كتابة – مهندسة مدني /رضوى فتحى صالح & مراجعة ونشر – مهندسة معمارية/ شيماء مجدى.
مقدمة
الحفر من أقدم العمليات التى عرفها الانسان حيث تعددت استخداماتها منذ القدم وتختلف طريقة الحفر باختلاف نوع المادة التى يتم الحفر عليها فهناك الحفر على الزجاج والحفر على الخشب او الحفر على الزجاج او الحفر على الصخر او الحفر للتنقيب عن المياه الجوفية والغاز والبترول او حفر الارض حيث ان عملية حفر الارض لها عدة اغراض منها اعدادها للزراعة او تهيئتها للانشاء عليها مثل المشاريع السكنية والصناعية.
استكمالا لسلسلة تعلم خطوات البناء ندرس أعمال الحفر والردم باعتبارها أولى خطوات المرحلة التنفيذية لبناء المبنى و بعدسة معمارى سنستعرض كل ما يخص أعمال الحفر وسنجيب على كل التساؤلات حول هذه الخطوة…..
-ماهو الغرض من اعمال الحفر؟
– ماهى الادوات المستخدمة لعملية الحفر؟
– ماهى الاحتياطات اللازمة لأعمال الحفر؟
– كيف يتم استلام أعمال الحفر؟
– كيف يتم حساب كميات الحفر والردم؟
اولا:الغرض من أعمال الحفر
إن عملية الحفر قد يكون لها عدة أغراض فيمكن أن تتم عملية الحفر بغرض عمل أبحاث لطبقات التربة حتى يتم دراسة طبقات التربة وأيضا قد تحدث بغرض التنقيب كما يحدث فى آبار البترول لقياس المادة الخام للتعدين .
– الحفر يتم كخطوة أولية عند بناء أى منشأ وذلك بغرض تسوية الأرض ليتم البناء عليها أو لعمل جسات للتربة لتحديد مدى قدرتها للتحمل وذلك فى المنشاءات سواء كانت بناء أو أنفاق أو أساسات عميقة.
وعند الشروع فى تنفيذ بناء أى مشروع نلجأ دائما للحفر كأول خطوة وذلك للأسباب الاتية:
1- تتم عملية الحفر بغرض إزالة أى شوائب وتطهير الارض.
2- تتم عملية الحفر عند بناء الاساسات من قواعد ولبشة .
3- يتم الحفر إذا وجدت أى ميول فى التربة حتى يتم الوصول إلى المناسيب المطلوبة .
4- الحفر لتفريغ جزء من الموقع لبدروم أو حمام سباحة أو لأي غرض تصميمي.
5- الحصول على عينات من الصخر الذي يتخلله الحفر.
6- لكى يتم الوصول إلى الصخور يتم الحفر حتى يمكن الوصول إليها.
7- الوصول إلى الصخور التي يمكن قياسها بعد ذلك.
ثانيا :الأدوات المستخدمة لعملية الحفر
تطورت أدوات الحفر تعير مر السنين تطور كبير الذي اعتمد في بدايته على اليد، ثم بعد ذلك استخدام الأدوات المتطورة والتي تختلف حسب ما يتطلبه مشروع الحفر.
أدوات الحفر
أجهزة الحفر يمكن أن تكون :
1- صغيرة كالتي تستخدم في الحفر الكشفي وآبار المياه والبحوث البيئية.
2- ضخمة قادرة على حفر مئات الأمتار من قشرة الأرض.
وسنتعرف معاً على الأدوات المستخدمة في الحفر:
1-المجرفة والجرافة
تعتبر المجرفة من أشهر الأدوات التى تستخدم فى عملية الحفر حيث يتم استخدامها فى نقل الأتربة والمواد المتراكمة كالرمل أو التربة أو الفحم أو الحصى وتستخدم أيضا فى رفع تلك المواد إلى منسوب معين ويوجد نوعين منها الاول اليدوى هو المشهور عند حفر الاشياء السريعة (الكريك والقزمة )التى لاتتطلب مجهود اما الثانى فهو الألى ( الجرافة الالية )مثل البلدوزر والتركس.
وهناك حفارات خلفية وحفارات ذات حبال حيث كل حفارة يتصل بها من خلال الذّراع الطّويل سطل جارف له حافة له القدرة على حفر الأرض، ويستطيع السائق أن يتحكم بهذا الذراع برفع السطل وخفضه والدوران به، وعادة تُستخدم الحفارة الخلفية لحفر المجاري وخنادق الأنابيب، وأما النوع الثاني لحفر قنوات المياه والتجويفات الصخرية.
واليكم بعض صور أحدث الجرافات المستخدمة :
© بعدسة معماري – Archlens group
2- المثقاب
تعتبر أداة المثقاب من الأدوات التى تستخدم فى الحفر التمهيدى للتربة فهو عبارة عن أداة فولاذية المعدن وله حافة حادة قادرة على الثقب فهى أداة لها قدرة على اختراق التربة لعمق يصل الى 5 امتار دون حدوث أى ضرر للتربة لانه بعد هذا العمق سيرتطم المثقاب بالصخور فبالتالى سيصبح غير صالح لذلك يتم استكمال عملية الحفر بمواسير التغليف .
3-ماسورة التغليف
ويتكون هذا النوع من برج حفر بقوائم ثلاثية ورافعة كبيرة وأذرع مثقاب ملقمة بلقمة إزميل حيث يكسر الأحجار الصغيرة والطبقات الصغيرة من خلال الطرق عليه بواسطة مطرقة من الرافعة.
يصل عمق الحفر بالماسورة من خمسة وعشرين إلى خمسين متراً. يُستخدم هذا النوع من الأدوات في التربة الطينيّة القاسية، والرملية، والتربة التي تحتوي على صخور.
4-مطرقة التكسير أو الكمبروسر (كمبريسة)
تستخدم مطرقة التكسير فى حفر الاسفلت والخلطات الخرسانية وصخور القشرة الارضية وهي عبارة عن إزميل حفر يتحرك حركة ترددية من خلال تحرر الهواء المضغوط الموجود في مضخة، حيث يمر من خلال الأنابيب لإزميل الحفر، ويتمّ تشغيل مضخة الهواء بواسطة محركات الديزل في المشاريع الإنشائيّة. وتعرف باسم ( الكمبريسة)
5-الحفر الدوراني
هذا النوع من الحفر يستخدم دائما فى عملية أخذ عينات التربة والصخور وتتم عملية الحفر الدورانى عن طريق اللقمة الدوارة التى تصل الى قاع التربة وتحمل عن طريق مواسير تخريم مجوفة بيتدفق خلالها الماء حتى تتيسر عملية الحفر .
ثالثا:الاحتياطات اللازمة لاعمال الحفر
عند اتخاذ قرار البناء تليه خطوات مهمة مثل الحفر وهناك عدة أمور يجب التاكد منها عند الحفر:
هذا الأمر فى غاية الأهمية فهو ليس أمرا سهلا حيث أنه يجب التاكد من الأحداثيات المساحية لقطعة الارض لأنه إذا حدث خطا فى تلك الاحداثيات فقد يسبب مشكلة كبيرة جدا لأنك قد تكون تعديت على أرض جارك وهذا يسبب لك خسارة كبيرة جدا فمن المهم التأكد من هذا الأمر قبل البدء فى الحفر.
يجب إزالة أى شوائب أو معوقات تعوق عملية الحفر إذا وجدت فى قطعة الارض حتى لا يتاخر العمل فنرى الكثير من تلك المعوقات كفروع الشجر أو أى متعلقات تخص خدمات بقطعة الأرض مثل غرف الحراسة وخطوط الصرف وخلافه.
إن التعرف على خصائص التربة قبل البدء فى الحفر هو أمر حيوى وفى غاية الأهمية وذلك لأن خصائص التربة تعرفنا على مدى قدرة التربة للتحمل تساعدنا فى إختيار نوع الاساسات المناسب وأيضا منسوب التأسيس ويتم ذلك عن طريق أخذ عينات من قطعة الأرض من قبل معمل متخصص ليعطيك نتيجة مؤكدة لا خلاف عليها.
بعد تحديد الأحداثيات المساحية لقطعة الأرض وإزالة أى شوائب أو معوقات فيها وتصبح الأرض جاهزة تماما للحفر يتم تحديد أركان الحفر ويمكن ذلك عن طريق مساح أو بواسطة المبانى المحيطة يتم تعليم حدود الحفر عن طريق جير الأبيض ( جير العلام ) ويجب أن نراعى أن تزيد حدود الحفر عن القواعد 50 سم و ألا يزيد عن ذلك ايضا حتى لا نتحمل عبء الردم فيما بعد .
– إذا وجدت قواعد للجيران فيجب عليك أن تراعى ذلك وتضعها فى حسبانك قبل البدء فى الحفر حتى لايحدث لها أى انهيار ولذك يجب عليك أن تبتعد عن قواعد المبنى للجار فمن من الممكن عمل سند فى حالات الضرورة.
– أما فى حالة عدم وجود جار لك يتم البدء فى الحفر مباشرة
يفضل في حالات الحفر العميقة عمل سند لجوانب الحفر إذا أمكن أو عمل ميول لجوانب الحفر وذلك حسب طبيعة التربة ومدي انهيارها حيث تختلف كل تربة عن الأخري ويحدد الطريقة المثلي لذلك المختبر أو مهندسك المشرف.
أثناء الحفر يجب مراعاة المنسوب المطلوب الوصول له وعدم زيادة أو نقصان المنسوب عنه والالتزام به ويفضل طبعا أن يكون هناك مشرف أو مساح يتابع عملية الحفر.
بعد الوصول للمنسوب المطلوب وفي حالة عدم صلاحية التربة التي وصلت اليها يفضل استشارة المختبر عنها إما في حالة كانت مطابقة لتقريره فيتم البدء بالخطوة التالية مباشرة.
بعد الوقوف علي المنسوب المطلوب يتم البدء بتسوية كافة الأرض بمنسوب واحد و البدء في الرش بالمياه والدمك وهي خطوة مهمة جدا حتي لا يحدث هبوط بالقواعد بعد التنفيذ لا قدر الله.
رابعا: استلام اعمال الحفر
1- تحديد الصفر المعمارى أو ما يعرف بمنسوب الروبير.
2- تحديد عمق الحفر بمعرفة منسوب الحفر المطلوب والصفر المعمارى.
3- يتم استلام منسوب التاسيس المعتمد فى اللوحات الهندسية بعد تمام عملية الحفر.
4- مراجعة حدود الحفر والتأكد منها عن طريق اللوحات الهندسية.
5- يجب التأكد من اأبعاد الحفر تبعد عن محاور المبنى مسافة لا تقل عن 75 سم.
6- مراجعة تطهير الحفر وجوانب المبنى واستقامة تلك الجوانب.
7-التأكد من نوع التربة عند منسوب التأسيس وخلوها من أى عروق طينية أو تربة انتفاخية.
خامسا: أعمال الردم
عند تنفيذ أعمال الردم يجب مراعاة الآتى :
1- أن يكون الردم على طبقات كل 20-30 سم
2- يجب أن يكون الردم نظيفا خاليا من أى مواد عضوية.
3-ضرورة استخدام مياة بكثرة.
4- ضرورة استخدام الات الدمك الميكانيكية الخفيفة أو الثقيلة .
5- بعد الانتهاء من اعمال الحفر يتم عمل اختبار للتربة.
حساب كميات الحفر والردم
1-عملية حساب كميات الحفر
من[ حدود الخنزيرة (حدود المبنى) + 1.5 متر ] يعطى ذلك مساحة القطعة التي سنبني فوقها.
نضرب طول البناء في عرضه في عمق التأسيس المطلوب حسب ما هو اى نقوم بتكعيبها فمثلاً مكتوب على المخطط منسوب التأسيس – 1.5متر
مثال : ابعاد المبني 25*20
كمية الحفر : (25 طول الأرض+ 1.5 )×(20عرض الارض + 1.5 ) × 1.5 عمق الحفر= 797.25 متر مكعب.
-حساب التكاليف مثلاً :
(الحفارة ) يحفر 20 متر مكعب في الساعة وإيجار الساعة 100ج.
– تكلفة الحفر تكون 797.25 ÷ 20 = 39.8 ساعة × 100 ج= 3986.25 ج
– ونضيف عليها ربح المقاول 10 % من كلفة الحفر أي 3986.250 × 10% = 398.6 ج
وبالتالي تكون الكلفة الاجمالية للحفر هي : 3986.6 + 398.6 = 4385 ج.
2-حساب الردم
هناك طريقتان لحساب الردم :
الطريقة الاولى
اذا كان هناك ناتج ردم نتج عن الحفر ويكفي فتكون كمية الردم تساوي كمية الحفر ناقص كمية خرسانة القواعد والرقاب وحساب التكاليف يكون على الشكل التالي :
– الحفارة 40 متر مكعب في الساعة ونقسم كمية الردم على 40 ونضرب في 100 ج(السعر) فنعرف سعر المقاول بعد اضافة 10% ارباح .
الطريقة الثانية
عندما يكون ناتج الحفر غير نظيف ونريد شراءه فنحسب سعره ونضيفه الى تكلفة الردم كالسابق.
المصادر:
2- كتاب أعمال الحفر و الردم أونلاين.
3- أدوات الحفر.
