أ .د .مصطفى عبد اللطيف الصواف محاضرة :تجربة تحميل الخوازيق تجربة تحميل الخوازيق Pile Load Tests المرجع االساسى لتقييم سلوك االساسات الخازوقيه تعتبر أكثر الطرق دقة لتحديد قدرة تحمل الخوازيق تجرى تجارب تحميل الخوازيق (شكل رقم )1لمعرفه تجاوب الخازوق مع االحمال المؤثره عليه شكل ( )1تجربة تحميل الخوازيق أسباب تنفيذ تجربة التحميل فى االتي: معرفة خصائص التربة للمساعدة فى تصميم باقى الخوازيق. التأكد من طول الخازوق وبالتالى تكلفتة العملية. مراجعة وتحقيق قدرة تحمل الخوازيق الناتجة من ومعادالت خصائص التربة. تحديد العالقة بين الحمل والهبوط للخوازيق واالستفادة منها فى تحقيق مجموعات الخوازيق. تحقيق التصميم اإلنشائي للخوازيق. قيود تجربة تحميل الخوازيق Limitation of Pile Load Tests عند عمل تجربة تحميل على خازوق مفرد بالموقع يجب مالحظة االتي: ال تأخذ فى االعتبار موضوع هبوط الخوازيق على المدى الطويل ال تأخذ فى االعتبار االحتكاك العكسى الواقع على الخازوق ال تأخذ فى االعتبار تأثير مجموعات الخوازيق. 1 أ .د .مصطفى عبد اللطيف الصواف محاضرة :تجربة تحميل الخوازيق يوجد 4أنواع لتجارب تحميل الخوازيق وهى: Compression test Lateral-load test Uplift test Torsion-load test عدد تجارب التحميل ال يتم تحميل خوازيق التجارب حتى حمل االنهيار ولكن حتى احمال تزيد على الحمل التصميمى من . %100- %50 يتم عمل تجربة تحميل لكل 200خازوق وبحيث ال يقل عن تجربة واحدة فى الموقع الواحد. بالنسبة لخوازيق ستراوس ال يقل عدد التجارب عن تجربه لكل 100خازوق وبحيث ال يقل العدد عن تجربه لكل موقع. يمكن اجراء التجربة على خازوق واحد في حاله خوازيق االرتكاز. في حاله خوازيق االحتكاك فتجرى التجربة على مجموعه من خازوقين او أكثر. في حالة فشل تجربة التحميل (عدم تحقيق الحمل التصميمي) يتم اعادة التجربة على خازوق ثاني .إذا نجحت التجربة الثانية يتم عمل تجربة ثالثة تأكيدية. أما إذا فشلت التجربة الثانية يتم عمل اعادة تصميم بزيادة عدد الخوازيق ان امكن او تخفيض احمال المبنى. خطوات تجربة التحميل يتم تجهيز الخازوق وتجهيز االرض المحيطة به وتجهيز وسيله رد الفعل وتجهيز وسيله االحمال وتجهيز وسيله قراءه الهبوط كما هو موضح بالشكل رقم (.)2 يتم اضافه االحمال على مراحل بحيث ال تزيد سعة كل مرحله عن %25من الحمل التصميمي وتكون فتره مكوث الحمل في كل مرحله كما هو مبين بالجدول رقم ( )1وتؤخذ القراءات في كل مرحله بعد 60-40-20-10-5-1دقيقه ثم بعد ذلك كل 30دقيقه. في حاله مكوث الحمل 12ساعة فيمكن زيادة الفترة بين القراءات الى 120-60 دقيقه وذلك بعد ساعتين من تناقص معدل الهبوط وتسجيل قراءات الهبوط. 2 أ .د .مصطفى عبد اللطيف الصواف محاضرة :تجربة تحميل الخوازيق شكل ( )2تجربة اختبار حمل راسي ضاغط على خازوق مفرد يتم عمل الرسومات البيانية التي توضح سلوك الخازوق اثناء التجربة. ويوضح الشكل رقم ( )3شكل العالقة ألنواع التربة المختلفة. يتم تحليل النتائج وعمل التوصيات بالحمل المسموح به والهبوط المناظر له. جدول ( )1طريقة التأثير بالحمل في تجرب تحميل الخوازيق الهبوط المقاس الحمل كنسبة من الحمل التصميمي فترة مكوث الحمل %25 1ساعة %50 1ساعة %75 1ساعة %100 3ساعة %125 3ساعة %150 12ساعة %125 ربع ساعة %100 ربع ساعة %75 ربع ساعة ربع ساعة %25 ربع ساعة صفر% 4ساعات %50 3 مم أ .د .مصطفى عبد اللطيف الصواف محاضرة :تجربة تحميل الخوازيق تحليل النتائج الغرض من تجارب التحميل هو تحديد وتأكيد حمل تشغيل الخازوق مع االخذ في االعتبار الهبوط المسموح به توجد طرق مختلفة لتحليل نتائج التجارب: طريقه معدل الهبوط الثابت يستخلص منها الحمل االقصى. طريقه التحميل على مراحل تعطى قيم هبوط مناظره للحمل بصوره ادق. اجراء التجربة بعمل دورات تعطى بيانات عن الهبوط الدائم والهبوط المرن مما يكون له دالله عند تقييم تجاوب الخازوق مع الحمل. سيتم التركيز على بندين اساسيين هما استنتاج الحمل االقصى للخازوق وهبوط الخازوق المسموح به. شكل ( )3نماذج لمنحنيات الحمل والهبوط الناتجة عن اختبارات تحميل الخوازيق الطرق المقترحة لتقدير الحمل االقصى للخازوق يعرف الحمل االقصى ultimate loadبانه الحمل الذى يسبب هبوطا للخازوق يساوى %10من قطره وحيث ان تجربه التحميل حتى الحمل االقصى غير متيسره من الناحية العملية في معظم االحوال خصوصا في حاله خوازيق االرتكاز في تربه 4 أ .د .مصطفى عبد اللطيف الصواف محاضرة :تجربة تحميل الخوازيق رمليه متوسطة او عالية الكثافة وكذلك في حاله الخوازيق ذات االقطار الكبيرة فان العديد من الطرق المتعارف عليها حاليا تستخدم منحنى (الحمل – الهبوط) لتجربه التحميل حتى 1.5او 2مره حمل التشغيل لتقدير الحمل االقصى ومن هذه الطرق: طريقه تشين 1970المعدلة Modified Chin 1970 في هذه الطريقة يتم رسم العالقة بين قيم هبوط الخازوق ونسبه هذا الهبوط الى الحمل المناظر ∆/Qكما هو موضح بالشكل رقم ( )4وتمثل هذه العالقة في العادة خطا مستقيما باستثناء القيم المناظرة لبدايات تجربه التحميل .يتم تحديد قيمة ميل الخط b الموضح بالرسم .يتم حساب أقصى حمل على الخازوق من المعادلة: 1 𝑏1.2 = 𝑡𝑙𝑢𝑄 شكل ( )4تعيين الحمل االقصى للخازوق بطريق تشين المعدلة Modified Chin طريقه برنك هانسن 1963 في هذه الطريقة يتم رسم عالقه مباشرة بين الحمل Qوالهبوط المقاسين من تجربة التحميل وذلك الستنتاج حمل االنهيار .يتم استخدام hyperbolic modelلرسم العالقة المبينة بالشكل رقم ( )5طبقا للعالقة: ∆ )∆ 𝑏 (𝑎 + =𝑄 حيث a, bثوابت من الشكل ويتم عمل محاوالت لتعيين الحل االقصى للتجربة 𝑡𝑙𝑢𝑄 بحيث يكون الهبوط عنده يساوى ضعف الهبوط المناظر لحمل يبلغ 𝑡𝑙𝑢𝑄 0.9 فيكون حمل االنهيار مساوي لقيمة 𝑡𝑙𝑢𝑄 5 أ .د .مصطفى عبد اللطيف الصواف محاضرة :تجربة تحميل الخوازيق شكل ( )5تعيين الحمل االقصى للخازوق بطريق تشين برنك هانسن ()1963 في حالة عدم حدوث انهيار واضح يتم أخذ الحمل األقصى كمتوسط للقيمتين المتحصل عليهما من طريقتي تشين المعدلة 1970وبرينك هانسن 1963 تحديد الحمل والهبوط المسموح من نتائج تجارب التحميل يجب أن يتوافر شرطان أساسيان معا ً في تقدير الحمل التصميمي المسموح به للخازوق: الشرط االول هو معامل االمان والشرط الثاني هو قيمة الهبوط المسموح به كما يلى: معامل االمان F.O.S يتم أخذ معامل االمان طبقا لحالة التحميل كما يلي: حالة الحمل التصميمي يشمل (األحمال الحية والميتة) FOS = 2.0 حالة الحمل التصميمي يشمل (األحمال الحية والميتة والرياح) FOS = 1.75 حالة الحمل التصميمي يشمل (األحمال الحية والميتة والزالزل) FOS = 1.50 قيمة الهبوط المسموح به يجب أال يزيد هبوط الخازوق بعد 12ساعة من وضع حمل ( Qمرة ونصف الحمل التصميمي) عن % 2قطر الخازوق مضافا ً إليه الهبوط المرن كاالتي: 𝐿 𝑄 0.5 𝐸𝐴 𝑆𝑎𝑙𝑙 = 0.02𝑑 + على أال يتعارض ذلك مع قيمة الهبوط وفارق الهبوط المسموح بهما للمنشأ. ال تسرى المعادلة السابقة على الخوازيق صغيرة األقطار و الشريطية حيث: 6 قطر الخازوق d مرة ونصف الحمل التصميمى Q طول الخازوق L أ .د .مصطفى عبد اللطيف الصواف محاضرة :تجربة تحميل الخوازيق مساحة مقطع الخازوق A معامل المرونة لمادة الخازوق E بالنسبة للخوازيق الخرسانية المصبوبة فى مكانها يؤخذ معامل المرونة 140طن/سم 2 بالنسبة للخوازيق الخرسانة سابقة الصب يتم تحديد قيمة معامل المرونة من: 𝑢𝑐𝑓√𝐸 = 1400 𝐾𝑔/𝑐𝑚2 where Fcu هى مقاوم الضغط المميزة للخرسانة 7