تتمثل الوظيفة الأساسية لأساس الخوازيق في نقل الحمل إلى تربة أعمق أفضل أو طبقات صخرية.
يمكن أن يكون هناك أسباب مختلفة تجبر المصمم الإنشائي على نقل أحمال المباني إلى التربة العميقة أو طبقات الصخور.
فعلى سبيل المثال:
لماذا تستخدم الأساسات العميقة؟
- التربة في العمق الضحل ضعيفة، أي غير قادرة على تحمل وزن البنية الفوقية.
- تكون طبقات التربة في العمق الضحل قابلة للانضغاط بدرجة كبيرة مما يعرض الهياكل للهبوط المفرط. المزيد من الهبوط يؤدي إلى خطر حدوث تشققات وعدم استقرار في الهياكل.
- عندما يوجد جسم مائي (مثل النهر والبحر) حيث لا يكون استخدام الأساسات السطحية ممكنًا.
- في بعض الأحيان يتم تصميم الهيكل لتحمل أحمال مرتفعة. على سبيل المثال، مبنى شاهق يخضع لقوى الانقلاب بسبب الرياح والزلالزل.
- عند تعرض المنشآت لقوى رفع عالية.
- في الهياكل البحرية التي تتعرض للأحمال الجانبية بسبب تأثير السفن والأمواج.
- في بعض الحالات عندما يُتوقع أن يعمل كل من الحمل الرأسي والأفقي على الهياكل. على سبيل المثال، في حالة الجدران الاستنادية دعامات الجسور وأساس الآلات.
كيفية اختيار النوع المناسب لأساس الخوازيق؟
بالنظر إلى كل الحالات المذكورة أعلاه، يوجد أنواع مختلفة من أساسات الخوازيق لتناسب الاحتياجات المختلفة. يحتاج المصمم إلى تقييم جميع الخيارات من حيث التنفيذ والتكلفة والجدوى.
تتوفر أنواع مختلفة من الخوازيق للتطبيقات المختلفة مع أنواع التربة المختلفة والمتطلبات الهيكلية
- خوازيق فولاذية H
- خوازيق أنابيب فولاذية
- خوازيق خرسانية مسبقة الصنع
- خوازيق مدفوعة بالأسطوانة
- خوازيق مصبوبة في الموقع خرسانية
- خوازيق خشبية
التحديد الأولي لنوع الخوازيق
يجب أولاً تقييم جميع بدائل الأساسات المحددة للتأكد من ملاءمتها للتطبيق المقصود والتكلفة.
بالنسبة للخوازيق، يجب أن يعتمد التقييم على:
- القدرة الاستيعابية
- التوافر
- قابلية البناء
- الأداء المتوقع لأنواع مختلفة من الخوازيق.
يجب أن يعتمد التقييم الأولي للبدائل الأخرى غير الخوازيق على معايير مماثلة.
سيؤدي هذا إلى الحد من مزيد من الدراسات على تلك الأساسات البديلة التي قد تكون مجدية بشكل معقول.
أثناء هذا التقييم الأولي، قد يكون من الممكن أيضًا استبعاد البدائل الواضحة عالية التكلفة من الاعتبار.
5 اعتبارات عند اختيار الأساسات العميقة (الخوازيق)
1. سعة التحميل وتباعد الخوازيق
تحديد سعة تحميل الخوازيق من الأمور الهامة.
عند تحديد قدرة أساس الخوازيق، من المهم مراعاة المسافات بين الخوازيق وقدرة تحمل الخوازيق الفردية.
قد تكون مقاومة الحمل الجانبي للخوازيق مهمة أيضًا لأن الأحمال الجانبية يمكن أن تؤدي إلى إجهادات الانحناء العالية في الخوازيق.
2. قابلية البناء
يجب مراعاة تأثير التأثيرات المتوقعة تحت السطحية والسطحية على قابلية البناء.
الخوازيق المعرضة للتلف أثناء الدفع أو الدق القوي هي أقل عرضة لاختراق الطبقات الصلبة أو مناطق الحصى والصخور.
قد يؤدي اضطراب التربة أو انتقال اهتزازات الدفع والدق أثناء البناء إلى إتلاف الخوازيق أو الهياكل المجاورة.
يجب اختيار تباعد الخوازيق المناسب لمنع التداخل مع المكونات الهيكلية الأخرى أثناء الدفع.
قد تؤثر أيضًا امكانية تلف الخوازيق على قابلية البناء.
3. الأداء
يجب أن يعمل أساس الخوازيق كما هو مصمم عليه طوال عمر الهيكل.
يمكن وصف الأداء من حيث الإزاحات الهيكلية التي قد تكون ضارة للهيكل مثل فشل الخوازيق الفعلي.
يجب ألا تتدهور سعة التحميل بمرور الوقت بسبب تدهور مادة الخوازيق.
4. التوافر
يجب أن تكون الخوازيق متوفرة بالأطوال المطلوبة، أو يجب تقطيعها أو قصها.
قد يجعل الجدول الزمني المشروع الوقت اعتبارًا مهمًا لأن بعض الخوازيق قد تتطلب ما يصل إلى 6 أشهر بين الطلب والتسليم.
5. التكلفة
بمجرد أن يلبي نوع الخوازيق جميع المعايير الأخرى، تصبح التكلفة اعتبارًا رئيسيًا.
للمقارنات بين أنواع الخوازيق، قد يكون من المناسب مقارنة تكلفة الخوازيق لكل سعة تحميل.
قد تؤدي المقارنة بين تكاليف وحدة سعة التحميل إلى استبعاد واضح لأنواع معينة من الخوازيق.
يجب أن يشتمل تقييم التكلفة على جميع المصروفات المتعلقة بأساسات الخوازيق.
قد تشمل هذه التكاليف نفقات إضافية للتخزين أو القص والوصل.
قد تشمل أنظمة تخفيف الضغط المستخدمة لتقليل ضغوط الرفع وبالتالي التحكم في أحمال الخوازيق.
بالإضافة إلى ذلك، يجب تضمين أي تعديلات مطلوبة على الهيكل لاستيعاب الخوازيق في تقدير التكلفة المقارنة.
على سبيل المثال، قد تكون هناك حاجة إلى زيادة في سماكة بلاطة القاعدة لتوفير دمج إضافي لرؤوس الخوازيق.
الاختيار النهائي لنوع الخوازيق
يجب أن يعتمد التقييم النهائي والاختيار بشكل أساسي على التكاليف النسبية للبدائل المتبقية.
يجب أن يشمل هذا التقييم تكاليف التعديلات الهيكلية أو تعديلات الموقع المطلوبة لاستيعاب نوع الأساس.
قد تكون التكلفة وعوامل أخرى مهمة في الاختيار.
يمكن النظر في الاختلافات في الجدول الزمني للتسليم أو التثبيت، والأداء المتوقع، ومشاكل البناء المحتملة.
عند مقارنة أساس الخوازيق بنوع آخر من الأساسات، سيكون من الضروري تصميم مخطط أولي للخوازيق لتحديد تقدير معقول للكميات.