Published in: الهندسة المدنية

تقنيات تنفيذ الأعمال الترابية – التجهيزات والآلات التي تستخدم في الحفر

Author م. لين رحمون

Published on: 28 أبريل، 2023

م. لين رحمون

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

في أي عملٍ هندسي لابدّ أن يكون للأعمال الترابية جزءاً كبيراً، يترأس الأعمال الهندسية المدنية باختلاف المشروع والقسم الذي يتبع له هذا المشروع، سواءً كانت منشآت مائية، كالسدود، والهدارات، ومشاريع السكك الحديدية، انتهاءً بالطرق والأعمال الإنشائية، كالأبنية السكنية. عندما نذكر الأعمال الترابية يُقصد بها عدة مراحل، تُصنّف لها هذه الأعمال، وتبدأ بتفتيت التربة وخلخلتها، ومن ثم تحميلها ونقلها، وتتدرج وصولاً لأعمال الرصّ، والتسوية، والتفجير.

في المشاريع الهندسية لابدّ من أن نحقق معايير النجاح، من خلال الجودة، وتحقيق الاقتصادية، وتوفير الوقت. وهذا يمكن إثباته وتحقيقه من خلال التنظيم الجيد للورديات، والاعتماد على الآليات المناسبة للقيام بعمليات الحفر والردم. عمليات الحفر والردم هي عبارة عن جزء من الأعمال الهندسية، والتي تتجسد على شكل الحفر الكبيرة أو الخنادق، التي نقوم بحفرها بالإضافة لأعمال التسوية السطحية، والتي نقصد بها أعمال الردم.

يُمكن تصنيف هذه الردميات أو الحفريات إلى دائمة أو مؤقتة، وهذا الأمر يتمُّ تحديده على حسب المشروع المنفذ، كمثال: للدائمة مشاريع السدود، وللمؤقتة مشاريع مدّ أنابيب الصرف الصحي.

ما هي الأمور التي يجب الأخذ بها بعين الاعتبار عند اختيار نوع الآلية التي ستقوم بتنفيذ الأعمال الترابية؟

1- الظروف التي تحيط بموقع العمل، و التي تتضمن وجود المياه الجوفية، و كذلك طبوغرافية الأرض من صعود وهبوط، والتي تحدد لنا أماكن الحفر والردم.

2- يجب اختيار طاقم آليات متكامل مع بعضه من حيث آلات الحفر، والنقل، والتحميل، والتفريغ.

3- كلفة العمل.

4- الخواص التي تتمتع بها تربة الموقع.

5- تحديد كمية وحجم الأعمال التي سنقوم بها. ^[1]

ما هي التجهيزات والآلات التي يتم الاعتماد عليها أثناء عمليات الحفر؟

 لدينا نوعان منها: ^[2]

1- الحفر اليدوي

يتمُّ استخدام هذا النوع من الحفر للأعمال الصغيرة، من أجل إنهاء الرتوشات النهائية بعد الانتهاء من الحفر بالمعدات الميكانيكية في قاع الحفريات. نستخدم عادةً المعدات البسيطة، كالأزميل، والقزمة، والرفش، والعربات اليدوية، وفي حال كانت التربة ذات صلادةٍ عاليةٍ لا نستخدم هذه الطريقة من الحفر. وعند الانتهاء من الحفر، يمكننا إعادة استخدام التربة الصالحة في أعمال الردم أي الكمية الفائضة منها خارج الموقع.

2-الحفر بواسطة الآليات والمعدات الميكانيكية والتي تتضمن:

1- المجرفة الآلية

عموماً هذه المجارف تستخدم من أجل خلخلة التربة، وتحميلها، ونقلها، وتفريغها، وتُصنّف هذه المجارف إلى:

• المجرفة الأمامية

تُستخدم هذه المجرفة لحفر التربة الشاقولية التي أمامها، والتي تقع على مستوىً أعلى، أي فوق مستوى ارتكاز المجرفة، أي أن عملية الحفر تكون أعلى من المستوى الذي ترتكز وتقف عليه الآلية، ويكون السطل المتّصل معها مفتوحاً نحو الأعلى حيث نقوم بواسطته بجرف وحفر التربة. في حال كانت التربة قاسية، نقوم بتزويد السطل بأسنان من أجل خلخلة التربة وتحميلها إلى السطل، أما في حال كانت التربة قليلة القساوة يكون السطل مزوداً بشفرةٍ عادية وليست أسنان، وتتمتع هذه المجارف الأمامية بإنتاجية عالية جداً.

• المجرفة الخلفية

تقع هذه المجرفة على منسوبٍ أعلى من مستوى التربة التي تقوم بحفرها، أي أن التربة تقع تحت منسوب ارتكاز المجرفة. تبدأ المجرفة الخلفية بحفر التربة من النقطة الأبعد عنها وصولاً إلى التربة الأقرب إليها، مع الأخذ بعين الاعتبار المسافة المناسبة لضمان عدم انقلاب الآلية. وهي مزودة بسطل مفتوح نحو الأسفل والخلف.

2- المجرفة اللاقطة

تُستخدم من أجل التقاط واستخراج المواد المخلخلة، من أهم ما تمتاز به العمق الكبير للحفر نسبياً.

3- المجرفة ذات الدلو المسحوب

تعتمد هذه المجرفة على السطل المعلق إلى ذراع الرافعة المرافقة معها، حيث نقوم برمي هذا السطل إلى المنطقة المراد حفرها، ويجب أن تكون بعيدةً عن محور الخطاف، وتقوم المجرفة بسحب السطل حاملاً معه التربة التي تُملأ أثناء سحب السطل على سطح التربة.

4- البلدوزر

هو عبارة عن آلية تكون إما مجنزرة أو ذات دواليب مطاطية ومزودة في مقدمتها بترس. تقوم هذه الآلية  بأعمال حفر وجرف التربة معاً، وتسوية السطوح على منسوب واحد. يمكن أن نقوم باستخدام البلدوزر بأعمال أخرى، منها: تنظيف المواقع من نواتج الهدم للأبنية القديمة والأنقاض، كما يُساعد أيضاً في صيانة طرقات النقل المُتخذة في موقع العمل.

أفضل ما يقدمه البلدوزر عند حفر التربة جرفها لمسافة تصل إلى 50 متر في حال كانت السطوح أفقية، ولكن من خلال التجريب تم اكتشاف أن البلدوزر يمكن أن يقوم بجرف التربة لمسافة لا تقل عن 100 متر في حالة السطوح المائلة، وفي كافة الأحوال لا يُفضل أن تتجاوز المسافة عن 100 متر. ^[2]

5- القاشطات

القاشطة هي آلية تستخدم لكافة أنواع الترب عدا الصخرية، ويمكن أن تكون آلية حفر ونقل في آنٍ واحد. تُستخدم من أجل عدة مشاريع هندسية لتنفيذ السطوح الواسعة، كالمطارات، والطرق السريعة، حيث تتألف من وعاء يأخذ شكل الصندوق قابلاً للحركة العمودية مفتوحاً نحو الأسفل.

ويُجهز من أسفله بشفرة لتقوم بقص الطبقة السطحية من التربة، وأثناء حركة الصندوق نحو الأمام تقوم بجرف التربة، وتُدفع إلى داخل الصندوق بقوة، ويتمُّ عندها إغلاق الصندوق، كما تتمُّ عملية تفريغ التربة تحت تأثير الجاذبية الأرضية بعد رفع الجزء الخلفي للصندوق.