التربة الإنتفاخية

التربة الإنتفاخية :-

~~~~~~~~~~

تعريف التربة الإنتفاخية ( Expansive Soils ) :-

إذا تعرض حجم التربة أو الصخور الرخوة ( Soft Rocks ) للإنكماش أو التمدد عند حدوث تغير في مستوى الرطوبة بها ( Moisture ) فإنها تسمى إنتفاخية ... والتربة التي تحدث بها هذه الظاهرة تكون عادة تربة طينية ( Clays ) إلا أنه هناك بعض أنواع التربة الصفائحية ( Shales ) تتعرض للإنكماش والتمدد أيضا .

وترجع هذه الظاهرة إلى تفتت سيلكات الألومنيوم ذات الأصول المعدنية البركانية ( Aluminum Silicate Minerals ) لتكون تربة طينية إنتفاخية من مجموعة الاسمكتايت ( Smectite Group ) وأشهر أنواع التربة التي تتدرج تحت هذه المجموعة هي تربة المنت موريللونايت ( Montmorillonite ) حيث تتمدد الأنواع الصافية ( Pure ) من هذه التربة ليتضاعف حجمها خمس عشرة مرة قدر حجمها وهى جافة .

ولكن هذه التربة في الطبيعة عادة تكون مختلطة بأنواع أخرى من الطين لها صفات أقل إنتفاخية ولذلك يندر أن توجد في الطبيعة تربة يتمدد حجمها ولأكثر من مرة ونصف قدر حجمها وهى جافة و في هذا خطورة طبعا على طبعا على المنشأ المقام على تربة كهذه ...

::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

متى يصبح وجود التربة الإنتفاخية #مشكلة ؟

إذا توافرت العوامل الثلاثة فسوف يؤدى وجود التربة الإتفاخية إلى مشاكل يتعين علينا دراستها :-

▪أن تحتوى التربة على مكونات معدنية

( Mineral components ) ذات الخواص الأنتفاخية العالية

▪أن تتعرض هذه التربة لتغيرات كبيرة في محتوى الرطوبة .

▪طبقة التربة المحتوية على مواد

إنتفاخية يجب أن تكون بسمك كاف

لكي تحدث حركة تكفى لأحداث الضرر

على سطح الطبقة ...

وعموما لو زادت نسبة التمدد الحجمي لتربة الأساسات عن ( ٣ % ) فإنها تودي إلى إحداث أضرار بنسبة متفاوتة للمنشأت ما لم تكن أساساتها مصممة بطريقة خاصة لمواجهة ذلك( Specially designed Foundations ) ...

مشكلة التربة الإنتفاخية :-

~~~~~~~~~~~~~~~

طبقا لبعض الإحصاءات فان الأضرار التي تلحق بالمنشأت المقامة على التربة الإنتفاخية تفوق الأضرار التي تلحق بالمنشات بسبب الفيضانات والأعاصير والزلازل مجتمعة ...

وتشمل هذه المنشأت المباني وأيضا الطرق (Roads) والجسور (Bridges) وخطوط الأنابيب ( Pipelines ) وأيضا كل المنشات غير المرنة ( Rigid structures ) والتي تركز على أو تمر من خلال التربة الإنتفاخية ...

والمشاكل التي تسببها التربة الإنتفاخية تتوقف لحد كبير على إختلاف الضغوط ( Pressure changes ) تحت المنشأ من مكان ولأخر .

وهذا بسبب التوزيع غير المتساوي لمحتوى الرطوبة ( Moisture ) في التربة الحاملة للأساسيات .

فنجد أن المباني الصغيرة , الجسور والطرق توثر بأحمال صغيرة على التربة الإنتفاخية وذلك مقارنة بضغوط الإنتفاخ ( Swelling Pressure ) بها والتي تتعدى ( 10000 رطل/قدم2 أو ( 479000 باسكال ) .

::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

أنواع الأضرار التي تسببها التربة الإنتفاخية :-

~~~~~~~~~~~~~~~~

▪الحركة المتفاوتة ( Differential movement ) تحت المنشأ الواحد من

مكان إلى آخر .

▪تغير منسوب التربة في المكان الواحد

إلى أعلى وإلى اسفل تبعا للتغيرات

الموسمية ( Seasonal changes )

لمحتوى الرطوبة ومستوى المياه

الجوفية ( Water table levels )

والتربة تتعرض لهذه الحركة الراسية

الموسمية حتى أعماق تصل إلى

حوالي مترين .

▪في حالة إقامة منشأ على مساحة

كبيرة نسبيا ( مبنى ضخم أو طريق )

فإن التغيرات الموسمية في محتوى

الرطوبة بسبب الأمطار سوف تتوقف

عن الحدوث تحت وسط المنشأ ولكنها

سوف تستمر في الحدوث حول

أطراف ومحيط المنشأ .

وهذا يؤدى إلى هبوط أطراف المنشأ بالنسبة لوسطه في مواسم الجفاف وهذه الظاهرة تسمى تقبب التربة ( Doming of soil ) تحت المنشأ وعلى العكس من ذلك في المواسم الأمطار فان أطراف المنشأ ترتفع بالنسبة لوسطه ويحدث ما يسمى تقعر التربة ( cupping of soil ) . ويسمى هذا التمدد للتربة حول محيط المنشأ بالتمدد الموسمي ( seasonal heave ) ويحدث تأثير مماثل على مستوى الرطوبة بالتربة نتيجة لوجود أي تسرب من مواسير المياه أو الصرف الصحي في جانب من جوانب المنشأ . ويسمى التمدد الناتج عن ذلك في التربة بالتمدد العام ( General Heave ).

::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

الكشف عن وجود تربة إنتفاخية بموقع الإنشاء :-

~~~~~~~~~~~~~~~~~~

الشك في وجود تربة إنتفاخية قد يأتي بعد ملاحظة مظهر التربة وسلوكها بعد الغمر وقد يوجد هذا الشك أيضا لمجرد وجود الموقع في المنطقة عرف عنها أن تربتها إنتفاخية . وفى كل إقليم يعرف المهندسون به والمتخصصون توزيع المناطق التي تحتوى على تربة إنتفاخية . وأيا كان سبب وجود الشك فمن الواجب عندئذ إجراء كشف موقعي دقيق ( site investigation ) وسواء أجرى الكشف بمعرفة مهندس جيوتقنى أو جيولوجي متخصص في التربة الهندسية فهناك عدة ظواهر لو وجدت في تربة ما لا يمكن التأكد من إنها تربة إنتفاخية وهذه الظواهر كالتالي :-

☆ عندما تكون التربة الطينية رخوة كالبودرة ( Soft Puffy ) وتبدو كالفشار وهى جافى ( popcorn appearance ) .

☆ عندما تلتصق التربة بالأصابع بشدة وهى مبتلة .

☆ عندما تظهر التربة لدونه عالية وتكون ضعيفة وهى مبتلة

- (highly plastic & weak) ولكنها تكون صلبة كالصخر وهى جافة ( rock hard ) .

قد يظهر فحص المنشات الموجودة من قبل كروب الموقع وجود أضرار بها أو شروخ تدل على وجود تربة انتفاخية أسفلها.

عند التحكم مبدئيا بأن التربة إنتفاخية فان هناك العديد من الأختبارات المعملية التي يتعين أجراؤها على عينات من التربة لإعطاء تقييم أكثر دقة لمدى إنتفاخية التربة .

وتعتبر إرتفاع علامة اللدونة( plasticity index ) هي المؤشر الأول للحكم على مدى إنتفاخية التربة ويضاف إلى ذلك وجود نسبة يعتمد بها للمكون الطيني بالعينة وهى الحبيبات التي يقل قطرها عن 2 ميكرون ( clay fraction ) .

يحكم على مدى إنتفاخية التربة بدلالة كل من علامة اللدونة ( P.I ) ونسبة المكون الطيني بالعينة وهذان يتم تعينهما معمليا .

وقد عكست الخبرة تأثير علامة اللدونة ( P.I ) على مدى الإنتفاخية كالموضح بالجدول التالي :-

مدى علامة اللدونة ( P.I ) مدى انتفاخية التربة (EXPANSIVITY )

صفر - 14 % قابلية صغيرة للإنتفاخ NONCRITICAL

14 - 25% إنتفاخية متوسطة MARGINAL

25 - 40% إنتفاخية كبيرة CRITICAL

أكبر من 40% إنتفاخية كبيرة جدا HIGHLY CRITICAL

ويجب ملاحظة أن علامة اللدونة ( P.I ) هي موشر فقط ولكن هناك عوامل أخرى تحدد مدى قابلية التربة للانتفاخ مثل البناء التركيبي للتربة ( SOIL STRUCTU E ) وكذلك عمق الطبقة الإنتفاخية والذي يؤدى إلى الحكم على مدى الحركة على سطح الأرض .

قبل إختيار نوع الآساسات ( FOUNDATION DESIGN ) يجب الأخذ في الإعتبار أيضا التركيب الجيولوجي للموقع وكذلك تاثيرالمياة الجوفية ( GROUND WATER )وهناك العديد من التجارب المعملية التي تتيح حساب قيمة التمدد ( HWAVE ) التي يتعرض لها موقع معين . وهذه التجارب لا غنى عنها في حالة تشييد المنشات الكبرى الهامة ....

شاركه على جوجل بلس

عن المهندس.ناصر رمضان