جســات وابحـــــــــاث تربـــــــــــــــــــــــة 

استشارات بحوث ميكانيكا التربة و هندسة الأساسات :2 

تعتبر التربة من أهم العناصر الإنشائية المؤثرة على سلامة المنشات …. و طوال القرون الماضية كانت التربة الشائعة في مصر في وأدى النيل مناسبة بدرجة كبيرة لأنواع و ارتفاعات المنشات المقامة عليها دون مشاكل تذكر …. و خلال ربع القرن الأخير بدأت مصر في الخروج من الوادي الضيق إلى الصحراء فظهرت بعض أنواع التربة المسببة لمشاكل التأسيس بصورة واضحة و من بين هذه الأنواع التربة التي لها قابلية للانتفاش و تلك التي لها قابلية للانهيار فعند وصول الماء إلي مثل هذه التربة نجد أنها سرعان ما تنهار مما يؤدى إلى هبوط المنشأ أو الانهيار ! ! !! ! !

الجسات:-

والجسة هى ثقب رأسى فى الموقع ينفذ فى التربة لعمق معين بغرض التعرف على طبيعة طبقات التربة و صفاتها و سمكها و منسوب المياة الارضية بها وكذالك بغرض الحصول على عينات من التربة لدراستها .

والجسات يمكن تنفيذها يدويا او ميكانيكيا او بطريقة الحفر المكشوف .

أهمية اعمال الجسات للتربة

1 – لتحديد منسوب التأسيس المناسب

2 – لتحديد نوع الأساسات المناسبة للاستخدام ( اساسات سطحية او عميقة )

3 - لتحديد اجهاد التأسيس الصافى ( كيلو جرام من الحمل / سم من التربة )

4 – لإعطاء التوصيات اللازمة للمباني حسب طبيعة الأرض بها و الاحتياطات الواجب مراعاتها أثناء تنفيذ المشروع

5 – تحديد الهبوط المتوقع تبعا للأحمال و طبيعة التربة .

6 – تحديد معامل النفاذية للتربة ( نفاذية المياه ) و الأسلوب الأنسب لسند جوانب الحفر و ضخ المياه الأرضية و تجفيفها .

7 – تحديد أنواع المواد المستخدمة في الأساسات ( الأسمنت – الرمل – الحديد الخ ) حسب نسبة الأملاح أو الكبريتات و مدى تأثيرها على الخرسانة .

8- تحديد خواص التربة المختلفة فى الموقع بناء على نتائج التجارب الحقلية و المعملية و تحديد مدى صلاحيتها للتأسيس او احتمالات ظهور مشاكل بها و اقتراج التغلب عليها .

9 – لتحديد نسبة المواد الناعمة فى التربة السطحية و مدى امكانية استخدامها فى اعمال الردم اذا دعت الضرورة .

ليست هذه كل أهمية اعمل الجسات و لكن بعض منها.

هام جدا # للتأكيد على أهمية عمل الجسات اقرا هذة المقالة :-

** علم ميكانيكا التربة بين أهميته و الاستفادة منه

مقالة بقلم مهندس استشاري / محمد احمد عاشور بمجلة المهندسين العدد 579 يونية 2004** من البديهات أن سطح الأرض التي نمشى عليها و نقيم عليها المباني و الطرق و المطارات وغيرها عبارة عن أنواع مختلفة من التربة مثل الطين و الطمي والرمل والزلط أو من الحجر مثل الحجر الرملي والحجر الجيري أو خليط من التربة وكسر الحجر و يختلف نوع التربة من مكان إلى مكان فهناك ارض تتكون من الرمل؛ وهناك أخرى من الطين وثالثة من الحجر وهكذا ؛ أما التركيب الراسي من سطح الأرض ؛ والى أسفل فان الاختلاف يكون أعظم فنجد مثلا موقعا يتكون من طين أو طمي أسفله رمل كما هو الحال في وادي النيل والدلتا ونجد موقعا أخر ؛ كما هو في بورسعيد وشمال الدلتا يتكون من الرمل ثم الطين . 
وبديهي أن الخطأ في دراسة التربة و عدم الدراية الكافية بخواصها كذالك الخطأ في نوع وعمق الأساس المناسب للتربة يتسبب عنة مشاكل خطيرة للمنشأ يتكلف علاجها نفقات باهظة وربما يكون الحل الوحيد في هذة الحالة هو إزالة المبنى بل ربما يتسبب هذا الخطأ في انهيار مبان مجاورة أو تصدعها ومن الأمثلة الواضحة لذالك :
_ منذ سنين انهار جسر ترعة النوبارية بزاوية عبد القادر وحدثت كارثة للمساكن والاراضى المجاورة ويرجع السبب في ذالك إلى عدم اتزان ميول الترعة ربما لقصور في عملية فحص واختبار التربة وتأمينها . 
_ خلال شهر يناير وفبراير عام 2000 انهارت بعض العمارات في حي الجمرك بالإسكندرية ؛ وذالك بسبب إنشاء عمارة مجاورة لتلك العمارات لم يتم فحص التربة أسفلها وتم اختبار أساسها بما لا يتوافق مع التربة مما سبب هبوطا كبيرا لها أدى إلى انهيار المباني المجاورة . 
_و في منشية البكارى وفى ديسمبر 1999 ظهرت ميول شديدة في مجموعة من العمارات بسبب عيوب في التربة وقد أزيلت تلك العمارات لان ذالك كان هو الحل الوحيد 
_ انهارت عمارة بأرض اللواء بالجيزة في ديسمبر 1999 وكان سبب الانهيار حفر التربة بموقع مجاور بدون دراسة طبيعة التربة في هذا الموقع .

_ في أواخر الثمانينيات تم فحص عمارة من عمارات الإيواء بمدينة سوهاج ظهر بها ميل واضح وصل إلى 43 سم دون حدوث اى شروخ أو تصدعات فى خرسانات أو مباني المنشأ وعندما أجريت دراسة للتربة المقام عليها العمارة أتضح أنة لم يتم عمل دراسة للتربة كاملة وكان جزء من الأرض المقام علية المبنى سليم و الجزء الأخر بة ردم حيث أنة كان عبارة عن ترعة تم ردمها قبل الإنشاء بسنوات ومن ثم فقد حدث هبوط شديد في المنطقة التي بها الردم مما أدى إلى ميل المبنى . 

_ عمارات السحاب بالسويس وعددها 64 عمارة وبعد عدة سنوات من إنشائها ظهر بها شروخ و تصدعات وكانت عيوب التربة المؤسسة عليها تلك العمارات هي سبب تلك التصدعات وبعد أن تم ترميمها بتكاليف باهظة ظهرت بها الشروخ مرة ثانية وجاء تقرير مركز بحوث البناء و الإسكان ليؤكد فشل عملية الترميم . 

_ بعض مباني جامعة الأزهر في أوائل السبعينيات كانت الميدات ترتكز على تربة قابلة للانتفاش (تربة انتفاشية) وبعد استخدام تلك المباني كان من الطبيعي أن تتسرب المياة إلى التربة تحت الأساسات مما أدى إلى ضغط التربة على الميدات وأدى ذالك إلى شروخ في تلك المباني . 

كيفية عمل الجسات للتربة

تختلف طريقة عمل الجسات حسب نوعية التربة و طريقة عمل الجسات و كلامي عن الجسات بالطريقة المنتشرة حاليا بكثرة ( الطريقة المعتادة ) فمثلا . 
1 – أعمال الجسات في التربة الرملية : - 
يتم عمل تجربه اختبار الاختراق القياسي لاعماق التربة غير المتماسكة( الرملية و الزلطية ) (عدد الدقات اللازمة لاختراق التربة لمسافة 30.00 سم ) وذلك لتعين رقم الاختراق القياسى كمؤشر اساسى للكثافة النسبية للتربة غير المتماسكة و بالتالى مقاومتها للقص و الانضغاط 

عينات حبس غير مبللة – يتم اخذ عينات غير مقلقلة للتربة المتماسكة - يتم تحديد نهايات الطبقات بكل دقة عند تغيرها .

تأخذ العينات في أكياس من البلاستيك ويضع عليها تكيت باسم المشروع و رقم الجسة ورقم العينة وترسل للمعمل لأجراء التجارب عليها و التحليلات الكيميائية ثم إلى الاستشاري لعمل التوصيات اللازمة للبناء وعمل التقرير اللازم الخ . 
2 – أعمال الجسات في التربة المتلاحمة و الطينية : - 
تأخذ العينات بطريقة الحبس و يتم تشميع العينات الطينية بمجرد خروجها فورا و يفضل اخذ العينات بجهاز شلبي و يتم عمل بيارة بعمق التربة المتلاحمة لأخذ عينات غير مقلقلة لأجراء اختبارات معملية بدقة عليها و فى الطمى الضعيف حيث لايمكن تشميعة يتم عملتجربه اختبار الاختراق القياسي وذلك لعدم امكابية عمل البوكت (الغز الجيبى ) له فى المعمل و تأخذ العينات في أكياس من البلاستيك ويضع عليها تكيت برقم الجسة ورقم العينة الخ . 
3- أعمال الجسات في التربة الصخرية( الحجر ) : - 
يتم تشغيل الماكينة بسرعة بطيئة وضبط الوقوف بميزان المياه و النزول في الحجر مترا و إخراج العينات و يتم تقدير النسبة المئوية للاستخلاص ( Recovery ) و دليل خاصية الصخر ( مبين جودة الصخر R.Q.D ) و ذلك لمعرفة مدى استمرارية الصخور فى الطبيعة و مدى انتشار الفواصل و التشققات بها. اختبار RQD & CR و هكذا كل متر و تأخذ العينات في أكياس طولية بطول متر وتحديد بداية العينة من نهايتها ويضع عليها تكيت برقم الجسة ورقم العينة الخ . 
4- أعمال الجسات في التربة الزلطية( الزلط الكبير) : - 
يعمل ببارة قاسون و يتم العمل بداخلها واخذ العينات منها لأخذ عينات حقيقية معبرة عن التربة و لا يسمح بأخذ العينات بواسطة الظافر أو الدريقونة الخ 

دواعى استخدام طبقات الأحلال : أنواع تربة الأحلال : 

انهيارالمنشآت نتيجة الزلازل إن انهيار المنشآت أو تضررها الناتج عن حدوث زلزالٍ ما يرتبط بالعديد من الأسباب، و تحليل حالات الانهيار (فشل المنشآت) يدلنا على مكامن الضعف التي أدت إلى حصوله، و بالتالي يساع 
انزلاق التربة تتعرض المنشآت المشيدة على منحدرات أثناء حدوث الزلازل إلى حالة يمكن أن يتولد عنها فقدان استقرار تربة التأسيس و انزلاقها، إن انزلاق المنحدرات يعتمد على درجة ميلها فكلما زادت درجة ميلها و ا 
اسباب انهير المنشآت والمبانى فهناك من يطرح من العوام أو من أصحاب تخصصات أخري السؤال بصيغ مختلفة فرضتها حادثه معينه كسقوط مبني أو مشاهده مبني سيئ الشكل والحالة 
ابحاث التربة المتجمدة فى الصين ابحاث علوم التربة المتجمدة ولكنها اصبحت الان دولة متقدمة بالعالم فى هذا الصدد بنجاحها فى استخدام تكنولوجيا متقدمة فريدة لم يسبق لها مثيل 
** بحوث ميكانيكا التربة والاساسات اقسام ميكانيكا التربة وبحوث التربة 
وضع جبل المقطم التكتيكى والجولوجى مدينة المقطم التى تعرضت لكثير من الابحاث 
الوضع الجولوجى لجنوب القاهرة 15 مايو - حلوان - التبين

                      أعمال الحفر واستخراج العينات :

 يتم إيضاح جميع طرق أعمال الحفر واستخراج العينات التي قام بها الاستشاري للتربة أو للصخور ، والآليات والمعدات المستخدمة فيها وأنواعها وموديلاتها ، وعدد جسات التربة موضحة على مخطط الأرض المطلوب دراسة تربتها ، وسجلات الحفر لكل جسة وأعماق الجسات ، وإيضاح طبقات التربة وقطاعاتها وأنواعها المختلفة ومنسوب المياه الجوفية . 

                              الاختبارات الحقلية : 

يتم عمل الاختبارات الحقلية الضرورية حسب نوع التربة والحاجة إلى إعداد هذه الاختبارات، ومنها : - اختبار الاختراق القياسي . 
- اختبار الاختراق الاستاتيكي . 
- اختبار مقياس الضغط . 
- اختبار القص الدوراني . 
- اختبار مقاومة التربة للقص . 
- اختبار مقياس التمدد الحراري . 
- اختبار تحديد معامل نفاذية التربة . 
- اختبار تحديد دليل قوة تماسك الصخور . 
- تحديد الوحدة الوزنية الجافة للتربة . 
- اختبار القرص المحمل . 
- اختبار المكافيء الرملي . 
- تصنيف أنواع التربة والصخور وذلك طبقاً لما يلي : 
أ - نظام تصنيف التربة الموحد . 
ب- نظام آشتو لتصنيف التربة . 

                           الإختبارات المعملية : 

يتم شرح طريقة استخراج وحفظ ونقل العينات المقلقلة وغير المقلقلة والآليات المستخدمة فى ذلك ، وإجراء الاختبارات الضرورية حسب نوع التربة والحاجة إلى إعداد هذه الاختبارات والتي منها : 
- تحديد نسبة الرطوبة . 
- تحديد حدود اتربرج . 
- التدرج الحبيبـي . 
- الوحدة الوزنية للتربة . 
- الكثافة النسبية . 
- الوزن النوعي . 
- اختبار الدك . 
- تحديد نسبة تحمل كاليفورينا . 
- اختبار القص المباشر . 
- اختبار الضغط الغير محدد . 
- اختبار الضغط ثلاثي المحاور . 
- تحديد معامل نفاذية التربة . 
- اختبارات انهيارية أو انتفاخية التربة . 
- التحاليل الكيميائية . 
وجميع هذه الاختبارات تعطي معلومات كافية لتحديد خصائص التربة ومعاملاتها والمعاملات الأخرى المستخدمة في تصميم الأساسات . 

                                  التقرير الفني : يعتبر التقرير الفني من أهم مراحل الدراسة ، ويجب أن يحتوي التقرير النهائي على الحد الأدنى من المعلومات والمتطلبات التالية : 
1 - وصف المشروع ، ويشتمل على العناصر التالية : 
- المقدمة . 
- البيانات الرئيسية عن المشروع . 
- الموقع والمشاريع المقترحة عليه . 
- الأعمال المطلوبة . 
2 - جيولوجية المنطقة : 
- المميزات والمعالم الجيولوجية . 
- أنواع التربة والصخور . 
- الخرائط الجيولوجية . 
3 - استكشاف الموقع : 
- أعمال حفر الجسات ومواقعها وعددها وأعماقها . 
- المعدات المستخدمة وأنواعها وموديلاتها . 
- أماكن استخراج العينات وطرق تعبئتها وحفظها . 
- الاختبارات الحقلية . 
- الدراسات الجيوفيزيائية . 
4 - الاختبارات المعملية . 
5 - النتائج وتحليل المعلومات . 
6 - التوصيات ، ويجب أن تشتمل على ما يلي : 
- قطاعات التربة للجسات المختلفة موضحاً عليها طبقات التربة المختلفة وسماكة كل منها . 
- تحديد منسوب المياه الجوفية وتأثير ذلك على تصميم وتنفيذ الأساسات . 
- نوعية التأسيس الاقتصادي الملائم لتربة الموقع وأحمال المبنى المقام عليها . 
- الأعماق المختلفة الصالحة للتأسيس . 
- جهد التربة الآمن المسموح به عند كل منسوب تأسيس مقترح . 
- الهبوط الكلي المسموح به ، وكذلك الهبوط المتفاوت المسموح به وتأثير ذلك على تصميم الأساسات . 
- التوصيات اللازمة لحماية خرسانة الأساسات وأية إنشاءات تحت منسوب سطح الأرض من الأملاح والكبريتات . 
- التوصيات اللازمة للحفر والردم بالموقع والمواد المستخدمة وأماكن وجودها . 
- التوصيات الخاصة في حالة وجود مشاكل في التربة . 
- التوصيات الخاصة لطرق نزح المياه أثناء التنفيذ . 
- أية توصيات أخرى لها علاقة بالتصميم أو التنفيذ . 
7 - الملاحق : 
- سجلات حفر الجسات . 
– نتائج الاختبارات الحقلية . 
– نتائج الاختبارات المعملية . 
– المذكرات الحسابية لاستنتاج معاملات التربة . 
– الخرائط والمخططات والصور الفوتوغرافية .

ارجو الاضافة ليصبح الموضوع سلسلة من المعلومات عن التربة والجسات.

منقول 

تحيـــاتـــى

الجيولوجي المصري 

م.إبراهيم السيد الغتوري