الركائز الابرية (Micro-piles) أ.م.د.قاسم محمد شاكر جامعة الكوفة /كلية الهندسة/القسم المدني e-mail: [email protected]

تعريف الركائز الابرية :

 وتعرف أيضا بالركائز الصغيرة(Minipiles) وأحيانا بـ(needle piles - pin piles-root piles) وهي عبارة عن ركائز احتكاك  بأقطار صغيرة تتراوح من 15-30 سم  وبأطوال لا تزيد عن 30م، شكل(1)،  بمجموعات صغيرة أو كبيرة، تنفذ في الموقع عموديا أو مائلة لمقاومة أحمال محورية أو جانبية وتستخدم لنقل الأحمال إلى طبقات التربة. تستطيع الركائز الابرية مقاومة أحمال الضغط والشد وتعمل بإدخال اسطوانة داخل حفرة يتم عملها بحفار مناسب، شكل(2)، يدفع إلى الطول الكلي للركيزة أو إلى عمق معين ثم يتم ضخ مادة الحقن في الحفر لينتشر في التربة المحيطة ثم إعطاء ربط اكبر بعد وضع حديد التسليح الحاوي على سطحا محززا .غالبا يكون مادة الحقن والحديد المستخدم من نوع عالية المقاومة. من الجدير بالذكر أن تحمل الارتكاز للركيزة الابرية هو  اقل من الركائز الاعتيادية لكن عددها هو من يسهم في تحمل أحمال كبيرة.

شكل(1)الركائز الابرية

شكل(2)حفار الركائز الابرية

تكتسب الركائز الابرية قدرتها على التحمل من تشارك مقاومة الاحتكاك على طول جوانبها مع مقاومة الارتكاز عند قواعدها أي نقط ارتكازها  وتكون مقاومة الاحتكاك للركائز الابرية المنفذة في الترب الطينية هي الرئيسية  بينما تسود مقاومة الارتكاز لتلك التي تنتهي في أو ترتكز على طبقة قوية الرمل الكثيف أوالطين الصلد أو الصخر.

تاريخ ظهور الركائز الابرية :

في عام 1950 فكر الايطاليون بتدعيم بعض الأبنية التاريخية والنصب التذكارية التي تضررت في الحرب العالمية الثانية.حيث توصل الدكتور  Fernando Lizzi. عام 1952 إلى الموديل الأول من الركائز الابرية واسماها الركائز الجذرية((Root Pile من ثم ازداد استخدامها في العديد من دول العالم. وقد تم استخدامها لأول مرة في الولايات المتحدة الامريكية عام  1972 وفي عام 1981 دخلت فكرة الركائز الابرية إلى الصين وتم تنفيذها لأول مرة عام 1985 ثم توسع استخدامها تدريجيا في معظم انحاء العالم ولازال تطبيقها في العراق شبه معدوم مما يتوجب نشر ثقافة استخدامها كغيرها من التقنيات الحديثة في التنفيذ التي لا زالت غير معرفة في مجال التطبيق في البلد.

ميزات الركائز الابرية:

1-تعمل في حالات الشد والضغط والدفع الجانبي

2-الالآت اللازمة لتنفيذها صغيرة وخفيفة نسبيا، الشكل( 3 )،وبذلك تكون كلفة العمل بها قليلة نسبيا.

3-سهلة التنفيذ في المواقع الضيقة وداخل الأبنية وتحت الجسور.

4-لا تسبب أضرار بسبب قلة الاهتزازات والضوضاء الناتجة عن العمل.

5-لا تسبب تشويه وتشويش لموقع العمل كما في عمل الركائز الاعتيادية .

6-يمكن تنفيذها بأي طول مرغوب وأي زاوية يتوجب تنفيذ الركائز فيها.

7-يمكن استخدامها لأبنية جديدة أو لتدعيم أبنية قائمة كونها من الأسس ذات الهبوط القليل.

8-ديمومة عالية بسبب نوع المواد المعمولة منها.

9-يمكن أن تنفذ في مختلف أنواع الترب.

الشكل (3) نماذج صغيرة من حفار الركائز الابرية


تطبيقات الركائز الابرية :

1-تقوية الأسس وفي بعض التوسعات في الأبنية، شكل(4) وشكل (5).

2-في المناطق التي يكون حفر ركائز عميقة صعب والتي يكون فيها الفضاء العمودي غير كافيا لعمل الركائز الاعتيادية ،شكل(6 )، والمواقع المزدحمة حيث يتوجب تقليل الاهتزاز والضوضاء فيها والأبنية الحساسة والترب ذات المستوى الجوفي العالي.

3-تدعيم أسس أبنية قائمة والصيانة للأبنية التي تعرضت لتأثير الهزات الأرضية.

4-تثبيت المنحدرات، شكل( 7 ) ،وفي الجدران الساندة، شكل (8)، وتثبيت التربة وتقليل هبوطها,والتقليل من تأثير الانجراف الذي قد يؤثر على بعض المنشآت.

5-أسس لأبراج الاتصالات والكهرباء، شكل ( 9  ).

 

 مراحل تنفيذ الركائز الابرية :

1)بعد تحديد موقع الركيزة  يتم الحفر مع دفع المغلف  casingداخلها مع استمرار الحفر إلى العمق المطلوب.

2)تنظيف باطن المغلف casing من الأتربة أو القطع المتفتتة المتساقطة داخله.  

3)وضع حديد التسليح ومن ثم ضخ مادة الحقن.

4)يتم ضخ مادة حقن إضافية تحت ضغط عال لتنتشر داخل التربة ولكي تساعد اعطاء الركيزة الابرية مقاومة ارتكاز واحتكاك عاليتين مع السحب المستمر للمغلف.

5)إكمال عملية الضخ وسحب المغلف، والشكل (10) يوضح المراحل المذكورة.

 

المصادر:

1)UMASS ,"Drilled Deep Foundations Micropile Design and Construction", 2012.

2) U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, "Micropile Design and Construction", 2005.

3) Jim Sheahan, P.E., "Micropiles Micropiles – An Overview An Overview",2009.

4) US Department of Transportation, FHWA, "Micropile Design And Construction Guidelines",2000.

5) Allen Cadden P E Allen Cadden, P.E. West Chester, PA ,"Micropiles Design", Las Vegas, 2008.

Joomla Templates - by Joomlage.com