القيسونات CAISSONS

9

القيسونات CAISSONS القيسونات هي أساسات عميقة مفرغة تتكون من خلية واحدة أو عدة خلايا أسطوانية وتصنع من الخرسانة المسلحة أو الحديد وتستخدم القيسونات تحت الظروف الصعبة عند استحالة الحفر العادي لوجود مياه جوفية أو مياة سطحية  وتستخدم لبناء الاساسات أو الارصفة بالقرب من الماء  في الانهر والبحار ..                         وتستعمل هذه الأساسات في الجسور أو الأعمال البحرية أو المجاري المائية ويكون قطرها أكبر من الأساسات الخازوقية( الركائز) وتتحمل أحمال أكبر منها. ويتم عمل هذا النوع من الأساسات بالخشب أو الحديد أو الخرسانة. وقد تشيد أما من داخل غرفة تغطس في المياه عن طريق عمل ستائر مانعة للمياه حولها وهذا النوع يسمى بالحجرة الغاطسة. أو قد تشيد حجرة عمل القيسونات من النوع مفتوح السقف.  وتستخدم القيسونات  عادة وسط المسطحات المائية أو تحت منسوب المياه الجوفية (الارضية ) لنقل الأحمال الكبيرة من الجسور والمنشئات الثقيلة إلى طبقات التربة أو الصخر الصالح لنقل الاحمال وبعد وصول القيسونات إلى المنسوب الذي يؤمن تحمل الاثقال تملأ خلاياه بالخرسانة ورغم أن القيسونات أكثر تكلفة  إلا أنها تستخدم  في الحالات الأتية :- 1- حينما تكون مساحة  سطح الاسس صغيرة مقارنة  بعمق المياه 2- حينما لا يمكن سحب المياه من حول الأسس أثنا تنفيذها بسبب الضغط العالي للمياه المترسبة أو النفاذية العالية للتربة . 3- حينما لا تصلح الستائر اللحوية في حجز المياه الجوفية أو السطحية  عن موقع الاساسات  اثناء تنفيذها . 4- جينما يكون قاع الحفر عرضة للفوران (PIPING)  وتستخدم القيسونات لاسس المنشآت الضخمة والثقيلة  التي لا تصلح معها أنواع الأساسات الأخرى  ( وتنقسم القيسونات وفقا لتكوينها الإنشائي وطريقة تنفيذها إلى ثلاثة أنواع ) أ- القيسونات المفتوحة . ب- القيسونات الصندوقية . ج- قيسونات الهواء المضغوط القيسون المفتوح (Open Caissons) : يتكون من شكل اسطواني او شكل صندوقي مفتوح من الاعلى والاسفل مع حافات مقطوعة بالطرف السفلي منه ، وبحجم وشكل يتناسب وأستخدمه كبدلة او طقم خارجي للاساس المسقط بداخله. تغرق القيسونة بالماء بواسطة وزنها او بالحفر تحتها بعدها تمليء بالخرسانة المطلوبة . 2- القيسونة الهوائية (Pneumatic Caissons) : تستخدم للاعمال الانشائية بقاع الانهار حيث حركة الرمال سريعة، وهذا النوع ايضا يأخذ الشكل الاسطواني او الصندوقي ويحوي حاجز أسفله لا يسمح بمرور الهواء منه ويتم المحافظة على ضغط هواء عالي اسفل الحاجز حتى لا يسمح للماء بدخول القيسونة من اسفلها ، ويكون الحاجز بارتفاع يسمح بحركة العمال اسفله بألاتهم لحفر قاع النهر ، ويرتبط خروج ودخول العمال بألاتهم وموادهم من والى اسفل الحاجز بأنفاق كالبئر تمر خلال الحاجز ومزودة بقفل هواء (Air lock) لا يسمح بتغير الضغط بداخل غرفة العمل اسفل الحاجز. وكلما تقدم العمل الى الاسفل وسقط جزء من القيسونة بقاع النهر يتم ملء جزء أعلى الحاجز وحول الانفاق بالخرسانة حتى يصل اسفل القيسونة الى القاع الصخري للنهر فيتم مليء غرفة العمل والنفق بالخرسانة ليتشكل لدينا في النهاية عمود خرساني متكامل من اسفل القاع الصخري الى اعلى وجه الماء. وعادة عند خروج العمال من داخل غرفة القيسونة المعرضة لضغط عالي يتم معالجتهم بتعريضهم لمعالجة تخفيف الضغط حتى لا يتعرض العمال الى امراض القيسونة وحتى يعتادوا الضغط المنخفض الطبيعي للجو.     - قيسونة الجمل (Camel Caisson) وهى مكونة من شكل اسطواني مقفل الجهتين مملوء بالماء تستخدم لتعويم السفن الغارقة وبالتالي فهو يغرق فوراً بالبحربجوار السفينة الماء ،  ثم يتم ربطه بالسفينة وافراغه من  ويضخ الهواء اليه بواسطة مضخات خاصة فيعوم ويعوم معه السفينة السفينة الغارقة هناك انواع أخرى من القيسونات تستخدم لاقفال مداخل الاحواض الجافة للسفن أو كبوابات لاقفال القنوات.. يتم اختيار القيسون المناسب طبقا لنوع المنشأ  وطبيعة التربة ومناسيب الاسس والمياه الجوفية  أو السطحية . وعادة تستعمل القيسونات المفتوحة للأساسات المنفذة داخل التربة الغير مغمروة بمياه حرة أعلاها بينما يستعمل النوعان الآخران للأساسات المنفذة على عمق البحريات .. المهندس الاستشاري فارس عبد الرزاق المهداوي 28-2-2012

تاريخ تطور الطرق في العالم

تاريخ تطور الطرق في العالم




ظهرت أول الطرق المرصوفه في بلاد الهند في اعقاب اختراع العجله حوالي3500 ق.م وفي مصر القديمه توجد علامات واعتقاد قوي بان فتره بناء الاهرامات ما بين 2000 و 3000 ق.م . وقد شهدت بناء للطرق المرصوفه التي استخدمت في نقل الاحجار الضخمة من المحاجر الى مواقع الانشاء . كما تشير الحفريات الاثريه الى وجود طريق مرصوف بالحجار في جزيره كريت يعود الى ما قبل عام 1500 ق . م وتنقل المصادر التاريخيه ان طريقا مهما قد تم بناءه. بين بابل ومصر بعد عام 539ق.م

وفي حين كان قدماء المصريون يرصفون طرقهم بالقطع الحجريه . كما استخدم البابليون والاشوريون مداميك من الطوب المحروق في رصف الطرق حول المعابد وداخل شوارع المدن . كما استخدموا ايضا خلطه مكونه من الاسفلت والطين كماده رابطه في عمليات الرصف

ومن الحضارات القديمه التي اهتمت بانشاء الطرق الحضارتين الفارسيه والرومانيه . حيث شيد الفرس في عام 500 ق.م طريقا بلغ طوله 2500 كم . وقد بلغ الرومان شأنا في انشاء الطرق لم يبلغه احد من قبل حيث يقدر طول الشبكه التي شيدت من مختلف انحاء الامبراطوريه الرومانيه بحوالي 90000كم من الطرق المرصوفه بطبقات متعدده من الركام وكسر الحجاره والكتل الحجريه , وقد تميزت الطرق الرومانيه بعده خصائص كانت نتيجه للفلسفه الاساسيه من وراء انشاء تلك الطرق وهي توفير سرعه انتقال والديمومه حيث كانت تلك الطرق منشأه اصلا لنقل الجيوش والمعدات الحرب لغرض السيطره الامنيه على مختلف ارجاء الامبراطوريه , لذلك كانت الطرق مستقيمه لتحقيق السرعه المطلوبه اخذا في الاعتبار ان المركبات المستعمله في ذالك الوقت لم تكن مزوده باليه الدوران , كما ان الرصف كان سميكا جدا يزيد عن 1 متر بالرغم من قله عدد المركبات وانخفاض احمال العجلات في ذلك الوقت ومن مضاهر التطور ايضا في عهد الرومان انشاء الجسور التي كانت على هيئه عقود حجريه ما زالت الى الان في بعض المناطق جنوب اوربا .

ولم تشهد اساليب انشاء الطرق أي تطورات مهمه حتى النصف الثاني من القرن الثامن عشر والذي يعتبر بدايه نهضه الطرق حيث بداء التفكير في انشاء طرق لها قدره عاليه مع الاقتصاد في استخدام كميات الصخور اللازمه لانشاء طبقات الرصف . جاء التطور في هذا الشأن على يد الفرنسي تراساجيت عام 1771م والذي قام بانشاء مجموعه من الطرق داخل فرنسا بسمك لا يتجاوز 30 سم ويتكون القطاع من طبقه اساس من الاحجار المرتبه على هيئه اهرمات تعلوها طبقات اخرى من كسر الحجاره باحجام اصغر كما روعي عمل ميول عرضيه لسطح الطريق لتصريف مياه الامطار .

وفي برطانيا شهدت نفس الفتره تطور مماثل في انشاء الرصف على هيئه طبقات والاهتمام بتصريف المياه على سطح الطريق . وقد برز اثنين من الرواد في هذا المجال جون ماكدام و توماس تلفورد وقد نشر جون ماكدام طريقه منهجيه لرصف الطرق عام 1827م عرفت باسم (macadam) ويمكن اعتبار طريقه ماكدام هي البدايه الفعليه لهندسه الطرق الحديثه . وبالرغم من انها جاءت تطويرا لاساليب أنشاء طبقات الرصف الموجوده انذاك الا انها قد حددت عدد من الشروط والمواصفات والمهمه التي استهدفت العنايه بتربه الاساس واختيار طبقات الرصف لضمان التوزيع التدريجي للاحمال وضروره تصريف مياه الامطار وعمل الميول الجانبيه.وقد تم انشاء طريق في انكلترا عام 1827م باستخدام طريقه ماكدام ويتكون من طبقه اساس بسمك 20 سم من الاحجار منتظمه الحجم (7.5سم) تدمك بعد وضعها على تربه اساس مدموكه ومجهزه بميول عرضيه مناسبه تعلو هذه الطبقه طبقه سطحيه بسمك 5 سم من ركام ذو حجم اصغر (2.5 سم)

وشهدت السنوات الاخيره اللاحقه ادخال تطويرات مهمه على طريقه ماكدام استهدفت تحسن التماسك بين حبيبات الركام والحد من تطاير الغبار وكذلك مواجهه الاحمال المتزايده لاوزان العربات التي تستخدم الطريق فضهر بما يعرف بالمالكدام المائي والماكدام البيتوميني , ويمثل النوع الاول (ماكدام المائي ) في رش الماء على طبقه سطح الركام التي يتم دمكها حيث يسهل الماء عمليه الدمك ويكون عجينة لينة من المواد الناعمة الناتجة عن تفتيت حبيبات الركام بسبب عملية الدمك وتعمل هذه العجينة على تماسك حبيبات الركام وتزيد من قوه ثبات طبقه الرصف .

في الماكدام البيتوميني يتم رش البيتومين السائل على سطح الطريق بحيث يسهل عمليه الدك ويقوم بدور الماده الرابطه لتوفير الالتصاق اللازم لحبيبات الركام وبذلك يمكن من الحصول على قياده افضل واكثر تماسك وديمومه مع التخلص من مشكله تطاير الغبار على سطح الطريق بسب مرور العجلات .

ومع ان النهضه الاقتصاديه الشامله في بدايه القرن العشرين وتطور صناعه المركبات كان لها دور في تطوير انشاء الطرق من الناحيتين العلميه والعملية الا ان الحربين العالميتين الاولى (1914-1918) والثانيه (1939-1945) كان لهما الدور الاكبر في تطوير صناعه الطرق لما تطلبته من حركه نقل كبيره للجيوش والمعدات وايضا ضهور الحاجه الملحه لانشاء اعداد كبيرة من مهابط للطائرات .

كما ان هندسه الطرق استفادت بدورها من التقدم الشامل الذي شهدته العلوم والتقنيات الاخرى حيث تستخدم طرق تصميم الرصف الحديثه اخر ما توصلت اليه علوم المواد ونظريه تحليل الانشاءات ونظريه المرونه وتقدم صناعه المواد البيتومينيه ........الخ

وقد ضهرت عام 1933 م اول مواصفات خاصه باعمال الطرق في برطانيا وكانت عباره عن كراستي ملاحظات الاولى بعنوان غطاء الاسفلت المفرد (Single Caot) والثانيه بعنوان الغطاء الاسفلت الزدوج (Two Caot ) وتحتويان على وصف طريقتين للرصف باستعمال الاسفلت (asphalt n 510) و (asphalt n 511 ) البارد واعقبتها في عام 1935 م مواصفات خاصه بالرصف الساخن وهي (594 BS/) وتوضح كيفيه خلط الركام مع البيتومين

وشهدت فتره ما بعد الحرب العالميه الثانيه تقدما كبيرا في مجال هندسه الطرق وبشكل عام وفيما يخص تصميم الرصف والخلطات البتومينيه بشكل خاص حيث ظهرت انواع متعدده من الرصف البيوتيني مثل خلطات الاسفلت الملفوف الساخن والخرسانه الاسفلتيه بانواعها المختلفه مثل الخلطه الخرسانيه الكثيفه التدرج وذات التدرج المفتوح والاسفلت المسامي ..... الخ كما ظهرت عده طرق لتصميم الخلطات الاسفلتيه من اشهرها طريقه مارشال وطريقه هبرفليد والسوبر بيف وغيرها.





المهندس الاستشاري

فارس عبد الرزاق المهداوي

المواد المضافة للخرسانة concrete admixture

المواد المضافة للخرسانة concrete admixture

أنواعها واستخداماتها

المواد المضافة هي عبارة عن مواد أو تراكيب من عدة مواد تضاف للخرسانة أثناء الخلط لتحسين خاصية أو أكثر من خواص الخلطة الخرسانية وإكسابها ميزات جديدة تتناسب مع الأغراض والمتطلبات لها . وان أستخدام هذه المواد مع الخرسانة يجب أن يكون في الحالات الضرورية وحسب تعليمات الشركة المصنعة لهذه المواد حيث توجد نشرة فنية للمادة يذكر فيها مواصفات وطرق الخلط واستخدامها مع الخرسانة حيث ان لهذه المواد مضارا كبيرة على الخرسانة اذا استخدمت بشكل خاطىء أو اذا كانت المادة منتهية الصلاحية.

ان الغرض الرئيسي من استخدام هذه الموادحسب النوع لكل مادة مضافة هو :

 تعجيل زمن التصلب للحصول على مقاومة اكبر  .
.الحصول على قابلية تشغيل عالية   

أبطاء زمن التصلب في الاجواء الحارة

مقاومة التاكل والتحميل

شروط أستخدام المواد المضافة :

يجب ان تحقق المواد المضافة عددا من الشروط التالية لكي تكون فعالة واقتصادية وتؤدي الغرض الذي من اجله تم استخدامها وكما يلي:

-أن تكون محققة للامان الخرساني المطلوب

-أن تكون اقتصادية التكاليف

-ان تكون غير مضرة للخلطة الخرسانية او المنشأ

 

 

 

 

 

 

أنواع المواد المضافة:.
هناك العديد من المواد المضافة  وتختلف كل شركة مصنعة عن الاخرى في نسب الخلط  لها واداؤها وتأثيرها على الخرسانة ولكن اهم الانواع المتداولة هي كما مدرج ادناه:

 

 

 

 

الملدن العادي   plasticizer*
يتميز الملدن العادي بأنه متعدد واقتصادي للخرسانة ومطابق للمواصفات الأمريكية والبريطانية
يستعمل :
1- لإنتاج خرسانة ذات سطح نهائي جيد وكفاءة عالية .
2- عند وجود صعوبة في صب الخرسانة وكثافة قضبان التسليح
3- إنتاج العناصر الخرسانية سابقة الصب .
كما انه يتميز بتحسين قابلية التشغيل دون زيادة الماء للخرسانة . وزيادة قوة وعمر الخرسانة وزيادة المقاومة والتحمل مع الزمن .ويقلل من نفاذية الماء ولا يسبب أي تلف لحديد التسليح....
_% نسبة تخفيض المياه حوالي 10

 

ملدِن عالي الأداء  super plasticizer*
أن لهذه الأنواع من الملدنات تأثير على إنتاج خرسانة ذات قابلية تشغيل عالية وزيادة الاجهادات المبكرة والنهائية بتقليل محتوى الماء
يستعمل للأساسات والبلاطات والأعمدة والعناصر الإنشائية كثيفة التسليح , كما انه يتميز بقابلية تشغيل عالية ومقاومة ضغط تصل إلى 100 % بعد 16 ساعة وتحسن في زيادة نسبة الاجهادات بالإضافة إلى توافقه مع كافة أنواع الاسمنت .
نسبة تخفيض المياه حوالي %20

مسرع التصلب Accelerators*
تضاف مع الخرسانة المسلحة في الأوقات الباردة لزيادة نسبة التصلب مع الزمن وتقليل الزمن اللازم للوصول لزمن انتهاء التصلب , ويستخدم مع كافة أنواع الاسمنت البورتلاندي
كما يستعمل لزيادة الاجهادات المبكرة وفي محطات الخلط المركزية
يتميز بتحقيق مقاومة عالية ونسبة فراغات ضئيلة جداً يفضل إضافته أثناء إضافة الماء لإعطاء أفضل النتائج
نسبة تخفيض المياه الماء من 20%  إلى% 30

مكتم للخرسانة المسلحة  waterproofing*
تستخدم هذه المواد بفاعلية عالية في تقليل النفاذية والحصول على خرسانة كتيمة حيث يمكن استخدامه في الخرسانة الخاصة بالمنشآت الحاجزة للمياه كالسدود والخزانات وأعمال المجاري حيث تتطلب هذه الأعمال استعمال خرسانة قليلة النفاذية وتعمل أيضاً على زيادة عمر الخرسانة ولا تؤدي إلى إتلاف حديد التسليح .

بعض الاحتياطات الوقائية البسيطة يجب أن تؤخذ بنظر الاعتبار وتدرس جيدا عند أستخام المواد المضافة

*التاثير الرئيس للمواد المضافة على أداء الخرسانة.

*الاثار الجانبية المفيدة والضارة.

*المواصفات الفيزيائية للمواد المضافة وتركيزها ايضا.

*التأكد من عدم وجود اية مواد ضارة مثل الكلوريدات والفوسفات والنترات والامونيا في تركيب المواد المضافة.

*دراسة الاخطار المهنية المحتملة لمستخمي المواد واخد الاحتياطات اللازمة لها .

*دراسة طريقة تهيئة وتحضير المواد المضافة لغرض خلطها مع الخرسانة والالتزام بالكميات والجرعات المطلوب استخدامها من المواد بدقة وعدم تجاوز الحد الاعلى المسموح من الجرعة ونأتير الجرعة الاكثر على الخرسانة .

الالتزام بتعليمات خزن هذه المواد وتهيئة الظروف المناسبة لخزنها حسب النشرة الفنية .

 

   

 

 

 

المهندس الاستشاري

فارس عبد الرزاق المهداوي

 

الركائز / أنواعها وأساليب تنفيذها :

تعتبر الركائز أحد أجزاء المنشات المهمة التي تقوم بنقل الاحمال من المنشأ الى اعماق التربة . ويختلف تصنيف الركائز أعتمادا على شكل مقطع الركيزة وطبيعة االمكان الذي يتم تنفيذها به كأن يكون على اليابسة أو في حوض النهر أو في البحر وكذلك على طول الركيزة قصيرة أو طويلة وعلى طبيعة المنشأ الذي تعمل عليه كأن يكون جسرا أو بناية أو برج وغيرها وكذلك يعتمد تصنيف الركائز على أسلوب التنفيذ لها كأن تكون ركائز حفر أو دق أو صب موقعي. ولغرض تسليط الضوء على انواع الركائز فأن ذلك سيكون بالدرجة الاساس على طرق التنفيذ وكيفية نقل الاحمال أو الغرض من أستخدامها ونوع المادة المستخدمة للركيزة  وكما مبين في أدناه:

أولا- حسب طريقة التنفيذ

   Displacement Piles ركائز أزاحة  _

في هذا النوع يتم تصنيع الركيزة مسبقا كأن تكون خرسانية أو حديدية على شكل أنبوب أو مقطع أج أو اي مقطع أخر ثم توضع في التربة أما بالدق أو بالضغط أو البرم وتسبب أزاحة للتربة.

 

Replacement Piles _ركائز تفريغ

في هذا النوع لا يتم عمل اي أزاحة للتربة وعادة يتم حفر التربة ثم يتم تنفيذ الركيزة داخل هذه الحفرة .

ثانيا- حسب طريقة نقل الاحمال :

 

 End Bearing Piles_ ركائزتحمل أو أرتكاز

وهذاالنوع ينقل الاحمال الى التربة بالمقاومة المتولدة عند نقطة أرتكازها

       Friction Piles ركائز أحتكاك_

وهذا النوع ينقل الاحمال بمقاومة الاحتكاك الحاصل بين الركيزة والتربة المحيطة بها   لذلك فأن زيادة تحمل الركيزة يعتمد على زيادة المساحة السطحية للركيزة وتحقيق تداخل قوي بين سطح الركيزة والتربة المحيطة بها .   Skin Frictio

 

ثالثا- حسب نوع المادة المصنوعة :

-      ركائز حديدية مثل الركائز الانبوبية وباقطار مختلفة ومقاطع - والشيت بايل وأخرى . H-PILE ,I-SEC الاج بايل والاي  

ركائز خرسانية وتكون بنوعين النوع الاول ركائز مسبقة الصب     بأطوال مختلفة وبمقاطع مختلفة ايضا وهو النوع الشائع الاستخدام  حيث يتم صبها داخل قوالب حديدية أو خشبية والنوع الثاني ركائز الصب الموقعي حيث تعمل هذه الركائز في مقاومتها عن طريق حفر التربة بالقطر والعمق المطلوب ثم تملاء بالخرسانة المسلحة أو العادية.

الركائز الخشبية وهي تستخدم للترب الطينية الرخوة

الركائز المركبة – وتكون هذه الركائز من مادتين مختلفتين مثلا خشبية وكونكريتية أو حديدية .

وهناك أنواع أخرى من الركائز وهي   

under reamed  shaft   

وتستخدم في هذه الركائز معدات خاصة تعمل على توسيع مقطع الركيزة في الاسفل لزيادة تحمل الركيزة .

والنوع الاخر هو     

Tangent Pile Wall

وهي ركائز ذات قطر صغير يتراوح من 3 الى 12 أنج وتستخدم في المناطق التي لا يمكن استخدام ركائز بعمق كبير بسبب وجود منشات مجاورة أو لضيق منطقة العمل التي لا تسمح باستخدام معدات ضخمة لتنفيذ الركائز الاخرى    

 

بعض الانواع الخاصة من الركائز

الركائز الصفيحية   Sheet piles

وهي من انواع الركائز الدق وتتمثل باستخدام صفائح حديدية متداخلة لتكون حاجز مستمر في الارض ويكون الاستخدام الرئيسي لهذا النوع في الجدران الساندةوالموانىء والسدود لتمكين الاعمال الثابتة من الانجاز.

 

ركائز نوع   Adfreez piles

تستخدم هذه الركائز في الاراضي التي تتجمد باستمرار وتستمد الركائز قوتها من خلال الترابط الذي يحصل بين التربة المنجمدة حول الركيزة وسطح الركيزة نفسها وتتمثل طريقة تنفيذها بحفر ثقوب في الارض بحدود مرة ونصف الى ثلاث مرات اكبر من قطر الركيزة ويتم ضخ مزيج من الرمل والسمنت والماء لملىء الفراغ بين الركيزة والتربة المحيطة .

 

ركائز أعمدة الحجر  Vibrated stone columns

وهي احدىا التقنيات المستخدمة في تحسين خواص التربة وذلك بوضع أعمدة من الركام الخشن في التربة ذات التحمل الضعيف لزيادة قابلية تحملها .

Soldier piles or King piles

  تتكون هذه الركائز من مقاطع حديدية على شكل مقطع أج يتم دقها على مسافات تتراوح من 2 الى 3 متر قبل أعمال الحفر  وعندما يبدأ الحفر افقيا يتم وضع الواح خشبية بين المقاطع الحديدية وتستخدم هذه الركائز في الترب الطينية والترب فوق منسوب المياه الجوفية

 

 

 

فارس عبد الرزاق المهداوي

مهندس أستشاري                 

15-12-2011