في تصميم الأساسات المركبة من الخرسانة والتربة، كيف يتم تحديد قوة هذه الأساسات؟

Thread Content

يتطلب تصميم الأساسات المركبة المكونة من أعمدة خلط الأسمنت مع التربة تحديد قوة هذه الأعمدة من خلال اختبارات التركيب في البيئة المغلقة، ولكن في معظم الأحيان يتم التصميم دون وجود بيانات عن نتائج هذه الاختبارات. لذلك، يجب أولاً تحديد قيمة تقديرية لقوة المادة المستخدمة في تعزيز الأساس، حتى يمكن المضي قدماً في الحسابات الخاصة بالتصميم. ويُعد تحديد هذه القيمة بشكل صحيح مشكلة تواجه المصممين، كما أنها من الأسئلة الشائعة التي يطرحها الخبراء على منصة “زونغزي”. وفيما يلي الإجابة استناداً إلى المعلومات ذات الصلة. وفقًا لبيانات الدراسات الميدانية، وعند استخدام الأسمنت كمادة للتصليد، وفي ظل نفس الظروف الأخرى، فإن قوة التربة المُعالجة بالأسمنت تختلف حسب نسبة إضافة الأسمنت في نفس طبقة التربة. يمكن استخدام أسمنت بقوة 32.5 في هذا المشروع، مع نسبة إضافة من الأسمنت تتراوح بين 7% و12%. عندما تزيد نسبة إضافة الأسمنت عن 10٪، يمكن أن تصل قوة التربة المسامية إلى ما بين 0.3 ميجا باسكال و2 ميجا باسكال أو أكثر. عادةً، يتراوح معدل إضافة الأسمنت αw بين 12% و20%. أما بالنسبة لأعمدة الخرسانة المختلطة المستخدمة في الجدران، فإن نسبة الماء إلى الأسمنت فيها مرتفعة (1.5–2.0)، ولضمان قوة هذه الخرسانة، يجب استخدام أسمنت من درجة 42.5 على الأقل، مع نسبة إضافة لا تقل عن 20%. تزداد قوة الضغط للتربة المسامية مع زيادة نسبة الأسمنت المضاف إليها، ولكن بسبب اختلافات خصائص التربة في الموقع وظروف البناء، فإن زيادة نسبة الأسمنت لا تتناسب دائمًا مع النسبة المئوية لزيادة قوة التربة المسامية. يؤثر مقاومة الأسمنت بشكل مباشر على مقاومة التربة المسامية. فعند زيادة مقاومة الأسمنت بمقدار 10 ميجا باسكال، تزداد مقاومة التربة المسامية بنسبة تتراوح بين 20% إلى 30%. وفقًا للخبرة الهندسية العامة، إذا كان المادة المستخدمة في التثبيت عبارة عن تربة لزجة، ولا تتوفر بيانات عن نسب المكونات داخل الأرض، فيمكن استخدام قيمة مقاومة الضغط الجانبي لجسم العمود في النطاق من 1.0 إلى 1.6 ميجا باسكال كتقدير، وذلك عندما تكون نسبة الأسمنت المضاف 12% إلى 15%. تزداد قوة التربة الأسمنتية مع مرور الوقت، وحتى بعد مرور 28 يومًا، لا تزال القوة في ارتفاع واضح. ولخفض التكاليف، يتم اعتماد فترة 90 يومًا كفترة قياسية لاختبار كتل الأعمدة المختلطة في الدول المختلفة. بالنسبة لأعمدة الخلط التي تقوم بدور داعم وتتحمل الأحمال الأفقية، ومع مراعاة تأثير مدة الحفر، يمكن اعتماد معيار قوة التربة المسمنة بالأسمنت عند عمر 28 يومًا كعمر قياسي. ووفقًا لاختبارات مقاومة الضغط، فإنه في ظل نفس الظروف، يكون هناك علاقة خطية تقريبًا بين قيم مقاومة الضغط لتربة الأسمنت في مراحل العمر المختلفة. والعلاقات التجريبية كالتالي:
fcu7 = (0.47–0.63) × fcu28
fcu14 = (0.62–0.80) × fcu28
fcu60 = (1.15–1.46) × fcu28
fcu90 = (1.43–1.80) × fcu28
fcu90 = (2.37–3.73) × fcu7
fcu90 = (1.73–2.82) × fcu14
حيث أن fcu7 وfcu14 وfcu28 وfcu60 وfcu90 تمثل قيم مقاومة الضغط لتربة الأسمنت بعد 7 أيام و14 يومًا و28 يومًا و60 يومًا و90 يومًا على التوالي. بعد مرور أكثر من ثلاثة أشهر، يزداد قوة التربة الأسمنتية ببطء. تبلغ قوة الخرسانة المسلحة بعد 180 يومًا 1.25 ضعف قوتها بعد 90 يومًا، كما أن نمو قوة الخرسانة المسلحة لا يتوقف حتى بعد مرور 180 يومًا.