خطوات تنفيذ المباني 3

أعمال الأساسات

الأساس هو القاعدة أو الفرشة التي تحمل أي جزء إنشائي في المبنى من عامودأو حائط أو كلاهما ويتوقف تحديد نوع الأساس المستخدم على خبرة المهندس في تقديرالجهود التي تتحملها أنواع التربة المختلفة وأنواع الأساسات المستعملة في المبانيوالمنشآت هي:

(أ) أساس عادي:

قاعدة من الخرسانة العادية على جزء واحد أو جزئين وقد يكون معظمها منالخرسانة العادية وعليها كمرة أو ميدة مسلحة أو قاعدة صغيرة مسلحة.

(ب) أساس مسلح:

قاعدة تعتمد أساساً على التسليح وقد يكون تحتها دكة من خرسانة عادية لتسهيلتوزيع الجهود على فرشة أكبر على التربة وكذلك لعزل الحديد عن الأرض.

(ج) أساس طوب – أساس دبش:

أساس يعتمد على استخدام الطوب أو الدبش في نقل الأحمال والجهود إلى التربةعلى ميول غالباً 45ْ للقصص المباني و60ْ للقاعدة الخرسانية وإن كان يكفي 45ْ.

(د) أساس صلب:

أساس يعتمد على كمرات من الصلب لتوزيع الجهود والأحمال ونقلها إلى الأرضوقد تغلف بالخرسانة العادية لعزلها عن الرطوبة والجو وحمايتها من الصدأ والتفكك.

(هـ) أساس خشب:

أساس كالسابق ويعتمد على الخشب بدلاً من الصلب مع مراعاة عزل الخشب تماماًضد الرطوبة واستخدام خرسانة عادية لتغليفه.

(و) أساسات مستمرة:

أساسات حوائط مستمرة بدون فاصل بينها كقواعد الأعمدة.

(ز) أساسات منفصلة – القواعد المنفصلة:

أساس مكون من عدة قواعد منفصلة كل منها مستقلة تحت عمود مسلح وقد تربط معاًبميد أو كمرات مسلحة لحمايتها من الهبوط الجزئي أو الانفرادي.

(ح) أساسات متصلة – قواعد متصلة – قواعد مشتركة:

أساس مشترك تحت عمودين أو أكثر وتراعى تغيرات العزوم في هذه الحالة من موجبإلى سالب وبالعكس.

(ط) أساسات ميكانيكية – خوازيق ميكانيكية:

خوازيق تدق بالآلات للوصول إلى التربة السليمة الصالحة للتأسيس.

(ى) أساسات يدوية – خوازيق يدوية:

خوازيق تدق بالبريمة أو باليد للوصول إلى التربة السليمة الصالحة للتأسيس.

(ك) أساسات لبشة – أساس فرشة:

أساس مكون من قاعدة واحدة مستمرة تحت المبنى كله وتكون من جزء واحد عادي أوجزء واحد مسلح أو كليهما معاً.

(ل) أساسات ماكينات:

أساسات تحت الآلات ويراعى فيها مقاومة الاهتزاز وتكون من كتل خرسانية علىالأرض مباشرةً أو على خوازيق ميكانيكية.

الشروطالواجب مراعاتها عند تصميم وتنفيذ الأساسات:

أولاً: أن تكون تربة التأسيس متجانسة وغير متغيرة المنسوب والسمك ما أمكن معدراسة التحركات المحتملة للتربة بعد التأسيس.

ثانياً: سلامة بيانات تحمل التربة بعد التأكد من نوعها مع مراعاة معامل الأماناللازم للتصميم لتكون مساحة الأساس كافية لتوزيع الأحمال على التربة ومواجهة جميعالاحتمالات مع مراعاة عمق وأبعاد الأساس مع احتمال تغير القوى المؤثرة على الأساس.

ثالثاً: توزيع ضغوط وأحمال المبنى بانتظام على الأساس سواء مهما كان نوعه لتفاديالهبوط الغير منتظم الذي يسبب الشروخ والصدع مع مراعاة احتمال نقص قدرة تحملالتربة.

رابعاً: مراعاة تعامد سطح فرشة الأساس مع محصلة الأحمال وكذلك مراعاة انطباق محصلةالضغوط مع محور الأساس ما أمكن إلا في حالة الحوائط الملاصقة للجيران فيستعاض عنذلك بتقويتها وربطها بشدادات مسلحة وعمل كعب للأساس.

خامساً: مراعاة تصميم خلطات الأساس من مواد مناسبة للقوى المؤثرة ولظروف الموقع منحركة ورطوبة وغيرها.

سادساً: عمل احتياطات العزل اللازمة ضد الرطوبة والذبذبات وظروف الموقع واحتمالاتمرور توصيلات أو مرافق خلال الأساسات أو وجود أساسات قديمة بالموقع.

سابعاً: توزيع أحمال المبنى على أعمدته بانتظام ووضع الأعمدة أو الحوائط وبالتاليأساساتها على مسافات متناسبة لتكون الأحمال التي عليها متجانسة.

ثامناً: يراعى الآتي:

ý                       حساب الأحمال الدائمة وحدها وهي تسمى أحمال ميتة.

ý                       حساب الأحمال الحية وحدها وهي معروفة بالحمل الإضافي.

ý                       حساب الأحمال المتحركة وحدها وهي كالسيارات والأوناش.

ý       حساب الأحمال الذاتية للأعمدةنفسها والأساس وتقدر بحوالي من 10:5% من الأحمال الواقعة عليها.

ý       تقدر ضغوط الرياح في حالة المبانيالمرتفعة وهي حوالي ( + أو - ) 100 كجم / م² في مصر.

ý       تقدر ضغوط المياه والأتربة للحوائطالساندة ويراعى في ذلك كثافة التربة وارتفاعها وزاوية الشو.

ý                       تقدر قوى الاحتكاك بين الأتربة وأجسام الحوائط.

ý       تقدر أوزان الأتربة فوق أقدامالأساسات وكعبها في حساب الضغط من أعلى إلى أسفل وقد تهمل في ذلك أماناً للحساب.

يجبعلى المهندس المصمم أو المنفذ مراعاة ما يلي:

1- إذا وجدت طبقة لينة على بعد ما من منسوب الأساس فلا يجب أن تزيد الضغوطالإضافية التي تتعرض لها هذه الطبقة عن قدرتها المأمونة للتحميل.

2- إذا كان الأساس قريباً من ميل طبيعي في الأرض فيجب حماية التربة من فقدقدرتها على مقاومة القص وذلك بعمل حوائط ساندة أو عمل الأساس بعمق أكبر من سطحالانزلاق.

3- يزداد معامل الأمان في تقدير الجهود المأمونة للأراضي الطينية اللينةلأن حمل الأساس الرأسي يسبب تحركات جانبية لينة بطيئة مع هبوط في المبنى.

4- إذا تضاغطت التربة الطينية أو الطفلية لتداخل حبيباتها تحت المبنى أوبسبب الاهتزازات فإن حجم التربة يقل ويسبب هبوط الأساس ويعالج ذلك بدمك التربةبالهراسات الهزازة أو بدق الخوازيق اللوحية حولها أو بغمر التربة بالماء في حالةالجفاف.

5- تتحرك المياه بالأدوار الأرضية نحو مصادر الحرارة مما يفقد التربة جزءاًكبيراً من مائها فتتصلب وتزيد في الجفاف حتى تنكمش وتهبط.

6- يهبط المبنى إذا سحبت أو انخفضت المياه الجوفية من حوله مع تصلب التربةويزيد الهبوط كلما كان السحب سريعاً ولذلك يجب تنظيم سحب المياه بطريقة وبمعدلبطيء.

7- الحفر المستجد القريب من المبنى وإنشاء المباني الجديدة المجاورة بسببخفض لقدرة تحمل التربة ولذلك يجب تزويد الدعامات الكافية.

8- البخر الناشئ حول الأساس وتحته وخاصة في التربة الرملية يسبب انهيارالأساس وخاصة إذا كانت حركة المياه سريعة.

9- تسرب المياه إلى التربة الطينية الجافة أو الطفلية الجافة قد يسببهبوطاً أو تمدداً للتربة مع فشل في مقاومة جهد القص.

10- لا يترك حفر الأساس في التربة الطينية أو الطفلية مكشوفاً لمدة طويلةحتى لا تتغير الخواص الطبيعية للتربة.

11- تعمل الأساسات باستخدام الأسمنت الألوميني بدلاً من البورتلاندي إذااحتوت التربة على مواد كيماوية ضارة أو متحللة.

12- يراعى أن تكون مناسيب مواسير المياه الرئيسية المارة بالموقع أعلى منمنسوب التأسيس حتى لا يؤدي إلى احتمال انفجار أي ماسورة إلى تخلخل التربة بقوةتدفق المياه.

13- القوة الرأسية الواقعة على الأساسات تحتسب كما يلي إذا كانت محوريةالحمل:

الحمل الميت +الحمل الحي + الوزن الذاتي للأساس  – وزن التربة المزاح

14- يجب أن لا تحدث تفاوتات في جهود التربة تحت القواعد المختلفة للأساسبأكثر من 25% من أقصى جهد مسموح به.

15- في حالة ضغط التربة أو الماء على الحوائط الساندة أو في حالة وجود قوىأفقية من المنشآت المجاورة لا يجوز أن يتعدى أقصى جهد ناشئ عن المحصلة الرأسيةللقوى المؤثرة على الأساس قيمة جهد التحميل المسموح به عن التربة كما يجب ألا تزيدالمحصلة الأفقية عن قوة الاحتكاك بين أسفل الأساس والتربة الملامسة له مضافاً إليهجزء من الضغط السلبي للتراب فوق الأساسات.

16- في حالة التفاوت الكبير في الضغوط تحت أجزاء المبنى الواحد فتفصلأساسات الأجزاء ذات الأحمال الكبيرة من باقي المبنى وكذلك الجزاء المعرضةللاهتزازات.

17- في حالة استخدام أساسات الفرشات الكاملة أي اللبشات وافتراض انتظامتوزيع جهود ضغوط التربة تحت اللبشة فيجب استخدام جهود مخفضة لمادة الأساس ويتوقفالجهد الأقصى لتحميل التربة الغير متماسكة على:

• q       عمق مستوى التأسيس.
• q       عرض الأساس.
• q       كثافة التربة.
• q       قيمة زاوية الاحتكاك الداخليللتربة.
• q       قوة التماسك.