أكوام المسمار: الخصائص والمزايا وعيوب

أساس المنزل هو واحد من أكثر العناصر المعقدة والمكلفة في تصميمه. في الوقت نفسه ، تكون عملية إنشائها طويلة جدًا - في معظم الحالات ، تكون هذه المرحلة محدودة من البناء. لسوء الحظ ، ليس من غير المألوف بالنسبة للمطورين عديمي الضمير أن ينتهكوا بوعي التقنيات والمعايير من أجل إكمال الأساس في أسرع وقت ممكن والمضي قدماً في المراحل التالية من العمل. في كثير من الأحيان ، يدفع العملاء أنفسهم إلى هذا ، والذين يعتقدون أنه لم يحدث شيء في موقع البناء لفترة طويلة. الاندفاع المفرط في هذه المرحلة يؤدي إلى حقيقة أن سكان المنزل الجديد سيواجهون مشاكل في وقت قريب - تلال الأساس ، ونتيجة لذلك ، يبدأ الهيكل بأكمله في الانهيار ببطء.

هل الأرضية الوسطى ممكنة هنا؟ هل من الممكن تركيب قاعدة قوية وموثوقة بسرعة؟ اتضح ، ربما. في هذه الحالة ، تتراكم أكوام البرغي. لا يتطلب إنشاء الأساس على أكوام البراغي شهرًا أو شهرين فقط ، بل يتطلب بضعة أيام فقط.

لماذا لا تزال هذه الأكوام غير مستخدمة في كل مكان؟ لماذا لا تنمو المنازل الجديدة بنفس سرعة نمو الفطر بعد المطر؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، تحتاج إلى معرفة ليس فقط الايجابيات ، ولكن أيضًا السلبيات من أكوام البراغي للمؤسسة ، للحصول على فكرة عن القيود الموجودة على تطبيقها. تذكر أن الأساس أمر مسئول للغاية ، وعند اختيار حل للتصميم ، يجب أن تعتمد بشكل أساسي على معرفتك ، وليس على تأكيدات الشركات المصنعة أو وعود البناة أو أمثلة الجيران والمعارف.

تاريخ ظهور أكوام المسمار

يعود تاريخ أكوام المسمار إلى ما يقرب من قرنين. قام المهندس الأيرلندي ألكسندر ميتشل بانقلاب في مجال بناء الأساسات. في عام 1833 ، حصل على براءة اختراع "أكوام برغي ميتشل" ، والتي يمكن تثبيتها في التربة المتحركة ، مثل القاع الرملي للبركة أو الرمال الطينية.

أول هيكل كبير تم تشييده على هذه الركائز كان منارة مابلين ساند ، التي بنيت عند مصب نهر التايمز بالفعل في عام 1838. كان أساسها تسعة أكوام بقطر لولبي يبلغ قطره 120 سم ، ملتوية في الأرض على عمق حوالي 7 أمتار. في السنوات التالية ، تم بناء العديد من المنارات تحت إشراف ميتشل في جميع أنحاء إنجلترا. البعض منهم لم يتغير حتى يومنا هذا.

تم بناء أكثر من 150 منارة في أمريكا الشمالية ، وكاسر في بورتلاند ، وجسر في بومباي ، وسكك حديدية في بارودا ، ورصيف في مدراس والعديد من الأشياء المهمة الأخرى في منتصف القرن التاسع عشر باستخدام أكوام ميتشل.

في روسيا ، تم العثور على أكوام برغي فقط في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. سرعان ما قدر المهندسون الروس جميع مزايا هذا الاختراع ، خاصةً عند العمل في المناطق الصقيعية في المناطق الشمالية من البلاد أو في التربة الضعيفة المغمورة بالمناطق الساحلية. في وقت قريب جدًا ، بدأت أكوام البرغي تستخدم على نطاق واسع في إنشاء الهياكل الهندسية للأغراض العسكرية (يتم استخدام الدعم اللولبي للإطار عالي السرعة لإنشاء أساسات الجسور القابلة للطي من قبل قواتنا العسكرية حتى الآن) ، ثم في الهندسة المدنية لاحقًا.

وتستخدم أكوام الصلب المسمار بنشاط في جميع أنحاء العالم اليوم. يلجأون إلى مساعدتهم عندما تكون هناك حاجة إلى بناء عالي السرعة: عند تثبيت أنواع مختلفة من الدعامات ، ونشر محطات الضخ والحفر ، ووضع خطوط الأنابيب ، وبناء معسكرات مؤقتة للعمال ، إلخ. هذه المنتجات مطلوبة بشدة بين شركات النفط والغاز والبنائين العسكريين والصناعيين والشركات التي تقوم بأعمال الترميم. منظمات البناء المشاركة في بناء المباني السكنية موجودة في هذه القائمة ، لكنها بعيدة عن المناصب القيادية.بالطبع ، أقيمت الأسس على أكوام المسامير للمباني السكنية ، ولكن في معظم الحالات نتحدث عن البناء في المناطق أو المناطق التي يصعب الوصول إليها أو المناطق ذات التربة الصعبة ، وإصلاح المؤسسات الإشكالية للمباني السكنية القديمة ، وإصلاح المباني على المنحدرات.

تصميم وخصائص أكوام المسمار

ما هي أكوام المسمار التي اكتسبت شعبية بسرعة بين بناة في جميع أنحاء العالم؟ ما أصناف منها موجودة؟ ما هي خصائص أكوام المسمار يجب أن تولي اهتماما قبل كل شيء؟

يتكون الكومة اللولبية من جذع ونصل يقعان في نهايته. بفضل هذا الأخير ، يتم دفن هذا النوع من الكومة في الأرض عن طريق الشد وليس الانسداد.

1. الأنابيب. 2. الرأس الموصول بأعلى الكومة. 3. شفرة دوامة الشكل. 4. طلاء مقاومة للتآكل. 5. ثقب التكنولوجية لوضع قضيب.

هناك عدة أنواع من أكوام الصلب المسمار. يعتمد الاختيار لصالح نوع معين على تحليل لخصائص التربة في هذه المنطقة والحمل المقدّر على الأساس. غالبًا ، حتى في موقع واحد يتم استخدام أنواع مختلفة من الأكوام ، مما يسمح لك بتوزيع الحمل بالتساوي.

برغي تلميح نوع

يمكن أن تكون أطراف أكوام المسمار ، التي تعمل على تسهيل غمرها في الأرض ، ملحومة أو مسبوكة.

كومة المسمار مع تلميح ملحومة.

تعتبر القوالب المصبوبة أغلى بكثير ، ويتم تبرير استخدامها فقط في حالة العمل مع التربة الكثيفة بشكل خاص ، بما في ذلك التربة الصقيعية ، والتي تحتوي أيضًا على شوائب كبيرة من أصل طبيعي أو تقني. غيض من الزهر دائم عندما تدمر أكوام الشد بسهولة العقبات في طريقها ولا تتشوه في نفس الوقت.

يلقي كومة كومة.

عدد من ريش

حسب عدد الشفرات ، يتم تقسيم أكوام البرغي إلى شفرة واحدة ومتعددة الشفرات (يمكن أن يصل عدد الشفرات الموجودة على عمود واحد في بعض الحالات إلى ست قطع). الأولى مخصصة حصريًا للتربة الكثيفة ذات الحركة المنخفضة.

واحد شفرة كومة المسمار.

والثاني أكثر عالمية ، على الرغم من أن الغرض الرئيسي منه هو التربة اللينة ذات القدرة المنخفضة على التحمل ، نظرًا لأن أكوام الشفرة المتعددة أكثر مقاومة لأنواع مختلفة من الأحمال - بالسحب أو ، على العكس ، الضغط والأفقي. يمكن تحقيق الحد الأقصى من الكفاءة لأكوام برغي متعددة الشفرات عن طريق اختيار عدد الشفرات بشكل صحيح ، والمسافة المثلى بينهما ، ونغمتها وزواياها.

كومة المسمار المزدوج.

حجم شفرة

حسب حجم الشفرات ، تنقسم أكوام اللولبة إلى نصل عريض (قطر الشفرات لا يقل عن مرة واحدة ونصف قطر قطر الجذع) وشفرة ضيقة. بفضل مساحة المحامل المتزايدة ، تعتبر الأكوام ذات الدعامات العريضة فعالة جدًا في التربة اللينة.

أكوام برغي عريضة.

وللأخرى ذات الشفرة الضيقة اختصاصها الخاص - وخاصة التربة الكثيفة أو المجمدة للغاية (من المستحيل "تثبيت" كومة عريضة النصل في هذه التربة بسبب الخطر المتزايد بشكل كبير لكسر أو تشويه الشفرات). يمكن أن يختلف قطر شفرات كومة البرغي وفقًا للمعايير الدولية ICC AC358 (معايير قبول مؤسسة حلزونية) من 200 إلى 350 مم.

أكوام برغي ضيقة.

سمك المعدن من كومة المسمار

السمة الهيكلية الأكثر أهمية في كومة البرغي هي سماكة المعدن الذي تصنع منه جذعها. يتم حساب السماكة المطلوبة بناءً على الحمولة المقدرة على الوبر فحسب ، ولكن أيضًا على ظروف تشغيله. الحقيقة هي أن انخفاض سماكة جدار الوبر بسبب عمليات التآكل يؤدي في النهاية إلى انخفاض في مدة الخدمة. وفقًا لمعيار ICC AC358 المذكور أعلاه ، يجب أن يكون الحد الأدنى لسماكة جدار عمود الكومة 8 مم في التربة المحايدة و 9.5 مم في التربة مع زيادة النشاط الكيميائي.

وبطبيعة الحال ، أدرك المهندسون المحليون أهمية هذه المعلمة مثل سمك المعدن المستخدم في صنع أكوام البراغي. يذكر الكتاب المرجعي "أكوام وأساسات الوبر" ، المنشور في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1977 ، أن عمود الوبر يجب أن يكون مصنوعًا من أنابيب غير ملحومة تنتج عن طريق الدرفلة على الساخن بسماكة جدار لا تقل عن 10-14 ملم. ومع ذلك ، في المعيار الروسي الحديث للبناء SP 24.13330.2011 "أسس الوبر" ، فإن مثل المعلمة مثل سمك الجدار الخاص بعمود المسمار اللولبي لا يتم اعتبارها على الإطلاق ولا يتم توحيدها.

لن نضع افتراضات حول سبب حدوث ذلك ، فالنتيجة مهمة. يستفيد العديد من المصنعين المحليين من عدم وجود متطلبات صارمة لبناء أكوام الصلب بالمعايير الروسية ويتجاهلون بوعي المعايير الدولية. الرغبة في زيادة الأرباح تؤدي إلى فقدان الجودة.

معظم أكوام المسمار المنتجة في بلدنا لها سمك الجدار لا يزيد عن 3-4 مم. في نفس الوقت ، إنها مصنوعة من أنابيب ملحومة ذات مقاومة منخفضة للتآكل. كما أن جودة الطلاء الواقي المضاد للتآكل ، كقاعدة عامة ، تتمنى للأفضل: غالبًا ما "ترش" بالفعل أثناء نقل الأكوام.

بالطبع ، في روسيا يمكنهم إنتاج (وليس فقط معرفة كيف ، ولكن أيضًا إنتاج!) أكوام بجودة تلبي جميع متطلبات المعيار الدولي ICC AC358. ومع ذلك ، نظرًا لتكلفتها العالية ، في معظم الحالات لا يمكنهم تحمل المنافسة مع أكوام الخرسانة المسلحة التقليدية المثبتة في بئر محفورة مسبقًا.

يجب أن يؤخذ سمك المعدن في الاعتبار ليس فقط من عمود الكومة ، ولكن أيضًا في شفراته. عند إنشاء كائنات مؤقتة أو خفيفة ، يجوز استخدام أكوام ذات شفرات أرق من 5 مم. عند تركيب الهياكل الكبيرة المصممة للتشغيل على المدى الطويل ، توصي المواصفة القياسية الدولية باستخدام أكوام بسماكة الشفرة من 9.5-12.5 ملم.

طلاء مقاوم للتآكل

لتقليل تأثير عمليات التآكل على خصائص قوة الأكوام الفولاذية المثبتة في تربة عدوانية ، لا يزيد فقط من سمك جدرانه ، بل يطبق أيضًا طبقة واقية إضافية. الطرق الأكثر شيوعًا للحماية من التآكل للأكوام الفولاذية هي غلفنة وتطبيق طلاء بوليمر خاص (بولي يوريثان ، إيبوكسي ، إلخ). وفقًا لـ ICC AC358 ، يجب أن يكون سمك طبقة البوليمر الواقية 400 ميكرون على الأقل.

مزايا الأساس على أكوام المسمار

سرعة التثبيت

ربما تكون سرعة التثبيت العالية أهم ميزة لأكوام البراغي ، لأنهم في أعمال البناء يقدرون الوقت مثل أي شيء آخر. كومة البرغي جاهزة للاستخدام فورًا بعد التثبيت. حتى إزالة الخرسانة من الخلوص الداخلي لعمود الوبر لا يؤدي إلى توقف في موقع البناء: ليست هناك حاجة لانتظار الخرسانة للحصول على قوة العلامة التجارية ، نظرًا لأن الحمل على الوبر ينظر إليه بشكل أساسي بواسطة غمده الصلب.

انخفاض مستوى الضوضاء عند تثبيت الأساس

انخفاض مستوى الضجيج أثناء التثبيت هو الميزة الرئيسية للأكوام اللولبية على تلك التي يتم تشغيلها لا تقترن عملية دفع هذا الأخير إلى الأرض بالضجيج فحسب ، بل بالاهتزاز أيضًا. قد تؤثر تأثيرات الاهتزاز على التربة على الهياكل المختلفة الموجودة في المنطقة المجاورة مباشرة لموقع العمل.

انخفاض السعر

يتم تحقيق انخفاض تكلفة الأساس على أكوام المسمار مقارنة مع تكلفة جميع أنواع الأساسات الخرسانية المسلحة في المقام الأول بسبب انخفاض كبير في حجم العمل الأرضي.

القدرة على تحمل مختلف الأحمال سحب

هذه القدرة بسبب وجود شفرات في أكوام المسمار. بفضل شفراته ، يمكن تثبيت هذه الأكوام على منصات غير مستوية (مما يعني أنها مناسبة تمامًا للمباني الموجودة على المنحدرات) وفي أي زاوية إلى العمودي.

لا حاجة للحصول على كمية كبيرة من التربة

تتيح لك مساحة صغيرة من التربة التي تم نقلها أثناء تثبيت أكوام البراغي ، العمل بالقرب من المباني الحالية.

يمكن استخدامها في ظروف مختلفة.

يتم التعبير عن بساطة أكوام البرغي الخاصة بالطقس والمناخ في حقيقة أنه يمكن تشغيلها في نطاق درجات حرارة واسعة إلى حد ما ، ولا تخشى ارتفاع المياه الجوفية وتورم التربة ، وبالتالي لا تتطلب تصريفًا إلزاميًا لموقع البناء.

إعادة استخدام

واحد من تطبيقات أكوام المسمار هو بناء هياكل مؤقتة. بعد أن يكمل هذا المبنى وظائفه وتفكيكه ، يمكن إزالة أكوام البراغي من الأرض وإعادة استخدامها إذا لزم الأمر.

تجدر الإشارة إلى أن جميع هذه المزايا لا تمتلكها إلا أكوام اللولب المنتجة صناعياً ، والتي تتوافق جودتها مع معايير القبول في مؤسسة ICC AC358 Helical Foundation.

عيوب الأساس على أكوام المسمار

ينطوي استخدام أكوام البراغي على عدد من القيود ، والتي يحاول العديد من الشركات المصنعة ، للأسف ، التزام الصمت. في الظروف التي تسير فيها الشركات التي تعمل في تثبيت المؤسسات بسهولة على انتهاك المعايير التكنولوجية ، فأنت بحاجة كعميل إلى أن يكون لديك على الأقل فكرة عامة عن الحالات التي يكون فيها من غير المرغوب فيه أو غير المقبول تمامًا استخدام أكوام البراغي.

عدم القدرة على استخدامها في المناطق ذات النشاط الزلزالي

لا يُسمح ببناء المباني على أسس أكوام البرغي إلا في المناطق التي لا يوجد فيها نشاط زلزالي معتدل أو في حدوده.

عدم القدرة على استخدامها في التربة مما تسبب في تآكل المعادن السريع

لا ينبغي استخدام أكوام الصلب اللولبية في التربة التي تقل مقاومتها الكهربائية عن 10 أوم * م ، وفي التربة التي تقل درجة الحموضة فيها عن 5.5 ، وأيضًا في التربة التي تحتوي على نسبة عالية من المركبات العضوية. سبب هذه القيود هو ارتفاع معدل التآكل الكهروكيميائي للصلب في ظل هذه الظروف. المطور المسؤول ، الذي لا يبالي بمسألة متانة البناء الجاري بناؤه ، قبل اتخاذ قرار بشأن استخدام أكوام الصلب اللولبية ، ملزم ببساطة بتحديد جميع الخصائص الضرورية للتربة في موقع البناء هذا. إذا لم يكن من الممكن تحديد عدوانية التربة ، فيجب عليك التقيد بالمتطلبات المعتمدة للأكوام المركبة في التربة ذات النشاط العالي جدًا للتآكل.

لا يجوز اختراق أكوام المسمار في التربة الصخرية.

يمكن أن تعزى مقالب الخبث ومكبات النفايات لمخلفات البناء إلى نفس فئة التربة. يمكن لأي أضرار صلبة أن تلحق الضرر بالشفرات أو حتى عمود الكومة اللولبية أثناء التركيب.

يوصى بتجنب استخدام أكوام البراغي على التربة التي لا توفر الدعم الجانبي الكافي.

وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، الخث ، والرمال الغرينية فضفاضة ، الخ إذا كانت الحاجة إلى تثبيت هذه الأكوام في تربة سائلة لا تزال قائمة ، فمن الضروري إما ربطها بشكل موثوق ببعضها البعض أو للتعمق بشكل كبير. وفقًا لمتطلبات معيار ICC AC358 ، يجب دفن كومة لولبية في التربة الصلبة على الأقل 1.5 متر ، وفي التربة اللينة - 3 متر على الأقل.

نعطي مثالاً على ذلك: تركيب كومة برغي طولها 2.5 متر في المنطقة التي تقع فيها طبقة الخث على عمق 2 متر أمر غير مقبول ، لأنه في هذه الحالة سيتم حرمان الكومة من الدعم الجانبي اللازم للتربة.

العوامل التي تؤثر على متانة أكوام المسمار

الإعلان يؤكد أن الأساس على أكوام المسمار يمكن أن تستمر قرن على الأقل. هل هذا هو الحال بالفعل ، أم أنها مجرد حيلة تسويقية أخرى؟ تدل الممارسة على أن هذا ممكن ، لأن بعض المنارات التي أقيمت تحت ميتشل لا تزال قائمة. ومع ذلك ، نحن مهتمون أكثر بمصير لا منارة في أوروبا البعيدة ، بل عن منزل ريفي صغير في مكان ما في الضواحي أو جبال الأورال أو على ضفاف ينيسي.كم من الوقت سوف يبقى ، ويجري نصبها على أساس أكوام المسمار صنع ليس في مكان ما ومرة ​​واحدة ، ولكن هنا والآن؟

بناءً على البيانات التجريبية ، تم تقدير عمر خدمة أكوام الصلب اللولبية في التربة ذات المقاومة الكهربائية المختلفة. وفقًا لهذه التقديرات ، في التربة ذات نشاط التآكل المنخفض (على سبيل المثال ، الصخر الجاف أو الرمل الجاف) ، ستستمر أكوام من المعدن غير المجلفن على الأقل 300 عام ، ومن المعدن المطلي بطبقة واقية - 800 عام أو أكثر. مثير للإعجاب ، أليس كذلك؟ ومع ذلك ، هذه هي التربة ، مثالية من حيث القدرة (أو بالأحرى ، عدم القدرة) للتسبب في تآكل المعدن.

للمقارنة ، النظر في خيار آخر للحد. في التربة ذات التآكل العالي جدًا (التربة البحرية ، الطمي ، الطين المبتل ، الخث) ، يبلغ متوسط ​​عمر الخدمة المتوقع لكومة المسمار اللولبي 30 عامًا فقط (إذا كان الخوازيق مصنوعًا من معدن مجلفن ، فسوف يرتفع هذا الرقم إلى 70-75 عامًا).

يجب عمل تحذير واحد مهم. خلال كل هذه الحسابات ، كان من المفترض أن الكومة تم إنتاجها وفقًا لمعيار ICC AC358 المستخدم في الغرب ، أي سمك جدران جذعها 8 ملم. ولكن يكاد يكون من المستحيل العثور على أكوام لولبية من الأنابيب الفولاذية المدرفلة على الساخن مع سمك الجدار في السوق الروسية. كم من الوقت سوف يستمر "معيار" الإنتاج المحلي في بيئة عدوانية ، أي كومة مصنوعة من أنابيب ملحومة بسمك جدار 3-4 مم غير معروفة لأي شخص ، ولكن من الواضح أنها أقل بكثير من 30 (75) عامًا.

من كل ما سبق ، يترتب على ذلك أن مائة عام من الخدمة التأسيسية على أكوام البراغي الموعودة في الإعلانات ليست أكثر من كلمات فارغة. يمكن أن تستمر الأكوام لفترة أطول وأقل بكثير - كل هذا يتوقف على جودة المنتجات وظروف التشغيل ، والتي لم يرد ذكرها في الإعلان.

بشكل عام ، تعتمد حياة أكوام البرغي على ثلاثة معايير رئيسية:

• سمك الصلب المستخدمة في صنع رمح وريش كومة ،
• سمك وجودة واقية الطلاء المضادة للتآكل ،
• النشاط الكيميائي للتربة في هذا المجال.

دون معرفة هذه الخصائص من الأكوام وظروف التشغيل ، لا يمكن للمرء حتى تقديم افتراضات حول المدة التي ستستمر فيها.

تساهم ممارسة سحق أكوام البراغي مع حزم من القنوات المعدنية أو الزوايا ، المنتشرة على نطاق واسع بين صانعي المباني لدينا ، في انخفاض عمر أكوام البراغي. بالطبع ، هناك ما يبرر ترتيب مثل هذه الحزم بين الأكوام عند تثبيت الأساس في الأرض مع دعم جانبي ضعيف. ومع ذلك ، فإن توصيل أكوام الصلب بجسور المواد الموصلة يؤدي إلى تسريع التآكل الكهروكيميائي للمعدن.

لتجنب حدوث تيارات طائشة ، مما يساهم في تسريع عمليات التآكل ، لا ينبغي أن يكون لأكوام الفولاذ صلة كلفانية مع بعضها البعض ، وكذلك مع عناصر بناء أخرى مصنوعة من الصلب. لتوصيل أكوام في نظام واحد ، يجب عليك استخدام ربط خشبي أو ربط معدني ، والتي يتم توصيل عناصرها إلى أكوام عن طريق المشابك المعزولة من أكوام مع المواد العازلة.

هذا هو في الواقع كل ما أردنا إخبارك به اليوم. أنت تعرف الآن جميع إيجابيات وسلبيات أكوام البراغي ، ونأمل أن تفهم الفكرة الرئيسية التي حاولنا نقلها إليك. أكوام اللولب هي خيار ممتاز لإنشاء الأساس ، لكن لا يمكن استخدامها دائمًا وليس في كل مكان. يمكن فقط للمحترفين تحديد جواز استخدام أكوام المسمار في كل حالة. صدقوني ، فإن تكلفة اجتذاب أخصائي أقل من تكلفة التخلص من الأخطاء التي ارتكبت أثناء تصميم وبناء المؤسسة.