البطاقة التكنولوجية لأعمال الحفر الآلي للتربة في حفرة الأساس

تم تطوير العملية التكنولوجية لإنشاء حفرة أساس بأبعاد في المسقط الأفقي 37.41 × 17.17 م وعمق تصميمي 2.5 م لبناء مبنى من الطوب مكون من 5 طوابق بأبعاد في المحاور 32.1 × 12 م. يبلغ الحجم الإجمالي للتربة المحفورة في حفرة الأساس 1464.08 م³. منها 369.63 م³ يتم تخزينها في كومة مؤقتة للردم العكسي للجيوب لاحقاً (مع مراعاة معامل التفكك المتبقي 1.07)، بينما الفائض بحجم 1094.45 م³ يجب نقله إلى خارج موقع البناء.

تُنفذ الأعمال في ظروف مناخية قاسية: تصل درجة الحرارة الخارجية التصميمية إلى -34 درجة مئوية، ويبلغ العمق المعياري لتجمد التربة 1.70 م. تتكون طبقة التأسيس من طين طميي ثقيل بالخصائص الفيزيائية والميكانيكية التالية: الكثافة في الحالة الطبيعية — 1800 كجم/م³، زاوية الاستقرار الطبيعي — 63 درجة. يُعتمد الميل التصميمي للمنحدرات لهذا النوع من التربة عند عمق يصل إلى 3 م كـ 1:0.5. يبلغ معامل التفكك الأولي للتربة في دلو الحفارة 1.2.

لضمان دورة عمل مستمرة، تُنفذ الأعمال بنظام الورديتين. ينص المشروع على إنشاء خندق دخول بعرض 3 م في القاع مع معاملات ميل المنحدرات التصميمية. تبلغ المساحة المثلى للأساسات من الأسفل 427.43 م²، مما يتطلب إعداداً دقيقاً لطبقة التأسيس والالتزام بالتفاوتات المعيارية عند التسوية النهائية.

1جدار خارجي حامل، يقع على امتداد محيط المبنى، ويوفر الدعم الإنشائي والإغلاق.

2جدار فاصل داخلي غير حامل، يفصل بين المساحات داخل الوحدة، ويقع على امتداد المحور B.

3فتحة باب داخلي، توفر الوصول بين الغرف أو الممرات المتجاورة.

4فتحة نافذة في الجدار الخارجي، تسمح بدخول الضوء الطبيعي والتهوية، وتقع على امتداد واجهة المبنى.

5فتحة نافذة في الجدار الخارجي، تسمح بدخول الضوء الطبيعي والتهوية، وتقع على امتداد واجهة المبنى.

6فتحة باب داخلي، توفر الوصول إلى بئر السلم أو الممر.

7جدار فاصل داخلي غير حامل، يفصل بين مناطق وظيفية محددة، قد يكون حماماً أو مساحة خدمات.

8مساحة داخلية، قد تكون منطقة معيشة أو غرفة نوم، محددة بالجدران الإنشائية والفاصلة المحيطة.

9فتحة نافذة في الجدار الخارجي، تسمح بدخول الضوء الطبيعي والتهوية، وتقع على امتداد واجهة المبنى.

10جدار فاصل داخلي غير حامل، يفصل بين المساحات داخل الوحدة.

11جدار خارجي حامل، يقع على امتداد محيط المبنى، ويوفر الدعم الإنشائي والإغلاق.

12جدار فاصل داخلي غير حامل، يفصل بين المساحات داخل الوحدة، ويقع بالقرب من المحور المركزي.

1. تحليل وثائق التصميم وتدقيق الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للتربة وفقاً لبيانات التحقيقات الجيولوجية.
2. تحديد حجوم الكتل الترابية: الحفر، الردم العكسي، إزالة الفائض.
3. حساب معلمات الكومات المؤقتة: لتخزين 369.63 م³ من التربة، يتم تشكيل كومة بطول 74.82 م، وارتفاع 3.5 م، وعرض 3.45 م.
4. اعتماد مخطط حركة آلات الحفر والنقل في موقع البناء.

قبل بدء دورة الحفر الرئيسية، يجب إعداد موقع البناء بالكامل وفقاً لخطة تنظيم البناء المعتمدة. في المقام الأول، يتم تنظيف المنطقة، وقطع طبقة التربة النباتية الخصبة وتخزينها بشكل منفصل، بالإضافة إلى التسوية الرأسية الأولية للموقع في منطقة إقامة المبنى. من أهم المراحل تنظيم تصريف المياه السطحية لمنع تشبع تربة التأسيس بالمياه خلال فترة تنفيذ الأعمال.

تقوم الخدمة المساحية بتوقيع محاور المبنى على الطبيعة وتثبيتها بعلامات خارج منطقة الأعمال الترابية (على مسافة لا تقل عن 3-5 أمتار من حافة حفرة الأساس). يتم تخطيط حدود حفرة الأساس من الأعلى والأسفل مع مراعاة ميل المنحدرات (1:0.5) وأبعاد خندق الدخول. يجب حماية جميع العلامات المساحية بشكل موثوق من التلف بواسطة آليات البناء.

لضمان العمل السلس للمركبات، يتم تجهيز طرق وصول مؤقتة. تُحسب مسارات حركة المركبات بناءً على متوسط سرعة يبلغ 22 كم/ساعة على مسافة نقل تبلغ 3 كم. يتم وضع كومة التربة المؤقتة للردم العكسي بدقة على طول الجوانب الطويلة لحفرة الأساس، خارج منشور الانهيار، مع الالتزام بالأبعاد المحسوبة (المقطع العرضي للكومة، الارتفاع 3.5 م).

2الحافة العلوية لمنحدر حفرة الأساس على طول الجانب العلوي

3الحافة السفلية (كعب) لمنحدر حفرة الأساس على طول الجانب السفلي

4منحدر على الجانب الأيسر من حفرة الأساس

5منحدر على الجانب الأيمن من حفرة الأساس، مجاور لمنحدر الوصول

6منحدر وصول مائل يؤدي إلى داخل حفرة الأساس، محدد بزاوية نزول 30 درجة

7نقطة زاوية تشير إلى الانتقال بين المنحدر العلوي ومنحدر الوصول

8نقطة زاوية تحدد الامتداد السفلي الأيمن لقاع حفرة الأساس الرئيسية

1. الإعداد الهندسي للمنطقة: التنظيف، إزالة الطبقة النباتية، التسوية.
2. إنشاء أنظمة تصريف المياه المؤقتة (خنادق تجميع المياه العلوية، شبكات الصرف).
3. التخطيط المساحي الآلي لمحيط الحفر مع تثبيت النقاط المرجعية (الروبيرات).
4. تجهيز الطرق الداخلية المؤقتة في الموقع ومناطق مناورة المركبات.
5. تشكيل مناطق لتخزين تربة الردم العكسي خارج منشور الانهيار.

يتم الحفر الرئيسي للتربة بواسطة حفارة هيدروليكية مجنزرة مزودة بمجرفة عكسية بسعة دلو 0.65 م³. يُنفذ الحفر في ممرين طرفيين. بالنسبة لهذا النوع من المعدات، يبلغ أقصى نصف قطر قطع على مستوى الوقوف 9.1 م، وأكبر عمق حفر 6 م. يُعتمد نصف قطر القطع الأمثل ليكون 8.19 م. تُحسب خطوة تحرك الحفارة كـ 0.75 من طول الذراع وتبلغ 2-2.25 م.

يتم تحميل التربة المستخرجة في شاحنات قلابة بحمولة 10 أطنان. يتطلب ملء صندوق شاحنة واحدة تحميل 10 دلاء من التربة، مع مدة دورة عمل واحدة للحفارة تبلغ 27 ثانية ومعامل ملء الدلو 0.8. تتضمن دورة النقل المناورة (1.25 دقيقة)، والاصطفاف للتحميل (0.3 دقيقة)، والتفريغ (1.6 دقيقة). بناءً على حسابات وقت الرحلة (بما في ذلك مسافة 3 كم في اتجاه واحد)، يتم تحديد العدد الأمثل للشاحنات القلابة لضمان العمل المستمر للحفارة دون توقف.

المطلب الحاسم في التكنولوجيا هو تجنب الإخلال بالهيكل الطبيعي للتربة في قاع الأساسات. لذلك، يتم الحفر الآلي مع ترك مسافة تصميمية غير محفورة (نقص في الحفر) تبلغ 0.15 م (حجم النقص لهذا المشروع هو 64.11 م³). يتم إجراء التسوية النهائية لقاع حفرة الأساس للوصول إلى المناسيب التصميمية بواسطة جرافة (بقوة لا تقل عن 58.8 كيلو واط) ويدوياً مباشرة قبل الشروع في بناء الأساسات. تقوم الجرافة بإزاحة التربة الناتجة عن التسوية إلى طرف حفرة الأساس، حيث تقوم الحفارة برفعها.

1الصف 1: مهمة مجدولة بشكل متقطع عبر الأيام الثلاثة، وتحدث خلال ساعات محددة في كلا الورديتين 1 و 2.

2الصف 2: مهمة مجدولة بشكل متقطع عبر الأيام الثلاثة، تعكس توقيت المهمة في الصف 1.

3الصف 3: مهمة مجدولة لفترة وجيزة في اليوم 3، الوردية 1، تحديداً خلال الساعة السابعة.

4الصف 4: مهمة مجدولة لفترة وجيزة في اليوم 3، الوردية 1، تحديداً خلال الساعة السابعة.

5الصف 5: مهمة مجدولة بشكل مستمر من اليوم 3، الوردية 1، الساعة 8 حتى نهاية اليوم 3، الوردية 2، الساعة 8.

15قيمة تشير إلى كمية أو مدة أو مقياس محدد يتعلق بالمهام المجدولة، وتقع مركزياً فوق صفوف المهام الرئيسية.

1. تمركز الحفارة في واجهة العمل، وتحديد عرض الممر الطرفي الأول (حتى 10 م من الأعلى).
2. حفر الطين الطميي وتفريغه في صندوق الشاحنة القلابة (10 دلاء لكل شاحنة) أو في كومة مؤقتة.
3. مراقبة عمق الحفر باستخدام شواخص الرؤية مع ترك طبقة حماية (نقص في الحفر) بسمك 0.15 م.
4. التحرك المنتظم للحفارة على طول محور الممر بخطوة 2-2.25 م.
5. إزالة طبقة النقص بواسطة الجرافة والتسوية اليدوية للقاع مباشرة قبل صب أو تركيب الأساسات.

عند درجة حرارة خارجية تصميمية تبلغ -34 درجة مئوية وعمق تجمد معياري 1.70 م، يتطلب حفر الطين الطميي الثقيل تطبيق تقنيات خاصة. نظراً لأن واجهة الحفر تتجمد من السطح والمنحدر والجزء الأمامي، يتم حفر التربة المتجمدة وفقاً لمخططات متخصصة: على طول الطبقة المتجمدة، أو عرضياً، أو مع التقويض (بدءاً من تحت الطبقة المتجمدة) أو بزاوية على منحدر واجهة الحفر. يُحسب الحد الأقصى المسموح به لعمق التجمد للحفر دون تفكيك مسبق بشكل فردي ويعتمد على سعة الدلو ومجموعة التربة.

عند تجاوز عمق التجمد المسموح به، يُستخدم التفكيك المسبق. الطريقة الميكانيكية الأكثر فعالية هي استخدام المطارق الهيدروليكية الملحقة على قاعدة الحفارة. يتم الحفر في طبقات، بسمك يتراوح من 40 إلى 60 سم للطبقة. تتراوح إنتاجية هذه العملية من 5 إلى 25 م³/ساعة اعتماداً على طاقة طرق المطرقة الهيدروليكية. عندما يتجاوز عمق التجمد 0.8 م، يُنصح باستخدام طريقة الحفر والتفجير باستخدام شحنات حفرية أو شقية. في هذه الحالة، تُقسم حفرة الأساس إلى ثلاث مناطق عمل (مقاطع): أعمال الحفر والتفجير، منطقة الأمان، ومنطقة حفر التربة المفككة.

كتدابير وقائية لحماية التربة من التجمد قبل بداية درجات الحرارة السلبية، يتم استخدام الحراثة باستخدام الكسارات لعمق 30-35 سم متبوعة بالتمشيط لعمق 15-20 سم. وجود طبقة مفككة وغطاء ثلجي يؤخر بداية التجمد لمدة تصل إلى 1.5 شهر. يمكن أن يؤدي التقليب العميق بواسطة الحفارة لعمق 1.3-1.5 م إلى إطالة فترة حفر التربة غير المتجمدة لمدة 1-2 شهر وتقليل العمق الإجمالي للتجمد إلى النصف تقريباً.

1. تقييم العمق الفعلي لتجمد التربة في الموقع (حفر آبار اختبارية، السبر).
2. عند عمق يصل إلى 0.4-0.5 م: حفر مباشر باستخدام مخطط القطع "مع التقويض".
3. عند عمق > 0.5 م: تفكيك على شكل طبقات بواسطة المطرقة الهيدروليكية بسمك 40-60 سم للطبقة.
4. استخراج التربة المتجمدة المفككة بواسطة الحفارة وتحميلها في وسائل النقل.
5. حماية قاع حفرة الأساس المكشوف من التجمد باستخدام حصائر عازلة للحرارة أو الثلج الهش حتى بدء أعمال الخرسانة.

تخضع جودة الأعمال الترابية للمراقبة التشغيلية المستمرة من قبل الملاحظين، ومديري الأعمال، والخدمة المساحية. وتتمثل المهمة الرئيسية في التحقق من مطابقة المعلمات الهندسية للحفر مع البيانات التصميمية والحفاظ على قدرة تحمل تربة التأسيس. يتم الفحص البصري لموقع حفرة الأساس في المسقط الأفقي باستمرار، بينما يتم الفحص بالأجهزة أثناء عملية الحفر وبعد الانتهاء منها.

تنظم التفاوتات الصارمة (وفقاً لمعايير البناء الدولية) جودة الاستلام: يجب ألا تتجاوز الانحرافات عن المناسيب التصميمية للقاع والحواف ±0.05 م. يُسمح بالانحراف عن الميل الطولي المحدد في حدود ±0.0005. يُمنع منعاً باتاً تضييق المحيط التصميمي (تقليل المسافة من المحور إلى الحافة) وزيادة ميل المنحدرات فوق القيمة التصميمية (1:0.5)، حيث يؤدي ذلك إلى خطر انهيار الجدران.

عند الانتهاء من الحفر، يتم إشراك مختبر تربة البناء لتقييم الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لتربة التأسيس المكشوفة (تأكيد الكثافة 1800 كجم/م³، الرطوبة الطبيعية، غياب عدسات من التربة الضعيفة). في حال اكتشاف عدم مطابقة أو مناطق تم حفرها بالخطأ (تجاوز الحفر)، يجب ملؤها بخرسانة ضعيفة (فئة C8/10 أو C12/15) أو بمواد رملية حصوية مدموكة. يتم توثيق نتائج الرفع المساحي لقاع حفرة الأساس في مخطط تنفيذي ومحضر فحص للأعمال المخفية.

1دلو الحفارة ممتلئ بالتربة المحفورة، يعمل فوق صندوق الشاحنة لنقل المواد مباشرة إلى شاحنة قلابة (KamAZ-5511) لإزالتها من الموقع

2حفارة هيدروليكية مجنزرة (طراز EO-4321)، متمركزة على سطح أرضي مستقر عند المنسوب -0.400، تعمل كآلة حفر رئيسية لحفر الخندق

3كومة ترابية مخروطية (مخزون التربة المحفورة)، بارتفاع 3450 مم ونصف قطر قاعدة 3500 مم، موضوعة بأمان مع مسافة ارتداد (مسطح) بحد أدنى 1000 مم من حافة الخندق لمنع الانهيار الإنشائي للمنحدر

4حفرة/خندق الأساس الرئيسي المحفور، تم حفره لعمق إجمالي يبلغ 2.5 م (منسوب القاع -2.900)، ويتميز بعرض قاع 14670 مم وميول جانبية بزاوية 1:0.5 لضمان استقرار التربة

5مستوى سطح الأرض الحالي (منسوب العمل)، محدد عند -0.400، ويعمل كمنصة تشغيل رئيسية للآليات الثقيلة وتخطيط الموقع

1. المراقبة اليومية لمناسيب الحفر من قبل مشغل الحفارة والملاحظ الميداني باستخدام جهاز التسوية (ميزان القامة).
2. إجراء الرفع المساحي التنفيذي للقاع والمنحدرات بعد الحفر الأولي.
3. أخذ عينات مخبرية من التربة من قاع حفرة الأساس لتأكيد قدرة التحمل التصميمية.
4. تسجيل الانحرافات القصوى (التفاوت المسموح به في الارتفاع ±50 مم، في الميول ±0.0005).
5. إعداد محضر فحص الأعمال المخفية وتسليم جبهة العمل لفرق إنشاء الأساسات.

تُصنف الأعمال الترابية ضمن الأعمال ذات الخطورة العالية. قبل بدء الحفر في مناطق وجود المرافق تحت الأرضية النشطة، يتم إصدار تصريح عمل معتمد من الجهات المشغلة. في مناطق مرور خطوط الكابلات الحية (المكهربة) أو خطوط أنابيب الغاز، يتم تنفيذ الأعمال حصرياً تحت إشراف ممثلي الخدمات المعنية. يُنظم استخدام المعدات الآلية في المناطق المحمية بشكل صارم.

لمنع انهيار المنحدرات وضمان سلامة العمال، يجب تخزين التربة المستخرجة من حفرة الأساس (بما في ذلك الكومة المؤقتة للردم العكسي) على مسافة لا تقل عن 0.5 متر من حافة الحفر. يُحظر منعاً باتاً حفر التربة بطريقة "التقويض" (تشكيل بروزات سقفية). يجب إزالة جميع الصخور الكبيرة أو الحجارة أو انفصالات التربة المكتشفة على المنحدرات فوراً عن طريق إنزالها إلى القاع.

يتطلب تنظيم أماكن العمل تجهيز مسارات نزول آمنة إلى حفرة الأساس (سلالم بعرض لا يقل عن 0.75 م مع درابزين لكل 25 م من المحيط). يتم تجهيز نقاط تقاطع الخنادق المخصصة للأشخاص بجسور عبور مزودة بإضاءة في أوقات الظلام. يجب أن يتم تحميل التربة في الشاحنات القلابة بواسطة الحفارة فقط من جانب الباب الخلفي أو الجانبي، ويُمنع منعاً باتاً تمرير الدلو فوق كابينة السائق. يجب على السائق مغادرة الكابينة أثناء التحميل إذا لم تكن مزودة بمظلة حماية خاصة.

1. تحديد مناطق مرور المرافق تحت الأرضية الحالية بالعلامات وإجراء حفر اختباري.
2. تركيب حواجز حول محيط حفرة الأساس وتثبيت جسور عبور/سلالم.
3. ضمان مراقبة تخزين التربة وحركة المعدات (ليس أقرب من 0.5 م إلى حافة الانهيار).
4. الفحص المنتظم للمنحدرات للبحث عن تشققات انزلاقية، خاصة بعد هطول الأمطار أو ذوبان الجليد.
5. الالتزام بقواعد التحميل: إطلاق إشارات صوتية، وتوجيه الدلو من الجانب أو خلف صندوق الشاحنة القلابة.