المراحل التفصيلية لتنفيذ اعمال الاوتاد الخرسانية Construction of concrete Piles

المراحل التفصيلية لتنفيذ اعمال الاوتاد الخرسانية Construction of concrete Piles
للمهندس محمد زايد - منقول للفائده

مقدمة

منذ عدة سنين مضت كنت اجهل الخطوات المتبعة لتنفيذ مثل هذا البند المهم لعدم تنفيذي لمشاريع تحتويها. ولكن بعد ان قمت بتنفيذ عدة مباني متعددة الطوابق تحتوي على الاوتاد الخرسانية واكتشفت مدى أهمية ان يكون المهندس المدني مطلع بل ومدرك لجميع خطوات تنفيذ هذا البند , وبعدما شعرت لحظات من الضياع في أول مشروع نفذته فيه هذا البند .
رأيت انه من الضروري بل ومن الواجب علي طرح القليل الذي تعلمته والخبرة المتواضعة التي اكتسبتها في هذا المجال في هذا المنتدى الغالي لتعم الفائدة على باقي الزملاء.
وهذا من باب {خير الناس من تعلم علما" وعلمه } و { خير الناس انفعهم للناس }

وأنا لا اجزم أنني سألم بجميع نواحي التنفيذ لهذا البند فهو اكبر مما استطيع وأكثر تشعبا" مما نتصور ولكن سأحاول التركيز على اغلب النواحي العملية التي تواجه المهندس في موقع العمل ( سواء كان مهندس إشراف أو مهندس تنفيذ )
مع فتح باب إضافة المعلومة أمام من يملكها في هذا المجال.

المسميات : الخوازيق : الاوتاد : الركائز : البايلات : Piles جميعها معاني مرادفة لبعضها البعض .
شخصيا" افصل استخدام كلمة: الأوتاد الخرسانية وهي التي سأستخدمها في هذه المشاركة.

في هذه المشاركة لن أتكلم عن أنواع الاوتاد الكثيرة أو طرق تصميمها المختلفة بل سأركز على اكثرها استخداما" في المباني السكنية / والتجارية(Cast in – situ bored Piles ) وعلى آلية تنفيذها في الموقع, محاولا" تدعيم ذلك بصور من الموقع أو مخططات لمشروع.

وسأقوم بأذن الله بتجزئة هذه المشاركة الى أربعة اجزاء متسلسلة :
الجزء الأول – أهم المستندات الواجب توفرها قبل البدء بالتنفيذ .
الجزء الثاني – تجهيز موقع العمل قبل البدء بأعمال التنفيذ.
الجزء الثالث – تنفيذ اعمال الاوتاد في الموقع.
الجزء الرابع – الفحوصات الخاصة بأعمال الاوتاد.

تعريف وايضاحات

قبل البدء بشرح مراحل تنفيذ اعمال الاوتاد الخرسانية سأوجز ملخص بسيط عن نوع الاوتاد المراد شرحه في هذه المشاركة بالاضافة الى معلومات أساسية عن الاوتاد

Cast in – situ bored Piles

ويصنف تحت نوع الاوتاد المسمى Replacement piles
وصف بسيط لهذا النوع :
في هذا النوع من الاوتاد يتم استبدال التربة الناتجة من حفر مكان الوتد بالخرسانة المسلحة المصبوبة في موقع العمل ومن هنا جاء مسماها (cast in situ ) لان هنالك أنواع أخرى قد تكون مسبقة الصب Pre-cast ,وغيرها الكثير .... ولكن اكثرها شيوعا" واستخداما" في المباني السكنية والتجارية هو هذا النوع . Cast in – situ bored Piles. الذي تدور مشاركتنا حوله .

متى يلجأ المصمم للأوتاد :

يتم اللجوء الى الاوتاد الخرسانية في حال أدرك المصمم ان طبقات التربة المراد تأسيس المشروع عليها لن تستطيع تحمل الأحمال التصميمية المنقولة لها من المبنى وذلك إما لضعف هذه الطبقات أو لارتفاع منسوب المياه أو قربها من البحر ... أو لعظم تلك الأحمال. .. ..

وبالتالي تعتمد الأوتاد لنقل هذه الأحمال عبر أساسات المشروع والتي تسمى في مثل هذه الحالة هامات الاوتاد ( Pile Cap) ( أو ان تكون Raft foundation لكامل الاوتاد )
بإتباع إحدى الطريقتين التاليتين :
-
1- End-bearing أي الوصول بالوتد الى الطبقة الصخرية العميقة اسفل طبقات التربة ليتم التحميل عليها .

2- Friction pile وهي طريقة التحميل عن طريق احتكاك الوتد بطبقة التربة المحيطة به .

3-وفي بعض الأحيان يتم اعتماد الطريقتين معا" .

الجزء الأول : اهم المستندات الواجب توفرها قبل البدء في مرحلة التنفيذ

تلخص هذه المرحلة المستندات ( من مخططات ومواصفات ... ) المهمة التي ينبغي توفرها قبل البدء بمرحلة التنفيذ مع شرح وافي لها وكيفية التعامل معها وما هي أهم النقاط التي تحويها:

اولا" تقرير فحص التربة investigation Report Geotechnical

من المعلوم انه قبل البدء في تصميم أي مشروع يتم دراسة طبقات التربة عن طريق مختبر مختص ليقوم هذا الأخير بتقديم تقريره المفصل عن حالة التربة وطبقاتها ووضع المياه الجوفية والتحاليل الكيماوية لها, مع تقديم الكثير من التوصيات والتي يعتمد المصمم عليها بشكل كبير لتحديد نوع الاوتاد والأساس وتوصيف الخرسانة .. وحتى ان التقرير يوصى بعمق الوتد المطلوب ومقدار الهبوط المسموح به في اغلب الأحيان . وبالتالي تعتبر هذه التقارير مرجع مهم جدا" للمصمم والمنفذ والدوائر الحكومية ذات العلاقة.
كما ان التقرير أيضا" يعطى مقدار الحمولة التشغيلية القادر على تحملها الوتد( Pile Capacity ) مقارنة بقطره.

وبالتالي فأن كان المصمم سيتبع End bearing سيعلم من خلال فحص التربة مقدار عمق الوتد للوصول الى الطبقة الصلبة, وان كان سيتبع الطريقة الأخرى فسيحدد عمق الوتد من خلال نوع التربة بطبقاتها من خلال التقرير أيضا".

صور توضح طبقات التربة ( من خلال تقرير إحدى المختبرات المعتمدة )
من خلال هذا الرابط
http://up.haridy.org/576B5E0E

من المعلوم انه لمعرفة طبقات التربة يتم اخذ عينات قياس قطرها 15مم تسمى ( borehole) يتفاوت عددها حسب مساحة ارض البناء كما أيضا" يتفاوت عمق هذه العينة حسب طبيعة المشروع من جهة وطبيعة الأرض من جهة أخرى . من خلال هذه العينات يتم تكوين جداول توضح طبقات التربة وتغيراتها من السطح وحتى العمق المطلوب , كما ويتم توضيح أنواع التربة لكل طبقة . وهنالك المعامل N وهو يمثل صلابة التربة من الصفر الى اعلى بشكل تصاعدي .

في الصورة الأولى : تجد الجدول من منسوب صفر وحتى عمق 10 م . وتوضيح نوع التربة لهذه الطبقة .

في الصورة الثانية : تجد الجدول من عمق 11 م وحتى21 م ( وهو العمق المطلوب ) . وتوضيح نوع التربة لطبقتين مختلفتين .

في الصورة الثالثة : توضيح للرموز التي تتم فيه الإشارة الى التربة وأنواعها وبعض التفاصيل الأخرى ..

ثانيا"/ المخططات الإنشائية للأوتاد Structural Drawings for Piles-

تنويه : تعريف بمسمى Piles Cap : هامات الاوتاد : وهي القواعد أو أساسات المشروع .

فأينما ذكرت إحدى هذه الكلمات فمعناها واحد

.

لكي يقوم المصمم بعمل المخططات الإنشائية للأوتاد يجب ان يتوفر لديه الآتي :

1- الأحمال التصميمية الإجمالية على كل عمود أو جدار ( shear wall ) من أعمدة وجدران المشروع .
2- تقرير فحص التربة الذي تم الإشارة إليه أعلاه .

3- حسب الأحمال الناتجة يتم تصميم ( Pile Cap) أو أساسات المشروع للأعمدة وتحديد عدد الاوتاد المطلوبة لكل قاعدة ( فمن الممكن ان يكون هنالك عدد 2 أو 3 أو مجموعة من الاوتاد تحت كل قاعدة ) وذلك حسب الحمل التصميمي المحسوب والمنقول من خلال هذه الاعمدة..

4- تحديد بشكل مبدأي ( سيتم شرح لماذا مبدأي فيما بعد ) عمق الوتد وقطره وتسليحه.
5- تحديد المواصفات الخاصة بالخرسانة والحديد ( (Fcu , Fy ) وغالبا" لا تقل قوة الخرسانة للأوتاد عن 40N/m2 .

6- تحديد اقل مسافة مسموح بها بين الاوتاد : وفي الكثير من الكودات –حسب الكود المتبع - لا تقل هذه المسافة من مركز الوتد الى مركز الوتد المجاور عن 80 سم . وفي الكود البريطاني "8004BS " لا تقل هذه المسافة عن 100cm ,

ومع ذلك يوصى ان تكون المسافة بين مراكز الاوتاد مساوية لثلاثة أضعاف قطر الوتد , وذلك لعلاقة هذه المسافة مع الاجهادات المتولدة في التربة المحيطة ,
الا اننا نرى ان اغلب المصممين يقومون بتحديد المسافات بين مراكز الاوتاد بضعف قطر الوتد وبعض السنتيمترات فقط . أي ان كان القطر 60 سم تكون المسافة بين مركزي وتدين متجاورين هي تقريبا" 130 سم اقل أو أكثر بقليل . ( وهذه المسافة باي حال لن تقل عن الحد الادنى المنصوص عليه في الكودات )

7- تحديد الاختبارات المطلوب عملها على الاوتاد للتأكد من مطابقتها للمواصفات وقدرتها على تحمل الأحمال التصميمية ( والتي سيأتي ذكرها لاحقا" ) .

بعد تحديد هذه النقاط يقوم المصمم بعمل مخطط تفصيلي للأوتاد Pile Layout ومخطط تفصيلي لقواعد المشروع Pile cap Layout وتوزيع الاوتاد عليها بحيث يحدد فيه الآتي :
1- مواقع جميع الاوتاد بالنسبة لمحاور المشروع الأصلية .
2- قطر الاوتاد ( قد يلجأ المصمم لاعتماد أكثر من قطر للأوتاد حسب الأحمال التصميمية).
3- تسليح الاوتاد ونوع الحديد المستخدم ( ايبوكسي أو عادي حسب نظرة المصمم ومنسوب المياه في ارض المشروع ).
4- عمق الاوتاد.

5- Cut off level : وهو مصطلح مهم جدا" يجب معرفته تمام المعرفة ويعنى منسوب اعلى الاوتاد النهائي ( بعد المعالجة - سياتي شرحها ) وهو بالتالي منسوب اسفل القواعد . ( لفهم هذا الشرح ارجو الاطلاع على ملف الاتوكاد المرفق والتركيزعلى sec.X-X)

بحيث يقوم المصمم بتحديد منسوب سطح هامة الاوتاد Pile cap level على المخططات بربطها مع منسوب صفر المشروع . فمثلا" كثير ما تحدد ب( -60 )من منسوب الطريق الموجود أو المفترض ( صفر المشروع). وبطرح سماكة القواعد ( pile cap) يتم تحديد منسوب رأس الوتد ومنه أيضا" يتم معرفة ارتفاع اشاير التسليح ( سيأتي شرح ذلك لاحقا" ) .

6- تفصيل كامل عن ال Pile Cap بأبعادها وتوزيعها وتسليحها ...

ثالثا" تسليم الوثائق لمهندس التنفيذ

بعد الانتهاء من جميع الخطوات الموضحة أعلاه يأتي دور المقاول الرئيسي بحيث يقوم مهندس الإشراف ( أو المصمم ) بتسليم الوثائق التالية الى مهندس التنفيذ :
1- المخططات الإنشائية المعتمدة. Approved Structural Drawing
2- تقرير فحص التربة المعتمد من قبل المصمم.
3- المواصفات الفنية الخاصة للمشروع - ويهم هنا مواصفات الاوتاد – الخرسانة, الحديد , الفحوصات المطلوبة , ..
4- تسليم موقع العمل site layout.واعتماد صفر المشروع.Bench mark

هنا ينتهى الجزء الاول من هذه المشاركة على ان يتبعه بأذن الله الجزء الثاني وهو مراحل تجهيز موقع العمل قريبا"

ولتوضيح الأمر من خلال هذا الرابط مرفق
ملف اتوكاد - مخططات إنشائية لإحدى المشاريع موضح بها :
http://up.haridy.org/9D82DF42

1- Pile Layout ( المخطط العام للاوتاد )
2- Pile cap layout ( المخطط العام للقواعد )
3- sections for all piles with the pile cap.( مقاطع توضيحية للقواعد مع الاوتاد)
4- بعض النقاط المهمة التي يحددها المصمم ويشير اليها داخل هذه المخططات .

خريطة توزيع piles وطريقة التسليح فى ملف اتوكاد

حمل الملف من خلال هذا الرابط

http://up.haridy.org/1D215A7A

http://up.haridy.org/CA398AB4

الجزء الثاني : مراحل تجهيز موقع العمل قبل البدء بتنفيذ الاوتاد

بعد استلام مهندس التنفيذ جميع الوثائق المذكورة في المرحلة الأولى واستلام ارض المشروع تبدأ مرحلة تجهيز موقع العمل ملخصة بالنقاط التالية :

1-هذه النقطة عامة لكل المشاريع التأكد من خلو الأرض من خطوط الكهرباء والماء والاتصالات والغاز ... وذلك بإتباع الإجراءات الخاصة بهذا البند من خلال الجهات المختصة .

2-هذه النقطة عامة لكل المشاريع تحديد أركان المبنى الرئيسة ( من خلال دائرة المساحة أو من يمثلها) والتأكد من خلال مهندس الموقع من مطابقتها لمخطط المشروع والتأكد كذلك من المسافات بينها والزواية المحددة لشكل المبنى وملكية الجار... ومن ثم نقل هذه النقاط المحددة للمبنى الى خارج ارض المشروع للحفاظ عليها بإتباع الطرق المساحية الخاصة لذلك .
( وهذه الخطوة يقوم فيها مهندس الموقع في كل المشاريع سواء هنالك أوتاد أم لا ) .

3-هذه النقطة عامة لكل المشاريع تحديد صفر المشروع أو bench mark من خلال الاستشاري أو دائرة المساحة أو البلدية ( وغالبا" تكون منسوب اقرب طريق أو مبنى مجاور ..)

4-هذه النقطة عامة لكل المشاريع معرفة منسوب الأرض الطبيعية للمشروع بالنسبة الى صفر المشروع عن طريق قراءة ميزان القامة لمنسوب صفر المشروع ومن ثم منسوب الأرض الطبيعية للمشروع ( وعمل ميزانية شبكية ان لزم الأمر).

5-هذه النقطة عامة لكل المشاريع offices & plants Layout عمل مخطط تفصيلي لاماكن المكاتب والسور المؤقت وأماكن التشوينات ومناطق عمل الحدادين والتجاريين - بالاضافة الى الأماكن المخصصة لوضع المعدات الخاصة لعمل الاوتاد الخرسانية ... واخذ اعتماد المكتب الاستشاري لهذا المخطط.

6-هذه النقطة عامة لكل المشاريع عمل الإجراءات اللازمة لإيصال الخدمات المؤقتة من ماء وكهرباء واتصالات الى موقع العمل.

7-عمل Trial Mix و تصميم الخلطة الخرسانية Mix Design للخرسانة عن طريق مختبر معتمد بحيث يتم فيها - تحديد نسبة الاسمنت والماء والحصويات ومقاسها . - وتحديد نوع الإضافات ونسبتها – تحديد مقدار قابلية التشغيل للخرسانة workability - وتحديد نسبة ديمومة الخرسانة Durability - ونسبة المسامية المسموح بها ... .
وطبعا" هذه كله حسب المواصفات و قوة الخرسانة المطلوبة والموصفة لجميع مراحل المشروع من الاوتاد حتى الأسقف والأعمدة .
مع الأخذ بعين الاعتبار ان تكون الخرسانة تحت منسوب الأرض مقاومة للأملاح ,, SRCوفوق مستوى الأرض ( Super structure ) نوع OPC. حسب التوصيف طبعا" .

8-اخذ عينات من الحديد وفحصها عن طريق مختبر معتمد أيضا" .

يتبع في المشاركة اللاحقة " خطوات تجهيز لاعمال الحفر من مراحل تجهيز موقع العمل قبل البدء بتنفيذ الاوتاد -

المراحل التفصيلية لتنفيذ اعمال الاوتاد الخرسانية Construction of concrete Piles

المراحل التفصيلية لتنفيذ اعمال الاوتاد الخرسانية Construction of concrete Piles

مواضيع مماثلة

مواضيع مماثلة