نبذة تعريفية عن مرحلة “تحريات موقع” المشروع الهندسي

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مرحلة تحريات موقع المشروع الهندسي المشروع الهندسي علوم الأرض والجيولوجيا

ونستعرض فيما يلي بعض الدراسات الواجب إجراؤها:

أولاً: تحريات الموقع: 

تعتمد كثافة هذه التحريات على نوع المشـروع وحجمه، فالتحريات الخاصة بمشـروع سكني تختلف عنها لمشـروع سد أو مطار دولي أو مشروع إسكاني كبيرة حيث تحتاج مثل هذه المشاريع إلى دراسة مستفيضة للموقع.

وتهدف التحريات أول ما تهدف إلى اختيار أفضل موقع للمشروع ثم المساعدة في صياغة التصاميم الأولية للمنشآت.

ويمكن تقسيم التحريات الموقعية بشكل عام إلى مراحل رئيسية ثلاثة هي:

 

المرحلة الأولى:

وفيها يتم البحث عن المعلومات المتوفرة عن الموقع مثل التقارير الجيولوجية الإقليمية والمحلية بما فيها الخرائط الجيولوجية والطوبوغرافية.

وللاستشعار عن بعد متمثلاً في صور الأقمار الصناعية والصور الجوي أهمية كبيرة في هذه المرحلة.

إذ تساعد في دراسة الصخور السطحية والنظام النهري وأشكال الأرض المختلفة والتراكيب الجيولوجية، وطبيعة التربة والزراعة وحالات الرطوبة، بالإضافة إلى الاستخدامات البشرية للأرض، وهذه كلها مهمة في التقويم العام والأولي لموقع المشروع.

 

المرحلة الثانية:

وتتمثل في الاستطلاعات الحقلية وتشتمل على مسح جيولوجي دقيق لمنطقة المشـروع يتم من خلاله تحديد أنواع الصخور وتكويناتها، وكيفية وجودها وعلاقات بعضها مع بعض، وإعداد خارطة جيو هندسية مفصلة. 

إضافة إلى بعض المعلومات الأخرى مثل: التطبق، كذلك التشققات الصخرية من حيث كثافتها (عدد التشققات في الوحدة المربعة) واتساعها والمواد المعبئة لها إن وجدت.

ويتضمن هذا المسح أيضاً دراسة الوضع تحت السطحي عن طريق مقاطع الطرق وحفر خنادق بأبعاد مختلفة من أجل معرفة مقاطع التربة والتوزيع العمودي لها.

 

المرحلة الثالثة:

وهي إجراء الفحوصات الهندسية اللازمة للعينات التي تم جمعها حيث يتم ذلك في مختبرات المؤسسات الحكومية أو الخاصة أو مختبرات مؤقتة تعد خصيصاً في منطقة المشـروع.

ومن الضرورة بمكان تصنيف العينات بشكل جيد وحفظها بحالتها الطبيعية ومحتواها المائي.

ومن الصفات التي يتم دراستها: قوي تحمل التضاغظ والعزم والمحتوى المائي والكثافة والنفاذية والمسامية، والتعري، والتفتت بفعل الماء وغير ذلك، فيما يلي استعراضنا لبعض هذه الصفات:

 

1- قوة التضاغط:

وهي عبارة عن مقدار الضغط اللازم لكسـر عينة محملة من الطرفين وغير محصورة (حرة) من الجانبين (شكل رقم 1). وتكون العينة عادة أسطوانية الشكل ومتطاولة (طولها ضعف قطرها).

وتحسب قوة تحمل العينة بمقدار الضغط الواقع على وحدة المساحة المربعة عند انكسارها. والجدول المرفق يبين تقويماً إحصائياً لقوى تحمل كثير من الصخور الشائعة التي تهم الجيولوجي الهندسي (الجيو هندسي).

وهناك عوامل كثيرة تتحكم في قوة التحمل للصخور كالمحتوى المائي مثلاً حيث تشير معظم التجارب المخبرية على أن الزيادة في المحتوى المائي للصخور تسبب نقصاً في قوة تحملها وفي معامل المرونة لها. ولكن أحياناً يحصل عكس ذلك كما في بعض الصخور البركانية (شكل 2).

 

أما الصخور الرسوبية فتعتمد قوة تحملها على نوعية وكمية المادة اللاحمة التي تربط الحبيبات بعضها مع بعض وكذلك على قوة الحبيبات نفسها.

ومن العوامل التي تؤثر على قوة تحمل الصخر درجة التجوية بالإضافة إلى التطبق حيث أن قوة التحمل تكون أعلى قيمة عندما يكون الضغط عمودياً على اتجاه التطبق، ولكن معامل المرونة يكون أعلى إذا كان الضغط موازياً لاتجاه التطبق.

 

ومن هنا تتبين أهمية العلاقة بين اتجاه القوى واتجاهات التطبق والتكسـر في الأساس الصخري عند حساب قيمة قوى التحمل المستخدمة في التصاميم الهندسية. يعرف الصخر بأنه سوي الخواص (Isotropic) إذا لم تتأثر قوة تحمله باتجاه القوى الواقعة.

أما إذا كانت مكونات الصخر أو النظام الصخري ذات أبعاد وعلاقات نسيجية متساوية فيعرف بأنه متجانس وعكسه غير متاجنس. ومن الجدير بالذكر أن معظم صخور مواقع الإنشاءات غالباً ما تكون غير متجانسة وغير سوية (Anisotropic).

 

2- قوى العزم في الصخور: 

قوى العزم هي القوى التي تؤثر في اتجاهات متضادة مما يسبب تفكيك أجزاء الصخر أو التربة بعضها عن بعض. وهناك علاقة بين قوى العزم وقوى التضاغط، حيث أن كل تضاغط عادة ما يكون مصحوباً بقوى عزم.

فمثلاً في حالة السد القوسي فإن جسم السد الخرساني يضغط الصخور الجانبية وينشأ عن ذلك قوي عزم قد يؤدي إلى انهيار السد، خاصة إذا كانت الصخور تحتوي على نطاقات ضعيفة، وبالتالي ينتج قوى أشد في جسم السد تؤدي إلى هدم أو كسر في ذلك السد.

في بعض الحالات يؤدي استمرار تحميل الصخور بالاثقال على مدى أزمنة طويلة إلى انسيارها فتصبح وكأنها سائل كثيف، وتعرف تلك الظاهرة بـ (انسياب اللدائن).

 

3- الضغط الكامن Ambient Stress

ينشأ هذا الضغط في الصخور عن قوى طبيعية قديمة، أو نشاط زلزالي حديث أو ربما بفعل عوامل بشـرية مجاورة، ومن الممكن أن يبقى كامناً في الصخور فترة طويلة بعد زوال المسبب.

ومن العوامل المساعدة على انطلاق مثل هذه القوى، الحفريات وخاصة الأنفاق والمقالع الصخرية حيث تتحول القوى الكامنة إلى قوى حركية مما قد يؤدي إلى حدوث تفسخ في الصخور.

وإذا كان التفسخ سريعاً فإنه يحدث انفجاراً صخرياً، وللحيلولة دون ذلك يتم تصميم دعامات حديدية أو خرسانية فوق سقف النفق وبالتالي فإن الضغوط تعتمد على عمق النفق تحت سطح الأرض.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]