفاعًا إلى نظام مختلف بسبب ظروف الموقع.
أهمية دراسة التربة قبل البناء
تساعد دراسة التربة على فهم:
طبقات الأرض.
خصائص التربة.
الظروف الموجودة في الموقع.
وتعتبر من أهم مصادر المعلومات التي يعتمد عليها التصميم.
ما علاقة الهبوط بالأساسات؟
يمكن أن تتعرض التربة لتغيرات نتيجة الأحمال.
ولهذا يتم دراسة سلوك التربة ضمن عملية التصميم.
والهدف هو اختيار نظام أساس يساعد على تحقيق الأداء المطلوب للمنشأ.
الأساسات السطحية في الفلل
تستخدم الأساسات السطحية في عدد من مشاريع الفلل والمباني منخفضة الارتفاع حسب التصميم وظروف الموقع.
وقد تشمل:
قواعد منفصلة.
قواعد شريطية.
لبشات.
لكن الاختيار النهائي يعتمد على التصميم المعتمد.
الأساسات العميقة في المشاريع الكبرى
قد تستخدم الأساسات العميقة في مشاريع مثل:
الأبراج.
المنشآت الكبيرة.
بعض مشاريع البنية التحتية.
خصوصًا عندما تتطلب ظروف الموقع أو الأحمال استخدام هذا النوع من الأنظمة.
خطوات تنفيذ الأساسات السطحية
بشكل عام قد تشمل:
1. أعمال المساحة
تحديد مواقع العناصر.
2. الحفر
الوصول إلى المناسيب المطلوبة.
3. تجهيز القاع
وفق متطلبات المشروع.
4. أعمال التسليح
تركيب الحديد حسب المخططات.
5. الفحص
التأكد من مطابقة الأعمال.
6. الصب
تنفيذ الخرسانة.
7. المعالجة
متابعة الخرسانة بعد الصب.
خطوات تنفيذ الأساسات العميقة
تختلف طريقة التنفيذ حسب النظام المستخدم.
وقد تشمل مراحل مثل:
تجهيز الموقع.
تحديد مواقع العناصر.
استخدام المعدات المتخصصة.
تنفيذ الخوازيق.
إجراء الاختبارات المطلوبة.
وتكون التفاصيل وفق التصميم وطريقة التنفيذ المعتمدة.
أهمية الاختبارات في أعمال الأساسات
تساعد الاختبارات والفحوصات على التأكد من جودة التنفيذ.
وقد تختلف الاختبارات حسب:
نوع الأساس.
متطلبات المشروع.
ويتم تنفيذها وفق خطة الجودة والمواصفات المعتمدة.
أخطاء يجب تجنبها عند اختيار الأساسات
اختيار نوع الأساس دون دراسة التربة
من الأخطاء المهمة الاعتماد على التجارب السابقة فقط.
فكل موقع له ظروفه.
تغيير نظام الأساسات أثناء التنفيذ دون دراسة
أي تغيير يجب أن يتم وفق مراجعة واعتماد هندسي.
تجاهل الأحمال المستقبلية
يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار متطلبات المشروع المعتمدة.
ضعف أعمال المساحة
قد يؤدي الخطأ إلى تنفيذ العناصر في مواقع غير صحيحة.
السلامة أثناء تنفيذ الأساسات
تحتاج أعمال الأساسات إلى الالتزام بإجراءات السلامة.
خصوصًا في:
الحفريات.
حركة المعدات.
أعمال الخوازيق.
ويجب تنظيم الموقع وفق خطة السلامة الخاصة بالمشروع.
دور المهندس المدني
يتابع المهندس المدني:
المخططات.
أعمال الحفر.
تجهيز منطقة الأساسات.
أعمال التسليح.
الصب.
كما ينسق مع فريق التصميم والجودة والمقاول.
دور المهندس الجيوتقني
يساعد المختص في دراسة خصائص التربة وتقديم المعلومات اللازمة للتصميم.
وتستخدم هذه البيانات ضمن عملية اختيار وتصميم نظام الأساسات.
الأساسات في مشاريع البناء بالسعودية
تشهد المملكة العربية السعودية تنفيذ العديد من المشاريع السكنية والتجارية والبنية التحتية.
وتختلف ظروف المواقع من منطقة إلى أخرى.
ولهذا تكتسب الدراسات الجيوتقنية والتصميم الهندسي أهمية كبيرة قبل تنفيذ الأساسات.
ويجب أن يتم اختيار النظام وفق:
نتائج الدراسات.
المخططات المعتمدة.
متطلبات المشروع.
كيف تعرف أي نوع من الأساسات مناسب؟
لا يمكن تحديد النوع المناسب من خلال النظر إلى المبنى فقط.
فالاختيار الصحيح يحتاج إلى:
دراسة تربة + تحليل الأحمال + تصميم إنشائي + تقييم ظروف الموقع.
وبعد ذلك يتم تحديد نظام الأساسات المناسب.
الأساسات السطحية أم العميقة؟
لا يمكن القول إن أحد النوعين أفضل دائمًا من الآخر.
فالأساس الأفضل هو الذي:
يناسب التربة.
يتحمل الأحمال المطلوبة.
يتوافق مع التصميم.
يحقق متطلبات المشروع.
خاتمة
تعتبر الأساسات السطحية والعميقة من أهم الأنظمة المستخدمة لنقل أحمال المباني والمنشآت إلى التربة.
وتعتمد الأساسات السطحية على طبقات قريبة نسبيًا من سطح الأرض، بينما تستخدم الأساسات العميقة عناصر تصل إلى أعماق أكبر وفق التصميم.
ولا يعتمد اختيار النوع على حجم المبنى فقط، بل على مجموعة كبيرة من العوامل الهندسية.
ويمكن تلخيص القرار الصحيح في:
دراسة التربة + معرفة الأحمال + تقييم الموقع + تصميم هندسي معتمد = اختيار الأساس المناسب.
ولهذا فإن أي مشروع بناء ناجح يبدأ بفهم الأرض التي سيقام عليها قبل البدء في تنفيذ الأساسات.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين الأساسات السطحية والعميقة؟
الأساسات السطحية تعتمد على طبقات قريبة نسبيًا من سطح الأرض، بينما تنقل الأساسات العميقة الأحمال إلى أعماق أكبر وفق التصميم.
متى تستخدم الأساسات السطحية؟
عندما تكون ظروف التربة والأحمال والتصميم مناسبة لهذا النظام.
متى تستخدم الأساسات العميقة؟
عندما تتطلب ظروف التربة أو الأحمال أو طبيعة المشروع نظامًا يصل إلى أعماق أكبر.
هل المباني العالية تحتاج دائمًا إلى خوازيق؟
ليس بالضرورة، لأن اختيار الأساسات يعتمد على الدراسة والتصميم الهندسي.
ما أهمية دراسة التربة؟
توفر معلومات أساسية تساعد المهندسين على تصميم واختيار نظام الأساسات المناسب.
أيهما أفضل: الأساسات السطحية أم العميقة؟
لا يوجد نوع أفضل في جميع الحالات، والأفضل هو النظام الذي يناسب ظروف المشروع والتصميم.
0 تعليقات